作為一名業餘歌手，我一生中最動人的時刻都與歌唱有關。作為一名大學生，我每週兩次的合唱排練經常讓我熱淚盈眶。我會感到放鬆和平靜，但又興奮和喜悅，我偶爾會體驗到一種強大的快感，它讓我脊背發涼。我還感受到與同唱音樂的朋友們之間的聯絡，這與不與我一起唱歌的朋友們不同。
我經常想知道音樂的什麼特質能引起如此強烈的情感。哲學家和生物學家們幾個世紀以來一直在問這個問題，他們注意到人類普遍被音樂所吸引。它在我們悲傷時安慰我們，在快樂時激勵我們，並將我們與他人聯絡起來，儘管聽iPod或唱“生日快樂歌”似乎對生存或繁殖並非必要。
一些科學家得出結論，音樂的影響可能是一種偶然事件，源於它能夠劫持為其他目的（如語言、情感和運動）而構建的大腦系統。正如哈佛大學心理學家史蒂芬·平克在其1997年的著作《心智如何運作》（W. W. Norton出版社）中著名地指出的那樣，音樂是“聽覺芝士蛋糕”，一種精心製作的甜點，旨在刺激為更重要功能進化而來的大腦區域。但由於這種意外的收穫，音樂似乎提供了一種以情感而非意義為根基的新型交流系統。最近的資料表明，例如，音樂可靠地傳達某些情感：我們聽到一首音樂時的感受，與房間裡其他人的感受非常相似。
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新興證據也表明，音樂在不同文化和音樂或認知能力差異很大的人群中都會引起可預測的反應。即使是新生嬰兒和無法辨別音高的人也享受音樂的情感效果。“當然，音樂似乎是最直接的情感交流形式，”哥倫比亞大學著名神經學家奧利弗·薩克斯（Oliver Sacks），最近出版了《音樂嗜好症》（克諾夫出版社，2007年）一書的作者評論道。“它似乎確實與語言和手勢一樣，是人類生活和交流的重要組成部分。”
這種對話為人們建立情感聯絡提供了一種方式，從而可能加強人類社會形成的基礎紐帶，而這種紐帶具有明顯的生存優勢。音樂節奏甚至可能促進某些身體互動，如一起行進或跳舞，進一步鞏固我們的社會聯絡。此外，曲調可能在個人層面上對我們有利，比文字更有效地操縱情緒甚至人類生理機能——以激發、激勵、平靜或促進身體健康。所有這些益處都使人們重新考慮音樂是否真的像看起來那樣微不足道。
大腦中的馬賽克
縱觀有記載的歷史，人們一直在試圖解釋音樂對人類精神的影響。音樂被貼上了各種標籤，從天堂的禮物到魔鬼的工具，從數學的延伸到語言處理的副作用。查爾斯·達爾文因音樂在世界範圍內的普遍存在而感到困惑：他在1871年的《人類的由來》中寫道，人類對音樂的愛好，“必須被列為他被賦予的最神秘的特質之一。”
自20世紀50年代以來，許多心理學家試圖透過將音樂欣賞與言語進行比較來解釋音樂的力量。畢竟，對音樂和言語的理解，在其最原始的層面上，都需要檢測聲音的能力。大腦的聽覺皮層，一個專門負責聽覺的區域，現在已知會處理基本的音樂元素，如音高（音符的頻率）和音量；鄰近的二級聽覺區域消化更復雜的音樂模式，如和聲和節奏。[有關大腦如何處理音樂的更多資訊，請參閱埃卡特·O·阿爾滕穆勒的文章“你腦海中的音樂”；《大眾科學思想》，2004年1月。]
