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摘 要：文章运用音乐声学研究方法，结合古琴散音、泛音、按音等三种演奏技法，对目前常见三种不同材质的古琴琴弦进行音量与余音的测量与分析，为古琴演奏者正确评价不同材质古琴琴弦音质提供借鉴数据。
关键词：古琴；琴弦材质；音质
古琴是中华民族长久以来审美习惯、文化传统的集中体现，距2003年联合国教科文组织将其列入“人类口头和非物质遗产代表作”至今已逾十载。千百年来，古琴以清、和、淡、雅的音质表现叙说着中华民族对于“音响美”的向往与追求，由古至今，很多琴师名家为改善古琴的声音品质，从选材、形制、灰胎、髹漆等多个方面做了大量实践与探索。在钢丝弦、合成纤维弦开始使用后，学者和琴家们在不同材质琴弦音质表现方面也取得了很多研究成果。
成果中数量较多的是对琴弦的音质主观评价，如成公亮先生的《漫话五十年来的古琴琴弦》，[1]朱季海先生的《话说古琴弦线》，黄树志先生的《谈古琴丝弦和钢弦的比较》、《从琴弦探讨古琴过去、现在与未来的发展》等。[2]这些文章在回顾不同历史时期古琴琴弦制作工艺与实际应用的基础上，从音量、音色、手感等方面对钢丝弦和丝弦做了听觉对比与分析，并就目前的琴弦制作工艺提出了各自改良意见。
其次，是借助物理实验手段分析古琴琴弦声音品质。如谢俊仁先生的《古琴音色与琴弦之纵向振动》一文介绍了古琴音色与琴弦振动之间的关系。[3]周昌乐、顾亚丽等学者所著文章《一种古琴音色重构仿真方法及其实现》从古琴琴弦振动理论入手，分析了古琴音色的频谱特征，使用计算机对古琴音色进行了仿真。[4]美国古琴演奏家唐世璋①先生《古琴用弦之科学鉴证：传统真丝弦、现代钢丝弦、复合弦在音调和音色上的比较》（A scientific examination of the different tonal colors，produced on a guqin by silk，metal and composite strings），分析了不同琴弦产生音色差异的主要原因，指出古琴音色中泛音的音强要大于基音，衰减时间也慢于基音，出现音色差异是由于音高的变化引起了乐音泛音成分的改变。[5]另一篇文章《丝弦（Silk Strings）》探讨了丝弦音色与演奏环境、审美要求之间的关系，分析了房间、温度等环境因素变化对琴弦音质的影响。[6]
此次，笔者通过使用音乐声学测量方法，从弦的物理振动层面分析不同弦质琴弦与古琴音量、余音等音质表现间的关系，试图为古琴演奏者全面了解不同琴弦振动特点、正确评价不同琴弦音质表现提供物理层面的分析数据以供借鉴。
1 测量实验的设计
1.1 测量所用琴弦与琴
目前，古琴主要使用三种材质的琴弦，即钢丝尼龙弦（以下简称为“钢弦”）、合成纤维弦（以下简称为“纤维弦”）、蚕丝弦（丝弦）三种。本次测量用弦出于一般、普及性考虑，均选用了目前琴界普遍使用的品牌。
测量用琴形制为列子，面板、底板均用桐木制成（纯阳琴），桐木来自田双琨先生60年代的收藏，该琴采用传统斫琴工艺，鹿角霜髹漆、缀贝壳徽，岳山、琴枕和雁足等部件为紫檀质地，夏凡监制。
1.2 录音条件
为避免录音场所不良声场对乐器音质可能造成的声染色，录音工作选在了中国音乐学院低混响、低噪声的国音堂录音棚中进行，录音棚面积90M2，混响时间、声场均匀度等房间参数均能满足测量要求。录音中采用3支同型号传声器，摆放在远近不同的3个位置采用同期分轨录音。摆放位置分别为：正面，距琴80cm，俯向面板七徽；正面，位于1号传声器正后方，距琴3米；演奏者左侧，俯向面板9～10徽之间，距琴80cm。由中国音乐学院曹勐、陈曦两位老师担任录音师。使用软件：GMAS 2.0通用音乐分析系统、Steinberg Cubase 5数字音频工作站。
1.3 演奏者与演奏内容
古琴演奏者陈刊礼，岭南人，2007年赴京得吴文光教授指点习琴、斫琴，曾担任吴文光教授央视《名师讲堂》录像示范成员。
