韩宝强声学研究教授

韩宝强，男，1956年生。

1977年进入天津音乐学院作曲系学习作曲。

1982年师从缪天瑞攻读民族音乐学律学方向硕士学位。

1986年先后在中国艺术研究院、南京大学信息物理系、德国埃森大学音乐系攻读博士学位。

1995年和2000年分别在德国Osnabrueck大学音乐系和美国斯坦福大学计算机音乐与声学研究中心（CCRMA）作高级访问学者。

目前在中国音乐学院音乐科技系就职，任教授，博士生导师。

研究方向为律学和音乐声学。

此次报告对以下问题进行全面的剖析：乐器声学系统与空间音乐声学一、乐器声学结构系统任何乐器都可以从不同角度进行结构的分解。

例如可以从演奏、制作工艺、零部件加工、乃至乐器修理等角度进行结构分解，都可以对乐器进行不同结构的分解。

以小提琴为例，演奏者将其分为琴身、琴马、琴弦和琴弓四个结构系统，因为演奏者经常要对这四个部件进行调整。

而到了制琴者那里，则会从制作程序的角度对提琴结构进行分解，一般会分为背板、面板、侧板、琴头、指板等。

其它部件，如琴弓、琴马、琴弦、弦钮、系弦板等，通常可以通过采购获得，故很少将其列入结构系统。

乐器声学系统（acoustic system of musical instruments），是从声学角度对乐器各部件加以区别的分类体系。

例如，单从演奏角度看，一把二胡可以分为琴弓、琴杆和琴筒三个部分，但从声学结构上却要分为5个系统:1.振动系统产生振动的物体，如弦乐器的琴弦、吹管乐器的簧片、空气漩流（就边棱音乐器而言），等等。

2.激励系统能够激发振动的物体，如弦乐器的琴弓、扬琴的琴键，吹奏者和歌唱者胸腔中的气流等。

3.传导系统将振动系统产生的振动传导至共鸣系统的装置，如京胡、二胡的琴马，筝、瑟的弦柱，琵琶、阮、古琴的弦枕、系弦板等。

4.共鸣系统能够迅速扩散振动体振动能量的物体，如弦乐器的琴箱、歌唱者的胸腔、口腔等。

有些乐器的共鸣体同时还具耦合作用，即对发声体的音高起调节作用，如一些吹管乐器的竹管、木琴和钟琴下面的共鸣管等。

5.调控系统对乐器的音响和演奏性能加以控制的装置，如扬琴和古筝的调弦装置、吹管乐器的按孔和按键等。

以二胡为例：琴弦是振动系统。

琴弓是激励系统。

琴马是传导系统。

琴筒是共鸣系统。

琴杆、弦轴、千斤等属于调控系统在乐器声学系统中，振动系统和激励系统是所有乐器发声的必备条件，即使再简单的乐器也不可缺少这两个结构，否则根本无法发声。

此外，其它三个声学系统在一些乐器中并不同时存在，譬如许多打击乐器就没有共鸣系统和传导系统，例如：锣、镲、编钟、编磬等。

大部分管乐器没有传导系统。

有些乐器，单从外形上看并没有调控装置，譬如锣、大鼓等，但是演奏者可以通过演奏技巧来调控声音的强弱、长短、甚至可以调整高低。

当然，这需要演奏者具备一定的技巧才能做到。

一件乐器音乐表现力的强弱，除了与演奏者的技巧水平有关，同时与乐器声学构成是否完备有一定关系，有时直接影响演奏技巧的发挥。

譬如，没有止音装置的传统扬琴，演奏缓慢的乐曲没有问题，但在演奏音高急速变化的乐曲时，其音响效果会模糊一团，既影响听众的欣赏效果，也导致演奏者听觉混乱。

乐器的声学构成与乐器的形状和大小无关，有的乐器形状看似复杂，体积也很庞大，但其声学构成却很简单。

譬如像云锣、大型鎛钟、编磬等，只有振动系统和激励系统。

最简单的乐器发声方式——吹口哨，却具有完备的声学系统：既有激励体——我们胸腔中的气流，振动体——在嘴唇边缘产生的空气漩流，还有共鸣体——我们的口腔，和调控装置——口腔周围的肌肉和舌头。

