從箏演奏的兩個為什么談起

文/佘亞明

對于如何發(fā)好音，很多人都能講出一套道理來。可如果多問幾個為什么，恐怕就很難回答清楚了。譬如：①在一根弦的兩端與在弦的中端撥弦聲音為什么不同？②用手指的肉面撥弦與用指甲撥弦聲音為什么不同？這兩個看似簡單的問題，要回答清楚并不容易，因為這屬于音樂、物理邊緣學(xué)科，需要做物理學(xué)上不常規(guī)的實驗）。其實這兩個問題正是器樂應(yīng)解決的基礎(chǔ)理論，搞清楚這兩個問題其他問題將不難回答。

目前人們對弦振動的理解，都是把它看成如圖1的振動方式，而實際上撥弦樂器弦的振動方式如圖2。

圖1

圖2

我們的實驗是用一直徑10毫米，長度14米的繩子，垂直于地面進行的。為什么會產(chǎn)生圖2的振動方式呢？這是由于弦存在著兩個振動，即反射振動和固有振動。

如果讀者想親眼證實弦振動是否如上所說，可觀察古箏最長的幾根弦，視線與弦小于45度角。在弦長八分之一處向右撥弦，看弦的端點附近，會看到實線與虛線，另一端也看到實線與虛線，但位置相反，如圖3a。如改變撥弦方向，向左撥弦，則實線與虛線互換位置，如圖3b。弦中端都是虛線，如圖3c。實線與虛線的存在是因為，弦在實線振動兩次，位移小，弦在每一點上停留的時間長，所以形成實線，而在虛線弦振動一次位移大，弦在每一點上停留的時間短，所以形成虛線）。

圖3

反射振動：由于手指將弦挑離其平衡位置，當(dāng)手指離弦后，弦的彈性恢復(fù)力使弦產(chǎn)生彈回脈沖，并由于彈性，越過平衡位置彈到另一邊對應(yīng)的位置（參見圖4）。脈沖沿AB對角線行進，當(dāng)脈沖到達B點和末端時，波將施力于弦的支點，而且這個力的反作用力回擊到弦上，產(chǎn)生一個沿相反方向行進的反射脈沖，這個反射脈沖到達A點和末端后，又反射回去，以后來回反射。筆者把這個振動稱為反射振動。

圖5

顯然，改變撥弦位置，波的形狀就會發(fā)生改變，當(dāng)撥弦的位置在弦的中端時，波形成棱形（參見圖5）。反射波形狀的不同對整個弦的振動起著根本的影響。

固有振動：無論在什么位置撥弦，人們都可看到弦中端的振幅在一根弦上為最大。上面已討論過，反射波是沿AB對角線振動，只有在弦的中端撥弦時，才可能形成中端的振幅最大。那么為什么不論在什么位置上撥弦，弦中端的振幅都最大呢？這是弦的另一個振動，即固有振動起的作用。固有振動的振幅是中端最大，單純由固有振動產(chǎn)生的振動，平衡位置兩邊的波形是完全對稱圖形（參見圖1）。

圖2的振動方式是反射振動和固有振動的合振動產(chǎn)生的，它的振動周期變化圖形參見圖6（請注意，t1到t4是非周期性振動，即開始的不穩(wěn)定階段，它隨著撥弦方法及條件的不同而變化。t5到t12是周期性振動，t5到t12之間每相鄰為八分之一周期）。

圖6

從圖6中可以看出，弦在A點和B點各振動一次，弦在E點和F點各振動兩次，在一次全振動中E點和F點各振動四次。筆者把E點和F點的四次振動稱為小振動，把A點和B點的一次振動稱為大振動。

從圖4和圖5中可以看出，在弦中端撥弦時，反射振動波和固有振動波的振動方向相同，兩個振動合為一個振動。在兩端撥弦時，反射振動波與固有振動波的方向不同，兩個振動合成后形成大振動和小振動。

