掃描音樂的骨頭

迄今為止，斯特拉迪瓦里小提琴仍是世界上最昂貴的樂器之一。歷史上拍賣價(jià)格最高的樂器中，斯特拉迪瓦里琴占據(jù)了前5名。在意大利制琴大師斯特拉迪瓦里鼎盛期制作的小提琴，被認(rèn)為是擁有“不朽的音色”，每一把的拍賣價(jià)格大約是600萬(wàn)至700萬(wàn)美元。多年來，音樂家、小提琴工匠和科學(xué)家一直試圖找到斯特拉迪瓦里的制琴秘密：有人認(rèn)為秘密藏在制作工藝?yán)铮衈說是因?yàn)樗固乩贤呃飳⒒鹕交一旌系扒搴退瞥傻募t色清漆涂抹在提琴表面：一些人則認(rèn)為是由于制琴木材來自古老的阿爾卑斯森林，大師喜歡選擇生長(zhǎng)于歐洲木質(zhì)細(xì)密的高大云杉，因?yàn)樗鼈儭案Y(jié)實(shí)，更輕，能更好地傳遞聲波”。他通常是剝下一塊樹皮，然后把耳朵貼在樹干上，一邊用錘子敲打木頭，一邊傾聽。如果對(duì)聲音滿意，他就砍倒樹木，用那些經(jīng)過數(shù)個(gè)寒冬的木材制琴。

這些猜測(cè)備執(zhí)一詞，卻又無(wú)法確認(rèn)，因?yàn)闆]人敢把一把價(jià)值幾百萬(wàn)美元的小提琴解剖了來一探究竟，斯特拉迪瓦里的神秘制琴方法始終沒有定論。直到最近，美國(guó)明尼蘇達(dá)州一名放射科醫(yī)生——史蒂文、錫爾——提供了一種用CT掃描斯特拉迪瓦里的秘密，以及復(fù)制一把斯特拉迪瓦里名琴的方案。

醫(yī)生的意外收獲

掃描小提琴純屬偶然。在為一名患者做完CT掃描后，錫爾順手給自己帶去醫(yī)院解悶的小提琴做了個(gè)全身掃描，結(jié)果出乎意料：“我總是天真地認(rèn)為小提琴只是個(gè)由一塊塊的木頭粘起來的框架，沒想到看慣了人的骨骼，再看到小提琴骨骼，看到它內(nèi)部精巧的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)我非常疑惑，因此帶著掃描的圖片拜訪了我的朋友約翰·沃爾德，他是一名小提琴制作者。”

沃爾德同樣驚訝于小提琴的掃描圖片。隨后，他們用CT——學(xué)名叫做×線斷層掃描技術(shù)，掃描了更多的弦樂器，研究了隱藏在那些年代久遠(yuǎn)的樂器內(nèi)部木材的致密分布，蟲蛀的小洞、小裂縫以及其他的損傷，正是這些因素造就了樂器獨(dú)特的音質(zhì)。

最近，在得到美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館的協(xié)助后，錫爾和沃爾德借到一把制造于1704年價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的斯特拉迪瓦里小提琴“貝茨”，在掃描一千多張圖片后，他們研究了琴身每一部分的數(shù)據(jù)，包括厚度和拱度，木材的紋理和密度，以及琴身內(nèi)部的細(xì)節(jié)。他們發(fā)現(xiàn)“貝茨”所用云杉的平均密度為0.545g／cm³，幾乎低于其他所有掃描過的小提琴。“貝茨”的琴身直徑為15.3 mm，琴板最薄處僅為2.2 mm，跟斯特拉迪瓦里之前的作品相比，“貝茨”的段(小提琴兩側(cè)弧形部位)更為狹長(zhǎng)流暢。他們還發(fā)現(xiàn)相比側(cè)板，琴頭則使用了更為致密的木材和細(xì)致的切割工藝。而后琴頸木可能曾被更換過，因?yàn)槠涿芏扰c前琴頸木(柳木)明顯不一致。

克隆小提琴

在獲得“貝茨”的詳細(xì)數(shù)據(jù)之后，錫爾和沃爾德認(rèn)為已經(jīng)無(wú)需再探究斯特拉迪瓦里的秘方，他們開始嚴(yán)格按照“貝茨”的數(shù)據(jù)著手復(fù)刻這把著名的斯特拉迪瓦里小提琴。“幾個(gè)世紀(jì)以來，許多制琴工匠通過對(duì)斯特拉迪瓦里小提琴實(shí)物或者照片的研究、測(cè)量甚至是鑄造模型，復(fù)制出了很多近似的小提琴，有的甚至在輪廓、拱面甚至音孔上都和原型非常的相似，”沃爾德說，“但我們做的，是完全一模一樣的克隆小提琴，琴身優(yōu)美的輪廓和拱面，連背面琴板木材的紋路都完全一樣。”

