第3章 声学在乐器上的运用

我国古代乐器制造历史悠久，有很多著名的乐器，其中骨哨、编钟、箜篌，对声学原理的运用比较典型，在我国和世界音乐史上独具特色。

我国古代研究乐音数学规律的律学相当发达。尤其是到了明代，律学家朱载堉创造的“十二平均律”，是音乐声学的伟大成就。

魏晋时期“竹林七贤”之一的阮籍，是七贤中的音乐大师。他擅长于吹啸，经常盘腿而坐，啸歌不停，意气酣畅，洋洋而自得。每当他从口发出绵长而清越的声音，其声可以传到几百米以外。

有一次，阮籍听说苏门山中有一个道士，也擅长吹啸的技艺，决定亲自上山去寻找，一决高低。

一路行来，远远看见一人抱膝坐在高高的山崖上，有阵阵调息吐气的声音传来。阮籍想，这人一定就是那个高人了，于是不畏艰险，攀藤附葛爬到高崖上，与道人相对盘腿而坐。

道人视若无睹，自顾自地打坐。阮籍试着与道人交流，向他请教过去未来，然而道人端坐如石头一般，概不回应。

无奈之下，阮籍想起今天来的目的是一决高低，既然无缘交流那就比试比试吧，于是站起身来，使出看家本领，对着道人吹起长啸。

那尖锐的声音穿云裂石，然而道人毫无反应。过了好一会儿，道人爆发出一阵狂笑，然后让阮籍再试几次。

阮籍心想，这个道人也许根本没有什么高招，我一定让他见识见识真功夫，打掉他的傲慢态度，于是就施展自己的全部本领，但道人却不再言语。

阮籍从来没有受到这种冷遇，只好尴尬告辞。

然而，就在下山途中，阮籍听到山巅上传来阵阵奇异的声音，宏大嘹亮，似啸非啸，似唱非唱，委婉曲折，层次清晰，起伏有致，好像是有几部打击乐、吹奏乐，以及混有人声的大型交响乐队在演奏。

阮籍回头向山上望去，那个道人和先前一样盘腿坐在那里，看起来没什么动静，但那声音的浪潮却冲林破谷，荡气回肠。

阮籍暗自惭愧，深感此人长啸之功不同凡响，这真是山外有山，天外有天！

啸的发音的要领是“撮口”，是一种原生态音乐，是一种宝贵的非物质文化遗产。而我国的骨哨，则是世界最古老的吹奏乐器。

骨哨是截取鸟禽类中段肢骨加工而成的，长度4厘米至12厘米不等，直径约为一厘米，中间镂空，哨器略有弧度，器身略呈弧曲。

河南省舞阳的贾湖遗址出土的“贾湖骨笛”，其年代的上限为距今9000年，这是新石器时代的遗物，是迄今发现的世界上最早的乐器。骨哨出土时腔内插有一肢骨，将有孔的一段放入嘴里轻吹，同时抽动腔内肢骨，可以用来调节音调。

