关于编钟研究方面论文

曾侯乙编钟1978年出土于湖北随州擂鼓墩一号战国墓，是迄今为止最宏伟壮观、声律最为齐备、铸造最精良的编钟。钟体铭文有“曾侯乙作持”字样，表明是由曾国国君乙制作、享用，因而得名。编钟出土时非常完整，连铜木结构的钟架、挂钟构件、演奏工具都伴随出土，钟悬于架上，演奏工具置于旁边，让我们可以想见下葬时乃至演奏时的原貌。编钟共 65件，全由青铜铸造，以形态可分为钮钟、甬钟与镈钟三类，被分为3层8组悬挂在钟架之上。钟体表面铸有铭文，除形体较小的钮钟为素面无纹饰外，甬钟与镈钟都有繁缛绮丽的花纹，极为精美。经过检测，每座钟都能发出2个乐音，以错金铭文标注音名于敲击部位，经历2000多年的岁月仍能进行正常演奏，其音乐性能之优秀不由得让人们为之惊讶。古代文献《世本》《吕氏春秋》提到黄帝时已能制作钟，但估计只是木钟或陶钟。商代西周时期才开始出现青铜镈钟、甬钟、钮钟等。虽然将钟按照音列编列悬挂即可称为编钟，但将以上三种钟编列成组、配合使用，形成类似曾侯乙墓这样的编钟组合，则要晚到春秋战国时期。随着周公“制礼作乐”，在周人的祭祀、燕享、大射、军礼等诸礼当中，都要用到“金奏之乐”，编钟作为“众乐之首”尤其受到周人的重视，进而形成一套完整钟乐制度。进入春秋战国，礼崩乐坏，诸侯纷纷效仿并且僭越钟乐制度，使得青铜编钟的发展步入极盛时期。异常精美且规模宏大的曾侯乙编钟就是在这样的大背景下铸造出来的~

☆世界第八奇迹——编钟1978年5月11日，湖北随县（今随州市）城关镇西北郊擂鼓墩正式发掘一座古墓，在后来鉴定为战国早期的、曾国国君名“乙”的这座墓中，出土了大量文物，其中的乐器尤为引人注目。共出土有钟、磬、鼓、瑟、琴、笙、排箫、箎，计8种125件，还相伴出土有与部分乐器配用的击奏工具（如钟槌、磬槌、鼓槌等）12件和各种构件、附件1714件，合计1851件，充分展示了规模宏大的宫廷乐队的基本建制。在这些乐器中，极有价值的是一套编钟，计65件。曾侯乙编钟的意义曾侯乙编种的意义是多方面的。首先，它证明古代中国在声学与音乐上的成就遥遥领先于世界。曾侯乙编钟所保留下来的12音阶，证实在2500年前中国音乐家已可利用旋宫乐理在5个半八度的音域之间进行音乐演奏与创作。在欧洲，半音阶直到公元16世纪才在大键琴上出现，且只有4个八度的音域，在18世纪初问世的钢琴上出现时才有5个八度的音域，仍落后于曾侯乙编钟。其次，它集我国先秦科学文化之大成于一体，从多方面多学科生动地反映了中国古代科学文化的伟大成就，如它是乐器史上的罕见之作，是青铜铸造史上的奇迹，是工艺美术史上的佳品，是历史学与考古学研究的珍贵资料，还是乐律学的不朽典籍。第三，它纠正了一些史传谬误，解开了一些久争不下的疑团，还提出了一些有待今人去深入研究方能揭示的课题。正因为如此，曾侯乙编钟才被喻为古代世界的第八大奇迹。编钟分类及构造在曾侯乙墓中，钟分三层悬于架上。上层三组19件，为钮钟，体较小；中层三组33件，为甬钟，体形居中；下层二组13件，除两架正中的一件镈钟外，余均为大型甬钟。甬钟扁如合瓦，体态大小不一。各部分名称如图5—3所示。铣边有棱，舞平，上有长甬；甬下部有旋、斡（音干）。体上部略窄，下部稍宽，呈直线外侈；于部（口部）向上收成弧形。甬均上细下粗，多呈圆柱体。合金配比揭示了编钟的奥秘现代实验表明，钟的化学成份比例对音色变化关系重大，当含锡量低于13％时，音色单调、尖刺；含锡量在13％—16％时，音色丰满，悦耳。但含锡量愈高，青铜愈脆，钟易被击破。如何既使声音悦耳，又使钟不易被击破，从现代冶金学研究绘出的曲线（见图5—4）知，当含锡量在15％左右时，钟有最大的抗拉强度，硬度达100HB，才符合钟鼎类器物的要求。用现代科学手段对编钟进行的检验证明，全套钟用高锡青铜铸成，铜含量为77．54％—85．08％，锡含量为12．49％—14．46％，铅含量一般小于2％，其它元素的含量都很少，都在0．1％以下。这就是说，曾侯乙钟的锡含量是十分符合现代科学理论的。回想一下，1793年在美国宣布独立的庆典会上，美国自制的那口铜钟根本不能用力敲击，因为它太脆了，即使小心翼翼，即使加了防护措施，那口铜钟还是破裂了。相比之下，中国在战国时期已总结出铜钟中锡的最佳含量，这该是多么了不起的成就！对元素铅和钟音衰减及音色改善关系的认识是编钟铸造中另一重要的技术成就。用现代电子扫描技术得到的编钟试样中铅的电子扫描图相表明，铅不熔于基体，而以独立相存在于合金组织中，它割裂了基体，使α相不连贯，因而使弹性系数降低，阻碍了声波的传递。