陳穎 沈威

【摘要】在聲樂學習中，歌唱的訓練極為重要，技巧與訓練密不可分，這就要求在平時的學習中要掌握正確有效的發(fā)聲技巧，在掌握正確的發(fā)聲技巧之前首先要有對聲音以及歌唱要素的明確意識。我國著名的聲樂教育家沈湘在他的聲樂教學中指出，人聲歌唱的基本要素包括呼吸、發(fā)聲、共鳴和語言四個部分。對于很多聲樂初學者來說，普遍出現(xiàn)聲音“擠、卡、直”的現(xiàn)象，聲音沒有色彩感，缺乏對共鳴腔體的認識。本文以美聲唱法實戰(zhàn)教學為例，通過物理學中赫姆霍茲共鳴器原理的角度以及頻譜分析方法對學習過程中的問題進行剖析解釋，以人體發(fā)聲器官的物理特征作為出發(fā)點，探討聲樂學習中基音共鳴腔體的尋找以及訓練的方法，從而加強聲樂演唱的技巧。

【關鍵詞】聲樂訓練;美聲唱法;共鳴腔體;物理聲樂

【中圖分類號】J616

【文獻標識碼】A

【文章編號】1002-767X（ 2020） 01-0058-03

【本文著錄格式】陳穎，沈威聲樂訓練中物理方法應用的探究[J].北方音樂，2020，Ol（ Ol）：58-60

前言

呼吸是歌唱的動力，沒有動力就不能發(fā)聲。有了動力以后，共鳴在歌唱中也是非常重要的。因為聲帶發(fā)出的聲音很小而且很單薄，不悅耳，不能成為歌唱的聲音，必須要靠共鳴把聲音擴大和美化。德國古典哲學家黑格爾認為“最自由的而且最響亮最完美的樂器是人的聲音，它兼有管樂和弦樂的特性，因為人的聲音一方面是一個震動的空氣柱。另一方面由于筋肉的關系，人的發(fā)聲器官也像是一根繃緊了的弦子”。美聲唱法區(qū)別于其他唱法的最主要的特點在于，美聲唱法是“混合聲區(qū)”的唱法;從聲音方面，真假聲可以按音高比例的需要混合使用;共鳴方面，把歌唱可以使用的共鳴腔體都調(diào)動起來。首都師范大學李媛媛在一則報道中表示，學生要發(fā)現(xiàn)自己的錯誤需要有參照物，但是很多學生只通過自己的聽覺來進行判斷，是比較不合理的。學生應該記住唱出正確聲音的“感覺”，而不是“聲音”本身。

一名專業(yè)的歌唱演員要求不僅要了解發(fā)聲器官的生理特征，而且要認識到發(fā)聲時身體各個部分協(xié)調(diào)作用，在了解音樂、物理、生物原理的基礎上有意識地改善自己的歌唱方法以達到提升演唱技術(shù)的目的。赫姆霍茲在本文中將會被應用來輔助歌者了解自己身體的感受并且隨時控制調(diào)整發(fā)出聲音的時機、部位與狀態(tài)。通過物理訓練方法來尋找共鳴并且改善音質(zhì)。下面本文將結(jié)合物理學原理與聲樂訓練展開探討。

一、美聲唱法的特點以及初學者問題尋找

美聲唱法的特點在于它豐滿、明亮、富于金屬色彩而又有致遠力的、松弛而網(wǎng)潤的音質(zhì)。而且美聲唱法是屬于全共鳴，所以這種音質(zhì)往往包含了較多的高泛音，音色明亮;具有充分的共鳴，音質(zhì)豐滿，具有這種音質(zhì)的聲音在歌唱時常常會給人以金色陽光似的燦爛、華麗的印象;輕聲歌唱時，給人以銀色般的柔和、清亮的感受。

但是，人體的共鳴腔體分為胸腔、口腔、鼻腔、咽腔以及頭腔。在歌唱時，這幾個共鳴腔體都要進行相應比例的運作。共鳴腔體對于美化聲音具有極其重要的作用，能使聲音更具有質(zhì)感。歌唱共鳴的通道可以看成一個管樂器，唱歌的時候當做是一個管狀腔體在進行振動。銅管樂器之所以音量大，是因為它內(nèi)在的空間中的空氣在管內(nèi)產(chǎn)生振動并且在有限空間中產(chǎn)生共鳴，使聲音感覺空曠且明亮，甚至距離較遠的時候都能聽到。美聲唱法如果缺乏強有力的共鳴腔體就會使聲音暗淡、音量小、沒有金屬色彩。在歌唱發(fā)聲過程中，所有的共鳴腔體都要起作用。頭腔共鳴是打開鼻咽腔所產(chǎn)生的共鳴，頭部會有一種振動的感覺。唱歌的主要聲道在喉咽的上下，聲道通了白然聲音就是明亮而集中的，有了共鳴，聲音就具備空間感。

