十二律

十二律是中国傳統音樂使用的音律，後來逐漸傳入到朝鮮、日本、越南等東南亞國家。律，本指用來定音的竹管，古人用十二個不同長度的律管，吹出十二個高度不同的標準音高，以定出音階的高低，故這十二個標準音高也叫十二律。

中國古代以「三分損益法」定律，將十二個音逐個導出；而前五個音與主音的數學關係較為簡單，同時也是常用音階，故又與十二個音並稱五音十二律。

音調

十二律分為陰陽兩類，奇數六律為陽律，叫做六律；偶數六律為陰呂，稱為六呂，合稱律呂。一般所說的六律包括陰陽各六的十二律。

律名	相對黃鐘之音程	相對黃鐘之頻率比例	音訊
黃鐘	主音/純一度	$1:1$	播放ⓘ
大呂	半音	$3^{7}:2^{11}$	播放ⓘ
太簇	大二度	$3^{2}:2^{3}$	播放ⓘ
夾（jiá）鐘	小三度	$3^{9}:2^{14}$	播放ⓘ
姑洗（xiǎn）	大三度	$3^{4}:2^{6}$	播放ⓘ
仲呂	完全四度	$3^{11}:2^{17}$	播放ⓘ
蕤（ruí）賓	增四度	$3^{6}:2^{9}$	播放ⓘ
林鐘	純五度	$3:2$	播放ⓘ
夷則	小六度	$3^{8}:2^{12}$	播放ⓘ
南呂	大六度	$3^{3}:2^{4}$	播放ⓘ
無射（yì）	小七度	$3^{10}:2^{15}$	播放ⓘ
應（yìng）鐘	大七度	$3^{5}:2^{7}$	播放ⓘ

三分損益法

相傳三分損益法為管仲所發明。

司馬遷的《史記》「律書第三」中寫到：「……九九八十一以為宮。三分去一，五十四以為徵。三分益一，七十二以為商。三分去一，四十八以為羽。三分益一，六十四以為角。」

意思是取一根用來定音的竹管，長為81單位，定為「宮音」。然後將81乘上2/3，就得到54單位，定為「徵音」。將徵音的竹管長度54乘上4/3，得到72單位，定為「商音」。將商音72乘2/3，得48單位，為「羽音」。羽音48乘4/3，得64單位，為「角音」。而這宮、商、角、徵、羽五個音高，被稱為中國的五音。

中國音樂中用來定音律的「三分損益法」的確立是考「中聲」而量之以制。儒家的「中聲」指音高、速度適中的有節制的音樂，「琴瑟尚宮，鍾尚羽，石尚角，匏竹利制，大不逾宮，細不過羽」，要舍卻彈奏中的「煩手」（複雜多變）。《左傳》有鮮明排斥過度追求音響、速度變化的「淫聲」、以能使人保持平和「中聲」為美的思想。 「畢氏學派」中的「五度相生律」與三分損益法相似，但是五度相生律与三分益损法上下生成次序有不同，产生的音階相对应为中国音階中的燕调式，与中国流行的宫调式不同。

三分損益與十二律的相關物理

在聲學中，音高指物體振動的頻率。取一簡單物體（如竹管、絲絃）用來定音高時，其頻率與長度成反比關係；若物體材質固定，長度愈長，則音高愈低。

特別地，當長度減為一半時，頻率變為原先的兩倍；長度增為兩倍時，頻率變為原先的一半。將這種互為二倍的特殊比例定義為彼此互為八度，便可由此從九九八十一的長度出發，試算前述藉由「三分損益」求得的長度所得到的十二律（宫调）：

黃鐘（C）：$81$（$n=0$）

林鐘（G，由黃鐘三分損而來）：${81\times {\frac {2}{3}}}=54$（$n=0+7=7$）

太簇（D，由林鐘三分益而來）：${54\times {\frac {4}{3}}}=72$（$n=7-5=2$）

南呂（A，由太簇三分損而來）：${72\times {\frac {2}{3}}}=48$（$n=2+7=9$）

姑冼（E，由南呂三分益而來）：${48\times {\frac {4}{3}}}=64$（$n=9-5=4$）

應鐘（B，由姑冼三分損而來）：${64\times {\frac {2}{3}}}=42{\frac {2}{3}}\approx 42.6666667$（$n=4+7=11$）

蕤賓（F♯，由應鐘三分益而來）：${42{\frac {2}{3}}\times {\frac {4}{3}}}=56{\frac {8}{9}}\approx 56.8888889$（$n=11-5=6$）

大呂（C♯，由蕤賓三分益而來）：${56{\frac {8}{9}}\times {\frac {4}{3}}}=75{\frac {23}{27}}\approx 75.8518519$（$n=6-5=1$）

夷則（G♯/A♭，由大呂三分損而來）：${75{\frac {23}{27}}\times {\frac {2}{3}}}=50{\frac {46}{81}}\approx 50.5679012$（$n=1+7=8$）