此外，語言和音樂都包含一種語法，它組織較小的組成部分，如單詞和音樂和絃、由旋律或韻律（言語的旋律線）組成的短語，以及張力和解決。事實上，音樂已被發現可以激發參與理解和產生語言的大腦區域，包括布羅卡區和韋尼克區，這兩個區域都位於大腦表面的左半球。（大多數人主要在大腦左半球處理語言，但在右半球的類似區域編碼音樂的大部分方面。）因此，音樂句法——例如，短語中和絃的順序——可能源於為組織和理解語法而進化的機制。
但曲調也會招募其他大腦系統，主要是那些控制情感的系統，如恐懼、快樂和悲傷。例如，對杏仁核（大腦的恐懼中心）的損害會損害一個人感受恐懼的能力，並且在一些研究中，也會損害對歌曲感到悲傷的能力。因此，許多現代研究人員推測，音樂是透過搭乘專門用於語言、情感和其他功能的大腦區域的獨特組合而進化而來的。“我認為音樂很可能只是為其他原因進化而來的事物的副作用，”現在在紐約大學的聽覺科學家喬什·麥克德莫特說。
通用語言
音樂同時啟用不同的腦回路似乎產生了一些顯著的效果。旋律似乎調解了一種情感對話，而不是像語言那樣促進一種主要語義的對話。當作曲家寫下悲歌或蹣跚學步的孩子興高采烈地敲打鍋子時，這個人不僅在揭示他或她自己的情感狀態，而且也在引起聽眾分享這些感受。幾項研究表明，音樂可靠地傳達了所有聽到它的人的預期情感。在20世紀90年代末，神經科學家伊莎貝爾·佩雷茨及其在蒙特利爾大學的同事發現，西方聽眾普遍同意，一首使用西方音調元素的歌曲是快樂、悲傷、可怕還是平靜的。
音樂的情感內容甚至可能是文化透明的。今年四月，德國萊比錫馬克斯·普朗克人類認知與腦科學研究所的神經科學家湯姆·弗裡茨及其同事讓從未聽過西方音樂的喀麥隆馬法族成員接觸古典鋼琴音樂的片段。研究人員發現，聽過這些片段的成年人像西方聽眾一樣，始終如一地將其識別為快樂、悲傷或可怕的。因此，一首歌曲引發特定情感的能力不一定取決於文化背景。
音樂語言也可能超越更基本的交流障礙。在過去十年中進行的研究中，倫敦大學金史密斯學院的認知心理學家帕姆·希頓及其研究團隊為自閉症兒童和非自閉症兒童播放音樂，比較語言技能相似的兒童，並要求孩子們將音樂與情感相匹配。在最初的研究中，孩子們只是在快樂和悲傷之間做出選擇。在後來的研究中，希頓及其同事引入了一系列複雜的情感，如勝利、滿足和憤怒，並發現孩子們在音樂中識別這些情感的能力並不取決於他們的診斷。語言技能相似的自閉症兒童和典型兒童表現同樣出色，這表明音樂可以可靠地傳達情感，即使在那些識別情感豐富的社交線索（如面部表情或語調）能力嚴重受損的人身上也是如此。
最近，在一個巧妙的實驗中，斯德哥爾摩皇家理工學院的聲學科學家羅伯託·佈雷辛及其同事獲得了定量支援，證明音樂是一種通用語言。科學家們沒有要求志願者對一段音樂做出主觀判斷，而是要求他們操縱這首歌曲——特別是它的節奏、音量和樂句——以最大化給定的情感。例如，對於一首快樂的歌曲，參與者應該透過調整滑塊來操縱這些變數，使這首歌曲聽起來儘可能歡快；然後儘可能悲傷；然後可怕、平靜和中性。
研究人員發現，參與者——專業的音樂家和另一項研究中的七歲兒童——都為每首歌曲找到了相同的節奏，以突出其預期的情感，無論是快樂、悲傷、恐懼還是寧靜。佈雷辛在2008年蒙特利爾神經音樂III會議上報告了這些發現，這些發現支援了這樣一種觀點，即音樂包含資訊，可以在大腦中引起特定的情感反應，而與個性、品味或訓練無關。因此，音樂可能構成一種獨特的交流形式。