撥弦點越靠近端點，小振動越強，大振動越弱。撥弦點離端點越遠，小振動越弱，大振動越強，以至撥弦點在中端時，小振動消失。大振動產(chǎn)生基音，小振動產(chǎn)生比基音頻率高四倍的泛音。撥弦點變化使弦振動發(fā)生的變化，會引起整個泛音系列中各泛音強度的變化。正是由于不同強度泛音的組合，改變著音色。

大振動和小振動的強弱不同，在不同弦上會產(chǎn)生不同的發(fā)音效果。小振動強，在高音弦上發(fā)音顯得明亮、堅實，在低音弦上發(fā)音顯得硬、暴。大振動強，在高音弦上發(fā)音顯得軟、空、無力，在低音弦上發(fā)音顯得厚、柔和。因而，低音弦的撥弦點應(yīng)比高音弦的撥弦點離端點遠些。

以上回答了第一個問題，在一根弦的兩端與在弦的中端撥弦聲音為什么不同。回答第二個問題，需做一個簡單的實驗：

在一件高音彈撥樂器上，如古箏等，用一根很細的線穿過1弦正常撥弦位置，用手拉線，使弦產(chǎn)生位移，在弦達到正常撥弦的位移程度時，用剪刀剪斷線，讓弦彈回（參見圖7）。這時發(fā)出的音很悶，而且音量很小，比手指肉面撥弦還要悶。如果加大拉線力量，增大弦的位移，則發(fā)音悶、破暴。

從這個實驗所得的發(fā)音效果與用指甲撥弦和用肉面撥弦所得的發(fā)音效果中，可以分析出幾個問題：

一是線剪斷之前，弦只有位移，并沒有受到任何觸動。剪斷線后，弦只是從一邊彈到另一邊，作位移，弦沒有產(chǎn)生固有振動，一直到彈到平衡位置之前都是這樣，這種一點不做固有振動的弦，振動的開始整個弦要消耗很大的能量，所以發(fā)音弱、悶。

圖7

二是用肉面撥弦，肉面是軟的，貼在弦上抑制了弦的固有振動，所以發(fā)音也悶。但由于手指離開弦的最后瞬間，肉面對弦有一點摩擦，弦必然會產(chǎn)生微小的固有振動，因此發(fā)音比用線拉的發(fā)音稍亮一些。

三是用指甲撥弦，手指的運動有一定速度，接觸弦就會對弦產(chǎn)生一定的觸動，弦就會產(chǎn)生固有振動，指甲是硬的不能把固有振動全部抑制，加之指甲離開弦的最后瞬間有一突然過程，弦又會受到一個觸動，弦就會產(chǎn)生較大的固有振動。所以在弦反射振動彈回的最初已經(jīng)不單純是反射振動，而已得到了固有振動的共振，因此發(fā)音明亮。

四是由于用指甲撥弦，弦在反射振動最初，彈回之前已產(chǎn)生固有振動，必然使發(fā)音有一定的增長過程（聲音從無到最強點所經(jīng)歷的時間），所以發(fā)音給人不突然、圓滑、婉轉(zhuǎn)的感覺。

圖6所示的弦振動就是用線拉弦實驗的弦振動過程。弦彈回的開始沒有固有振動，t1到t4是不穩(wěn)定階段，弦的A點將在平衡位置上停留二分之一周期，在此后才產(chǎn)生固有振動。如果是用指甲撥弦，則沒有t1到t4的不穩(wěn)定階段。

綜上所述可以作得出這樣的結(jié)論：在同一撥弦位置上，弦振動與發(fā)音的關(guān)系決定于，弦反射振動在最初振動之前，弦有沒有產(chǎn)生固有振動。為把反射振動前的固有振動與反射振動后的固有振動區(qū)別開，筆者把反射振動前的固有振動叫做初始振動。初始振動的長短強弱的不同表現(xiàn)出不同的音色。