在聲樂學習過程中，初學者經(jīng)常會有出現(xiàn)肌肉緊張的現(xiàn)象，例如聲帶閉合不良則產(chǎn)生嘶啞、暗淡的聲音;喉部肌肉緊張或者擠卡喉頭，從而發(fā)出刺耳的“亮聲”，聲音雖然是有，但是不舒服且不順暢的，長期這樣用嗓容易疲憊甚至出現(xiàn)聲帶小結(jié)的癥狀。有些男生天生聲音條件不錯，但是唱歌時喉頭位置壓的過于低，造成聲音大而空;有些喉頭位置過高，聲音雖明亮但是扁、窄而且擠，影響氣息的通暢。而美聲唱法講究優(yōu)美的音質(zhì)，凡是好的聲音，必定是以最少的肌肉張力和氣息壓力來獲得最大的共鳴效果，從而達到優(yōu)美的歌唱。

美好的聲音具備良好的聲帶閉合，適度的氣息沖擊，適度的喉頭位置，適度的軟腭部分的興奮和抬起，積極但不僵硬，正確的舌位，松弛的下巴和口型，自然而松弛的歌唱狀態(tài)，任何一個因素的不足或者片面地過分強調(diào)都會破壞這種平衡，導致肌肉緊張，影響發(fā)聲。

總能從書中看到關于歌唱的理論，喉器的下放是獲得共鳴的途徑，首先要有深呼吸，打開腔體，喉頭才會下放，共鳴隨即產(chǎn)生。所以在歌唱的過程中，不要出現(xiàn)有壓喉的現(xiàn)象，那是歌唱中不該用到的力量。沒有共鳴的聲音都是擠出來的。如果有舒服的深呼吸，喉器就會自然地跟著下放，只有喉器的腔體大，嗓子的腔體擴大，共鳴才相繼會變大，變得圓潤。總之，要想獲得穩(wěn)定的共鳴，就要擁有“深呼吸、打開腔體、喉頭下放、軟口蓋上提、身體保持放松”的狀態(tài)。然而在實際訓練中，很多聲樂學習者往往只能知道這個狀態(tài)的語言表述，但是總能發(fā)現(xiàn)一張嘴卻不是自己想要的聲音，也沒有共鳴。

筆者針對多位初學者的問題，借助物理手段進行了分析，得到了物理上的原因，并希望能引入物理方法對歌唱者進行引導。

二、利用聲音頻譜分析將初學者問題轉(zhuǎn)化

沈括在《夢溪筆談·補筆談》中提到過一段話， “琴瑟弦皆有應聲：宮弦則應少宮，商弦即應少商，其余皆隔四相應，今曲中有聲者須依此用之。欲知其應者，先調(diào)諸弦令聲和，乃翦紙人加弦上，鼓其應弦，則紙人躍，他弦即不動。聲律高下茍同，雖在他琴鼓之，應弦亦震，此之謂正聲。這一段話講的是沈括利用放大實驗法對樂器不同的弦針對同一音調(diào)產(chǎn)生的共鳴所做的一段小實驗，當外來音調(diào)達到某一頻率的時候，其他的琴弦也會有微小的波動，由于震動非常小而且響聲并不易察覺，但是只需要加入一個紙片人，這種波動就能看得很清楚了。這段話雖然簡明扼要，但是也包含了物理中聲音的不同量。

每位歌者發(fā)出的聲音可分為基音與泛音，每一個基音的產(chǎn)生都必然會伴隨著泛音，稱為應聲。就好比把人體當做是一個琴，把發(fā)音部位就當做像琴上的琴弦一樣，每次發(fā)一個音就相當于琴上撥動了一根琴弦，帶動其他的琴弦進行微弱的抖動，這就發(fā)出了通過空氣傳播出來所能聽到的聲音。黃大同先生在2005年發(fā)表的《沈括應聲與逸調(diào)聲析釋》中也提及應聲的這個概念，黃先生文中提及基音會由于共振而帶來了泛音。

