科學「聽」見音樂 義大利名琴音色解密

在古典音樂領域中,有兩位赫赫有名的義大利弦樂器製造大師–阿瑪蒂和史特拉底瓦里,他們在16世紀到18世紀間所製做的小提琴,被認為製做精良、音色出眾,無人能出其右,拍賣價格曾創下近千萬美元的高價。
 
它們的音色到底有多美呢?多年來許多研究人員都試圖揭開名琴絕美音色的神秘面紗,包括來自台灣的研究團隊也投入其中,最近由台大化學系助理教授戴桓青所率領的團隊,就發現這些名琴之所以名貴,在於它們的音色媲美人聲,研究成果就發表在美國國家科學院的期刊上。
 
本集新聞全球話我們邀請戴桓青教授來與大家一起分享這項研究成果。
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音樂不只用聽的 科學家分析組成成分

戴桓青解釋,雖然他的研究專業是「生物化學」領域,但是因為對音樂很有興趣,小時候也學過一點小提琴,且在美國求學時受到一位德州農工大學的生物化學教授啟發。戴桓青提及,該教授研究生涯的後半段都在研究義大利小提琴的秘密,他認為義大利名琴的秘密,在於材料與眾不同,要了解一個古代的材料,就要有一個化學背景去做分析,因此也開始研究小提琴。
 

琴音色與眾不同 發現共振峰如人聲

在戴桓青團隊的研究中發現,名琴的音色媲美人生,戴桓青說明,人利用聲帶震動發聲,喉嚨到嘴巴是人的聲道,要帶動聲道中的空氣震動;戴桓青近一步說明,人的聲道就像一根管子,在某些頻率會形成助波,空氣震動形成助波,頻率就會特別被放大。
 
此外,每個人的聲道長度是不一樣的,平均女生的聲道較短,共振峰頻率就會比較高,男生聲道較長,共振峰頻率則較低,尤其男低音就會特別低,人發聲時就有共振峰的特質。但引起戴桓青好奇的是,小提琴並不是管樂器、沒有任何管子,可是它竟也有共振峰的特質,可見當初設計小提琴的人,也就是阿瑪蒂,可以讓它發出與人相似的共振峰,利用琴聲、琴橋,還有琴橋附近的木頭震動,巧妙的模擬人類聲音震動的特徵。
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義大利名琴 現代無法再製的音色秘密

一直以來有許多理論說明為何史特拉底瓦里的琴做得那麼好,戴桓青表示,這要從兩個方向去思考,第一個就是他使用的材料絕對是最好的,且是非常特殊的;第二個就是他是位不折不扣的天才,但是歷史上有天分的人會不斷出現,事實上每個世代都有非常有天分的人,他們也都非常努力想要去複製、模仿名琴的製作,可是好像始終都差一點,戴桓青認為,可見當初有一些秘密。
 
根據戴桓青團隊的研究,發現史特拉底瓦里用製琴的楓木不是一般的楓木,而是有經過化學處理過後的楓木,而這個步驟史特拉底瓦里從來沒有紀錄下來,也沒有告訴別人,外界一直都以為他是用天然的木材,因此要得到與他的琴一樣的效果就很難了。
 

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