所有乐音都包含四个要素，即音高、音色、音强和音长。

从乐器声学系统角度来观察乐器，有助于我们准确地把握乐器的发声机理，找到影响乐音四要素的关键部位。

所有乐音都包含四个要素，即音高、音色、音强和音长。

从乐器声学系统角度来观察乐器，有助于我们准确地把握乐器的发声机理，找到影响乐音四要素的关键部位。

一般情况下，乐器的音高取决于振动体的尺寸和刚性或张力。

例如，琴弦的长短、粗细和张力，钟、磬的体积和刚性，对乐器的发音高度具有决定性的影响。

乐器声学系统对乐器声音的影响二、空间音乐声学人们常常把有关环境声学的知识称为“室内声学”（room acoustics）、“厅堂声学”（hall acoustics）、或“建筑声学”（architecture acoustics）。

但上述名词都不足以涵盖空间环境与音乐声的关系，因为音乐除了在一般性的室内或专门音乐厅里演奏外，也会在完全开放（如广场）和半开放（如有顶体育场）演奏。

故笔者建议用“空间音乐声学”（spacial acoustics of music）一词，旨在从多元化角度来理解空间对音乐声的影响。

例如，优雅的江南丝竹比较适合在小型的合奏厅来欣赏，而激越的军乐队总是在开阔的空间进行演奏。

如果将二者的演奏空间互换，其音响效果必然大相径庭：在合奏厅演奏的军乐会令人震耳欲聋，而在广阔空间欣赏江南丝竹则可能会“只见其影不闻其声”。

乐器声学研究前沿问题一、声学乐器（acoustic instruments）二、电子乐器（electronic instruments）三、新型乐器（new musical instruments）一、声学乐器1、注重非欧洲乐器研究∙新南威尔士大学：开展didjeridu研究∙斯坦福大学：开展中国贾湖骨笛、日本雅乐乐队音响研究2、注重生态乐器研究东北林业大学与川雅木业：使用低质木材制造钢琴音板。

3、注重音乐装置开发应用森林鸡蛋木琴4、注重管乐器声音设计与控制2012年香港国际音乐声学研讨会乐器声学资料二、电子乐器1、注重新的算法A new sinusoidal model for synthesis of musical instruments2、注重交互性控制Max等交互软件的开发研制三、新型乐器1、新奇性摩擦琴（法国）2、与大自然相结合石笋琴（美国佛吉尼亚）关于‘音’的性质的讨论A Discussion on the Property of Tones基本乐理,顾名思义是具有基础性的音乐理论,对于每个学习音乐的人来说,其重要性相当于普通教育中的语文和教学。

如果这个基础没有打好,势必对日后的音乐专业学习和研究产生不利影响。

纵观我国基本乐理教科书的内容,大致可分为两个部分,其一是讲授乐谱知识,其二是介绍音乐基础知识,后者一般包括音乐声学常识、律学知识、音程、音阶、调式调性概念等,有的还涉及和声学和曲式学基本常识。

本文从音乐声学和听觉心理角度并结合音乐实践,对我国乐理教科书中与“乐音”有关的内容加以讨论,旨在廊清音乐底层基本概念,推进我国基本乐理教材的改革。

一、声音从何而来构成音乐底层的基本物质元素是各种各样的声音,声音对于音乐,就像色彩对于美术一样重要。

由于我国的音乐院校大多数不开设《音乐声学》课程,基本乐理课,实际上就承担起了普及音乐声学知识的作用,重视乐理教材中有关音乐声学概念的准确性和科学性因而就显得更加重要。