铅相分布越均匀，对声波的阻碍作用越明显。曾侯乙铜钟中铅含量在2％以下，个别略高于3％，远远高于铁、锌、钴、钒含量，说明铅是有意识加入的。均匀分布的独立铅相可以保证钟声能很快衰减，从而使它能作为乐器使用。磨砺是不可少的工序钟被铸成后均经过了磨砺工序。这不但因为在钟体无纹处钟腔内、钮钟舞部等处留下了极细的磨砺横向擦痕，而且在钟架上层摆放有一个完全未经磨砺的钮钟和一个内腔稍经磨砺的钮钟。对编钟进行磨砺常出于四个目的：一是清除铸件表面的缺陷，达到外观美的目的；二是提高主要振动部位的光洁度，以减少不必要的阻尼，收到更好的音响效果。三是为了改变钟的振动频率。《考工记》记载，“薄厚之所震动，清浊之所由出。……钟已厚则石，已薄则播”，说的正是振动频率和钟体厚薄的关系，而钟体厚薄的精确把握，全靠对钟腔内壁的磨砺。四是为了保持钟体的基本对称性，以保证钟体共振，取得较纯正的音色。曾侯乙全套编钟音色优美，音域宽广，音列充实。下层的大钟声音低沉浑厚，音量大，余音长；中层里较大的钟声音圆润明亮，音量较大，余音较长，而较小的钟声音清脆，音量较小，余音较短；上层钮钟声音透明纯净，音量较小，余音稍长。编钟的形状与结构也是发出乐音不可少的条件为什么编钟可以作为演奏用的乐器？除了前面提到的在青铜材料中有意加入一定量的铅，形成独立金相，从而加速声音的衰减速度这一原因外，更重要的与编钟的几何形状和其它结构有关。编钟的钟体主要由钲部和鼓部组成，它们构成了编钟的共振腔，振动时腔内形成驻波。敲击指定部位时（正鼓音处与侧鼓音处），该处成为振源然后波及钟体各部而发声。若钟体的截面为圆形，钟体只能发出一个基音，也就失去了作为乐器的价值。但由于编钟钟体的截面是“合瓦形”，它具有对应于编钟截面长短轴呈正、反两种对称的基频振动模式，因而使编钟可以发出两个基音。合瓦形钟体与圆形钟体的区别在于，“合瓦形”体两侧有棱，它是钟体刚性最大的部位。当敲击正鼓部时，两侧的棱就起到阻尼作用，加速振动的衰减。当敲击侧鼓部时，棱恰处于振动的节线位置，起不到阻尼与加速衰减的作用。但因为这时的振动模式为相距很近的八条（或四条）节线，振动可延伸至舞部，舞部上方的甬或钮就可代替棱起到阻尼作用，从而改善钟的演奏效果。棱和甬可以互为补充地起到阻尼和加速衰减的作用，这正是合瓦形钟体上加个甬所产生的，也只有中国人才想出了这一奇妙的发明。此外，与圆钟相比，合瓦形钟体由于不存在仅由两条节线所构成的振动模式，从而可消除“哼声”，大大改善音色和音质。甬钟上有“枚”，它对编钟进入稳态振动也是有影响的。因为作为振动物体的编钟，具有许多固有频率，受击时会产生复合音。每一个固有频率都有各自的振动单元，频率愈高，振动单元愈小。而那些按一定规律分布在钟体钲部的“枚”就成了振动小单元的负载，它会对相关的高频振动起到加速衰减的作用，从而改善音质。用尺寸相同基频一致的甬钟（有枚）与钮钟（无枚）进行的稳态共振实验也已经证实枚的上述作用。可见“枚”绝非只作装饰用，它对编钟音色也有一定影响。音脊和隧的存在是使编钟基音得以校准的又一重要因素。音脊和隧位于钟腔之内，从钟口延伸至钲部下缘，呈突起状者为音脊，凹状者为隧。所有的编钟铸成后都要对音脊和隧处进行锉磨。如果编钟质量对称，音脊与隧的位置、大个都很有规律，且对称分布；如果编钟质量不对称，为获得同样的音律，磨削部位就必然偏离正常几何位置，造成各钟音脊和隧位置的不同。一般说来，音脊与隧分别与第一基频和第二基频的节线位置相吻合。这样音脊与正鼓部的厚度就成为决定第一、第二基频高低的充分条件。古代的匠师们已从经验上认识到这两处厚度、大小与范围对音响的影响，掌握了节线的走向，并在节线位置上进行调音。这不仅是获得准确的音律的条件，也符合现代声学原理，是十分了不起的杰出成就。实践证明，在节线上调音，不仅可以得到两个准确的基频，而且可使两个基频的相互影响达最小。铣长的大小也和钟的第一基频有密切联系。现代实验表明，这种关系如图5—5所示。从图知，可将铣长变化对第一基频所产生的影响分为三个区域：在惰性区内，铣长的变化对第一基频产生的影响很小；在敏感区内，铣长的变化对第一基频会产生很大影响；在正常区域内，随着铣长增加，第一基频按指数曲线连续下降，同时在某一固定铣长之下，有一个频率可改变的区间，这正是调整钟壁厚度能改变基频的原因。可见铣长大小和改变钟体厚度都可改变编钟的第一基频。但对理想的编钟来说，铣长和壁厚有一个最佳比例，片面地从单一因素来调整基频，会使音质变坏，是不可取的做法。