为客观拾取不同材质琴弦所发乐音，排除不同琴体固有的音质差异对本次琴弦测量的干扰，录音中决定使用同一张琴先后更换钢弦、纤维弦、丝弦进行测量，演奏内容完全相同，包括：1～7弦散音；1～7弦4、5、7徽泛音；1～7弦10、9、7徽按音；一段只有泛音的旋律；一段主要为散音和按音的旋律等。
2 古琴琴弦音量及余音测量
2.1 不同材质琴弦音量测量
由于古琴弹奏需左、右手间的密切配合，随演奏者右手触弦手法、左手触弦压力的变化会产生不同的音质表现，因此无法采用机械装置来实现统一力度的激发。此外，由于古琴1～7弦间每根弦的音量大小均不相同，为了得到客观、全面的测量数据，测量中，除要求演奏者尽可能保持同一力度；分别用散、泛、按等技法弹奏外，还对每套弦1～7弦的音量取平均值，以求得不同材质琴弦的整體音量表现，呈示出它们在演奏音量上的差别（见表1）。
2.2 对琴弦音量测量结果的分析归纳
（1）与部分琴人从琴弦材质角度出发，总结的“钢弦响、丝弦弱、纤维弦居中”的主观体会有所不同，通过分析测量数据，发现不同演奏（激发）方式应是影响琴弦音量出现较大变化的重要因素：在演奏散音时，丝弦音量平均值最高，为-22.73dB（为80cm近处传声器数值，下同）；钢弦音量平均值最低，为-28.43dB；纤维弦介于两者之间，三种弦质最小与最大音量差5.7dB。在演奏泛音时，钢弦音量平均值最高，达-24.74dB；纤维弦音量平均值最低，为-25.56dB；丝弦音量与纤维弦相当，三种弦质最大音量差在1dB之内。演奏按音时，纤维弦音量平均值最高，达到-26.24dB；丝弦音量平均值最低，为-29.03dB；钢弦介于两者之间，三种弦质最大音量差为2.79dB。可以看出，使用钢弦演奏并不能在音量上获得大的提升。除泛音奏法钢弦音量稍大于其他两种琴弦之外，在使用散音和按音两种奏法时，钢丝弦在音量表现上并无优势。因此评价不同弦质琴弦的音量表现不能一概而论，需结合具体演奏技法全面考察。 分析表明，三种材质琴弦间的音量差异主要产生于散音、按音两种发音方式，而在泛音演奏中差异较小，相比较由于琴弦材质不同而产生的音量差异，不同演奏技法与琴弦音量表现的关系似乎更为密切。
（2）由于演奏古琴时演奏者与观众距离琴的距离远近不同，因此演奏者主观听觉中感知到的音量大小必然与听众有所不同，通过比较1、2号传声器（分别距琴80cm和3M）同期拾取的乐音信号，可以得出不同材质琴弦所发乐音在传远性能方面存在的差异。
分析表中数据，演奏散音时纤维弦衰减最大，达13.21dB；钢弦最小，为12.91dB。演奏泛音时丝弦衰减最大，达14.53dB；钢弦最小，为14.03dB。而演奏按音时，却是钢弦衰减最大，达13.8dB；丝弦最小，为13.17dB。三种演奏技法中，衰减的最大值与最小值均在1dB差值范围之内，差距很小。之所以会形成钢弦声音较“响”的错觉，究其原因是由于钢弦具“金属声”的刚亮音色容易在嘈杂的环境中为人耳所捕捉，没有丝弦那么容易被背景噪声所掩蔽。因此，此前部分琴人所说“钢弦乐音穿透力较丝弦、纤维弦更强”的结论还需要做进一步的审视与评价。
2.3 对琴弦余音长短的测量
由于弹奏时激发力度的大小对琴弦余音长短的影响较大，可比性较差，因此为排除演奏者不同弹奏力度的干扰，得到客观的测量数据，分析中只选取了散音奏法来测量余音；并且在测量余音长短前，首先统计出所有所测散音的强度平均值（-25.35dB），再将所测乐音波形整体提升（或衰减）至同一强度后，再开始余音长短的测量，具体数据见表2：
2.4 对余音长短测量结果的分析归纳
（1）测量数据与琴家们对不同琴弦余音长短的主观感受相一致。在考察不同材质琴弦1～7弦余音长短中，综合平均值，最长为钢弦（4959ms）、纤维弦次之（4411.43ms）、丝弦最短（2931.14ms），不同材质琴弦余音差异较大。
