為什麼義大利名琴的音色難以複製?

by:徽徽
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本文經授權轉載自友站科技大觀園文/ 文詠萱 | 科技大觀園特約編輯 

說到義大利名琴,「史特拉底瓦里」、「瓜奈里」是常常會聽到、來自傳奇製琴師一手打造的夢幻名琴,不過,它們的音色真的無與倫比、難以複製嗎?今天,深入鑽研義大利名琴的台大化學系副教授戴桓青,就要來為我們揭開箇中奧秘!

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圖為一把「史特拉底瓦里」小提琴,來自該製琴師家族的小提琴向來被視為夢幻逸品。

美聯社/達志影像

戴桓青小時候學過幾年小提琴,但並不在行;在美國加州理工學院念博士班時,有位會拉小提琴的同學選擇以此為科普文章題目,發現很多名琴研究都是德州農工大學教授納吉瓦里(Joseph Nagyvary)所著,兩人決定利用耶誕假期前往拜訪,沒想到從此與小提琴研究締結不解之緣。戴桓青延續已退休的納吉瓦里針對小提琴木材的相關研究,分析名琴修復時留下的木屑,研判小提琴好聽的秘密,可能就存在小提琴的木材中。

名琴的音色秘密在木板?

戴桓青總共分析了八把史特拉底瓦里小提琴(Stradivarius)與二把耶穌・瓜奈里小提琴(Guaneri del Gesù)的木材,這兩類名琴在製琴界、演奏界皆以音色優美聞名。針對音色的定義,戴桓青表示:「聲音的屬性除了音高跟音量外,其他都叫做音色。音色很主觀,雖然科學家還不知道要怎麼去定義、分析音色,但演奏家對於音色上的共識認知是存在的,很少人會說其他琴比這兩種名琴好聽。」

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戴桓青辦公室掛著名琴海報,左側為公認最完美的史特拉底瓦里小提琴。其名為Messiah,產於1716年,保存於英國牛津阿什莫林博物館(Ashmolean Museum)。(圖/文詠萱攝)

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世界上的木材上千萬種,而小提琴的木材萬中選一。前板得使用阿爾卑斯山南麓的雲杉,背板使用來自巴爾幹半島或是義大利平地的楓木。戴桓青針對木材解釋:「先前納吉瓦里教授分析這些名琴的光譜,發現這些製琴師應該不是直接使用天然木材,而是有經過處理,我們延續他的研究。過去針對這些名琴的研究,都是以研究幾何形狀為主,小提琴有很多曲線、細微的比例、木板不平均的厚度等,但大家模仿出來後,還是沒有辦法做到和這些名琴一樣的聲音,所以我們認為往材料的方向研究是正確的。」

製琴小鎮的配方對決

300年前製琴師都在義大利北部的克里蒙納(Cremona)小鎮中製琴,「我們已經發表的論文,主要在分析這幾把名琴的背板楓木,發現木材確實有做過化學處理,但並不確定是由供應木材的供應商所處理,還是由製琴師處理。」

至於前板雲杉,戴桓青的研究尚未發表,但針對木材處理來源,交叉比對後發現,那些化學處理的痕跡,應為每位製琴師的秘密配方。「近期的研究發現,小提琴三大家族所做出來的琴,配方都很明顯不一樣,也都相當複雜,因此可以排除是由木材供應商處理的可能性。這也相當合理,因為克里蒙納人很少,製琴的人彼此會互相競爭,各自有各自的配方並不奇怪。」

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研究人員於小提琴前板與背板刮取木屑,用於研究分析。(圖/文詠萱攝)

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外型幾何容易模仿,但木材的化學處理就很難用肉眼看出來。「配方我們尚未解出來,製琴是一項工藝,順序也是很關鍵的一件事,配方有可能很複雜地先泡再洗掉,還要考慮溫度、pH值、處理時間等,沒有辦法從現在的化學分析回推工序與配方。」戴桓青用食物當做各家配方的例子:「就像炸雞排,每家店的原料都差不多,但炸出來味道都不一樣,你不可能買一塊雞排回來分析,就知道他的工序。」

影響琴聲音的可能性

也有許多研究是針對名琴的塗漆,想知道漆對聲音的影響,或是模仿名琴塗漆,看看是否能複製出名琴的聲音。對此,戴桓青認為,「塗漆是一定有影響的,上不同的漆會有不同的差別。但研究名琴塗漆這麼多年,漸漸發現裡面的成分都是我們已知的,但就是沒辦法只透過模仿塗漆和模型,複製出名琴的聲音。」

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桌上的大書為名琴塗料研究相關書籍,書中分析不同琴的表面塗漆。(圖/文詠萱攝)

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世界上有許多木製的樂器,很少會聽到樂器放越久越好聽。「我問過很多專家,只有兩種樂器會放久了聲音變好聽,一種是中國古琴,另一種就是義大利小提琴。至於為什麼會有這個現象,目前還有沒人理解,需要更多的研究。而有些樂器本來設計就不是可以用很久的,例如古箏。」

關於小提琴纖維素分子研究,戴桓青團隊利用「同步輻射」小角度X光散射探照,發現琴的木頭纖維素是會重新排列的,「我們針對小提琴的木頭分析,發現纖維素分子之間本來有半纖維素把它們區隔開來,但隨著時間過去,半纖維素會自然分解,纖維素會重新排列。至於這件事對聲音的確切影響,目前還不是很清楚,只知道老的琴會有這樣的現象。」

針對這樣的研究,難免有人會懷疑這些名琴是不是真的比較好聽,畢竟這不是隨隨便便就可以聆聽現場演奏的珍品。戴桓青表示:「事實上,確實要近距離地聽很多把名琴來演奏,才能感受到他們的差異。可是通常一位演奏家表演或比賽,只會帶一兩把琴出門。若真的要做相關研究,首先盲測畢竟有其限制,且『音色』是人類很不了解的領域,很難用科學的方法去解釋和比較。」

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戴桓青於實驗室介紹研究用樣本小提琴。(圖/文詠萱攝)

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