古琴的琴面是什么木材(制作古琴的最佳木材)?
古法琴对琴材要求很高。由于生态和环境的破坏,最重要的材料——与钢琴相遇的木材极度匮乏或受到保护,很难采用。由于古代琴材的不同,古人在琴材和音韵方面总结了四德(淡、松、酥、滑)和九德(奇、古、透、润、静、圆、匀、清、香)。
古琴音色各异,这也是古琴的音乐魅力之一。宋代沈括《孟茜笔谈》说,“虽言皆清实,有重声轻声,料中有五音”。古代古琴制作者用泡桐、刺槐、泡桐、柳树、白松、松木做面板,用枫木、黄松、金丝楠、香椿、黄梨、红木、松木、柏树、樟脑做琴背。通常以梧桐为主,梧桐是最常见的。《诗经·方鼎志中》载:“树之榛栗,椅之漆桐梓,琴之琴”。桐梓作为钢琴材料有着悠久的历史。然而,由于环境和生态的原因,梧桐是极其罕见的,尤其是那些成为有用的。而且,“琴虽是桐木做的,但要经过许多年才能做到音色的完美,声音会越来越大。”琴用的老木好,老木更难得。
木材是由许多失去活力的管状细胞组成的。每个细胞都有一个细胞腔和一个细胞壁。在细胞腔中,空被木质化纤维材料构成的壁所包围,使木质结构呈蜂窝状。细胞腔内的空气体和构成细胞壁的物质透声性高,容易传播声音。
制作一架现代古琴需要几种木材,但一般古琴的主要部件是面板和底板,由杉木和梓木制成。自唐代著名的制琴世家石勒开始用杉木制作古琴以来,历代都用杉木制作古琴。一方面,杉木和楸树的树径比较大,生长普遍,在国内容易找到;另一方面,制作人和表演者也发现他们是获得乐器优秀声音的最佳组合。
杉木具有良好的传声性能。其中云杉是制作乐器的最佳村料。其沿树干方向顺木纹传声速度约为每秒4800米至5800米,是空气体的数倍,与碳纤维、铁相当。但后两种材料的密度比云杉高很多。此外,云杉纹理平直,材质致密,年轮宽度均匀,各年轮内早木向晚木过渡平缓。细胞的大小和形状比较均匀,各部分的木质结构没有明显差异,有利于高频声音的均匀传递而不改变音调。对于乐器来说,材料对古琴的音色起着更为关键的作用。
杉木的种类很多,不同种类的材质差别很大。前苏联科学家安德烈耶夫在某一单位测量中确定了共振木,指出作为共振木,应具有高弹性模量-硬度,同时应具有低密度-轻质材料。木材弹性模量中高的材料往往密度较高,密度低的木材不可能有较高的弹性模量。乐器的音质常数与木材的声音传播速度的平方根成正比,与材料的密度的平方根成反比。也就是说木材的弹性模量要高,传声速度要快,密度要小,同样体积的木材重量要轻。因此,一般乐器的共鸣箱往往采用两种甚至两种以上的共鸣木来制作。
古琴的器身材质一般是面杉,底梓。这两种共振木的物理性质符合现代科学的道理,也符合古代材料的刚、柔、空、实、阴阳。如果不利用现代科学理论的数据进行推论和计算,又怎么能理解它的确切含义呢?所以现在有些制作人工作室用声速仪来测量材料的声音传播速度,用单位体积的重量来计算材料的密度,以此来判断木材的声学质量。高科技设备的使用,不仅使选材更加科学便捷,而且对古琴的声音设计也有很大的帮助。此外,木材的声学质量与其声辐射质量常数、声阻抗、声衰减系数等密切相关。这些数据可以通过传统的测试和计算方法获得,也可以通过先进的计算机分析方法获得。
古琴材料和其他木制品一样,需要干燥后才能使用。但另一方面,古琴材料的干燥与其他木制品有很大不同,必须存放很长时间才能使用。这个储存阶段通常被称为自然干燥。其实和干燥有一定关系,但不完全是木和水的关系。当木材储存在干燥通风的条件下时,其含水量会迅速下降。再过半年到一年,就会和周围空空气湿度达到平衡。之后木材的含水率随着周围空空气的湿度而变化。我们知道,木材之所以容易从空气体中吸收水分,主要是因为木材的纤维素中含有大量的羟基。羟基的一个化学键是开放的,非常活跃,很容易与空气体中的水分结合,增加木材的含水率。木材的含水率是影响木材声学质量的主要因素,直接影响钢琴的声音。
如果钢琴是由没有存放很久的木材制成的,那么在天气干燥时,它的声音会变得明亮,但在下雨时就会变得沉闷。人们注意到,这种现象在古代乐器或干柴乐器中也存在,但变化要小得多。老木的含水率稳定在10%左右。也就是说,老木和古木的关系和空气体中的湿度降低的关系。这是因为在长期储存过程中,羟基的自由键相互结合,成为非常稳定的大分子。针对这一现象,许多科学家和钢琴制造者一直在进行各种加速木材老化的实验,或采用各种方法改变木材的化学结构,降低其空空气湿度的相关性,提高乐器的声学质量。目前资料中介绍的方法有浸泡刷洗、熏蒸、热处理、酸处理、发酵处理、氧化处理、光处理、微波处理等。由经过处理的材料制成的钢琴的音质更接近于旧钢琴的音质。
事实上,人们早就观察到了新旧材料的差异,并意识到材料的差异是影响新旧乐器音质差异的重要因素之一。清华大学电子系曾经用电子显微镜分析古琴的木材结构,以龙池下古琴表面的木材为样本。从横切面照片来看,清代秦和宋代秦横切面上的管孔大小都在30微米左右,基本一致,但清代秦的管孔之间的侧壁更为光滑。扫描侧壁的横向尺寸,发现宋代古琴二壁的凹坑直径约三微米,分布密集。从音色来看,宋代古琴的音色也比清代古琴更悠远。
目前我们对钢琴用木材在长期存放过程中的变化还没有做足够的研究,很多结论还只是在推导过程中。自然界有些现象看似简单,其实有很多复杂的原因。值得一提的是,还有一个有趣的现象,就是下雨的时候旧琴的琴面和琴腔会出汗,而新琴不会有这种现象。
“张承辉博客” 一般古琴的琴面是什么木(制造古琴的极品木材) https://www.zhangchenghui.com/194256