（2）同一材质琴弦1～7弦间余音长短的较大差异还未引起琴人的注意。在钢、纤、丝三种琴弦材质中，丝弦1～7弦余音最大差值为1364ms；钢弦为1940ms；纤维弦为3600ms，纤维弦各弦余音长短相差较大。演奏实践中，各弦的余音具有如此大的长短差异，势必会在乐音清晰度、音乐情境展现方面产生巨大影响。
3 结语
不同材质古琴琴弦的使用，在音量、余音长短等多个方面存在着较大差异。不同材质的琴弦，在演奏不同乐曲、使用不同技法时，音质表现优劣各不相同，需要演奏家们在全面掌握不同琴弦音质表现特点的基础上，结合不同乐曲、不同技法与不同演奏环境的具体要求，通过不断尝试，合理选择不同质地琴弦，使古琴这一千百年来中华民族物质文明与精神文明的结晶能更好地传承与发展下去。
注释：①唐世璋（John Thompson），美国古琴家，人类音乐学硕士。创立古琴研究与欣赏网站www.silkqin.com，出版琴谱及丝弦古琴CD多件，曾先后在美国、爱沙尼亚、台湾、苏州、北京等地交流演出。
②分贝：表示声音响度的单位，常用字母dB表示。
③ 毫秒：时间单位，常用字母ms表示，1秒=1000毫秒。
参考文献：
[1] 成公亮.漫话五十年来的古琴琴弦[J].音乐爱好者，2009（6）.
[2] 黄树志.从琴弦探讨古琴过去、现在与未来的发展[J].七弦琴音乐艺术，1999（6）.
[3] 谢俊仁.古琴音色与琴弦之纵向振动[J].七弦琴音乐艺术，1999（5）.
[4] 周昌乐，顧亚丽，林国平，曹文博.一种古琴音色重构仿真方法及其实现[J].系统仿真学报，2009（2）.
[5] John Thompson . A scientific examination of the different tonal colors，produced on a guqin by silk， metal and composite strings[EB/OL] . http：//www.silkqin.com/03qobj/ strings/ hz2010 . htm#english，2016-03-30.
[6] John Thompson.Silk Strings[EB/OL] . http：//www.silkqin.com/03qobj/silk.htm，2016-03-30.
关键词：古琴；琴弦材质；音质
古琴是中华民族长久以来审美习惯、文化传统的集中体现，距2003年联合国教科文组织将其列入“人类口头和非物质遗产代表作”至今已逾十载。千百年来，古琴以清、和、淡、雅的音质表现叙说着中华民族对于“音响美”的向往与追求，由古至今，很多琴师名家为改善古琴的声音品质，从选材、形制、灰胎、髹漆等多个方面做了大量实践与探索。在钢丝弦、合成纤维弦开始使用后，学者和琴家们在不同材质琴弦音质表现方面也取得了很多研究成果。
成果中数量较多的是对琴弦的音质主观评价，如成公亮先生的《漫话五十年来的古琴琴弦》，[1]朱季海先生的《话说古琴弦线》，黄树志先生的《谈古琴丝弦和钢弦的比较》、《从琴弦探讨古琴过去、现在与未来的发展》等。[2]这些文章在回顾不同历史时期古琴琴弦制作工艺与实际应用的基础上，从音量、音色、手感等方面对钢丝弦和丝弦做了听觉对比与分析，并就目前的琴弦制作工艺提出了各自改良意见。
其次，是借助物理实验手段分析古琴琴弦声音品质。如谢俊仁先生的《古琴音色与琴弦之纵向振动》一文介绍了古琴音色与琴弦振动之间的关系。[3]周昌乐、顾亚丽等学者所著文章《一种古琴音色重构仿真方法及其实现》从古琴琴弦振动理论入手，分析了古琴音色的频谱特征，使用计算机对古琴音色进行了仿真。[4]美国古琴演奏家唐世璋①先生《古琴用弦之科学鉴证：传统真丝弦、现代钢丝弦、复合弦在音调和音色上的比较》（A scientific examination of the different tonal colors，produced on a guqin by silk，metal and composite strings），分析了不同琴弦产生音色差异的主要原因，指出古琴音色中泛音的音强要大于基音，衰减时间也慢于基音，出现音色差异是由于音高的变化引起了乐音泛音成分的改变。[5]另一篇文章《丝弦（Silk Strings）》探讨了丝弦音色与演奏环境、审美要求之间的关系，分析了房间、温度等环境因素变化对琴弦音质的影响。[6]
