胡倩如

[摘要]從琴弦、弦軸以及琴弦與弦軸的關(guān)系入手，通過(guò)對(duì)調(diào)律運(yùn)扳過(guò)程中弦軸和琴弦的受力分析，提出有效指導(dǎo)意見(jiàn)，達(dá)到提高調(diào)律精準(zhǔn)程度以及音準(zhǔn)穩(wěn)定的目的。

[關(guān)鍵詞]鋼琴;調(diào)律;弦軸特性;琴弦張力;琴弦彈性;運(yùn)扳方法

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.07.014

鋼琴調(diào)律過(guò)程中離不開(kāi)兩個(gè)本體，一個(gè)是琴弦，另一個(gè)是弦軸。鋼琴調(diào)律師通過(guò)將調(diào)律扳手套在弦軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸改變琴弦的張力，來(lái)達(dá)到調(diào)律的目的。然而，鋼琴調(diào)律又比其他樂(lè)器的調(diào)律復(fù)雜。因?yàn)榍傧也⒉皇侵挥脙蓚€(gè)端點(diǎn)張掛，而是通過(guò)不同支點(diǎn)將其分為五個(gè)部分。每個(gè)部分雖不是都與發(fā)音相關(guān)，但每一部分的張力都與調(diào)律時(shí)的難易程度以及調(diào)律后的音準(zhǔn)穩(wěn)定性密切相關(guān)。

1鋼琴琴弦張掛力學(xué)分析

1.1琴弦張掛結(jié)構(gòu)分析

鋼琴琴弦的兩端支點(diǎn)分別為弦軸和掛弦釘（圖1）。在琴弦的張掛過(guò)程中，琴弦自上而下分別被壓弦條、弦枕、上下碼釘分為五個(gè)部分。正因?yàn)橛辛诉@幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，琴弦在振動(dòng)時(shí)，分為發(fā)音的有效振動(dòng)部分以及不參與發(fā)音的無(wú)效振動(dòng)部分。

有效振動(dòng)部分是隨著有效弦長(zhǎng)的不同，發(fā)出不同頻率的聲音。鋼琴有效振動(dòng)部分止于弦枕和弦碼上碼釘，為了獲得更好的音色以及防止雜音的出現(xiàn)，要盡量避免無(wú)效振動(dòng)伴隨有效部分一起振動(dòng)。

雖然無(wú)效弦長(zhǎng)不參與發(fā)音，但為了使有效琴弦的音高保持穩(wěn)定，它必須承載張力的平衡。當(dāng)整根琴弦被拉伸或壓縮時(shí)，琴弦將依次通過(guò)這幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，在這些節(jié)點(diǎn)上需要克服摩擦力，才能達(dá)到張力的統(tǒng)一和平衡。

1.2鋼琴琴弦物理屬性

鋼琴琴弦分為裸弦與纏弦。裸弦為高碳鋼材質(zhì)，經(jīng)鉛浴淬火后冷拉而成，也稱為“冷拔鋼絲”。纏弦為高碳鋼外纏繞一層到兩層的銅絲。一層纏弦，是在裸弦上纏繞一層經(jīng)過(guò)防銹處理的紫銅絲制成;兩層纏弦，是在一層纏弦的基礎(chǔ)上，再纏繞一層紫銅絲制成，其主要目的是為了用較短的琴弦獲得較低的頻率。

琴弦被弦槌敲擊振動(dòng)發(fā)音，主要的振動(dòng)方式是橫振動(dòng)，即振動(dòng)方向與琴弦張掛方向垂直的振動(dòng)。但伴隨著橫振動(dòng)，還有一種振動(dòng)方式是縱振動(dòng)，它是和琴弦的張掛方向平行的一種振動(dòng)形式。在縱振動(dòng)的影響下，琴弦被敲擊振動(dòng)發(fā)音，使琴弦和弦枕以及琴弦和上碼釘在振動(dòng)中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即摩擦。弦的年限和腐蝕都會(huì)使支撐點(diǎn)上存在摩擦力。琴弦的一端被弦軸從幾個(gè)支點(diǎn)拉起，這些支點(diǎn)均有摩擦力存在，在不同的弦段之間產(chǎn)生不平衡的張力，使每一段琴弦的張力一致不太可能。在支撐點(diǎn)上不均勻、不穩(wěn)定的張力，會(huì)影響調(diào)律的穩(wěn)定性。為了整根琴弦張力的平衡和穩(wěn)定，必須使掛弦處的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)克服摩擦力。

