作为一名业余歌手，我一生中最动人的时刻都与歌唱有关。作为一名大学生，我每周两次的合唱排练经常让我热泪盈眶。我会感到放松和平静，但又兴奋和喜悦，我偶尔会体验到一种强大的快感，它让我脊背发凉。我还感受到与同唱音乐的朋友们之间的联系，这与不与我一起唱歌的朋友们不同。
我经常想知道音乐的什么特质能引起如此强烈的情感。哲学家和生物学家们几个世纪以来一直在问这个问题，他们注意到人类普遍被音乐所吸引。它在我们悲伤时安慰我们，在快乐时激励我们，并将我们与他人联系起来，尽管听iPod或唱“生日快乐歌”似乎对生存或繁殖并非必要。
一些科学家得出结论，音乐的影响可能是一种偶然事件，源于它能够劫持为其他目的（如语言、情感和运动）而构建的大脑系统。正如哈佛大学心理学家史蒂芬·平克在其1997年的著作《心智如何运作》（W. W. Norton出版社）中著名地指出的那样，音乐是“听觉芝士蛋糕”，一种精心制作的甜点，旨在刺激为更重要功能进化而来的大脑区域。但由于这种意外的收获，音乐似乎提供了一种以情感而非意义为根基的新型交流系统。最近的数据表明，例如，音乐可靠地传达某些情感：我们听到一首音乐时的感受，与房间里其他人的感受非常相似。
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新兴证据也表明，音乐在不同文化和音乐或认知能力差异很大的人群中都会引起可预测的反应。即使是新生婴儿和无法辨别音高的人也享受音乐的情感效果。“当然，音乐似乎是最直接的情感交流形式，”哥伦比亚大学著名神经学家奥利弗·萨克斯（Oliver Sacks），最近出版了《音乐嗜好症》（克诺夫出版社，2007年）一书的作者评论道。“它似乎确实与语言和手势一样，是人类生活和交流的重要组成部分。”
这种对话为人们建立情感联系提供了一种方式，从而可能加强人类社会形成的基础纽带，而这种纽带具有明显的生存优势。音乐节奏甚至可能促进某些身体互动，如一起行进或跳舞，进一步巩固我们的社会联系。此外，曲调可能在个人层面上对我们有利，比文字更有效地操纵情绪甚至人类生理机能——以激发、激励、平静或促进身体健康。所有这些益处都使人们重新考虑音乐是否真的像看起来那样微不足道。
大脑中的马赛克
纵观有记载的历史，人们一直在试图解释音乐对人类精神的影响。音乐被贴上了各种标签，从天堂的礼物到魔鬼的工具，从数学的延伸到语言处理的副作用。查尔斯·达尔文因音乐在世界范围内的普遍存在而感到困惑：他在1871年的《人类的由来》中写道，人类对音乐的爱好，“必须被列为他被赋予的最神秘的特质之一。”
自20世纪50年代以来，许多心理学家试图通过将音乐欣赏与言语进行比较来解释音乐的力量。毕竟，对音乐和言语的理解，在其最原始的层面上，都需要检测声音的能力。大脑的听觉皮层，一个专门负责听觉的区域，现在已知会处理基本的音乐元素，如音高（音符的频率）和音量；邻近的二级听觉区域消化更复杂的音乐模式，如和声和节奏。[有关大脑如何处理音乐的更多信息，请参阅埃卡特·O·阿尔滕穆勒的文章“你脑海中的音乐”；《大众科学思想》，2004年1月。]
此外，语言和音乐都包含一种语法，它组织较小的组成部分，如单词和音乐和弦、由旋律或韵律（言语的旋律线）组成的短语，以及张力和解决。事实上，音乐已被发现可以激发参与理解和产生语言的大脑区域，包括布罗卡区和韦尼克区，这两个区域都位于大脑表面的左半球。（大多数人主要在大脑左半球处理语言，但在右半球的类似区域编码音乐的大部分方面。）因此，音乐句法——例如，短语中和弦的顺序——可能源于为组织和理解语法而进化的机制。
但曲调也会招募其他大脑系统，主要是那些控制情感的系统，如恐惧、快乐和悲伤。例如，对杏仁核（大脑的恐惧中心）的损害会损害一个人感受恐惧的能力，并且在一些研究中，也会损害对歌曲感到悲伤的能力。因此，许多现代研究人员推测，音乐是通过搭乘专门用于语言、情感和其他功能的大脑区域的独特组合而进化而来的。“我认为音乐很可能只是为其他原因进化而来的事物的副作用，”现在在纽约大学的听觉科学家乔什·麦克德莫特说。
通用语言
