張猛

（四）低音梁粘合與修整

粘合低音梁時(shí)是另一個(gè)可能發(fā)生變形的過(guò)程，這就是粘接前需要提前預(yù)安裝的原因（圖9）。

可以在面板下方使用一個(gè)中空托盤來(lái)保護(hù)面板在粘合過(guò)程中不發(fā)生形變。然后用夾子預(yù)夾住即將粘合的低音梁和面板，并標(biāo)記出夾子的位置。接下來(lái)，開始使用加熱燈加熱面板和低音梁。當(dāng)加熱膠水時(shí)，可以順便清理工作臺(tái)并將提前準(zhǔn)備好的夾子按順序排列起來(lái)，以便知道每個(gè)夾子該夾在哪里。這樣可以最大程度地減少粘合過(guò)程中遇到的麻煩。當(dāng)面板和低音梁溫度達(dá)到，將膠水涂在兩者上，并粘到原位。第一個(gè)夾子夾在中心，然后朝著兩端依次分布，同時(shí)確保低音梁的位置、角度保持正確。此時(shí)，之前布置的防滑釘便起到至關(guān)重要的作用。夾子擰緊后，確保面板和低音梁粘接緊密即可，但不宜過(guò)緊。之前所提到的那個(gè)面板凸起也有可能是由于面板吸水造成的，所以在清理時(shí)盡量不要用水，只需要一根棍子刮掉多余膠水再用抹布來(lái)擦掉剩余的膠水。這樣低音梁在粘好且修完后，只要不滴水，稍微沾濕抹布就可以將多余膠水清理干凈。通常在幾個(gè)小時(shí)后取下夾子，并讓它過(guò)夜后再開始修整低音梁（圖10）。

接下來(lái)要開始修削低音梁，首先取下夾子。為了幫助修削低音梁，可以使用低音梁模板進(jìn)行修整。通過(guò)它可以標(biāo)記出低音梁的最高點(diǎn)位置，并且因?yàn)槟０宓牡撞勘让姘鍍?nèi)弧弧度更大，所以可以適合任何不同內(nèi)弧弧度的琴，將模板靠近梁，然后用鉛筆沿著模板曲線，將上部曲線描繪到梁上，從而得到其高度。然后將梁修整到該尺寸（圖11）。

在修整低音梁的上部曲線時(shí)，注意要先沿縱向標(biāo)記出梁的中心線。一旦調(diào)整到滿意的形狀并用砂紙打磨光滑，就會(huì)得到一個(gè)比最終成品稍大的低音梁，這一步可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。

由于不同琴的面板的弧度不同，從側(cè)面測(cè)量低音梁的高度時(shí)，會(huì)得到明顯不同的讀數(shù)，所以可以使用卡尺測(cè)量低音梁高度（圖12）。將梁的縱向分成八個(gè)相等的部分，并在這些點(diǎn)的頂部進(jìn)行測(cè)量。

目前關(guān)于低音梁最高點(diǎn)的位置的觀點(diǎn)百家爭(zhēng)鳴。低音梁最高點(diǎn)到底應(yīng)該在琴碼處、低音梁中心還是介于兩者之間？我認(rèn)為不一定非要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案。如果使低音梁的最高點(diǎn)在中心位置并且中央弧度較大，會(huì)使面板的C口部分有很大彈性，使面板達(dá)到很好的振動(dòng)效果。相反，如果低音梁在琴碼處大片趨近于最高點(diǎn)也就是中部的高度高且弧度相對(duì)平緩，會(huì)使面板的上述區(qū)域獲得更大的強(qiáng)度以及更好的效果?？梢愿鶕?jù)最終想要的效果自行調(diào)整。即可完成低音梁的常規(guī)制作（圖13）。