為了解釋更加清楚，以簡單下圖對某一個聲音的頻譜分析圖所示，聲音頻譜中某一段頻率的響度（即其所擁有的能量）超過其他的頻率段所擁有的響度，則稱該頻率為這個頻譜的基音;其余的與基音共存的音都稱為泛音。在物理學上，基音決定了一個聲音的音高，泛音則決定了這個聲音的音色。在日常生活中所發(fā)出的聲音以及聲波并不是單純的由一個頻率的聲波組成的“純音”而是由一個最低頻率的“基音”及多個更高頻率的“泛音”組合而成的復合音。在人聲音樂中，發(fā)聲器官的振動是一個立體面的振動，而且會受到共鳴腔體的影響，因此相比樂器的泛音復合音研究起來要復雜一些。但是“基音的響度決定音高，泛音的的數(shù)量及響度決定音色”的定論并不會無效。

既然每個音調(diào)一定存在基音，那么每個聲波就可以分解為一個基音的頻段以及若干個其泛音的頻段。要保持音高穩(wěn)定，勢必，基音也要求必須要穩(wěn)定。換而言之，當一個唱高音、中音、低音的歌者需要在歌唱期間將自己的“基音”保持在某個頻率。筆者在一節(jié)課中對華東師范大學某位教授及幾位其他學員所發(fā)的同一個highC音做了音頻的分析，挑選比較有代表性的初學者及教授老師的聲音做了頻譜分析比對（下圖作左圖為某位學員的highC，右圖為某教授的highC），從圖中可以看到，不同的歌者在唱相同音高的時候基音（頻段500-lkHz）的響度都處于相對大的位置?？梢詫е侣牨姼杏X“松、緊、吃力”等感覺是由泛音所造成的，學員的音的頻譜比較多毛糙而老師的頻譜更平滑也就是不同人所用歌唱的力量的集中程度的一個體現(xiàn)。

無獨有偶，湖南科技學院吳迪教授通過頻譜分析實驗分析聲樂初學者的聲音頻率;在分析的過程中，全程耳聽眼看對比，又進行了頻譜切片對比、觀察初學者和歌唱家的頻率曲線，發(fā)現(xiàn)他們在某些頻率段有很大的不同：3.5kHZ是人聲的共鳴頻率，初學者的3.5kHZ明顯低于歌唱家的3.5kHZ，也說明了聲樂初學者共鳴比較少。

因此，在聲樂練習中，針對初學者面臨的最基本音準及共鳴問題，換句話來說也就是某個頻率段的響度以及準確度的問題。

三、物理方法的引入以及初學者問題解決

為了幫助初學者尋找準確的音頻段，筆者嘗試引入亥姆霍茲共振器。亥姆霍茲共振指的是腔體受聲波的作用時，腔內(nèi)的空氣振動共振現(xiàn)象?，F(xiàn)實生活中可以看到有些調(diào)皮的小孩子對著某個空瓶子的瓶口吹氣，讓瓶子發(fā)出嗡嗡的響聲，這是最常用來解釋赫姆霍茲共振的例子;1 8世紀50年代，赫爾曼·馮·亥姆霍茲設計并命名的共振器一開始是為了利用共振現(xiàn)象進行聲學測量，以達到分辨復雜聲音環(huán)境下的不同頻率的聲音，如音樂的樂調(diào)。

初始設計的赫姆霍茲共鳴器是用黃銅鑄成的，內(nèi)部為空腔，兩端有粗細兩個孔，粗孔是用來接收傳人的聲波，細孔供監(jiān)聽用。手握共鳴器，將小孔貼近耳邊，如果傳人共鳴器的聲音接近共鳴器固有頻率的聲音，共鳴器將產(chǎn)生共鳴（即放大聲音）并且由于內(nèi)部能量聚集產(chǎn)生微微震感。漸漸地隨著技術(shù)的發(fā)展，通過數(shù)據(jù)的不斷積累，在物理學上引針對赫姆霍茲共鳴器原理，將所有的公式進行了簡化、規(guī)則化后形成了下圖器具模型的側(cè)剖面。

由亥姆霍茲共振器的原理方程

（注：式中fo是亥姆霍茲共鳴器的共振頻率，c是聲速，S是頸或開口的截面積，d是頸或開口的直徑，l是頸的長度，V是容器的容積。在強度為一定的聲波作用下，在這共振頻率時，頸內(nèi)空氣的振動速度最大。）可知，每個容器都具有其固定的共振頻率，而通過對人聲音調(diào)與頻率的匹配，在生活中也可以找到相應的一些水杯或者水瓶。

