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古琴的泛音为什么是对称的?

文/水杉古琴

欲了解这个问题,我们得从最基本的声音开始。声音是由物体振动产生的。每秒钟振动的次数,即称为频率。振动一次(即振动体起伏一次,如图1)称为一赫兹。赫兹是频率的单位。声音越高则频率越大,反之则越小。在古琴上的表现就是往岳山处的音越高,往龙龈处的音越低;弦越粗振动频率越小声音越低,反之亦然。

古琴的泛音为什么是对称的?
图1:物体振动一次模拟图(图片来源:比的原理)

拨动古琴上任意一根弦,我们可以看到弦在振动,这时振动不仅仅全弦在振动,同时这根弦均分为二节、三节、四节……(一般约分为二十多节,分节与振动体有关,分节次数决定了音色。)即一个音里面混合着八度、十二度、十七度……等许多音在里面,它是一个复合音(这个一定要理解,否则后面内容就不易看懂。)。如图2,图2的(4)即是模拟了全弦振动时混合着分节振动时的部分状态。图2的(1)(2)(3)即是振动分解图。

古琴的泛音为什么是对称的?
图2:全弦振动的模拟图(图片来源:缪天瑞《律学》)

当我们用古琴正调弹一弦散音时,听到它发出5..(sol)的音,这个音叫基音,是我们听的最清楚的。同时这个音里还混合有5.(散音八度音)、2(散音十二度音)、.3(散音十七度音)……等等,不一一举例了,这些音称为倍音,按顺序叫作一倍音、二倍音、三倍音……(注:音高的表示,如5..表示5下面有两个点,.5表示5上面有一个点。依次类推,下文如些。)泛音与倍音有密切的关系,可以说泛音取自于倍音,故泛音又有自然泛然之称。

知道原理了,我们就可分析下:古琴的泛音为什么是对称的?

我们知道古琴演奏泛音是轻轻点在弦上,当我们点在一弦的1/3(即三分之一)处时,它发出2(re,是散音..5十二度音)。我们轻点弦时即改变了弦的振动方式,让弦从全弦振动,变成了分三节振动,两个节点分别是1/3、2/3,所以看到这两个节点的音是一样的(如图3)。

当我们点在一弦的1/4处时,弦即分成了四节振动,三个节点分别是1/4、2/4、3/4,这三处音应该是一样的,但2/4与1/2处重叠。弦被分成二节振动,它仅有一个节点1/2。点1/6处时,古琴按其徽位位置仅有1/6,5/6两个节点,2/6、3/6、4/6三节点没被显示出来,大家感兴趣可做下实验,找出来试验一下。1/8处与1/6处一样。

古琴的泛音为什么是对称的?
图3:古琴正调泛音音位图(图片来源:网络)

我们在来观察一下古琴按音,当我们按在古琴一弦1/3处时,它所发的音与泛音是一样的(可对比图3与图4)。为什么呢?因为按音与泛音一样都是全弦的1/3长在参与振动。

但为什么2/3处按音与泛音就不一样了呢?因为泛音是全弦在分节振动,与按音是改变了弦长仅全弦的2/3在振动。所以两个音是不一样的。同样的道理按音的1/4、1/5、1/6、1/8与泛音也是一样的。因古琴音乐中较少用到变化音(如#4、b3等),故一般没有标注。

古琴的泛音为什么是对称的?
图4:古琴正调按音音位图(图片来源:网络)

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