三、相關(guān)因素對(duì)低音梁的影響

（一）不同張力對(duì)低音梁的影響

正如我們?cè)诘诙滤岬降默F(xiàn)代低音梁種類中所說(shuō)，目前世界上對(duì)于低音梁制作主要有兩種觀點(diǎn)，第一種觀點(diǎn)是無(wú)翹縫低音梁，即在安裝、粘合低音梁時(shí)，梁與板之間沒(méi)有張力，完全按照面板的弧度去修整低音梁的底面，盡量使低音梁的底面與面板內(nèi)弧完全貼合。這種觀點(diǎn)的主張依據(jù)是，他們認(rèn)為用張力安裝低音梁沒(méi)有任何好處，并且認(rèn)為這種做法可能對(duì)樂(lè)器有害。過(guò)度的張力會(huì)將面板拉出其自然形狀，因?yàn)榈鸵袅旱睦?huì)導(dǎo)致面板與低音梁的拱形一致，反之亦然。他們認(rèn)為“張力”理論很可能是由不知道如何在沒(méi)有張力的情況下安裝梁的人發(fā)明的。另一個(gè)理論認(rèn)為，可以通過(guò)安裝有張力的梁使琴碼區(qū)域凹陷的拱形升高。

而第二種觀點(diǎn)就是有翹縫低音梁，即在安裝低音梁時(shí)使梁的底面兩端與面板內(nèi)弧之間保留一定縫隙，在兩端施加壓力，并在粘合后的情況下使梁的底面與面板內(nèi)弧完全貼合。這種觀點(diǎn)的主張依據(jù)是低音梁的張力可以增強(qiáng)低音梁對(duì)于面板的加固作用，并且對(duì)提琴音色也有幫助。

想要了解不同弧度琴型適合的低音梁張力，首先我們要關(guān)注的就是低音梁的張力到底對(duì)最終的整體效果有什么影響，需不需要有張力，張力最適合的大小是多少，能不能找到一個(gè)兩全其美的數(shù)值，既能保留有翹縫低音梁的優(yōu)點(diǎn)，又能避免低音梁對(duì)面板產(chǎn)生的形變。為此，我設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)以從靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面分別驗(yàn)證低音梁對(duì)最終效果的影響，這里的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分別對(duì)應(yīng)了低音梁在結(jié)構(gòu)上的影響以及聲學(xué)特性上的影響。實(shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)是驗(yàn)證張力的影響是什么？以及不同弧度琴型適用的張力范圍，實(shí)驗(yàn)分為兩組進(jìn)行。首先，我在第一把小提琴上安裝幾個(gè)不同張力的低音梁，并在一定程度上控制實(shí)驗(yàn)中的所有其他參數(shù)，以便我們主要測(cè)量張力的影響。其次選取與第一組實(shí)驗(yàn)弧度不同的琴型再次進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果在不同弧度琴型上的適用規(guī)律。

1．靜態(tài)結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

對(duì)于靜態(tài)的結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)，將測(cè)量對(duì)比，使用不同張力安裝低音梁的單獨(dú)面板（下文簡(jiǎn)稱自由面板）在琴碼處的高度變化，以及其他各種條件如：安裝音柱、安裝琴弦后等是否會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。

由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)并不是關(guān)于低音梁本身形制調(diào)音研究，故在對(duì)第一組（無(wú)張力）低音梁進(jìn)行滿意的調(diào)整后，隨后的兩組適中張力、較大張力低音梁，都修整成與第一個(gè)無(wú)張力低音梁相同的高度和輪廓。如前所述，低音梁是從同一木坯上劈料取材的，以減少變量。

首先實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)問(wèn)題是判斷三組低音梁的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性。通過(guò)測(cè)量不同張力低音梁安裝后的面板高度分析張力在結(jié)構(gòu)上的影響。為了盡量減少誤差，我們按以下順序進(jìn)行了這些測(cè)量：裝好琴弦、松掉琴弦以及敲掉音柱。通過(guò)這種方式，不必移除測(cè)量工具，從而最大限度地減少了可能發(fā)生的變量。