弄清了以上的問題，再討論手法運動對發(fā)音的影響，問題就顯得簡單了。

無論是哪種技法對音的影響，都可以歸結(jié)到壓力和位移這兩個因素來討論。

壓力是指手指（或指甲）使弦離開其平衡位置所施的力（見圖6中的t1），即手指對弦的壓力。單有壓力，如指甲不在弦上滑動（離弦的趨勢）離開弦，手指只對弦產(chǎn)生壓力，弦離開平衡位置，弦并不發(fā)音。

位移包括兩方面：一是觸弦前的運動，二手指接觸弦后，離開弦的過程中手指在弦上的位置移動。單有位移，如無壓力，手指不能使弦離開平衡位置，只是手指在弦上滑過，也不發(fā)音。

壓力有大小，位移有快慢，大小快慢的變化改變著不同的弦振動，構(gòu)成不同音色的變化。所謂彈力、力度就是這兩個因素的綜合體現(xiàn)。

壓力的大小與位移的快慢，不僅影響發(fā)音的強度，更主要是影響聲音增長的時間。后一點正是反映音色優(yōu)劣的主要因素。這是因為壓力與位移影響弦的初始振動的長短強弱。初始振動的長短強弱表現(xiàn)為聲音的增長時間（見圖8）。

圖8

發(fā)音的開始，聲音增長的快慢會給人以不同的感覺。增長快會給人暴烈、突然的感覺。所謂音色不好，多半是由于把這樣的音作為表現(xiàn)樂曲的主要音形。增長慢會給人平緩、圓滑的感覺。所謂音色好，多半是由于把這樣的音作為表現(xiàn)樂曲的主要音形（人們對聲音的要求不是一成不變的，而是根據(jù)表達樂曲的需要而變化的。在實際演奏中，暴烈突然的音和平緩圓滑的音都是需要的。我們這里對音色的討論，是對整體音色，即主要表現(xiàn)音形）。

當(dāng)壓力大而位移慢時，手指在弦上停留（滑動位移）的時間長，加之壓力大，手指死死壓住弦，弦的初始振動被抑制。發(fā)音的開始聲音增長的時間短（彈撥樂的發(fā)音，人們通常認為柔美的音色，聲音增長到最強點大約經(jīng)歷0.06秒左右。干、暴的音色大約經(jīng)歷0.02秒或立即到達最強點。我們這里給出的時長，它的準確與否并不重要，目的是讓人們對音的增長過程有一個量的概念，認識它的重要性），發(fā)音給人硬、堅實的感覺。如果壓力太大會有破暴感。這種壓力大位移慢的手法運動方法，只要壓力不過分大，位移不過分慢，演奏是會用到的，音色顯得堅實、干凈。然而倘在演奏中以這種音作為表現(xiàn)樂曲的主要音形，音色顯得硬、不美。

當(dāng)壓力小而位移快時，手指對初始振動的抑制小，初始振動與大振動沒有一定的對比，聲音的增長時間長（聲音的增長時間超過0.06秒，音就顯得飄、不清楚）。這種音給人不實的感覺。但在演奏一些流暢、柔美的琶音時，就需要這樣的奏法。

壓力與位移的結(jié)合是多變的，正是由于壓力與位移的不同結(jié)合，改變著初始振動的強弱、長短，從而產(chǎn)生不同的音色。可如果要確切說清楚怎樣的壓力配合多快的位移，這是很難的，但通過這樣的討論人們可以定量分析出音色好不好的原因。

壓力與位移的變化，在人的手法運動上是通過動作與輔助動作來達到的。

動作由掌指關(guān)節(jié)、第二關(guān)節(jié)、第三關(guān)節(jié)組成，簡單地說是指頭的動作，輔助動作由手、腕、臂組成。

壓力的大小只應(yīng)由指頭動作給予。手、腕、臂的輔助動作不應(yīng)起增大壓力的作用，它的作用在于調(diào)節(jié)位移速度。

單純手指動作，指甲從弦上滑過去的位移過程，是通過指頭彎曲所形成的上提來達到的。由于隨著彎曲的加大，指甲對弦的壓力也增大，弦的初始振動會受一定的抑制，所以發(fā)音給人硬、干的感覺。另一方面由于單純動作的幅度小，發(fā)音前的預(yù)備動作不夠充分，在連續(xù)快速運動時，往返的運動使手法處于運動中，因而動作小的這個缺點得到了彌補。但在音列不連續(xù)或節(jié)奏慢的演奏中，這種單純動作運動較困難，手法運動的開始很難達到一定的初速度。為彌補這兩個缺點，就必須運用輔助動作。