夾鐘（D♯/E♭，由夷則三分益而來）：${50{\frac {46}{81}}\times {\frac {4}{3}}}=67{\frac {103}{243}}\approx 67.4238683$（$n=8-5=3$）

無射（A♯/B♭，由夾鐘三分損而來）：${67{\frac {103}{243}}\times {\frac {2}{3}}}=44{\frac {692}{729}}\approx 44.9492455$（$n=3+7=10$）

仲呂（F，由無射三分益而來）：${44{\frac {692}{729}}\times {\frac {4}{3}}}=59{\frac {2039}{2187}}\approx 59.9323274$（$n=10-5=5$）

清黃鐘（黃鐘的高八度音，由仲呂三分損而來）：${59{\frac {2039}{2187}}\times {\frac {2}{3}}}=39{\frac {6265}{6561}}\approx 39.9548849$（$n=5+7=12$）

• 注意，最後一個「清黃鐘」的長度$39.9548849$與直接取「黃鐘」長度的一半$40.5$仍有一段小小的差距，這就是「黃鐘不能還原」的問題；因連乘十二次${\frac {2}{3}}$或${\frac {4}{3}}$後的值不可能達到原始的${\frac {1}{2}}$（${\frac {2^{6}\times 4^{6}}{3^{12}}}\approx 0.493270184$）
• 另外，若定律時不斷使用三分損益的操作，最後一定會出現除不盡的小數，使得實際製作時易產生誤差；然而現實上，準確度（Accuracy）與精密度（Precision）絕對有其極限，故經十二次三分損益後已可構成一個（不甚完美的）音階循環；這也是中西樂理都不約而同發展為以12音階為主流的原因，之後才出現如純律、十二平均律等不同的改進或修正方法

將上方的計算結果對照《史記·律書》之記載，便可發現其中抄錄錯誤。宋代沈括《夢溪筆談》便指《律書》中「七分」等文字當為「十分」之誤，故原文中黃鐘「八寸七分一」為「八寸十分一」（81分）才合理。以下列出古音十二律與史記記載更正之比較，並附「西方參考音名」及「與十二平均律之偏差」之計算。

大塚寅藏著『新案日本數字符　明清樂獨學』所載「和漢洋十二音律對照表」

中國音名	三分損益（由原文更正後）	西方音名	十二平均律	三分損益與十二平均律之偏差（%）
黃鐘	81	C	81	-
林鐘	54	G	54.0610	0.11
太簇	72	D	72.1628	0.23
南呂	48	A	48.1629	0.34
姑洗	64	E	64.2898	0.45
應鐘	42.6667	B	42.9083	0.56
蕤賓	56.8889	F♯	57.2757	0.68
大呂	75.8519	C♯	76.4538	0.79
夷則	50.5679	G♯	51.0268	0.90
夾鐘	67.4239	D♯	68.1126	1.01
無射	44.9492	A♯	45.4597	1.12
仲呂	59.9323	F	60.6814	1.23

若不照音高排列，而是如上表照三分损益法排列十二律，则会发现其顺序与五度圈自C开始顺时钟方向的音位排列恰巧一样。

音律與曆法的配合

由於音律與一年中的月分恰好都定有十二個，於是在中國上古時代，人們便把十二律和十二月聯繫起來，又名十二月律。例如大秦景教流行中國碑中有「太蔟月」即正月。依照《禮記·月令》上的記載，它們之間的對應為：

孟春之月，律中太簇；
仲春之月，律中夾鐘；
季春之月，律中姑洗；
孟夏之月，律中仲呂；
仲夏之月，律中蕤賓；
季夏之月，律中林鐘；
孟秋之月，律中夷則；
仲秋之月，律中南呂；
季秋之月，律中無射；
孟冬之月，律中應鐘；
仲冬之月，律中黃鐘；
季冬之月，律中大呂。

所謂「律中」就是「音律的對應」，其徵驗的方法則是憑「吹灰」。據說古人將十二根律管裡塞入葭莩的灰，只要到了某個月分，相對應的那一隻律管中的灰就會自動地飛揚出來，這便是「吹灰候氣」、「夷則為七月之律」等詞彙的典故。當然以今日的觀點，吹灰候氣並沒有現實的根據。

值得注意的一點，十二律中最基本的是黃鐘，而中國曆法最基本的則是含有冬至的月份。《月令》中所列出的，正是以黃鐘對應冬至所在的仲冬月分——子月（大雪至小寒之月）。

另外，《周髀算經》提及由於中國古代使用天干地支，以六十年甲子為一個週期，而60又有2、3、4、5、6、10、12、15、20、30等因數，所以不同時期規律出現的天象，會在60年內集中重複，這些看似奇異的現象實際上是可以用數理邏輯解釋清楚的。

延伸阅读

[在维基数据编辑]

《欽定古今圖書集成·經濟彙編·樂律典·律呂部》，出自陈梦雷《古今圖書集成》

外部連結

• 戴振铎：〈广义三分损益律与朱载堉十二平均律及纯律的关系〉。
• 《史記》中記載的「律數」