合唱團的凝聚力
音樂傳達情感的能力可能構成其最重要的益處之一的基礎。在大多數文化中，音樂幾乎總是一種社群活動：每個人聚在一起唱歌、跳舞和演奏樂器。即使在西方社會，西方社會獨特地區分了音樂表演者和聽眾，人們也喜歡在各種場合一起欣賞音樂：在婚禮或夜總會跳舞，在教堂唱讚美詩，與孩子們輕聲唱歌，聖誕頌歌和在派對上唱“生日快樂歌”。這些儀式的流行表明，音樂賦予了社會凝聚力，可能是透過在群體成員之間建立共情聯絡來實現的。
但共情可能不是音樂促進團結的唯一手段。研究表明，當人們聽音樂時，大腦的運動區域也很活躍——可能是為了處理節奏。這些區域包括前運動區（為人的行動做準備）和小腦（協調身體運動）。一些研究人員猜測，音樂力量的一部分源於它傾向於回應和同步我們的活動。“我可以看到節奏和身體行動如何在神經系統中產生相互共鳴，”麥吉爾大學的神經心理學家羅伯特·扎託雷推測道。“所有的聲音都是由運動產生的。當你聽到聲音時，那是因為有什麼東西在移動。”
那麼，從走路、呼吸和聽到心跳——不是本質上是音樂的自然節奏聲音——到有目的地保持節奏或與他人的步態相匹配，只是一個小小的步驟。“音樂起作用的部分原因是，當你聽到一種模式時，你可以加入進來。你知道如何組織你的肌肉來產生你聽到的聲音，”扎託雷解釋道。這樣，歌曲的節奏也可以透過促進一種身體上的聯絡來充當社會凝聚力。
音樂可能促進一種非語言團結的觀點，從馬克斯·普朗克人類認知與腦科學研究所的神經科學家尼古拉斯·斯坦貝斯和英國蘇塞克斯大學的斯特凡·科爾施在2008年進行的一項研究中獲得了額外的支援。斯坦貝斯和科爾施使用功能性磁共振成像，在一個志願者同時聽和絃和單詞的任務中，確定了一個對和絃而不是單詞做出反應的大腦區域。結果表明，這個反應區域是顳上溝，這是大腦表面靠近耳朵的一部分，對非言語社交線索（如非言語發聲、眼神和身體動作）做出反應。這個區域的啟用暗示音樂可能確實有助於建立社會聯絡。
無論其起源如何，這種凝聚力對於像我們這樣的群居動物來說都極其寶貴；增強這種團結的特質往往會持續存在。“音樂通常是一種社會活動，”科爾施解釋道。“當人們創作音樂時，他們會相互交流與合作。在某種程度上，他們練習社交活動和社會功能。這種社交行為對人類物種非常重要。”
音樂療法
音樂也給我們個人帶來了好處。在我們對曲調的有意識印象之下，存在著可以改善我們身心健康的生理效應。研究表明，歡快、緊張或令人興奮的音樂可以從身體上激發聽眾，觸發身體的戰鬥或逃跑反應：心率和呼吸頻率加快，人可能會出汗，腎上腺素進入血液。這種“激勵”效應解釋了為什麼這麼多人喜歡在鍛鍊時聽搖滾或嘻哈音樂——音樂啟動了高強度運動所需的生理系統。心理效應也很重要；音樂是一種受歡迎的消遣，使鍛鍊更有趣。充滿活力的旋律往往可以普遍提升情緒，在我們感到疲倦時喚醒我們，並在任何情況下創造興奮感。
另一方面，根據幾項研究，音樂可以起到鎮靜作用，降低血液中壓力激素皮質醇的水平，降低心率和呼吸頻率，並減輕疼痛。這種減輕焦慮效果的經典例子是母親用搖籃曲哄嬰兒入睡。此外，臨床研究表明，音樂是讓即將接受手術的患者放鬆、控制疼痛以及改善兒童和痴呆症患者行為問題的有力工具。
