揭祕「樂器之王」結構的神祕面紗!鋼琴不只是「琴」

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在所有樂器裡,鋼琴最像機器,一種人用手操作的機器。

一部鋼琴由超過12000個零件組成,它是經過300多年的改進和演變,最終才成為我們看到的現代鋼琴。鋼琴之所以成為樂器大家族中的“王者”,是人類的精神文明及科技文明的發展所賦於它的。

揭秘“樂器之王”結構的神秘面紗!鋼琴不只是“琴”

一段關於鋼琴結構的分解動圖

今天講一篇硬科普,給大家介紹一下鋼琴與機械。

十七世紀末的時候,歐洲進入了機械文明的黃金時期,在這期間發明了各種各樣的擒縱機構,鐘錶業也迎來了井噴式發展。各類機械設計技術的普及為鋼琴的出現奠定了基礎。

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擒縱機構的一種

擒縱機構是一種機械能量傳遞的開關裝置。擒,將主傳動的運動鎖定(擒住),此時主傳動鏈是鎖定的;縱,就是以震盪系統的一部分勢能,開啟(放開)主傳動鏈運動,同時從主傳動鏈中取回一定的能量以維持震盪系統的工作。

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斐迪南三世·德·美第奇(Ferdinando de' Medici)

美第奇是托斯卡納的王子,也是托斯卡納王位繼承人。這位王子是個極具音樂天賦的人,會演奏弓形樂器。

酷愛機械發明的斐迪南三世·德·美第奇(Ferdinando de' Medici),於1688年高薪招募了巴爾託洛奧·克里斯托福裡(Bartolomeo Cristofori)作為他的樂器製造師。

在1700年左右,克里斯托福裡向斐迪南三世呈上了史料記載的第一臺鋼琴,在美第奇家族的發明目錄裡是這麼記載的:

“Un Arpicembalo di Bartolomeo Cristofori di nuova inventione, che fa' il piano, e il forte, a due registri principali unisoni, con fondo di cipresso senza rosa... ”一臺可以演奏強與弱的羽管鍵琴。

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Bartolomeo Cristofori 於1700 年設計的擊弦機

克里斯托福的這個機械設計這簡直就是當時樂器製造界的黑科技。不過這套設計還是存在不少缺點:這套機械系統需要將擒縱機的臨界點設在琴槌碰到琴絃的那一剎那,太晚將導致琴槌滯留影響琴絃震動,太早又會導致力度不夠並且在慢觸鍵弱奏時失音。

事實上,在鋼琴出現後的大半個世紀裡,即使在有設計圖紙的傳播下,這種複雜的系統並非所有的鋼琴製造商都能造的。真正普及鋼琴的任務,是由一大批造價低廉技術簡單的無擒縱結構的鋼琴完成的,1768年J.C.巴赫就是用這種簡單機械的鋼琴作鋼琴史上的第一次公開演奏。

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德國作曲家J.C.巴赫(Johann Christian Bach)

他是J.S.巴赫最小的兒子(排行第十一)。因其後來到倫敦,俗稱“英國巴赫”。

接下來的二百多年裡,鋼琴經歷了種種改良,並最終以現在人們常見的現代鋼琴的樣式呈現在人們眼前。現代鋼琴的內部結構包含了六個主體結構:琴絃、鐵排骨架、音板、擊弦機系統、木質外殼、踏板。

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鋼琴的主要構造

下面給大家簡單介紹一下鋼琴的構造:

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琴鍵(Keyboard):琴鍵由黑鍵和白鍵組合而成。

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踏板(Pedal):是指鋼琴下面用足踩的踏板,它是鋼琴中除鍵盤外最重要的配件。

鋼琴踏板主要分為三個部分:

1)制音踏板(Damper Pedal):右踏板,也叫做延音踏板。是英國人布勞馬(John Broadwood)於1783年發明,通常是鋼琴下最右內側的踏板。由於按下制音踏板會使琴聲在一定程度上擴大,故又稱強音踏板(Loud Pedal)。

2)柔音踏板 (Soft Pedal):左踏板,也叫做弱音踏板(ulna cord) ,往往被比作"旋樂演奏者的弱音器"。

3)持音踏板(Sostenuto Pedal):中踏板,延長音踏板(sostenuto)。具有特殊性能的踏板。它有著令聲音或弦的振動持續下去的作用。

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擊弦機系統(Action):擊弦機由鐵架、主樑、枕梁、調節器和起動器、轉擊器、止音器等多種零部件構成,這些經過反覆設計,精心安排的構件嚴整地組合在一起,構成一個完整的復奏式槓桿系統,是整部鋼琴的靈魂和最重要的配件。

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琴絃:琴絃是鋼琴的核心部分,是鋼琴音源的最重要部件之一。鋼琴的琴絃一共有三組,其中高音區為每音三絃,中音區為每音兩弦,低音區為一音一弦。因此,琴絃質量的好壞直接關係到鋼琴質量的優次。一般鋼琴絃是使用純度極高的碳鋼絲做成。

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音板(Soundboard):音板是由共振板(又稱音板大板)、助木(又稱排檔)、音板框和絃碼組成。共振板象一個薄板片,下面粘貼著一定距離排列開的助木,周邊粘貼著音板框,上面固定中、高音弦碼和低音弦碼。琴絃振動時,通過緊附在音板上弦碼的傳遞,振動音板,音板開始工作。

當鋼琴的內部結構展示在你面前, 你會驚歎:鋼琴的結構是如此的複雜!就是這樣一個結構複雜的機器,能夠演奏出動人的音樂。不得不感嘆人類智慧的偉大!

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