2運(yùn)扳方法概述

2.1一般運(yùn)扳方法和要求

通常要求初學(xué)者將音拉高，并超過(guò)目標(biāo)音高，同時(shí)確認(rèn)弦軸在弦軸板里轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，回轉(zhuǎn)弦軸至純點(diǎn)后重?fù)粼撉傧?，?dāng)目標(biāo)音音高達(dá)到弦軸設(shè)置的位置附近時(shí)，重?fù)舸_認(rèn)純點(diǎn)。但是，在弦軸過(guò)緊時(shí)，這種操作方法不見(jiàn)得奏效。當(dāng)弦軸很緊時(shí)，拉緊琴弦并感到弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)猛拉會(huì)導(dǎo)致聲音過(guò)高，往下降低音感到弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)后，其音又容易調(diào)到目標(biāo)音高之下。這樣反復(fù)尋找純點(diǎn)位置，既浪費(fèi)時(shí)間，又降低音準(zhǔn)穩(wěn)定性。

值得推薦的方法是，欲提高琴弦張力時(shí)，先將音高降低至純點(diǎn)以下有些遠(yuǎn)的位置，這樣第一下運(yùn)扳不會(huì)直接拉到純點(diǎn)過(guò)高的位置，同時(shí)感受弦軸在弦軸板里轉(zhuǎn)動(dòng)量。如果不是非常緊的弦軸，可以將注意力放在低于純點(diǎn)至純點(diǎn)處，仔細(xì)聽(tīng)辨純點(diǎn)位置，不能拉過(guò)純點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)，聽(tīng)到有拍音即可。在退扳至即將到達(dá)純點(diǎn)時(shí)，穩(wěn)定住扳手的同時(shí)重?fù)羟冁I，此時(shí)若還有拍音，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)扳手退扳到純點(diǎn)位置，最后重?fù)羟冁I確認(rèn)已到達(dá)純點(diǎn)無(wú)拍音。

2.2微調(diào)的方法和要求

當(dāng)調(diào)同度時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)一種現(xiàn)象，已經(jīng)非常接近純點(diǎn)，但是還能聽(tīng)到有一點(diǎn)波動(dòng)感。這就要求掌握微調(diào)技術(shù)，使被調(diào)的這根弦調(diào)到比參照弦低兩拍。當(dāng)弦軸非常緊時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸會(huì)一下調(diào)到比純點(diǎn)高得多的位置上，施加一個(gè)穩(wěn)定向上的力，這時(shí)扭轉(zhuǎn)弦軸同時(shí)重?fù)羟冁I，直到該琴弦過(guò)了純點(diǎn)出現(xiàn)拍音。將弦軸控制在這個(gè)位置上，繼續(xù)重?fù)羟冁I，停止給扳手施加的力，從而放松扭力，敲擊琴鍵，此時(shí)的琴弦正好在理想的純點(diǎn)位置。如果還沒(méi)到純點(diǎn)，用扳手施加適度向下的扭轉(zhuǎn)力，并敲擊琴鍵，直到純點(diǎn)。最終，弦軸的中心線通過(guò)扳手的微小但明確的順時(shí)針?lè)较蚺まD(zhuǎn)或逆時(shí)針?lè)较虻呐まD(zhuǎn)，在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)中達(dá)到統(tǒng)一。

3調(diào)律時(shí)弦軸扭矩分析

扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的一種特殊的力矩。在物理學(xué)里，力矩是指作用力使物體繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸或支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向。當(dāng)弦軸的扭矩一致時(shí)，以純點(diǎn)為中心，既不太高也不太低，調(diào)律比較容易。但是，如何獲得這種一致的扭矩呢}除了弦軸板材質(zhì)的選擇、適合的鉆孔和鉆孔技術(shù)外，弦軸、弦軸與弦軸孔的配合、弦軸和琴弦的關(guān)系也值得關(guān)注。

