竹埙的制作与声学特性

竹埙的制作与声学特性

上海艺术研究所陈正生

摘要从结构特点、制作难点、声学特性等几方面介绍了竹埙这种新的吹奏乐器。

关键词竹埙音色音区制作音准转调指法音乐声学

竹埙，是上个世纪90年代苏北民间乐手周寿荣发明研制成功的一种新乐器。它的音色酷似陶埙，陶埙的音色明亮而有金石之韵，而竹埙的音色则比陶埙柔和，与传统丝竹乐器的音色同样有着很好的亲和性。其次，竹埙的音域也比陶埙宽，可达二组半。笔者经过五年多的制作研究，对竹埙的制作进行了改进，改进后的竹埙，最低的音区要比陶埙低，能弥补民族乐队中、低音管乐器之不足。就G调竹埙而言，其最低音可达大字组的A，与需要三人才能演奏的巨笛音区相比还低，但是一个人演奏竹埙却很轻松。此外，竹埙不仅音高比陶埙稳定，容易控制，而且转调比箫、笛方便，这就是它的优越之处。

虽然竹埙的音色悦耳、演奏方便，但是多年以来竹埙并没有得到广泛的流传。原因是多方面的，但主要还是因为它涉及到制作工艺的规范问题。竹埙是用毛竹制作的，制作的方法是：将毛竹按需求截取一段，然后将这段毛竹的首节下方截断作为竹埙的头子，余下的主体部分劈开，削成楔形，拼拢，再与头子接合、胶牢。头子上开一与洞箫类似的吹孔，然后于楔形管上开挖音孔即成。看上去似乎很简单，可实际操作起来却不太容易，主要是毛竹的选材没办法规格化。尽管制作箫笛的材料也同样没法规格化，可箫、笛毕竟有悠久的历史传承，就以十二平均律的箫、笛来说，毕竟也有了数十年的制作经验，有可供参照的经验公式，制作过程中即便遇到新问题，也可用有效办法补救；可竹埙的制作却没什么可供借鉴的经验。

竹埙的构造与制作

制作竹埙最大的难点就是目前没有找到实用的经验公式，完全是靠经验。

对竹埙制作的经验公式进行归结，就得从音乐声学方面进行分析。从竹埙的外形进行分析，我们可以获知：在一定的范围内，竹埙的管子越长、管径越大，频率越低；吹口越宽、越深，频率越高；两端的管径差越大，频率越低。仅此而已。从表面上看，这情况好像与箫、笛完全一样，实际则是大相径庭。

原来利用天然材料制作的箫或笛，所用竹管两端的管径虽然存在一点差异，但所差无几，远不及竹埙两端的差异悬殊。关于竹埙两端的管径差对它声学性质的影响，以下将对此作一细致地分析。

一件乐器要得到广泛应用，除了具有个性而又合群的音色外，音域、音准和转调方便等性能同样很重要。

音准

竹埙不仅要讲求相对音高，即各个音孔之间的音程关系是否准确，同时还必须符合标准音——讲求绝对音高。竹埙的绝对音高，首先就得确定基音孔（筒音）的绝对音高。例如D调竹埙，其筒音就是a（频率为Hz，比第一国际音高低八度），G调竹埙的筒音则是d（频率为.83Hz，比洞箫底八度）。必须将管长、吹孔大小，以及两端管径差综合起来，使所吹出的筒音音高符合这一音高标准。这是竹埙制作中的第一个难点。

转调

竹埙只有九个音孔，连同筒音可奏自然音阶十一个音。竹埙为什么要那么多基音？原来竹埙虽然像箫、笛一样，都是两端通洞，但是箫和笛都是八度超吹乐器，而竹埙则不是，它属于十二度（转位后为五度）超吹乐器。竹埙的超吹音可以通过调节两端的管径差而增大或缩小，但却无法缩小为八度超吹。因此，竹埙的九个音孔，连同底孔，必须为十一度。十个孔（连同底孔）要奏全十一度，也只能是自然音阶，无法包含变化音。为了方便转调，又必须具备变化音。笔者充分利用竹埙的特异管型，借用箫、笛的“叉口”指法来改变相邻二孔之间的音程关系，从而达到方便转调之目的。这是竹埙制作的第二个难点。