可见，乐器制造在我国可谓历史悠久。除了骨哨外，编钟、箜篌等，也是我国古代制造的工艺精湛的乐器。

编钟是我国古代重要的打击乐器，是钟的一种。编钟兴起于西周时期，盛于春秋战国时期直至秦汉时期。

编钟的声学原理大体是，编钟的钟体小，音调就高，音量也小；钟体大，音调就低，音量也大，所以铸造时的尺寸和形状对编钟有重要的影响。

在湖北省随州战国时期的曾侯乙墓中发掘出编钟65件，总重量达5000多千克。

曾侯乙墓编钟由19个钮钟、45个甬钟，外加楚惠王送的一件大傅钟共65件组成。这些钟分3层8组挂在钟架上。

直挂在上层的3组叫“钮钟”，斜悬在中下层的5组叫“甬钟”，其中最小的一个钮钟在演奏中能起定调作用。

钟架是铜木结构的，它的外形呈直角曲尺形，全长10米以上，上下3层，高2.73米，由6个佩剑的青铜武士和几根圆柱承托。整套编钟和梁架气势宏大、壮观无比。

演奏时乐队由几个人组成，用6只丁字形木槌敲高、中音，用两根长形棒撞低音。

这套编钟工艺精美，音域可以达到5个八度，音阶结构接近于现代的C大调七声音阶。

另外，编钟上还标有和乐律有关的铭文2800多字，记录了许多音乐术语，显示了我国古代音乐文化的先进水平。

经声学专家研究，编钟中的每只钟都可以发出两个不同的乐音，只要准确地敲击钟上标音的位置，它就能发出合乎一定频率的乐音，整套编钟能奏出现代钢琴上的所有黑白键的音响。

编钟音乐清脆明亮，悠扬动听，能奏出歌唱一样的旋律，又有“歌钟”之称。用曾侯乙编钟演奏的乐曲《楚殇》。乐曲表现了我国古代诗人屈原被流放时的悲愤之情。

箜篌是十分古老的弹弦乐器，最初称“坎侯”或“空侯”。据考证，箜篌流传至今已有2000多年的历史了。

箜篌在古代有卧箜篌、竖箜篌、凤首箜篌3种形制。箜篌吸收了其他乐器的声学结构，在古代乐器在独树一帜，除宫廷乐队使用外，在民间也广泛流传。

唐代杜佑《通典》：“汉武帝使乐人侯调所作……今按其形，似瑟而小，七弦，用拨弹之如琵琶也。”此属琴瑟类的卧箜篌。从甘肃省嘉峪关魏晋墓砖书看，其面板上没有品柱。

竖箜篌汉代自西域传入，后被称为“胡箜篌”。它状如半截弓背，曲形共鸣槽，设在向上弯曲的曲木上，并有脚柱和肋木，张着20多条弦，竖抱于怀，从两面用双手的拇指和食指同时弹奏，因此唐代人称演奏箜篌又叫“擎箜篌”。

根据古代壁画和文献记载，竖箜篌的弦有23根、22根、16根、7根等数种。一般多用于仪仗音乐中。

凤首箜篌形制似与竖箜篌相近，又常以凤首为装饰而得名，其音箱设在下方横木的部位，向上的曲木则设有轸或起轸的作用，用以紧弦。

凤首箜篌自印度传入，用于隋唐时期燕乐中的天竺乐，至宋代隋炀《乐书》中仍绘有当时存在的多种形制的箜篌，明代以后失传。

箜篌既有低音揉弦，也有高音颤音。不管是哪种形制，它们总的特点是音域宽广，音色柔美清澈，音质明亮，表现力强。

除了骨哨、编钟、箜篌外，古代乐器还有很多。比如《诗经》记载的乐器就有29种，其中频率固定的打击乐器有鼓、馨、钟、铃等，调频弹拨乐器有琴、瑟，管类乐器有箫、管、埙、笙等。

这些乐器，拓宽了声学原理的运用领域，从不同角度展现了我国古代劳动人民丰富的声学知识。

我国先民对声学知识的掌握不仅体现在制造出多种多样的乐器上，还十分注重对声律的研究，这也是我国古人在声学方面的一大贡献。

《二十四史》有许多律历志的记载。最晚至殷商时期已产生了宫、商、角、徵、羽五声，西周编钟已刻有十二律中的一些铭文。

此外，古代人还了解到了音调随线密度变化的关系。《韩非子·外储说左下》说道：“夫瑟以小弦为大声，以大弦为小声。”这就是这种关系的定性描述。

成书于西汉初年的《淮南子》还提到张力对音调的影响：当粗弦调得太紧因而发音太高时，要在同一乐器上调出某一调式，那么细弦就有绷断的危险。

在古代声律研究中，以“三分损益法”计算而得的弦音，自然纯正，悦耳动听。但是，用它计算而得的高八度音，并非完全的高八度，而是比八度高。

事实上，西方以“五度相生法”即乘以2/3所得的结果也是这样。为了使数学计算能得到一个完全八度音，东西方的音乐家都曾做过种种尝试，花费了上千年的时间。

最后完成这一计算并创造一种新的数学方法的是明代“律圣”朱载堉。他和他的《乐律全书》将古典音乐理论推向了极致。

朱载堉把八度音程平均地分成12等分，在数学上解决了求等比数列的方法。他把这种方法叫做“新法密律”，现在叫“十二平均律”。

“十二平均律”是朱载靖在音乐方面的巨大贡献，这就是现在的钢琴、手风琴等键盘乐器普遍采用的数理方法。“十二平均律”是东西方文化交流中至今仍有重大影响的文明之光。

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朱载堉家学渊源，才思聪敏，后来潜心于音乐的研究，最后终于能精通乐律、历学、度量衡、舞蹈诸学，集乐律理论家、声学家、历学家、数学家于一身，为他攻下“十二平均律”的难关铺平了道路。

朱载堉60岁著称辉煌巨著《律吕精义》，书中运用极精确严密的方法，在世界上首次阐明了十二平均律。

朱载堉是一位卓越的音乐理论家，一位有实际经验的舞蹈家和歌曲作家。他在音乐史上的地位，主要是由于其首创十二平均律所奠定的。