
曾侯乙编钟的每个钟可一锤两音,敲出差三度的两个乐音互不干扰,也可以同时敲击产生和声。
一钟双音是由我国当代杰出的音乐学家黄翔鹏先生最早发现的。其实在之前出土的其他编钟上,黄翔鹏已经发现了一钟双音的现象,敲正面和侧面发出的声音不同,不过一开始他以为只是偶然现象,没有公开发表自己的新发现。
曾侯乙编钟出土后,黄老先生发现几乎每个编钟都有一钟双音的现象,才开始认真研究。
但是当时谁也不知道为什么编钟能奏出一钟双音。古籍上也没有任何记载,只有沈括在《梦溪笔谈》里略微谈到“古乐钟皆扁,如合瓦,盖钟圆则声长,扁则声短,声短则节,声长则曲。节短处声皆相乱,不成音律。”意思是由于扁钟发声短促,无延长音,圆钟有较长的延长音,在快速旋律中,各种频率的音会相互叠加而不成音律。
沈括的这段话除了描述出扁钟和圆钟的不同衰减现象和圆钟明显的拍频现象,更重要的是第一次记载了中国古乐钟都是合瓦形的扁钟。
在发现“合瓦”是产生一钟双音的奥秘之前,所有试图复原编钟的努力都失败了。人们开始意识到也许合瓦形的结构才是问题的关键。
编钟的振动属于板振动,合瓦形结构能够形成不同的振动分区,每个分区的频率不同,并且彼此形成有效的隔离,因此敲击正面和侧面就相当于敲击不同的板。此外,板子厚,振动的频率就高,板子薄,振动的频率就低,古代工匠会通过挫磨钟壁来调整编钟的音高。
如果钟做成圆形,振动的曲线就会环在一起,只有做成扁形,才能让两块板子分区振动。
不过编钟也不是完全的分离振动,敲正面时,侧面的板子也在微微振动,只不过声音很小。
仅仅做到把厚薄不均的板子做成扁形就够了吗?不止如此。
“中国古人非常聪明,为了增加隔离度,在钟体里面挖隧,让振动块能够分离出来。虽然钟体外观是一个整体,但里面是一块一块的。这样有助于一钟双音能区别开来。”付晓东说。
除了钟体里面有隧道,编钟外面还长了“青春痘”,也就是钟枚。它放置的位置是有讲究的,为了抑制某些振动体,把不和谐的频率抑制住,只留悦耳的乐音。钟枚的作用还能增加阻尼,减少延音时间。