此次，笔者通过使用音乐声学测量方法，从弦的物理振动层面分析不同弦质琴弦与古琴音量、余音等音质表现间的关系，试图为古琴演奏者全面了解不同琴弦振动特点、正确评价不同琴弦音质表现提供物理层面的分析数据以供借鉴。
1 测量实验的设计
1.1 测量所用琴弦与琴
目前，古琴主要使用三种材质的琴弦，即钢丝尼龙弦（以下简称为“钢弦”）、合成纤维弦（以下简称为“纤维弦”）、蚕丝弦（丝弦）三种。本次测量用弦出于一般、普及性考虑，均选用了目前琴界普遍使用的品牌。
测量用琴形制为列子，面板、底板均用桐木制成（纯阳琴），桐木来自田双琨先生60年代的收藏，该琴采用传统斫琴工艺，鹿角霜髹漆、缀贝壳徽，岳山、琴枕和雁足等部件为紫檀质地，夏凡监制。
1.2 录音条件
为避免录音场所不良声场对乐器音质可能造成的声染色，录音工作选在了中国音乐学院低混响、低噪声的国音堂录音棚中进行，录音棚面积90M2，混响时间、声场均匀度等房间参数均能满足测量要求。录音中采用3支同型号传声器，摆放在远近不同的3个位置采用同期分轨录音。摆放位置分别为：正面，距琴80cm，俯向面板七徽；正面，位于1号传声器正后方，距琴3米；演奏者左侧，俯向面板9～10徽之间，距琴80cm。由中国音乐学院曹勐、陈曦两位老师担任录音师。使用软件：GMAS 2.0通用音乐分析系统、Steinberg Cubase 5数字音频工作站。
1.3 演奏者与演奏内容
古琴演奏者陈刊礼，岭南人，2007年赴京得吴文光教授指点习琴、斫琴，曾担任吴文光教授央视《名师讲堂》录像示范成员。
为客观拾取不同材质琴弦所发乐音，排除不同琴体固有的音质差异对本次琴弦测量的干扰，录音中决定使用同一张琴先后更换钢弦、纤维弦、丝弦进行测量，演奏内容完全相同，包括：1～7弦散音；1～7弦4、5、7徽泛音；1～7弦10、9、7徽按音；一段只有泛音的旋律；一段主要为散音和按音的旋律等。
2 古琴琴弦音量及余音测量
2.1 不同材质琴弦音量测量
由于古琴弹奏需左、右手间的密切配合，随演奏者右手触弦手法、左手触弦压力的变化会产生不同的音质表现，因此无法采用机械装置来实现统一力度的激发。此外，由于古琴1～7弦间每根弦的音量大小均不相同，为了得到客观、全面的测量数据，测量中，除要求演奏者尽可能保持同一力度；分别用散、泛、按等技法弹奏外，还对每套弦1～7弦的音量取平均值，以求得不同材质琴弦的整體音量表现，呈示出它们在演奏音量上的差别（见表1）。
2.2 对琴弦音量测量结果的分析归纳
（1）与部分琴人从琴弦材质角度出发，总结的“钢弦响、丝弦弱、纤维弦居中”的主观体会有所不同，通过分析测量数据，发现不同演奏（激发）方式应是影响琴弦音量出现较大变化的重要因素：在演奏散音时，丝弦音量平均值最高，为-22.73dB（为80cm近处传声器数值，下同）；钢弦音量平均值最低，为-28.43dB；纤维弦介于两者之间，三种弦质最小与最大音量差5.7dB。在演奏泛音时，钢弦音量平均值最高，达-24.74dB；纤维弦音量平均值最低，为-25.56dB；丝弦音量与纤维弦相当，三种弦质最大音量差在1dB之内。演奏按音时，纤维弦音量平均值最高，达到-26.24dB；丝弦音量平均值最低，为-29.03dB；钢弦介于两者之间，三种弦质最大音量差为2.79dB。可以看出，使用钢弦演奏并不能在音量上获得大的提升。除泛音奏法钢弦音量稍大于其他两种琴弦之外，在使用散音和按音两种奏法时，钢丝弦在音量表现上并无优势。因此评价不同弦质琴弦的音量表现不能一概而论，需结合具体演奏技法全面考察。 分析表明，三种材质琴弦间的音量差异主要产生于散音、按音两种发音方式，而在泛音演奏中差异较小，相比较由于琴弦材质不同而产生的音量差异，不同演奏技法与琴弦音量表现的关系似乎更为密切。