輔助動作可分為前輔助動作和后輔助動作。前輔助動作是指手法向弦運動的預(yù)備動作，它是通過增大手指向弦運動前的預(yù)備動作的幅度，使手指在向弦運動前處于運動中，這樣使手指向弦運動的開始達到一定的初速度。

后輔助動作是指手法向弦運動開始后（達到一定的速度后）的手法運動。后輔助動作是為了使手指作減速運動，其所以作減速，是因為彈音列不連續(xù)時，每個音單獨出現(xiàn)，人們清楚地聽出每個音的音頭和音延，發(fā)音更需要給人平穩(wěn)、委婉的感覺。可是由于音列不連續(xù)的音，手法開始是靜止的，手法運動必須有前輔助動作，使手法達到一定的初速度，而這種初速度往往稍顯過快，故要作減速運動，延長手指觸弦和在弦上位移的時間，使發(fā)音強度增長的時間延長。后輔助動作并沒有具體的動作，只是意識概念。

動作與輔助動作沒有準確的劃分和具體的運用方法，我們只能說，在音列連續(xù)快速進行時，以動作為主，隨著音列的漸慢，輔助動作逐漸增大，當(dāng)音列不連續(xù)時，輔助動作需要再度增大。

誠然，音樂不同于其他科學(xué)有確定的公式可以遵循，也許這正是音樂的奧秘所在。幾十年來，筆者一直試圖建立聯(lián)系音樂實踐與物理的橋梁，從箏演奏的兩個為什么談起這篇文章就是其中的一篇。

后記

這篇文章是上世紀90年代為古箏學(xué)術(shù)會議提交的論文，許多年過去了，重讀此文仍令我振奮、感慨萬千。恩師王湘老師(著名音樂聲學(xué)專家)常感嘆“音樂界刀槍不入”，他這話的意思是說音樂界科學(xué)進不去。

該文的核心是把弦振動分解為反射振動和固有振動，從根本上改變了弦只有固有振動的研究思路。離開這一核心，所有研究即失去支點。

有意思的是，自1985年在《藝苑》雜志發(fā)表關(guān)于弦振動的文章以來，所有網(wǎng)上轉(zhuǎn)載時，都不約而同地刪掉了反射振動這一最核心的關(guān)鍵詞（反射振動這個詞，起得是否恰當(dāng)、準確可以討論或改正）。反射振動的提出對物理學(xué)可能無足輕重，但對器樂研究至關(guān)重要，它是聯(lián)系音樂與物理的橋梁。物理書上沒有將弦振動分解出來，我們就不能突破創(chuàng)新嗎？無論是從降低弦振動頻率的實驗或?qū)嶋H觀察弦還是用傅里葉分析作圖，都能證明我們對弦振動分解的研究是成立的。我認為完全照搬物理學(xué)知識，不能直接解決器樂教學(xué)問題，書上的物理學(xué)知識只能了解客觀的弦振動及音色，對器樂教學(xué)和演奏實踐并無指導(dǎo)作用。我們需要深入探討的是，人主觀作用施力的不同怎樣改變了弦振動的方式，從而改變了發(fā)音。這就要對弦振動有新的認識，照此思路延展、思索，才能獲得理性教學(xué)大門的鑰匙。

1980年,我第一次將弦振動分解出來的研究寄給老師后，王湘老師回信說“如果所有科研人員都有你這樣的刻苦鉆研精神，那么四化很快就化成了”。包紫微老師說“你是第一個用肉眼看清弦振動的人”。