也正因为如此,大多数乐理教科书总是把声音的起源作为开篇语来介绍。

那么声音又是什么?它是怎样产生的?翻开我们国内常见的乐理教课书,一般都将声音定义为“物体振动的结果”。

如果追溯其来源,可能皆出自前苏联著名音乐教育家斯波索宾的《音乐基本理论》表面上看,这个定义准确无误且很好证实。

例如我们敲一下鼓,用手轻抚鼓面,就可以感觉到鼓面的振动,与此同时我们也听到了鼓声。

笔者最初的乐理知识也是来自斯氏的教科书,对其理论自然深信不疑。

然而随时间的推移,笔者逐渐对“物体振动说”产生了疑问,因为它忽略了听觉在声音中的重要作用。

在南京大学上《现代音响学》课的时候,第一节课讲授的就是声音的起源。

授课老师指出: 就像“味道”是嗅觉对空气中分子成份的感知结果、“光线”是视觉对光波的感知结果一样,“声音”是我们听觉对声波的一种感知结果。

如果没有听觉参与,尽管自然界有物体在振动,空气中也存在着声波,但我们仍不能将这种振动或者声波称为声音»。

查阅其它音乐声学文献,内容也基本相似。

如美国著名音乐声学专家罗兴(Thomas D.Rossing¼)在其《声音科学》一书的序言中,开宗明义把声音归结为两方面因素使然:一是人耳的听觉感知,二是对听感产生作用的、存在于某种媒介中的扰动,二者缺一不可。

他还用一个古老谜语来说明其观点:“森林里倒了一个大树,却没有人听见,这算不算有声音?”艺术与科学在认识问题的方法上存在本质的差异:前者强调对事物的形象思维,后者注重对事物的客观性的把握。

现在却出现了一个有意思的现象,对于声音的起源问题,习惯形象思维的音乐理论家将其归结为客观物体的振动,并将这种观点写进基本乐理教材中;而以理性思维著称的物理学界却强调声音的存在对主观听觉的依赖性,并将其写入他们的教科书。

谁的观点更令人信服?随着对音乐声学理论的学习和相关实验工作的深入,笔者深切感到:现在应该是把这个问题彻底阐明的时候了,继续浑沌下去既不利于基本乐理教学,更不利于音乐理论和创作的发展。

一般情况而言,声音源于物体的振动,又称振源。

如弦是弦乐器的振源,空气柱是管乐器的振源,电子振荡器是电子乐器的振源,等等。

振动需要通过一定的介质才能传播,振动在介质中的存在称为“波”(wave)。

就乐音而言,空气是最常用的介质。

然而有了振源和波并不等于就会有声音。

举个生活中的例子或许有助于说明这个问题:在我们生存的这个地球上,即使夜深人静的时候,我们的周围也存在着大量传输各种信息的电磁波,虽然同属于波的范畴,但由于频率已超出我们听觉的感知范围,因此我们可以身陷“波海”之中却依然能够安然入睡。

这说明:只有当波被人类听觉系统接收、分析、转换为生物电信号并传递到大脑中控制声音的相应部分之后,人们才会有“声音”的感觉。

人的听觉系统由外耳、中耳、内耳和大脑听感神经组成。

现代医学研究证明,产生声音的链路中最后的、也是最为重要的环节,是内耳和大脑。

有实例证明,即使外耳、中耳受损,只要内耳和大脑听觉神经尚健全,仍然可以通过助听器或者固体传导来感受声音。

例如德国作曲家贝多芬在耳朵失聪以后,通过用牙咬住指挥棒并将另一端直抵钢琴音板上的方式来感受声音,这时,琴弦振动可以通过指挥棒、牙齿、颅骨和耳蜗直接传至内耳神经和大脑,最终完成音乐的听辨过程。

现代医学技术已经制成电子耳蜗,将其植入到那些失聪者的体内,把声波信号转变为生物电信号并刺激大脑的相应部位使之恢复声音的感觉。

这说明即使内耳受到损伤,只要大脑的听感神经没有受到破坏,就有挽回听觉的可能。

对具有较高音乐修养的人来说,甚至没有振动源和介质这两个条件依然可以有声音的感觉,这就是我们常说的“内心听觉”。

这种能力往往是一些专业音乐工作者的基本功,例如作曲家在进行交响乐创作时,作品的音响其实已经在其脑海中跌荡起伏;指挥家在指挥一个新作品时,要凭借内心听觉事先把握住作品的总体音响效果,才能保证在乐队面前指挥若定。