（2）由于演奏古琴时演奏者与观众距离琴的距离远近不同，因此演奏者主观听觉中感知到的音量大小必然与听众有所不同，通过比较1、2号传声器（分别距琴80cm和3M）同期拾取的乐音信号，可以得出不同材质琴弦所发乐音在传远性能方面存在的差异。
分析表中数据，演奏散音时纤维弦衰减最大，达13.21dB；钢弦最小，为12.91dB。演奏泛音时丝弦衰减最大，达14.53dB；钢弦最小，为14.03dB。而演奏按音时，却是钢弦衰减最大，达13.8dB；丝弦最小，为13.17dB。三种演奏技法中，衰减的最大值与最小值均在1dB差值范围之内，差距很小。之所以会形成钢弦声音较“响”的错觉，究其原因是由于钢弦具“金属声”的刚亮音色容易在嘈杂的环境中为人耳所捕捉，没有丝弦那么容易被背景噪声所掩蔽。因此，此前部分琴人所说“钢弦乐音穿透力较丝弦、纤维弦更强”的结论还需要做进一步的审视与评价。
2.3 对琴弦余音长短的测量
由于弹奏时激发力度的大小对琴弦余音长短的影响较大，可比性较差，因此为排除演奏者不同弹奏力度的干扰，得到客观的测量数据，分析中只选取了散音奏法来测量余音；并且在测量余音长短前，首先统计出所有所测散音的强度平均值（-25.35dB），再将所测乐音波形整体提升（或衰减）至同一强度后，再开始余音长短的测量，具体数据见表2：
2.4 对余音长短测量结果的分析归纳
（1）测量数据与琴家们对不同琴弦余音长短的主观感受相一致。在考察不同材质琴弦1～7弦余音长短中，综合平均值，最长为钢弦（4959ms）、纤维弦次之（4411.43ms）、丝弦最短（2931.14ms），不同材质琴弦余音差异较大。
（2）同一材质琴弦1～7弦间余音长短的较大差异还未引起琴人的注意。在钢、纤、丝三种琴弦材质中，丝弦1～7弦余音最大差值为1364ms；钢弦为1940ms；纤维弦为3600ms，纤维弦各弦余音长短相差较大。演奏实践中，各弦的余音具有如此大的长短差异，势必会在乐音清晰度、音乐情境展现方面产生巨大影响。
3 结语
不同材质古琴琴弦的使用，在音量、余音长短等多个方面存在着较大差异。不同材质的琴弦，在演奏不同乐曲、使用不同技法时，音质表现优劣各不相同，需要演奏家们在全面掌握不同琴弦音质表现特点的基础上，结合不同乐曲、不同技法与不同演奏环境的具体要求，通过不断尝试，合理选择不同质地琴弦，使古琴这一千百年来中华民族物质文明与精神文明的结晶能更好地传承与发展下去。
注释：①唐世璋（John Thompson），美国古琴家，人类音乐学硕士。创立古琴研究与欣赏网站www.silkqin.com，出版琴谱及丝弦古琴CD多件，曾先后在美国、爱沙尼亚、台湾、苏州、北京等地交流演出。
②分贝：表示声音响度的单位，常用字母dB表示。
③ 毫秒：时间单位，常用字母ms表示，1秒=1000毫秒。
参考文献：
[1] 成公亮.漫话五十年来的古琴琴弦[J].音乐爱好者，2009（6）.
[2] 黄树志.从琴弦探讨古琴过去、现在与未来的发展[J].七弦琴音乐艺术，1999（6）.
[3] 谢俊仁.古琴音色与琴弦之纵向振动[J].七弦琴音乐艺术，1999（5）.
[4] 周昌乐，顧亚丽，林国平，曹文博.一种古琴音色重构仿真方法及其实现[J].系统仿真学报，2009（2）.
[5] John Thompson . A scientific examination of the different tonal colors，produced on a guqin by silk， metal and composite strings[EB/OL] . http：//www.silkqin.com/03qobj/ strings/ hz2010 . htm#english，2016-03-30.
[6] John Thompson.Silk Strings[EB/OL] . http：//www.silkqin.com/03qobj/silk.htm，2016-03-30.