音乐同时激活不同的脑回路似乎产生了一些显著的效果。旋律似乎调解了一种情感对话，而不是像语言那样促进一种主要语义的对话。当作曲家写下悲歌或蹒跚学步的孩子兴高采烈地敲打锅子时，这个人不仅在揭示他或她自己的情感状态，而且也在引起听众分享这些感受。几项研究表明，音乐可靠地传达了所有听到它的人的预期情感。在20世纪90年代末，神经科学家伊莎贝尔·佩雷茨及其在蒙特利尔大学的同事发现，西方听众普遍同意，一首使用西方音调元素的歌曲是快乐、悲伤、可怕还是平静的。
音乐的情感内容甚至可能是文化透明的。今年四月，德国莱比锡马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所的神经科学家汤姆·弗里茨及其同事让从未听过西方音乐的喀麦隆马法族成员接触古典钢琴音乐的片段。研究人员发现，听过这些片段的成年人像西方听众一样，始终如一地将其识别为快乐、悲伤或可怕的。因此，一首歌曲引发特定情感的能力不一定取决于文化背景。
音乐语言也可能超越更基本的交流障碍。在过去十年中进行的研究中，伦敦大学金史密斯学院的认知心理学家帕姆·希顿及其研究团队为自闭症儿童和非自闭症儿童播放音乐，比较语言技能相似的儿童，并要求孩子们将音乐与情感相匹配。在最初的研究中，孩子们只是在快乐和悲伤之间做出选择。在后来的研究中，希顿及其同事引入了一系列复杂的情感，如胜利、满足和愤怒，并发现孩子们在音乐中识别这些情感的能力并不取决于他们的诊断。语言技能相似的自闭症儿童和典型儿童表现同样出色，这表明音乐可以可靠地传达情感，即使在那些识别情感丰富的社交线索（如面部表情或语调）能力严重受损的人身上也是如此。
最近，在一个巧妙的实验中，斯德哥尔摩皇家理工学院的声学科学家罗伯托·布雷辛及其同事获得了定量支持，证明音乐是一种通用语言。科学家们没有要求志愿者对一段音乐做出主观判断，而是要求他们操纵这首歌曲——特别是它的节奏、音量和乐句——以最大化给定的情感。例如，对于一首快乐的歌曲，参与者应该通过调整滑块来操纵这些变量，使这首歌曲听起来尽可能欢快；然后尽可能悲伤；然后可怕、平静和中性。
研究人员发现，参与者——专业的音乐家和另一项研究中的七岁儿童——都为每首歌曲找到了相同的节奏，以突出其预期的情感，无论是快乐、悲伤、恐惧还是宁静。布雷辛在2008年蒙特利尔神经音乐III会议上报告了这些发现，这些发现支持了这样一种观点，即音乐包含信息，可以在大脑中引起特定的情感反应，而与个性、品味或训练无关。因此，音乐可能构成一种独特的交流形式。
合唱团的凝聚力
音乐传达情感的能力可能构成其最重要的益处之一的基础。在大多数文化中，音乐几乎总是一种社区活动：每个人聚在一起唱歌、跳舞和演奏乐器。即使在西方社会，西方社会独特地区分了音乐表演者和听众，人们也喜欢在各种场合一起欣赏音乐：在婚礼或夜总会跳舞，在教堂唱赞美诗，与孩子们轻声唱歌，圣诞颂歌和在派对上唱“生日快乐歌”。这些仪式的流行表明，音乐赋予了社会凝聚力，可能是通过在群体成员之间建立共情联系来实现的。
但共情可能不是音乐促进团结的唯一手段。研究表明，当人们听音乐时，大脑的运动区域也很活跃——可能是为了处理节奏。这些区域包括前运动区（为人的行动做准备）和小脑（协调身体运动）。一些研究人员猜测，音乐力量的一部分源于它倾向于回应和同步我们的活动。“我可以看到节奏和身体行动如何在神经系统中产生相互共鸣，”麦吉尔大学的神经心理学家罗伯特·扎托雷推测道。“所有的声音都是由运动产生的。当你听到声音时，那是因为有什么东西在移动。”
那么，从走路、呼吸和听到心跳——不是本质上是音乐的自然节奏声音——到有目的地保持节奏或与他人的步态相匹配，只是一个小小的步骤。“音乐起作用的部分原因是，当你听到一种模式时，你可以加入进来。你知道如何组织你的肌肉来产生你听到的声音，”扎托雷解释道。这样，歌曲的节奏也可以通过促进一种身体上的联系来充当社会凝聚力。
音乐可能促进一种非语言团结的观点，从马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所的神经科学家尼古拉斯·斯坦贝斯和英国苏塞克斯大学的斯特凡·科尔施在2008年进行的一项研究中获得了额外的支持。斯坦贝斯和科尔施使用功能性磁共振成像，在一个志愿者同时听和弦和单词的任务中，确定了一个对和弦而不是单词做出反应的大脑区域。结果表明，这个反应区域是颞上沟，这是大脑表面靠近耳朵的一部分，对非言语社交线索（如非言语发声、眼神和身体动作）做出反应。这个区域的激活暗示音乐可能确实有助于建立社会联系。
