歌唱对歌剧女中音玛丽莲·霍恩来说是件很自然的事情，她四岁时就在一次乡村野餐中首次公开亮相。她现在只有十个月大的孙女黛西似乎更显早熟。“前几天我抱起她时，我发誓听到了她在哼唱，”霍恩说。“为了试探一下，我唱了和弦——她也保持了音调。我女儿听到我们后差点晕过去。”
即使经过了几十年的歌剧训练，霍恩仍然对她——更不用说她的孙女——能够放声歌唱的原因感到困惑。“我的意思是，那里一定有什么东西在起作用，”霍恩说着，指了指她的胸部。“但在我唱歌的时候，我真的没有去想。”当霍恩用一首强劲的咏叹调震动屋顶，而黛西哼唱着一首微弱的旋律时，她们都在依靠喉咙和嘴巴一些不同寻常的解剖学特征，这些特征使人类能够将维持生命的呼吸转化为动态的声波。
音乐的声音始于声带，这是覆盖着皮肤的两片肌肉瓣，它们在通往肺部的通道处张开和关闭，并在呼气时空气涌出时产生波浪状的运动。这些瓣膜最早出现在大约 3 亿年前，当时生活在水中的生物爬到陆地上，用肺呼吸而不是用鳃。通过快速闭合和张开，这两片肌肉形成了天然的阀门，只允许空气进入呼吸系统，并允许肺部分泌痰液。否则，这些生物就会窒息而死。在人类和大多数高等动物中，通过这个阀门机制关闭充满空气的肺部，还能在包括排便在内的肌肉活动期间稳定身体。
发声唱歌在演化上可以算是一种事后才想到的功能。最终，包括人类在内的各种拥有肺的动物发现，它们可以通过呼出空气并震动声带来发出警告或吸引配偶。“这是所谓的‘达尔文预适应’的完美例证，”哈佛大学生物学家特库姆塞·菲奇说。
人类的一对声带看起来大同小异，只是男性的声带比女性的略大。“仅凭声带，你可能无法区分帕瓦罗蒂和米克·贾格尔，”曼哈顿耳鼻喉科医生斯科特·凯斯勒说。此外，人类的声带与许多其他物种的声带非常相似。“如果有人进行了一次奇怪的手术，让一位歌手得到了狗的声带，他们大概也能唱得很好，”菲奇说。
在发声时，声带的作用就像吹胀的橡皮筋的开口端，如果拉紧，橡皮筋会快速振动，使空气逸出得更慢。爱荷华大学物理学家、国家语音与语言中心主任英戈·蒂策说，从肺部冲出的空气会在声带中产生波浪状的运动。声带相互碰撞，然后又因肺部持续的气流而再次张开。“这种振动释放的能量被人类的耳朵和大脑解读为声音，”蒂策说。
呼出的空气变成音符的“声音箱”是喉部——其顶端形成喉结——这是一个包含和保护声带的软骨外壳。在人类中，喉部在喉咙中的位置相对较低，这使得舌头有更大的活动自由度，从而塑造声音。相比之下，狗的喉部几乎与嘴部齐平，严重限制了它们控制吠叫声音的能力。人类可以通过抬高和降低喉部来改变他们的音调。此外，训练有素的歌手通过放松和收缩喉部肌肉来产生共鸣的颤音。
人类的其余声乐器由喉咙、舌头、嘴巴、嘴唇以及当然还有呼吸系统组成。尽管音高取决于声带每秒碰撞的次数——从低音歌手的低音 A 每秒 55 次，到女高音的高音 C 每秒 1047 次——但音乐的精炼和清晰化发生在歌手的喉咙和嘴巴里。
与长号手通过拉出或推入滑管来改变空气到达号口路线的长短不同，歌手必须通过一系列几乎无意识的身体动作来调节气流。考虑到空气通道的有限长度，产生的声音范围非常惊人。“人喉非常短——从喉部到嘴唇只有六到七英寸，”蒂策说。嘴唇和舌头负责最后的润饰，它们塑造了从柔和的“U”音到阳光明媚的“E”音的元音。
与其他乐器一样，声带也可能受到虐待和损伤。有些歌手为了唱出他们天生无法达到的高音而过度用嗓。长此以往，这可能导致声带结节，即声带上长出的类似老茧的凸起，阻止它们在振动时完全闭合。这种情况会导致声音沙哑、嘶哑，即使是一个八岁的歌唱家在唱《安妮》里的《Tomorrow》时也可能出现这种情况。水泡、老茧甚至出血都会影响声带，所有这些都会阻碍歌手的声音。因此，最优秀的歌手学会用整个身体安全地召唤精确控制的气流，并调节他们的喉部而不会使自己过度劳累。“我的医生曾经称我为‘喉部运动员’，”霍恩说。“这是事实。”
歌手——就像其他运动员一样——甚至发现自己诉诸药物来修复身体压力造成的损害。“对这些人来说，‘演出必须继续’，”凯斯勒说，他负责治疗世界上一些最著名的嗓音，有时会提供类固醇来缓解嘶哑或其他不适。歌手因冬季干燥的热空气和二手烟而劳损，这两种情况都会使声带的黏膜干燥和发炎。他们还因为艰苦的日程而使嗓子不堪重负，比如百老汇演员每周演出八场。或者像比尔·克林顿一样，他们有时会因为一种叫做胃酸反流的疾病而不得不发出沙哑的低语，这通常是由于晚上吃得过饱，然后在夜间将胃酸反流到喉咙。“作为歌手，我们真的身不由己，”霍恩说着，耸了耸肩。“考虑到声带可能会出这么多问题，有人能唱歌真是个奇迹。”
歌唱对所有人来说可能是天生的，但歌唱艺术当然是稀有而难以捉摸的。“这一切都归结于我们都称之为天赋的那一点点东西，”霍恩说。“你无法获得它，无法购买它，也无法哄骗它。正如歌中所唱的，‘你拥有它——或者不拥有。’”
