藝術與科學跨領域研究—臺大音樂認知心理學教授蔡振家專訪

文詠萱/本刊主編

(與《科學月刊》第574期共同刊載)


音樂為人類行為中特殊的表達方式,且其能強烈的傳輸情感。而這牽涉到人類大腦運作,因此研究人員多需要同時具有科學與音樂專長。《科學月刊》本期邀請到目前為臺灣大學音樂學研究所專任副教授蔡振家老師,談談他是如何投入此迷人跨領域世界,以及臺灣音樂科學研究現況。

科學月刊(簡稱科):老師是在什麼樣的機緣下投入音樂科學的跨領域研究?

蔡振家(簡稱蔡):我在碩士與博士都還沒有做跨界研究,在碩士及博士初期是研究戲曲音樂。但我到了德國後發現,有人將自然科學與音樂結合研究,而在那個時候才知道世界上原來有這種科學領域,剛好將我以前在物理系、理學院所學的,結合音樂做研究。

洪堡大學做音樂科學跨界研究的傳統可追溯到19世紀,當時有個物理科學家──亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz),他就是我們洪堡大學正門口的雕像,他在物理學、生理學、數學、心理學等相當有成就,其研究另外也包含音樂聲學,融合音樂與科學。

因此我決定跟隨他的方向,當時訂的研究題目是從心理學與物理學的角度,研究中國的笛子。主要是中國笛有個笛膜,小小的笛膜就讓中國笛與西方的笛子很不一樣。在物理上,我研究笛膜的震動,在心理學上我就研究這個笛膜的震動後對聲音的影響,還有對聽眾心理的影響。

科:老師曾在2002年博士在學時前往澳洲新南威爾斯大學物理系擔任「音樂聲學實驗室」訪問學生,請老師談談其過程。

蔡:會去「音樂聲學實驗室」也是一個緣份,因在研討會認識澳洲研究人員,當我拿出中國笛跟對方介紹中國笛,並提到它有個笛膜,他們覺得相當好奇,因此歡迎我到澳洲音樂實驗室進行實驗。

「音樂聲學實驗室」是全球少見以樂器為主的物理實驗室,全球以音樂為主的物理實驗室不超過5間,而我到澳洲實驗是主要是研究中國笛,因之前他們研究長笛已經有相當基礎,我的許多研究方法就沿用長笛,因此實驗進行的相當順利,我大概做2個月就把數據收完了。

科:請老師簡述您的研究專長神經美學、情感科學、生物音樂學內容。

蔡:這些都是跨領域的研究,每個講起來牽連的範圍都很廣。簡單來說,神經美學即研究藝術活動背後的神經基礎,人或動物從事藝術活動時,會用到大腦的哪些迴路。這就是所謂的神經基礎,它牽涉到藝術活動裡面的背景知識,還有藝術作品的內容分析、欣賞者或創作者的身體運動或是身體感覺,另外還包含評價、決策以及情緒。

那以藝術創作來說,就牽涉到腦中比較高階的迴路,也就是心理上的自我,「我到底要追求什麼、我的過去跟未來」,這種比較抽象的東西,這個面向在藝術創作、藝術欣賞中也相當重要。

而情感科學,顧名思義就是跟情感有關各種學科的跨領域研究,除了心理學之外也牽涉到資訊科學、生物學,例如神經反應的神經基礎或者是化學基礎。我比較熟的還是跟藝術相關的情感科學。例如從演化的觀點來看,人做為比較複雜的動物,審美機制裡面有沒有什麼是在較原始的物種中就已經出現的。例如中腦,這是我比較感興趣的研究方向,中腦是大腦比較原始的部位,遠在爬蟲類就有這個神經迴路,我們在深受音樂感動的時候,中腦居然會被活化,我覺得非常有趣。

這也牽涉到生物音樂學在做什麼,他有三個分支,第一個就是演化音樂學,主要在探討音樂活動是怎麼開始的,地球生命演化史上,大概什麼時候生物開始有音樂活動,絕對不是從人開始,一定是更早。除了演化音樂學之外,還有神經音樂學,就我剛剛講的研究音樂活動裡面的神經基礎。還有第三個分支就是比較音樂學,從宏觀的角度,去看地球上各個音樂種類和音樂文化,看看有沒有什麼共通性或是差異性,藉由比較的方式去認清各個音樂文化的內涵。

我主要還是做基礎研究,而一旦牽涉到應用,要有更多的合作對象,例如說跟醫院、醫生合作,這我比較少做。

科:那這些研究領域的研究方式主要有哪些?