當一個近似于亥姆霍茲共振器的器具在接收到與該容器相匹配的頻率的聲音時候，該容器也會產(chǎn)生共鳴，并由于聲音的能量產(chǎn)生共振。聲波作為一種能量當向該共鳴器輸入屬于該瓶子所專有的聲音后，聲音能量也會在共鳴器內(nèi)賦予能量后從輸入聲音的瓶口反射出來。反射出來的聲音作為一種音樂音響信號，作為一種物理能量通過人體的聽覺器官和聽覺神經(jīng)系統(tǒng)傳人人體可以使人的機體產(chǎn)生皮膚電導的升高或者降低、心率快慢等由于感受到了聲波的能量而產(chǎn)生相應的身體反應，這種由聲音持續(xù)刺激身體所產(chǎn)生的反應，作為受刺激者一種身體上一個持續(xù)的、有畫面感的、可以感知的反應（可以將它稱之為身體應激），恰恰是很多歌者希望在日常訓練中所想要隨時抓住、隨時感受，但在現(xiàn)有日常的訓練中卻經(jīng)常猶如靈光一閃那樣無法通過較好的輔助方式持續(xù)獲得的。

在實際生活中，共振器作為實驗器材，日常不可能在課堂訓練中隨身攜帶亥姆霍茨共振器。在這種情況下，筆者發(fā)現(xiàn)了可以替代的身邊日常的物件作為實驗器材——水杯、礦泉水瓶、最好是和原理圖相近的一些瓶子。

由于本次探究的是尋找正確頻段的問題，于是筆者借用空瓶來輔助，并且以“Wu”的口型向該瓶子發(fā)出某個音高。在實驗的時候，當筆者模仿初學者用聲帶過多的情況下發(fā)出聲音時，瓶身的振很小，而且筆者頭部只產(chǎn)生微弱振感;而當筆者以可以達到共鳴狀態(tài)的唱法：深吸一口氣、眉心稍往上抬、軟腭往上提、嘴型立起、感覺口腔像“塞了個雞蛋”、喉部下放的狀態(tài)對瓶中發(fā)聲時，瓶身的振感強烈。

這種強烈的振感傳遞到握著瓶子的手的同時，也會以聲波的形式通過口腔傳到頭部、通過空氣傳人耳朵，甚至耳朵也能產(chǎn)生一種微微麻痹的感覺，這種狀態(tài)在聲樂訓練上稱為“共鳴”，本文我們暫且將瓶子和身體同時共鳴的情況稱為“共鳴一體態(tài)”。訓練時，歌者可以在產(chǎn)生共鳴的輔助下，幫助自己尋找更好的共鳴一體態(tài)，并且反復訓練，記住這個感覺。

還有一點需要注意的是，往瓶子里面發(fā)聲的時候，呼吸、口腔、發(fā)聲器官以及肌肉的狀態(tài)必須要正確，以這種狀態(tài)再去往瓶子發(fā)聲才會有相應的共鳴效果，不能只是單方面強調(diào)瓶子的輔助方法。因此在訓練前的熱身非常重要，在教學經(jīng)歷中，提倡學生在每次聯(lián)系前慢跑5 -10分鐘，讓自己的身體稍微發(fā)熱，才能在歌唱時讓肌肉保持在松弛但可控的狀態(tài)，而且注意力會更加集中。當肌肉稍微發(fā)熱的時候，會更容易記住自己的身體感覺，從而更容易形成肌肉記憶。

四、結(jié)尾

利用共振原理進行聲樂訓練是筆者在日常練習時觀察到一些生活中的小物品得到啟發(fā)和思考的。聲音本來就是一種抽象的感覺，在科技進步的今天，許多聲樂教育工作者不斷的追求使用更先進的，具體化的手段將抽象的化為具體（如通過把聲信號轉(zhuǎn)化電信號圖像）并利用到聲樂教學中。但再現(xiàn)實情況不允許的情況下，如何利用較為簡便、有效、而且運用有科學原理作為基礎的手段在聲樂訓練中，也是筆者在日常練習及教學過程中不斷反復思考的。

在聲樂演唱中，掌握良好的呼吸、聲帶運用以及共鳴腔體的穩(wěn)定都是歌唱中極為重要的因素，三者缺一不可。學習的道路不可能一蹴而就，遇到瓶頸時，善于思考，不斷培養(yǎng)自身敏銳的觀察力也是每個聲樂學習者所要具備的能力。正如沈湘老師說的： “提高分析問題解決問題的能力，這個問題對歌唱藝術(shù)非常重要，不能忽略，否則將阻礙歌唱能力的發(fā)展與提高”。文章所論述的實踐方法為筆者個人認為有效的方法，希望給廣大聲樂學習者和教學工作者能提供一定的參考，也希望大家提出寶貴的建議。

作者簡介：陳穎（1995-），女，碩士研究生，華南師范大學，音樂學院;沈威（1992-），男，碩士研究生，廣東工業(yè)大學，物理與光電工程學院。