小提琴作坊

现代技术在提琴制作研究中的应用

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无论对艺术家还是对科学家来说,提琴是一种富有魅力、多少带点神秘色彩的乐器。许多年来,有不少提琴制作家、音乐家、物理学家致力于提琴制作的研究,希望能找到其中的规律,从而制造出优良的乐器来。虽然这些工作在不同程度上有所进展,但与其所追求的目标——替代人的直觉和经验去制作提琴——还有相当距离。在此笔者介绍一些提琴制作研究的进行情况,希望引起大家的兴趣,对提琴作更多的研究。

(一)对琴材理化性能的研究

意大利古琴的优美音质和演奏性能,经历300年而不衰,这引起了许多研究者的兴趣,通过对于包括其储存期内的理化性能变化及吸湿性能、声辐射性能等的研究,一般认为:古木材在潮湿条件下含水率一般稳定在10%左右,反映出的空气湿度的相关量不显著;声辐射性能改善;水萃取物、醇-苯萃取物明显增加,全纤维素、α纤维素降低,五聚糖和木质素的变化则很少;杨氏弹性模量和压电模量在300年内逐步增加,以后随年份增加而减少。

根据以上的研究结果,现已试用各种人工处理手段来改变木材的声学性能。应用的方法有:热处理,酸处理,发酵处理,氨处理,氧化处理,光处理,微波处理等等,主要是加速木材老化。

(二)对涂料的研究

提琴的涂料和油漆被称为最重要的“意大利秘密”。这是因为提琴涂料除具有一般涂料的保护和装饰性能外,还有其声学性能,即能过滤高频率的噪声,使提琴的声音变得甜润。油漆一般被分作两层,在木材和“真正的”油漆之间往往有一层被称为“底漆”的涂料,我们可以把它看成防腐剂、增强剂、防潮剂,涂布于木材表面以取得更好的附着力。对涂料的研究,目前一般采用有机化学分析技术、色谱分析技术、红外微光谱技术、光学偏振显微术、电子显微探针和扫描显微术,最近还使用了一种先进的能量分散X光分光(EDAX)技术。这些技术被用以研究古琴涂料的组成成分,以及复制含有这些成分的涂料的可能性。剑桥大学研究组(用EDAX方法测试)的报告指出:古意大利琴的油漆中含有铝、硅、磷、硫、钾、钙、钛、铁和锰,这些物质及其含量很接近于一种叫白榴火山灰的成分。他们推断斯特拉迪瓦里用这种火山灰来磨平他的乐器,或出于某种目的而用来涂刷他的乐器。另有一份来自美国俄亥俄州的Michelmon的报告说,意大利油漆中含有大量的钙,少量的硅、钴、铝、钾、镁,微量及痕量的钠、铁、锰。由于油漆中含有大量的钙,他推断这些油漆的主要成分是松香酸钙和茜草。

目前在试验中应用的除上述两例外,还有硅酸盐涂料、蛋白质涂料、乳胶涂料和几丁质涂料,一般用作油漆的还有天然树脂涂料、干性油涂料。

(三)对提琴结构的研究

主要是根据提琴琴体既要承受来自弦的很大的张力、压力,又要能进行充分振动的特点,研究其构造可能对音响产生的影响和受力后的变形情况,研究提琴的材料及弧度设计与厚度设计之间的关系,目的在于改善提琴音质。研究手段主要有材料的理化性能测试,成琴和音板的机械式测试,弧度和变形状况的研究采用了光栅技术和地理照相技术等。

(四)对提琴声学品质的研究

主要是通过对古提琴的声学品质和振动状态的研究,记录和取得对提琴音质评价的客观数据,用以指导新琴的制作。比较有代表性的有迈耶(Erwin Meyer)和巴克豪斯(Herman Backhaus)1930年提出的在人工激发条件下测定提琴的辐射声级和频率的关系,并用曲线记录下来。同时代较著名的研究者还有美国的桑德斯(Frederick A· Saunders)和意大利的巴斯瓜里尼(G · Pasqualini),他们使用频谱分析和记录频率响应曲线的方法来研究提琴的音响。50年代起霍金斯(Carleen M · Hatchins)开始用声激振的方法研究琴板的振动和振动模式;鲍威尔(R · L · Powell)和斯特森(K · A · Stetson)1965年起用激光全息摄影研究提琴的振动,这个方法后来在提琴研究的领域中被广泛应用。近年来在这方面比较有成就的科学家还有贝尔第哀(P · Beldie)、马香(K · D · Marshan)和克莱码(L · Cremer)。但是至今为止,这方面的研究只能部分地记录、了解提琴的振动情况和材料结构与声音之间的关系,直接用于指导提琴制作尚有距离。

(五)对提琴修复和鉴定的研究

提琴的修复和古琴的鉴定技术,近年来自发展比较快。在鉴定方面,主要是通过化学分析手段、显微检测手段和其它的一些手段,来帮助凭藉主观经验鉴定的鉴定家作出正确的判断。如修补后的油漆在一般光线下看上去近似原来的油漆,但在柴油外线下却反映出截然不同的颜色。在修复方面,目前使用X光来检查木材被蛀的情况,并用身线杀死蛀虫和它们的卵。过去,这项工作需在毒气柜内进行,危险而且效果不够好。用窥视摄影来拍摄琴体内部的照片,可发现从表面观察不到的裂痕和修补痕迹。用地理照相的办法来记录提琴的外形和弧,可为日后修复工作提供数据等等。

正如美国德克萨斯州A&M大学的内吉韦利(Joseph Nagyvary)教授说:“小提琴是一座艺术和科学的大迷宫”。在这迷宫里不有许许多多的秘密有待我们去探索。让我们努力吧。

文章来自于投稿

2017 年 8 月 31 日 阅读:(640)
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