尼采曾说：没有音乐，生命是没有价值的。音乐渗透了我们的生活，几乎没有人不喜欢听音乐。不过，当你陶醉于动听的乐曲时，可知道其中还蕴含着大量的科学知识？音高怎么确定的？乐器是怎样发声的？音色能够模拟吗？
在音乐这个艺术领域里，数学、物理、生理学、心理学、电子学、计算机科学等多种学科密切交融在一起，历史上像毕达哥拉斯、伽利略、牛顿、亥姆霍兹、朱载堉、韦伯等大名鼎鼎的数学家、科学家、音乐家都在此留下过探索的足迹。但直到今天，音乐和音响背后的科学道理也还没有完全弄清，比如说，研制新的音响设备，用计算机模拟歌唱，都还面临着许多未解的难题。
音乐背后的科学问题，首先是力学问题。因为声音的产生和传播本身就是一个典型的力学问题，乐器的研制和改进，无论是管乐器还是弦乐器，抑或是其他乐器，都离不开深入的力学知识。我们今天着重就音高与振动频率的关系，以及弦乐器与管乐器（即“丝”与“竹”）这两样最主要的乐器的发声规律等与力学联系紧密的方面来谈谈音乐里的物理。我们还能看到，力学和科学的发展不仅滋润了音乐，对音乐的研究也丰富了科学研究本身。
声音与音调的高低在弄清楚发声的音高与频率的关系之前，人们都是以弦的长度来度量音高的。弦长减去一半，音高升高八度。早在我国春秋时期，《管子》一书中就记载了“三分损益”的规则，即弦长缩短三分之一，音高升高五度，然后再三分后，增长三分之一，就得到比原来高二度的音。这就是五度损益各一次，如此下去，就得到一系列和谐音。这种标定不同和谐音的关系的方法称为“五度相生”律。
在西方的古希腊，大约同时代的毕达哥拉斯也得到了相同的规律。两个相隔八度的音的频率比例是2，律学的核心任务就是在一个八度内找到其他重要的音。人们发现，用五度相生律重复损六次、增六次，共12次，可以得到12个音，但最后得到的第12个音仍然距离真正的那个八度音有距离，而且相邻音符的频率比例并不相等，给转调造成了困难。
为了解决这个问题，中国明代音乐家朱载堉（1536—1611）于万历十二年（1584年）首次提出“新法密率”（见《律吕精义》、《乐律全书》）。他将一个八度之间的12个音所对应的弦长，按照将2开12次方，即=1.059463094359295264561825的比例变化，12个音中每升高一个音，就将这个数值幂次提高一次，它的12次幂正好是2。
按照这种将八度音等比分为12个音的算法，制造出了新法密率律管及新法密率弦乐器，成了世界上最早的十二平均律乐器。