3.1弦軸的撓性

弦軸的材質(zhì)是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，有良好的彈性，屬于彈性體。彈性體的特性是除去外力后能恢復(fù)原狀的材料，有的彈性材料在外力作用下可伸長(zhǎng)至原長(zhǎng)的兩倍以上。但是，如果過(guò)分拉伸或是彎曲碳素鋼，是無(wú)法恢復(fù)到原始位置的，會(huì)發(fā)生變形。施加的力可能是一種彎曲力、拉伸力、扭轉(zhuǎn)力。另一種為塑性體，即去除施加力不能恢復(fù)原狀的，如鉛。將鉛拉伸后，只能保持拉伸后的形態(tài)。

弦軸在弦軸板中的扭力，通常不足以讓弦軸發(fā)生塑性形變。但一個(gè)普遍的錯(cuò)誤觀點(diǎn)認(rèn)為，它的塑性大于彈性，即向一個(gè)方向施加扭力，但不足以使弦軸在弦軸板里轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，需要向相反方向施加扭力，才能使弦軸恢復(fù)到原來(lái)的位置。實(shí)際情況是，由于碳素鋼的彈性大，不需要向相反方向施加扭力，弦軸會(huì)自己調(diào)整到原來(lái)的位置。弦軸本身也會(huì)“矯枉過(guò)正”，經(jīng)歷瞬時(shí)的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)，最終在起點(diǎn)停止。

其中，弦軸自身的設(shè)計(jì)尺寸也值得注意。在標(biāo)準(zhǔn)尺寸上，將弦軸頂部的直徑增加0.05mm。這一點(diǎn)變化在密度較大的弦軸板中能夠被調(diào)律師感知，以至于調(diào)律時(shí)會(huì)感到非常困難。弦軸孔里的摩擦力，讓弦軸能夠抵抗來(lái)自琴弦的拉力，也使弦軸可以在一段時(shí)間內(nèi)保持一個(gè)扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。如果除了琴弦拉力還存在其他的扭力，弦軸沒(méi)有足夠的摩擦力抵抗這些力，這時(shí)弦軸釘就會(huì)不太穩(wěn)定。

3.2弦軸與弦軸孔及琴弦的配合

首先，明晰兩種運(yùn)扳方法。扳手轉(zhuǎn)動(dòng)弦軸，指的是整個(gè)弦軸已經(jīng)移動(dòng)，它在弦軸板中移動(dòng)或者有咔咔聲的這種感覺(jué)是明顯的;扳手扭轉(zhuǎn)弦軸，指的是弦軸沿著軸線彎曲，但在弦軸板里沒(méi)有明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)。

其次，弦的張力從弦軸到掛弦釘處每段是不一致的。重?fù)羟冁I能夠使琴弦張力平衡，張力不會(huì)向上或向下延伸，琴弦能夠穩(wěn)定住。然而，這并不意味著各個(gè)部分的張力是相同的。以微調(diào)技術(shù)為例，先將目標(biāo)弦調(diào)到比參照弦低兩拍。施加一個(gè)穩(wěn)定向上的力，這時(shí)扭轉(zhuǎn)弦軸，同時(shí)重?fù)羟冁I，一直到該弦過(guò)了純點(diǎn)出現(xiàn)拍音;將弦軸控制在這個(gè)位置上，繼續(xù)重?fù)羟冁I，此時(shí)琴弦處于平衡狀態(tài)，而弦軸一直存在扭力;接著，停止給扳手施加力，敲擊琴鍵，此時(shí)，琴弦正好處在理想的純點(diǎn)位置。如果還沒(méi)到純點(diǎn)，用扳手施加適度向下的扭轉(zhuǎn)力并敲擊琴鍵，直到純點(diǎn)。需要注意的是，重?fù)羟冁I是關(guān)鍵，弦軸用來(lái)改變琴弦的張力和音高，但是，由于在不同點(diǎn)上的摩擦力，需要重?fù)羟冁I來(lái)使琴弦張力越過(guò)這些點(diǎn)而達(dá)到張力統(tǒng)一。所以，為了調(diào)律后的音準(zhǔn)穩(wěn)定性，必須同時(shí)關(guān)注弦軸的平衡位置以及琴弦每段張力的平衡。