2000年，阿肯色大學醫學科學部的老年病學研究員兼護士琳達·A·格德納讓39名嚴重受損的阿爾茨海默病患者每週兩次接觸他們喜歡的音樂，持續六週。問卷調查確定的患者喜歡的音樂，比他們在另一個時間單獨聽到的古典“放鬆”音樂更能降低患者在聽音樂期間和之後的躁動水平。人們還發現，喜歡的音樂可以減輕手術和分娩期間的疼痛。鎮痛效果顯然比聽音樂的時間更長：在分娩或醫療過程中接觸音樂可以減輕之後感受到的痠痛，即使音樂已經停止。
當然，人們一直都在用音樂進行自我治療。廣泛的調查發現，幾乎每個人都報告自己為了增強或改變自己的情緒狀態而獨自聽音樂。
為歌曲而生？
鑑於音樂無可爭議的吸引力，除了搭乘其他系統之外，音樂是否在大腦中也有一些獨特的根源？研究人員描述了幾個大腦損傷的案例，這些案例損害了一個人感受音樂而非其他刺激所激發的情感的能力。薩克斯的朋友勞倫斯·弗里曼在一次腳踏車事故中腦震盪後，選擇性地失去了對古典音樂的熱情。薩克斯說，弗里曼仍然可以認出他曾經喜歡的古典作品，並且仍然會被視覺藝術和其他體驗所感動，但音樂卻不能給他帶來任何快樂。據推測，事故損害了大腦中專門負責對音樂產生熱情的部分，儘管沒有人確切知道大腦的哪個部分是那個部分。
其他研究人員認為，音樂具有獨立的起源，因為欣賞音樂的能力似乎是與生俱來的。各種研究表明，嬰兒對歌曲表現出極大的關注，甚至似乎更喜歡歌曲而不是言語。在2008年7月發表在《自然預印本》上的初步研究結果中，義大利聖拉斐爾生命健康大學的神經科學家瑪麗亞·克里斯蒂娜·薩庫曼和丹妮拉·佩拉尼及其同事表明，音樂激活了新生兒大腦中與更成熟的聽眾大腦中相似的區域。薩庫曼和佩拉尼使用功能性磁共振成像來觀察一到三天大的新生兒的大腦如何對古典音樂做出反應，並發現了一種反映成人音樂處理模式的模式：嬰兒的右半球聽覺系統比左半球反應更強烈。研究人員還透過在摘錄中間突然跳到另一個調或演奏整個不和諧的音樂片段來改變音樂。這些更刺耳的段落優先激活了嬰兒的左下額葉皮層（成人音樂句法處理中涉及的區域）和邊緣系統（情感反應的所在地），就像在成人中發生的那樣。“大腦似乎天生就準備好處理音樂，”薩庫曼總結道。
人們認為，這種與生俱來的對音樂的準備與母親語現象有關，母親語是人們本能地與嬰兒交談的特殊吟唱方式。母親語的普遍使用使一些專家推測，它可能是音樂和語言最初的起點。一些專家，特別是英國雷丁大學的認知考古學家史蒂文·米森，推測語言和音樂都起源於我們的原始人類祖先使用的音樂原始語言。根據米森的說法，尼安德特人和其他已滅絕的原始人類似乎具有聲帶結構，表明他們可以唱歌。古代人類當然也演奏樂器：研究人員發現了數萬年前的骨笛。
真相是我們可能永遠無法知道音樂為何存在；進化論非常難以檢驗。但即使在對音樂起源的不確定性中，我們仍然可以使用歌曲來激勵自己或讓自己平靜下來，減輕痛苦和焦慮，與他人建立聯絡，或者只是感動人們落淚。“音樂是傳遞和喚起情感最直接和最神秘的方式，”薩克斯宣稱。“它是將一個意識連線到另一個意識的一種方式。我認為最接近心靈感應的事情就是一起創作音樂。”