蔡:我自己比較熟的就是心理學方法,實驗心理學可透過問卷,或是各種測量(包含生理訊號、神經活動訊號測量)得知欣賞音樂時身體與心理的狀態,因為這些算是自然科學,所以比較注重客觀的數據,跟人文學的分析不太一樣。

生物音樂學比較特別的是需要以動物來做實驗,有次與通識課上的生科系學生與其生科系老師合作,研究青蛙怎麼樣挑選水溝裡面共鳴最好的位置,讓牠自己覺得自己唱得很棒。學生在實驗室裡面養青蛙,並設計了一個類似水溝的環境,調查雄蛙鳴叫的時候,有沒有特別喜歡在什麼地點,結果發現,雄蛙較偏好在水溝內而非水溝外鳴叫,而在水溝內鳴叫的話,音量與音長都會增加(跟在水溝之外相比),可見青蛙真的有挑地方叫。我們後來就開玩笑說,研究結果暗示:男人在浴室裡面唱歌唱得很高興(自己覺得歌喉很棒),在兩棲類就看得到。

科:在資料上看到老師有功能性核磁共振成像(fMRI)的專長,但在老師的學歷中並未有相關學習經歷,想請問老師是在哪裡學習的?

蔡:我是一直到博士班,才用自修的方式學習神經科學,因為我看了薩克斯(Oliver Sacks)的書《錯把太太當帽子的人》之後,覺得這就是我最感興趣的領域。大概是1999年左右,剛好那時候fMRI開始普及,所以我乘著這麼風潮,那博班讀這個神經科學是一種休閒,到博士後也是一樣,直到我正式任教才跟心理系與電機系合作,真正使用fMRI,邊做邊學。主要是感謝一些貴人相助,有合作對象可以耐心地從頭教我,也剛好因為我任教的單位是臺大,才有更多跨領域合作的可能。

科:想請老師談談這幾年來教通識課中有趣的事情。

蔡:我有一門通識課名為「音樂作品中的愛」,期末報告學生們有兩個選擇,一個是交期末書面報告,另外我會跟同學說老師鼓勵第二種,就是在期末交一首歌。學生常常在修完課以後感慨地說原來自己是可以寫歌的,以前沒有機會、也沒有老師跟他講這件事情,我過去這個課大概100多個人修,其中會有20幾個人寫出歌,那有的人是第一次寫,學生感動到不行,由此可見學習的主動性是需要開發的,就看老師有沒有提供一個讓學生表現的平台。

我覺得創作是一種自我鍛鍊,就可能在過程中會學到很多東西,即便最後寫出來的歌詞或音樂很爛,可是其實會大幅提升對歌曲、音樂本質的認識。這就跟學物理有點像,不能一直停在理論的部分,你要做實驗。對於個人學習新東西的過程與體會,一定要動手做過才會有體驗,一直紙上談兵是很不健康的,臺灣的音樂教育可能要重新思考一下。

科:臺灣的音樂課該怎麼做?

蔡:多一些創作課程,國外的音樂課就比較注重讓學生創作。舒伯特在17歲寫了一首歌,那首歌改變了西洋藝術歌曲的歷史。17歲這種年紀本來就應該創作,套一句現在流行的話,青少年就是要創作,不然要幹嘛?

因為一個人最有創意的時候大概就是青少年,即便不是很成熟,但最奔放的時候。舒伯特在17歲的創作,改變了過去藝術格局的做法,可能就是他有年輕人的衝勁與想像力,年紀大以後,雖技巧更成熟,但相對會失去衝勁,我覺得不管是音樂課或是國文課,都要鼓勵學生創作,而且要創作當代的東西。

科:老師有觀察過聽眾聽音樂時情緒反應的大腦反應嗎?