3.3琴弦的彈性和弦軸到弦枕的距離

弦軸的扭轉(zhuǎn)和支撐點(diǎn)的摩擦力，常被看作是影響調(diào)律穩(wěn)定的最重要的兩個(gè)因素。其實(shí)，第三個(gè)因素也很重要，即琴弦的彈陛，尤其是從弦軸到弦枕這段琴弦的彈陛。琴弦在弦軸到弦枕這段距離中有很大的延伸，不受有效弦長(zhǎng)部分張力的影響。當(dāng)弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，包括弦軸的扭轉(zhuǎn)，都不會(huì)使有效弦長(zhǎng)的發(fā)音發(fā)生變化。對(duì)于調(diào)律的穩(wěn)定，這可能比弦軸的扭轉(zhuǎn)和支撐點(diǎn)上的摩擦力更難讓人把握。

琴弦的彈性，應(yīng)該被認(rèn)為是每個(gè)單位長(zhǎng)度的一定量的可延性。琴弦有不同的總長(zhǎng)度，盡管它們的有效長(zhǎng)度和張力一致，但整根琴弦的彈性是不一樣的。因此，它們對(duì)氣候變化和弦軸轉(zhuǎn)動(dòng)的響應(yīng)也會(huì)不同。例如，因?yàn)闅夂蜃兓?，一架完成調(diào)律的鋼琴的高音部分出現(xiàn)跑律，會(huì)有一個(gè)統(tǒng)一的偏差模式，即所有的右弦或左弦有相同的偏差量。這是因?yàn)樽笙液陀蚁艺傧业膹椥圆煌?，使琴弦?duì)弦碼上升或者下沉的反應(yīng)不同。這里，特別關(guān)注的是弦軸到弦枕這段琴弦的彈性。這段弦越長(zhǎng)，彈性系數(shù)越大，弦軸的運(yùn)動(dòng)越不受音高變化的影響。也就是說(shuō)，弦軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和音高變化之間的相關(guān)性越小，調(diào)律師就越不容易調(diào)純。這是因?yàn)橄逸S到弦枕的這段琴弦越長(zhǎng)，琴弦在弦枕處受到摩擦力的影響以及和下端有效弦長(zhǎng)部分的琴弦越分離，琴弦越不容易被調(diào)律扳手響應(yīng)。

不同的鋼琴設(shè)計(jì)中，弦軸位置有所不同，有些弦軸到弦枕這段弦長(zhǎng)距離長(zhǎng)，有些則很短。壓弦條、弦鈕等支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有所不同。觀察發(fā)現(xiàn)，弦軸到弦枕的不同長(zhǎng)度帶來(lái)的不同響應(yīng)會(huì)非常明顯。無(wú)論是三角鋼琴還是立式鋼琴，低音部分調(diào)律是最容易的。這個(gè)區(qū)域弦軸到弦枕的距離按比例是最短的，整根琴弦的彈性是最大的。三角鋼琴弦軸到弦枕的距離通常比立式鋼琴長(zhǎng)，支撐點(diǎn)上的摩擦力也比立式鋼琴大，所以三角鋼琴更難調(diào)律。

4結(jié)語(yǔ)

鋼琴調(diào)律技術(shù)的精準(zhǔn)程度，不僅依靠調(diào)律師日復(fù)一日的嚴(yán)格訓(xùn)練，還需要從鋼琴結(jié)構(gòu)入手，了解鋼琴琴弦、弦軸的特性以及兩者之間的關(guān)系，并用于指導(dǎo)調(diào)律操作手法，從而提高鋼琴調(diào)律的精準(zhǔn)性以及調(diào)律后的音準(zhǔn)穩(wěn)定性。