我們嘗試的三種情況是：沒(méi)有張力（零），1.25mm的張力（稱之為中等張力）和2.25mm（大張力）。表1的第3列顯示了裝低音梁后自由面板弧高測(cè)量值，變化小于1mm。第4列顯示了面板粘在琴圈上后且沒(méi)有音柱沒(méi)有琴弦壓力的情況下面板弧高。同樣，有零點(diǎn)幾毫米的變化。總的來(lái)說(shuō)，我們看到在這個(gè)范圍張力對(duì)面板形變的影響很小。

比較表1中接下來(lái)的兩列，“安裝音柱后”和“安裝琴弦后”。這些數(shù)據(jù)比較表1中接下來(lái)的兩列，“安裝音柱后”和“安裝琴弦后”。這些數(shù)據(jù)表明，當(dāng)裝入音柱后弧高上升，當(dāng)裝上琴弦時(shí)，面板弧高又下降。正如預(yù)期的那樣，我們可以發(fā)現(xiàn)低音梁的張力可以部分抵消琴碼上琴弦施加的向下壓力，也就是說(shuō)張力越大的低音梁在安裝琴弦后下壓造成的面板高度變化越小。并且還能注意到，對(duì)于張力最大的低音梁，f孔的左上翼略升高，而對(duì)于零張力情況，它相對(duì)于面板略微下陷。

綜上所述，低音梁張力會(huì)對(duì)自由面板高度產(chǎn)生一定影響，當(dāng)張力范圍在1.25mm以內(nèi)時(shí)，對(duì)面板高度改變幾乎可以忽略不計(jì)，加之使用上文中所述低音梁底面修整方法，便可保證面板不會(huì)因低音梁張力而導(dǎo)致形變，故低音梁張力范圍在1.25mm以內(nèi)都屬于該弧度適用低音梁張力的合理范圍之內(nèi)。

2．學(xué)特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)

（1）克拉尼圖像分析低音梁對(duì)面板振動(dòng)影響

這一章開始轉(zhuǎn)向聲學(xué)測(cè)量。對(duì)于動(dòng)態(tài)聲學(xué)測(cè)量，將測(cè)試自由面板的克拉尼圖形頻率特征，以及客觀和主觀地評(píng)價(jià)裝配后的小提琴的聲學(xué)特性。這里首先解釋一下克拉尼振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。十八世紀(jì)，德國(guó)物理學(xué)家恩斯特·克拉尼做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他用一塊較寬的金屬薄片，在上面均勻地撒上沙子。然后用弓弦拉動(dòng)摩擦金屬板，結(jié)果這些細(xì)沙自動(dòng)排列成不同的圖案，并隨著弓弦拉動(dòng)力度速度不同，圖案也不斷變幻和越趨復(fù)雜——這就是著名的克拉尼圖形。其原理是通過(guò)對(duì)某一物體施加一個(gè)外部強(qiáng)制振動(dòng)，觀察這個(gè)物體在不同情況下參與振動(dòng)的區(qū)域，由于波節(jié)波腹的振幅不同，這些細(xì)沙在振動(dòng)的驅(qū)使下移動(dòng)到某些不參與振動(dòng)的區(qū)域。

接下來(lái)開始布置本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器連接音響以及揚(yáng)聲器，將測(cè)試音板放在揚(yáng)聲器上方，并用四根立柱支撐音板，為避免立柱抑制音板振動(dòng)，需在立柱上方包裹海綿，以最大化減小實(shí)驗(yàn)誤差。

使用布置好的實(shí)驗(yàn)裝置分別測(cè)試并記錄了模式 1、2、5（模式1/2/5為不同頻率區(qū)間的振動(dòng)模式）的克拉尼圖像所對(duì)應(yīng)的頻率數(shù)據(jù)。小提琴面板在模式2和模式5中所對(duì)應(yīng)的克拉尼圖形分別如圖14和圖15所示。這些圖形正是這些模式的典型形狀。

