赵思家｜已获授权转载
先直接回答问题：我们现在不知道人类大脑是怎么办到的，也不确定为什么。准确地说，我们连为什么有音乐这玩意儿都不是很确定。
音乐和情绪是音乐心理学的壹个分支，专门研究人类情绪与音乐的关系的。
有专门针对此领域的刊目，不谢：psychologyofmusic
我壹直觉得艺术和科学的关系非常奇妙，艺术能够向受众传递科学难以传递的感情和情绪——虽然在神经科学上认为它们是物质性的，但是进化到今天，艺术家能够通过颜色、阴影和harmony来传递强烈和复杂的情感，即使时间流逝，生命逝去、环境和思想也改变了，这份情感还是能透过艺术品传递给观众。
说来说去，并不是材料的本身，而是某种精准地组合，组合的可能是不同的颜色、不同的线条阴影，也可能是和弦，通过展示这种组合就能瞬间解锁观众大脑中的某种特定情绪。这种情绪可能因人而异，但大多感受到的情绪很相似，而且往往不是非常简单的情绪。
这就是大家常说的共鸣。
个人来看，这是人类最出色的技能。太特别了，也太复杂了，以至于我们现在都并不清楚人是怎么做到这壹点的。
著名的认知心理学家和语言学家stevenpinker将音乐比喻为auditorycheesecake，听觉芝士蛋糕；咱们中国人姑且想成听觉包子也不错。音乐是壹个人类学习来制作和传递情绪的事物，就如同包子对于舌头上的味蕾壹样。
2009年(fritzetal2009)德国的壹项针对让非洲土著（也就是从来木有接触过西方音乐的人）去听西方古典音乐的实验发现，西方音乐中有叁种基本情绪：快乐、忧伤和恐惧。即使文化背景、音乐背景不同，这叁种基本情绪还是可以被识别的。
最近我对这方面非常感兴趣，由于我的专业是神经科学，从我的角度看现在谈情绪还有些困难，应该先搞清楚更基础的壹个问题：为什么有些旋律好听，有些不好听？了解点音乐的小伙伴都会说合谐harmony，那harmony为什么让你觉得好听呢？为什么呢？为什么呢？
我用我那浅薄的音乐知识来讲壹讲，不要注意细节，目的是像咱们这种完全没学过音乐的人也能大致理解。
我们这里以西方音乐为例，西方音乐由7个音组成（准确地说叫音阶scale），就是我们小学就学过的
哆来咪发唆啦西
doremifasolati
cdefgab
(补充：中国古典音乐是由伍音组成的宫商角徵羽；而日本古典音乐是根据中国的宫商角徵羽添加了壹个音阶变为6音阶）
chord是指同时按下两个音（或是更多音的组合）。有些音的组合好听，即协和（consonant）；有些组合不好听，即不协和（dissonant）。了解哪些音组合协和（也就是好听），哪些不好听，是作曲的基础。
为了下面的解释的方便，让我们来看壹个钢琴的键盘。
音乐家们发现，两个音中，壹个音正好是另壹个音之后的第伍个音，或说中间差4个音时，是最好听的，这就是perfect5th（完全伍度音程），有着perfectconsonance完全协和。什么叫第伍个音呢？我们随便先选择壹个音，do，那它之后的第伍个音是so，两个键同时按下，这个组合就是perfect5th，听起来最好听。（以钢琴为例，白键为壹个音、黑键为半个音。）
perfect4th也很好听，细节在此就不多说了。经典西方音乐理论将这个总结成了壹张表，详情见下（越靠下，越难听）：
（自制表）
值得注意的是，感知旋律”好听不好听“直接会影响听音乐的愉悦感，这里愉悦感不等于情绪快乐。完全不愉悦的旋律，不在现阶段考虑音乐和情绪的主要研究范围，完全不愉悦的旋律，你不会想听，更不会把它当成音乐，当然这有很强的文化影响。
认知科学家markchangzi认为音乐会引起情绪是因为我们将声音与动作联系了起来。因为我们能够通过观察其他人类的表情、声音和动作，引起了我们自身的情绪。换言之，音乐是壹种介质，它传递了真实的人类动作。
这个理论我个人很赞成，因为我想起了两件事儿：
1.节奏感。人非常喜欢tapping，譬如无聊时，用手指有节奏地轻敲桌面；当我需要全神贯注地在壹个嘈杂的环境中跟踪壹个重复出现的声音，无论是音乐还是单调的声音，自己打节拍，会帮助我集中注意力。这种现象，我们家snesorimotorsynchronization（sms)感知和动作同步化。而听觉系统对拍子的感知和动作同步化的能力是最具有代表性的，其最有趣的产物就是舞蹈。话说，其实鸟也会跳舞的你知道吗（剑桥的发现）？同种的鸟的叫声也会有不同的口音哦（隔壁实验室的发现）~
2.在钢琴演奏比赛是，你觉得评委是以声音为标准还是视觉为标准的呢？
你肯定想，不是废话嘛，钢琴比赛肯定是声音啊。虽然评委估计也是这么打算的，可惜，研究已经发现很明显地，在演奏比赛中，看到的比听到的更占主导地位。在钢琴比赛中你看到的是什么呢？看到的是演奏者的动作和表情。也就是说，你认为的演奏水平，很大程度上受到了演奏者的动作的影响。演奏者的演奏动作越热情，你对音乐的情绪感知越强烈。说到这里，你该想到朗朗了吧。
不是黑朗朗。但...他视觉上的表演可能给他的总体演奏水平加了很多分。
这是我们学校ucl的drchia-jungtsay在2013年做的实验，发表于pnas，效果之显著，你可以在学校官方youtube上亲身做这个实验。（链接在此，不谢：classicalmusiccompetitionsjudgedbysight,notsound)
话说这位蔡博士完全是我心目中的第壹女神，哈佛毕业的心理学家和专业钢琴家，现在在ucl的managementscienceandinnovation(管理科学和创新系)当副教授。
而且，她还特别优雅，随手将youtube视频封面图截给你看，不是太好看。但，反正我看到的时候我已经跪了。看了她以前的文章和经历后，除了我妈以外，我还从来没有这么崇拜过壹位现世的女性，简直是我的理想型。
这个话题能讲非常多，这里只是想到哪儿写到哪儿。我可以壹直沿着这个路子讲到我现在做的随机单音节声音pattern，还可以讲到幼儿对声音的认知，到语言，甚至还能到股票规律的预知。感兴趣的自己去查查statisticallearning和predictivecoding吧，非常有意思。今天就到这儿了吧。
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作者简介：伦敦大学学院神经科学博士,在读ucl神经科学本科、计算机硕士、博士在读