第3章 聲學在樂器上的運用
- 物理歷史(文化之美·文明之光)
- 曾勛 馬成編著
- 2992字
- 2021-05-24 16:50:18
我國古代樂器制造歷史悠久,有很多著名的樂器,其中骨哨、編鐘、箜篌,對聲學原理的運用比較典型,在我國和世界音樂史上獨具特色。
我國古代研究樂音數學規律的律學相當發達。尤其是到了明代,律學家朱載堉創造的“十二平均律”,是音樂聲學的偉大成就。
魏晉時期“竹林七賢”之一的阮籍,是七賢中的音樂大師。他擅長于吹嘯,經常盤腿而坐,嘯歌不停,意氣酣暢,洋洋而自得。每當他從口發出綿長而清越的聲音,其聲可以傳到幾百米以外。
有一次,阮籍聽說蘇門山中有一個道士,也擅長吹嘯的技藝,決定親自上山去尋找,一決高低。
一路行來,遠遠看見一人抱膝坐在高高的山崖上,有陣陣調息吐氣的聲音傳來。阮籍想,這人一定就是那個高人了,于是不畏艱險,攀藤附葛爬到高崖上,與道人相對盤腿而坐。
道人視若無睹,自顧自地打坐。阮籍試著與道人交流,向他請教過去未來,然而道人端坐如石頭一般,概不回應。
無奈之下,阮籍想起今天來的目的是一決高低,既然無緣交流那就比試比試吧,于是站起身來,使出看家本領,對著道人吹起長嘯。
那尖銳的聲音穿云裂石,然而道人毫無反應。過了好一會兒,道人爆發出一陣狂笑,然后讓阮籍再試幾次。
阮籍心想,這個道人也許根本沒有什么高招,我一定讓他見識見識真功夫,打掉他的傲慢態度,于是就施展自己的全部本領,但道人卻不再言語。
阮籍從來沒有受到這種冷遇,只好尷尬告辭。
然而,就在下山途中,阮籍聽到山巔上傳來陣陣奇異的聲音,宏大嘹亮,似嘯非嘯,似唱非唱,委婉曲折,層次清晰,起伏有致,好像是有幾部打擊樂、吹奏樂,以及混有人聲的大型交響樂隊在演奏。
阮籍回頭向山上望去,那個道人和先前一樣盤腿坐在那里,看起來沒什么動靜,但那聲音的浪潮卻沖林破谷,蕩氣回腸。
阮籍暗自慚愧,深感此人長嘯之功不同凡響,這真是山外有山,天外有天!
嘯的發音的要領是“撮口”,是一種原生態音樂,是一種寶貴的非物質文化遺產。而我國的骨哨,則是世界最古老的吹奏樂器。
骨哨是截取鳥禽類中段肢骨加工而成的,長度4厘米至12厘米不等,直徑約為一厘米,中間鏤空,哨器略有弧度,器身略呈弧曲。
河南省舞陽的賈湖遺址出土的“賈湖骨笛”,其年代的上限為距今9000年,這是新石器時代的遺物,是迄今發現的世界上最早的樂器。骨哨出土時腔內插有一肢骨,將有孔的一段放入嘴里輕吹,同時抽動腔內肢骨,可以用來調節音調。
可見,樂器制造在我國可謂歷史悠久。除了骨哨外,編鐘、箜篌等,也是我國古代制造的工藝精湛的樂器。
編鐘是我國古代重要的打擊樂器,是鐘的一種。編鐘興起于西周時期,盛于春秋戰國時期直至秦漢時期。
編鐘的聲學原理大體是,編鐘的鐘體小,音調就高,音量也小;鐘體大,音調就低,音量也大,所以鑄造時的尺寸和形狀對編鐘有重要的影響。
在湖北省隨州戰國時期的曾侯乙墓中發掘出編鐘65件,總重量達5000多千克。
曾侯乙墓編鐘由19個鈕鐘、45個甬鐘,外加楚惠王送的一件大傅鐘共65件組成。這些鐘分3層8組掛在鐘架上。
直掛在上層的3組叫“鈕鐘”,斜懸在中下層的5組叫“甬鐘”,其中最小的一個鈕鐘在演奏中能起定調作用。
鐘架是銅木結構的,它的外形呈直角曲尺形,全長10米以上,上下3層,高2.73米,由6個佩劍的青銅武士和幾根圓柱承托。整套編鐘和梁架氣勢宏大、壯觀無比。
演奏時樂隊由幾個人組成,用6只丁字形木槌敲高、中音,用兩根長形棒撞低音。
這套編鐘工藝精美,音域可以達到5個八度,音階結構接近于現代的C大調七聲音階。
另外,編鐘上還標有和樂律有關的銘文2800多字,記錄了許多音樂術語,顯示了我國古代音樂文化的先進水平。
經聲學專家研究,編鐘中的每只鐘都可以發出兩個不同的樂音,只要準確地敲擊鐘上標音的位置,它就能發出合乎一定頻率的樂音,整套編鐘能奏出現代鋼琴上的所有黑白鍵的音響。