在表2中，列出了三組實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量的固有模式頻率。固有模式頻率在表2中，列出了三組實(shí)驗(yàn)分別測(cè)量的固有模式頻率。如圖表2，固有模式頻率沒(méi)有顯著變化。

這里是因?yàn)閷?duì)于這兩種帶張力的實(shí)驗(yàn)組都沒(méi)有任何先前調(diào)整。只是簡(jiǎn)單的將低音梁保持與第一組無(wú)張力低音梁相同的尺寸修整。我們?cè)谶@里看到的是，低音梁的張力似乎對(duì)處于制作中的自由面板的固有頻率幾乎沒(méi)有影響或者說(shuō)沒(méi)有影響。更令人驚訝的是，我們觀察到振動(dòng)圖形的變化也是微乎其微。在第一種零張力低音梁測(cè)試時(shí)，用鉛筆在測(cè)試音板上標(biāo)記了模式2和模式5的形狀。當(dāng)再次測(cè)量第二組中等張力和大張力時(shí)，將測(cè)試時(shí)的克拉尼圖像與之前的鉛筆印對(duì)比發(fā)現(xiàn)，圖像幾乎保持一致。

綜上所述在自由面板階段，通過(guò)克拉尼圖像顯示，不同張力低音梁對(duì)面板的固有頻率以及振動(dòng)模式幾乎沒(méi)有影響。

（2）聲譜測(cè)繪分析低音梁及面板振動(dòng)發(fā)聲

①主觀聲音測(cè)試

接下來(lái)開始進(jìn)行合琴后的聲音測(cè)試。我覺(jué)得小提琴經(jīng)過(guò)拆掉面板測(cè)試并重新合琴后，需要一定的磨合時(shí)間。即我們拿到一把琴后需要拉一段時(shí)間才能發(fā)揮琴的真實(shí)性能，也就是俗稱的“開琴”。所以這里通過(guò)在小提琴重新合琴后使用人工振動(dòng)小提琴來(lái)加速模擬這一過(guò)程，使用一種名為骨振動(dòng)器（bone vibrator）的助聽裝置。將振動(dòng)器選用頻率約為220Hz的方型波形振動(dòng)，并將振動(dòng)器連接到琴碼，如圖16所示。在所有三種情況下，小提琴都使用振動(dòng)器約1w的功率水平振動(dòng)24h。

對(duì)重新裝配并調(diào)試好的小提琴進(jìn)行的聲學(xué)測(cè)量分為兩個(gè)方面：主觀和客觀。用每個(gè)實(shí)驗(yàn)用琴分別演奏了兩個(gè)半八度的半音階和一個(gè)簡(jiǎn)單的樂(lè)曲，并錄音記錄，以便后續(xù)可以隨時(shí)進(jìn)行對(duì)比。

經(jīng)過(guò)對(duì)多名拉琴者聽后的反饋總結(jié)發(fā)現(xiàn)大家的主觀評(píng)價(jià)都非常相似——不同的形容詞，但內(nèi)容意思相近。對(duì)于零張力低音梁的評(píng)價(jià)，聲音非常平坦，沒(méi)有太多色彩。對(duì)于中等張力的低音梁評(píng)價(jià)，普遍認(rèn)為這組實(shí)驗(yàn)的聲音是三組中最好的，更接近于我們印象中“好琴”的聲音。最后，對(duì)于大張力低音梁的評(píng)價(jià)是，聲音似乎有點(diǎn)過(guò)于明亮，甚至可能有點(diǎn)脆，就像一把全新的小提琴。很明顯，不同張力的低音梁確實(shí)影響了小提琴的音色。但在小提琴界評(píng)價(jià)音色時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是，每個(gè)人對(duì)提琴聲音的主觀感受不同，一個(gè)人覺(jué)得“亮而突出”，但可能同樣的聲音另一個(gè)人聽就變成了“刺耳脆”。所以，我希望通過(guò)定量化的方法，繼續(xù)進(jìn)行客觀實(shí)驗(yàn)提高主觀評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。