他們邀請(qǐng)到明尼蘇達(dá)州的一位優(yōu)秀制琴師——史蒂夫·羅素，他擅長(zhǎng)用數(shù)控雕刻機(jī)來制造小提琴。首先，他們將一千多張的掃描圖片和大量數(shù)據(jù)輸入電腦，構(gòu)建“貝茨”的數(shù)字3D立體模型，再和數(shù)控雕刻機(jī)的系統(tǒng)連接。然后，根據(jù)“貝茨”的木材密度和特征，挑選盡可能相同的木材原料。之后，由數(shù)控雕刻機(jī)完成雕成成型，“CNC機(jī)器比人類的手工精準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確無(wú)誤地雕刻出和斯特拉迪瓦里小提琴完全一致的側(cè)板厚度，琴頸弧度以及琴頭的細(xì)微處。我們完完整整地復(fù)制出了三百多年來，時(shí)光留在它身上的所有痕跡，包括琴身內(nèi)部細(xì)微的裂縫，蟲洞以及其他損傷”。最后，在完成小提琴各部件的雕刻之后，再以手工裝配和涂漆，最終完成的復(fù)刻版“貝茨”，據(jù)BBC的報(bào)道，在外觀和音質(zhì)上，和原版“達(dá)到了驚人的相似”。“我們的初衷來自于兩個(gè)目標(biāo)：了解小提琴是如何制造的，并且讓年青的音樂家能使用珍貴小提琴的復(fù)刻品。”錫爾說。

實(shí)際上，錫爾并不是用CT來掃描小提琴的第一人。2008年，萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的斯圖爾就嘗試著掃描小提琴的木材材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。他用紅外光譜和核磁共振光譜研究過小提琴表面防腐涂層的化學(xué)性質(zhì)，最終還是認(rèn)為木材對(duì)小提琴的音色具有至關(guān)重要的影響。斯圖爾把測(cè)量肺氣腫患者肺密度所用的非傾入式檢測(cè)方法用在對(duì)小提琴木材密度的測(cè)量上，發(fā)現(xiàn)“古代木材和現(xiàn)代木材的密度是完全不同的”，而木材密度影響小提琴的振動(dòng)和共鳴，最終影響小提琴的音色。

卡羅萊納大學(xué)的物理學(xué)教授喬治·比辛格爾也是斯特拉迪瓦里小提琴迷。“它音質(zhì)過人的秘密，就在于沒有秘密。”他曾在2007年宣布，他發(fā)現(xiàn)了斯特拉迪瓦里小提琴的振動(dòng)方式和規(guī)律，現(xiàn)代的弦樂器制造商完全有可能復(fù)制具有同樣聲學(xué)屬性的小提琴。在實(shí)驗(yàn)中，他用小錘子敲擊小提琴的木質(zhì)表面，再用3D激光掃描器記錄和測(cè)量琴身各部分的振動(dòng)方式，他發(fā)現(xiàn)：優(yōu)質(zhì)的小提琴能夠發(fā)出不朽的琴音，源于平面內(nèi)的琴板和弦的獨(dú)一無(wú)二的振動(dòng)和共鳴方式，再將這種振動(dòng)轉(zhuǎn)換并傳遞到平面外。此外，他還邀請(qǐng)世界一流的小提琴家演奏這些的小提琴，并闡述他們的感受。通過把3D激光掃描結(jié)果和小提琴家的主觀感受進(jìn)行比較，得到比較客觀的振動(dòng)如何影響小提琴音色的數(shù)據(jù)。“斯特拉迪瓦里小提琴的秘密，就在于沒有秘密，就像蒙娜麗莎的微笑一樣，有太多的因素造就了這樣一件杰作，即使能夠被復(fù)制，斯特拉迪瓦里也是世界上唯一的小提琴。”

如果可能的話，是否會(huì)大量的復(fù)制斯特拉迪瓦里小提琴?在成功用CT掃描并復(fù)制出“貝茨”之后，錫爾的回答是，他很樂意這么做，尤其在上一把斯特拉瓦迪里小提琴拍出1600萬(wàn)的高價(jià)之后，誰(shuí)不愿意以千分之一的價(jià)格買入一把音質(zhì)相似的小提琴呢?