为了不使竹埙轻易报废，在这两个难点之中，笔者有时会部分地放宽对第一个制作难点的要求，使筒音的超吹音保持为十一度左右，些微的不足，借助后出孔来加以补正。

笔者制作了数十支竹埙，现将部分竹埙的图片与相关数据罗列于文中，供研究者参照（见图1、表1、2）。这几支竹埙的数据，并不仅仅是制作的报告，同时还可以从中略见制作规范之难求，也许有方家能从中探得其音律之规律也未可知。

笔者所制竹埙，还有超吹为十三度者，由于第一超吹音就无法与第九孔音（同筒音的音程关系为十一度）衔接，故没录入。

关于超吹音，笔者通过数十支竹埙的制作研究，认为还是选择十一度超吹音为好。十一度超吹音不仅有利于高音吹奏时指法的转换运用，主要是弥补了十二度超吹的音律不全，而且更由于锥度的减小而有利于更多超吹音的激发。

竹埙所奏虽然仅是自然音阶，由于可以很方便地借助“叉口”指法来改变相邻二孔的音程关系，因此转调就远比箫、笛方便。现以D调竹埙为例，罗列其指法表于文中（见表3）。

从以上所列的指法表可知，竹埙转调时，为了改变音程，只用“叉口”（交叉）指法，却不用按半孔音。演奏时，当掩按音孔的手指逐步开启后，竹埙握持的平稳性就会受到影响，为了保持平稳，可以适当掩按下方音孔，这时最好只按最下方的音孔，以免影响音准。

竹埙声学的特异性

从表1所列“各调门竹埙制作数据表”和表3可以看出，竹埙的超吹音可以是十度、十一度、十二度，甚至是十三度，但就是没法制成八度。若将竹埙制作成八度超吹，是否可行？答案是否定的。因为那样就失去其低沉的音区和竹埙的音色！竹埙的音调何以那么低沉？不难看出，这是两端管径差所造成的特异声学现象。实际上竹埙的超吹度数取决于两端管径差同长度的比值——气柱锥体的度数（笔者一直称之为锥度）；锥度越大，超吹音与基音的音程越大。

这就出现了一个新问题：可能有人会问，竹埙不是同洞箫的情形一样，两端通洞，一端是吹口，应该是八度超吹乐器，怎么会是十二度超吹呢？从道理上讲，竹埙确实是两端通洞，一端是吹口，这是与洞箫相同之处；但是它们的管型之间却有着很大的不同：洞箫尽管两端的管径有差异，但差异不大，而竹埙则是倒锥体。这倒锥体的管型，决定了它非八度超吹的声学特性。

笔者曾在《开管乐器同闭管乐器的外形识别》一文中谈到：以边棱音为激振方法的管乐器，两端通洞的为八度超吹的“开管乐器”（如箫、笛），末端封闭的为十二度超吹的“闭管乐器”（如排箫）。簧哨乐器（包括以唇激振的各种号），其吹奏端与口唇紧密接触，其管子主要部分的形态为圆柱形的，是十二度超吹的“闭管乐器”。如单簧管、中国的管子和筚篥。管子主要部分为圆锥形的则是八度超吹的“开管乐器”。如双簧管，各种号，以及中国的唢呐。竹埙的出现，就对这问题提出了挑战。

关于管乐器依照音乐声学来分类，确实是一大难题。如今笔者认为，还是把管乐器分成八度超吹乐器和十二度超吹乐器比较好。从音乐声学的角度，按照管乐器的外形分类，其识别方法十分简单：1.圆柱形管（两端尽管有管径差，但所差甚小），凡两端通洞的，都是八度超吹乐器，例如箫、笛、长笛；只有一端同外界大气相接的，另一端封闭或与口唇紧密接触的，则是五度（十二度的转位）超吹乐器，例如排箫、单簧管，中国的管子、筚篥。2.一端细、一端粗的圆锥形管，多数是一端与口唇紧密接触，另一端与外界大气相接，此类乐器全为八度超吹乐器，例如双簧管、萨克斯管、各种号，以及我国的唢呐；此种管型若两端与外界大气相接，则是五度（十二度）超吹乐器，竹埙就是。

竹埙这一类型的乐器，虽然仅此一例，但它却代表了管乐器的一种类型。从音乐声学研究的意义来说，笔者从初见时起就意识到它不仅能填充民族管弦乐队中、低音管乐器之不足，而且对管乐器的音乐声学研究有着举足轻重的意义。

参考文献1.陈正生.开管乐器同闭管乐器的外形识别.乐器，；（6）

关于箫这种管乐器中分类情况说明