无论其起源如何，这种凝聚力对于像我们这样的群居动物来说都极其宝贵；增强这种团结的特质往往会持续存在。“音乐通常是一种社会活动，”科尔施解释道。“当人们创作音乐时，他们会相互交流与合作。在某种程度上，他们练习社交活动和社会功能。这种社交行为对人类物种非常重要。”
音乐疗法
音乐也给我们个人带来了好处。在我们对曲调的有意识印象之下，存在着可以改善我们身心健康的生理效应。研究表明，欢快、紧张或令人兴奋的音乐可以从身体上激发听众，触发身体的战斗或逃跑反应：心率和呼吸频率加快，人可能会出汗，肾上腺素进入血液。这种“激励”效应解释了为什么这么多人喜欢在锻炼时听摇滚或嘻哈音乐——音乐启动了高强度运动所需的生理系统。心理效应也很重要；音乐是一种受欢迎的消遣，使锻炼更有趣。充满活力的旋律往往可以普遍提升情绪，在我们感到疲倦时唤醒我们，并在任何情况下创造兴奋感。
另一方面，根据几项研究，音乐可以起到镇静作用，降低血液中压力激素皮质醇的水平，降低心率和呼吸频率，并减轻疼痛。这种减轻焦虑效果的经典例子是母亲用摇篮曲哄婴儿入睡。此外，临床研究表明，音乐是让即将接受手术的患者放松、控制疼痛以及改善儿童和痴呆症患者行为问题的有力工具。
2000年，阿肯色大学医学科学部的老年病学研究员兼护士琳达·A·格德纳让39名严重受损的阿尔茨海默病患者每周两次接触他们喜欢的音乐，持续六周。问卷调查确定的患者喜欢的音乐，比他们在另一个时间单独听到的古典“放松”音乐更能降低患者在听音乐期间和之后的躁动水平。人们还发现，喜欢的音乐可以减轻手术和分娩期间的疼痛。镇痛效果显然比听音乐的时间更长：在分娩或医疗过程中接触音乐可以减轻之后感受到的酸痛，即使音乐已经停止。
当然，人们一直都在用音乐进行自我治疗。广泛的调查发现，几乎每个人都报告自己为了增强或改变自己的情绪状态而独自听音乐。
为歌曲而生？
鉴于音乐无可争议的吸引力，除了搭乘其他系统之外，音乐是否在大脑中也有一些独特的根源？研究人员描述了几个大脑损伤的案例，这些案例损害了一个人感受音乐而非其他刺激所激发的情感的能力。萨克斯的朋友劳伦斯·弗里曼在一次自行车事故中脑震荡后，选择性地失去了对古典音乐的热情。萨克斯说，弗里曼仍然可以认出他曾经喜欢的古典作品，并且仍然会被视觉艺术和其他体验所感动，但音乐却不能给他带来任何快乐。据推测，事故损害了大脑中专门负责对音乐产生热情的部分，尽管没有人确切知道大脑的哪个部分是那个部分。
其他研究人员认为，音乐具有独立的起源，因为欣赏音乐的能力似乎是与生俱来的。各种研究表明，婴儿对歌曲表现出极大的关注，甚至似乎更喜欢歌曲而不是言语。在2008年7月发表在《自然预印本》上的初步研究结果中，意大利圣拉斐尔生命健康大学的神经科学家玛丽亚·克里斯蒂娜·萨库曼和丹妮拉·佩拉尼及其同事表明，音乐激活了新生儿大脑中与更成熟的听众大脑中相似的区域。萨库曼和佩拉尼使用功能性磁共振成像来观察一到三天大的新生儿的大脑如何对古典音乐做出反应，并发现了一种反映成人音乐处理模式的模式：婴儿的右半球听觉系统比左半球反应更强烈。研究人员还通过在摘录中间突然跳到另一个调或演奏整个不和谐的音乐片段来改变音乐。这些更刺耳的段落优先激活了婴儿的左下额叶皮层（成人音乐句法处理中涉及的区域）和边缘系统（情感反应的所在地），就像在成人中发生的那样。“大脑似乎天生就准备好处理音乐，”萨库曼总结道。
人们认为，这种与生俱来的对音乐的准备与母亲语现象有关，母亲语是人们本能地与婴儿交谈的特殊吟唱方式。母亲语的普遍使用使一些专家推测，它可能是音乐和语言最初的起点。一些专家，特别是英国雷丁大学的认知考古学家史蒂文·米森，推测语言和音乐都起源于我们的原始人类祖先使用的音乐原始语言。根据米森的说法，尼安德特人和其他已灭绝的原始人类似乎具有声带结构，表明他们可以唱歌。古代人类当然也演奏乐器：研究人员发现了数万年前的骨笛。
真相是我们可能永远无法知道音乐为何存在；进化论非常难以检验。但即使在对音乐起源的不确定性中，我们仍然可以使用歌曲来激励自己或让自己平静下来，减轻痛苦和焦虑，与他人建立联系，或者只是感动人们落泪。“音乐是传递和唤起情感最直接和最神秘的方式，”萨克斯宣称。“它是将一个意识连接到另一个意识的一种方式。我认为最接近心灵感应的事情就是一起创作音乐。”