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琴声里的材料信息

已有 4405 次阅读 2009-3-8 01:04 |个人分类:闲谈|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 材料, 钢琴

妻子和我都是乐盲,但像大多数华人家庭一样,我们希望孩子们能从小学一点音乐,既陶冶情操,又养成能坐得住的习惯。
 
第一架钢琴是一架旧钢琴,琴键好像是象牙的,可见是有些年头了。用了三四年之后,寿命也到了。在买第二架的时候,我们还是选了一架老钢琴。其实,老钢琴不见得比新钢琴便宜多少,只是喜欢那份古朴。不事张扬地搁在那里,像个见过世面的读书人,悠然自得,从那里飘出来的音符,好像也透着一点古色古香和一份从容优雅。
 
你还别说,老钢琴的音色与新钢琴确实不同。老钢琴浓郁浑厚,新钢琴清脆悦耳。把个人的音乐喜好暂且放在一边,我们不妨探讨一下差异背后的原因。老钢琴和新钢琴之间的音质差别,是不是与材料有关呢?
 
以科学家的思路来看,声音似乎很简单,用两个参数就可以描述:频率和强度。无论是美妙的音乐,还是恼人的噪音,都是声波的频率和强度随时间变化的函数。音乐的基本单元是音符,每一个音符大概都对应某一个频率。乐器不过是一个或数个振动体,这些振动体以不同的频率振动,就发出一系列的声音。振动体的固有振动频率或共振频率不仅取决于振动体的形状和尺寸,更取决于制造振动体所用材料的物理性能,具体地说,就是弹性模量和比重。
 
钢琴的关键发声部件是琴弦、钢质琴板和音箱腔体。琴弦是一系列粗细长短各异的钢丝,有些钢丝外面还缠绕了铜丝。钢质琴板的主要作用是固定琴弦,使琴弦的长度尽量保持恒定,同时,琴板还与琴弦一道形成共振体。与老钢琴相比,新钢琴的琴弦应该不会有太大的变化,音色的微小差异估计来自琴板。
 
钢质琴板是工业革命的产物,发明还不到200年,最初是铸铁件,后来改成煅钢件。几十年前的锻件,可能包含很多杂质和微细裂纹,而现在的锻件,缺陷会少很多。成份纯净、组织均匀的钢板,声音清爽高扬;反之,则声音厚实低沉。
 
女儿的十指在琴键上飞速地跃动,动人的旋律马上充满了房间。我的思绪里,不仅有美妙的音乐,也有颤动的琴弦和琴板。追根索源,朴实的材料是所有华美事物的载体。


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1 杨秀海

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