編鐘音樂清脆明亮,悠揚動聽,能奏出歌唱一樣的旋律,又有“歌鐘”之稱。用曾侯乙編鐘演奏的樂曲《楚殤》。樂曲表現了我國古代詩人屈原被流放時的悲憤之情。
箜篌是十分古老的彈弦樂器,最初稱“坎侯”或“空侯”。據考證,箜篌流傳至今已有2000多年的歷史了。
箜篌在古代有臥箜篌、豎箜篌、鳳首箜篌3種形制。箜篌吸收了其他樂器的聲學結構,在古代樂器在獨樹一幟,除宮廷樂隊使用外,在民間也廣泛流傳。
唐代杜佑《通典》:“漢武帝使樂人侯調所作……今按其形,似瑟而小,七弦,用撥彈之如琵琶也。”此屬琴瑟類的臥箜篌。從甘肅省嘉峪關魏晉墓磚書看,其面板上沒有品柱。
豎箜篌漢代自西域傳入,后被稱為“胡箜篌”。它狀如半截弓背,曲形共鳴槽,設在向上彎曲的曲木上,并有腳柱和肋木,張著20多條弦,豎抱于懷,從兩面用雙手的拇指和食指同時彈奏,因此唐代人稱演奏箜篌又叫“擎箜篌”。
根據古代壁畫和文獻記載,豎箜篌的弦有23根、22根、16根、7根等數種。一般多用于儀仗音樂中。
鳳首箜篌形制似與豎箜篌相近,又常以鳳首為裝飾而得名,其音箱設在下方橫木的部位,向上的曲木則設有軫或起軫的作用,用以緊弦。
鳳首箜篌自印度傳入,用于隋唐時期燕樂中的天竺樂,至宋代隋煬《樂書》中仍繪有當時存在的多種形制的箜篌,明代以后失傳。
箜篌既有低音揉弦,也有高音顫音。不管是哪種形制,它們總的特點是音域寬廣,音色柔美清澈,音質明亮,表現力強。
除了骨哨、編鐘、箜篌外,古代樂器還有很多。比如《詩經》記載的樂器就有29種,其中頻率固定的打擊樂器有鼓、馨、鐘、鈴等,調頻彈撥樂器有琴、瑟,管類樂器有簫、管、塤、笙等。
這些樂器,拓寬了聲學原理的運用領域,從不同角度展現了我國古代勞動人民豐富的聲學知識。
我國先民對聲學知識的掌握不僅體現在制造出多種多樣的樂器上,還十分注重對聲律的研究,這也是我國古人在聲學方面的一大貢獻。
《二十四史》有許多律歷志的記載。最晚至殷商時期已產生了宮、商、角、徵、羽五聲,西周編鐘已刻有十二律中的一些銘文。
此外,古代人還了解到了音調隨線密度變化的關系。《韓非子·外儲說左下》說道:“夫瑟以小弦為大聲,以大弦為小聲。”這就是這種關系的定性描述。
成書于西漢初年的《淮南子》還提到張力對音調的影響:當粗弦調得太緊因而發音太高時,要在同一樂器上調出某一調式,那么細弦就有繃斷的危險。
在古代聲律研究中,以“三分損益法”計算而得的弦音,自然純正,悅耳動聽。但是,用它計算而得的高八度音,并非完全的高八度,而是比八度高。
事實上,西方以“五度相生法”即乘以2/3所得的結果也是這樣。為了使數學計算能得到一個完全八度音,東西方的音樂家都曾做過種種嘗試,花費了上千年的時間。
最后完成這一計算并創造一種新的數學方法的是明代“律圣”朱載堉。他和他的《樂律全書》將古典音樂理論推向了極致。
朱載堉把八度音程平均地分成12等分,在數學上解決了求等比數列的方法。他把這種方法叫做“新法密律”,現在叫“十二平均律”。
“十二平均律”是朱載靖在音樂方面的巨大貢獻,這就是現在的鋼琴、手風琴等鍵盤樂器普遍采用的數理方法。“十二平均律”是東西方文化交流中至今仍有重大影響的文明之光。
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朱載堉家學淵源,才思聰敏,后來潛心于音樂的研究,最后終于能精通樂律、歷學、度量衡、舞蹈諸學,集樂律理論家、聲學家、歷學家、數學家于一身,為他攻下“十二平均律”的難關鋪平了道路。
朱載堉60歲著稱輝煌巨著《律呂精義》,書中運用極精確嚴密的方法,在世界上首次闡明了十二平均律。
朱載堉是一位卓越的音樂理論家,一位有實際經驗的舞蹈家和歌曲作家。他在音樂史上的地位,主要是由于其首創十二平均律所奠定的。