蔡:有,我們聽到流行歌副歌的時候,會活化我們的中腦。音樂有種力量可以穿到演化上相當古老的中腦,這不是普通的藝術型態可以達到的。

科:老師在一些研究中,有分析流行歌的編曲,請問老師是用什麼方式研究的?

蔡:我可以猜測不同編曲元素對應到我們身體什麼感覺,聽音樂之所以可以引起我們的共鳴,就是因為用到我們記憶中的一些身體感覺的初胚、印象。例如說,主律動(foundation)這種貝斯跟鼓奏出的低頻規律撞擊,他會讓我們聯想到腳掌觸地的感覺,而比較細碎的節奏旋律,就是在這些規律地走路、跑步之上,做一些其他細微反覆的動作,相當於走路的時候手、頭、腰的細微動作,這些細微動作能夠傳達比較細微的情感。

這不全然是猜測,在過去腦造影的研究中已有發現,腦中掌管音樂節奏的部分,其實同時也是管運動。人類運動十分講究時機(timing)、協調性,就跟節奏及肢體協調有關,編曲裡面可能有貝斯、電吉他兩把、鋼琴等樂器,有很多條線,他們彼此間要協調,那這種協調跟我們走路時身體各個部位要協調是很像的,這些在我們腦中主要是由運動系統指揮。

科:對此有興趣的學生是不是都要到國外學習?

蔡:我會建議學生出國,但在國際上這種選擇不算很多,主要是在心理系,或神經科學相關的研究所,或是找比較少數那種開宗明義就在做音樂與科學跨領域研究的單位。

在心理系就是特定的教授,因此要跟對老闆,那如果一定要在國內的話,建議可以在資訊工程系。過去臺灣做音樂心理相關研究的學者,比較多是資工領域,從訊號處理的方式,還有現在人工智慧的角度來研究。

科:人工智慧與音樂的研究目前有哪些比較突出的研究?

蔡:目前比較紅的是人工編曲,專業的編曲家聽到人工智慧的編曲,有的人跟我說他不想做了,因為人工智慧編得相當好。國外已經做到非常厲害,還有虛擬歌手也是人工智慧的產物。影片配樂未 來也是商機蠻大的一塊,以後會有各種宣傳影片,都需要配樂,假如人工智慧可以幫忙這一塊,可以省下很多時間也能賺很多錢。

我覺得以後的趨勢會是每位音樂創作者旁邊有一個人工智慧,比較簡單的技術問題,就讓人工智慧去做,人只要就做決策與選擇就好。詞曲創作比較難被機器取代,因為他們沒有那種情感去創作,機器人沒有什麼生活感觸。但人類如果有創意產生,寫出詞曲,給人工智慧編曲,何樂而不為?

科:請給對想進入此領域的同學一些建議。

蔡:因為我以前就是用自修的方式學這一塊,所以我非常相信自修是一個有彈性又有效率的方式,只是網路上關於音樂心理學和音樂治療的錯誤資訊還蠻多的,自己要小心分辨,當然最好是可以直接讀國際期刊的論文。

建議先看科普書,第一個科普書是用中文寫的,第二個它是一本書,比較有系統,對於門外漢來說,中文跟有系統是相當重要的,那我從中文科普書那邊練功練了大概五年,才進攻到期刊論文,一開始會非常痛苦,有很多專有名詞、實驗設計、數據分析看不懂,最重要的是你要有人可以問。

以前在學民間戲曲,老師就跟我說兩個學習要點,第一是拜師,第二是訪友,拜師就是有系統的學習,訪友就是有問題的時候有人可以討論,有一些跨領域的想法,有人可以一起作夢一起實踐,我真的覺得上課不是重點,特別因為現在網路平台上有很多課程,學習管道在這幾年會產生非常巨大的變化,重點還是要有人可以討論。

沒有留言:

張貼留言