钟磬

钟磬是古代两种重要的击打乐器，它们各有不同的形制。

磬是用石头磨制的，其起源时间可以上溯到石器时代。人们在磨制石具的实践中，注意到不同石块受打击时会发出不同声音，因而受到启发，开始磨石为磬。最初用普通石头磨制，后来逐渐采用某些特殊石头（或玉石）制成发各种固定单音的磬，再后来又发展成为具有几个至一系列固定音的编磬。编磬的出现朝代不晚于商。1935 年在安阳侯家庄西北岗殷代大墓，曾出土过玉制编磬一组，计十三枚，就证明了这一点。

在现存的记述古人制磬技术的早期文献中，《考工记·磬氏》是最著名的一篇。该篇除规定了磬的形制以外，还专门提出了调整磬的音高的方法， 即“已上则磨其旁，已下则磨其端”。这里的“上”、“下”指的是音的高低，其实质是磬发音频率的高下。按照这种办法，当感觉磬的发音过高时， 就磨损磬体的两面，使其变薄，这就能将音调降低；当感觉磬发声过低时， 则磨其两端，使磬体相对变厚，就能将音调升高。春秋战国时期，我国早期律学已经形成，磬作为一种乐器，其音高一定要符合律制，才能满足音乐演奏的实践需要。《考工记》的记载，就是一种通过调整磬的外形，使其发音符合律制的有效方法。

《考工记》的记载符合声学原理。我们知道，磬的发音属于板振动，而板振动的频率是正比于厚度的，由此，若磬发音“已上”，即频率过高，这表明磬体过厚，就需要“磨其旁”。“已下”，说明频率低了，需要增加相对厚度，因此要“磨其端”。唐代贾公彦在疏解《考工记》这段话时提出：

“凡乐器，厚则声清，薄则声浊。”

《考工记》所说的“上”、“下”与这里所谓的“清”、“浊”，含义是相通的（后者也许还带有音色的衡量成分）。古人没有频率之类物理学概念， 能够总结出“厚则声清，薄则声浊”这种规律，在古代科学范围内，已经掌握了板振动的本质特征。

在古代乐器中，与磬相比，钟的地位更为重要。八音齐鸣，赖金以动声， 钟是众乐之首。“钟鸣鼎食”成为权势、地位的标志。钟的尺度和音律又与历算、权衡密切相关。钟又是古代朝聘、祭祀等礼仪活动的必备乐器，深受古人重视。

钟是由铙发展演化而来的。铙为青铜制，一般是用手拿着敲击，铙口向上。后来因为铙愈做愈大，手不能执，于是挂起来敲，口部遂向下，这就成为钟。钟具有独特的声号结构，一般都能奏出频率确定的音。兼以青铜铸成， 奏低音时，音色深沉浑厚；奏高音时，音色清脆激扬，演奏效果出色。特别应该指出的是，有些钟还具有双音结构，可以发出两个不同音高的声响。这种钟在鼓体的中部标有一个敲击点，相应的发音称为正鼓音；在鼓体的旁侧部有时标有另一个敲击点，称为侧鼓音。质量好的钟，不但这两个音位标志明确，而且两个音的频率比也趋于一致，大约为 1：1.2，相当于音程间隔上的三度关系。由此可见，古代钟的音响设计是非常出色的。

钟也有大小相次成组的编钟。西周中期的编钟一组仅三枚，西周后期已增加到九枚，说明它逐渐从节奏乐器发展成为旋律乐器。我国已出土的先秦编钟很多，地区分布也很广，其中最著名的是 1978 年在湖北随县战国早期的曾侯乙墓里出土的罕见大型编钟。这套编钟共 8 组，65 枚，分三层悬挂在钟

架上。架高达 2.65 米，成曲尺形排列，气势宏伟。编钟为双音结构，每钟可

发两音即正鼓音和侧鼓音，成三度音程。其最大的一件甬钟通高 153.4 厘米，

重 203.6 公斤，形体和重量在编钟中都是空前的。同时出土的镈钟铸于楚惠

王五十九年（公元前 433 年），为铸钟年代提供了确切证据。这套编钟音域宽达五个半八度，可以旋宫转调，演奏各类乐曲，音律和谐，音色优美，音响效果令人惊叹。远在两千四百多年前的战国初期，就已经出现了如此铸造精妙绝伦、音响效果良好的大型编钟群，确实是中国古文化史上的一个奇迹。

那么，古人是如何保证编钟的音响效果呢？

这里面涉及因素很多。从形制上说，编钟带有明显的民族特色。欧洲和印度的钟，其横截面都是正圆形的，惟独中国的钟铙是合瓦式的。所谓合瓦式，是指钟体由两个小半圆合成，而不是椭圆形。北宋沈括《梦溪笔谈》“补笔谈”卷一曾分析过扁钟和圆钟发音的差别，说：“古乐钟皆扁，如合瓦。盖钟圆则声长，扁则声短。”他所指出的这一特点是正确的。圆钟具有较强的余音效果，用于定音，效果是不错的，但用于演奏，拖长的余音相互干扰， 使人难于听出节奏，所以沈括说：“急叩之多晃晃尔，清浊不复可辨。”但对于扁钟，因其铣边有棱，对声振动起着制约作用，衰减较快，余音适中， 因而能够成组编列，作为旋律乐器使用。

钟体上铸有一枚枚乳状突出，叫钟枚，它对于改善钟的音响效果也有作用。据王黼《博古图》卷二十三记载，“宋李照号为知乐，其论枚乳则以谓用节余声。盖声无以节，则锽锽成韵而隆杀杂乱，其理然也。”李照的分析是对的，作为钟体上的部件，枚乳是加速钟音衰减的一种振动负载，具有消耗振动能量的作用，因而可以节制余音，改善钟声。

从质地上说，古代编钟均以青铜铸成。《考工记》对这种青铜成分作了严格规定，其著名的“金有六齐”条说：

“金有六齐，六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐，⋯⋯”

这里“金”，指铜。铜与锡熔合，构成青铜合金。至于铜与锡的比例，历来存在不同理解，一种认为“六分其金而锡居一”，为六份铜、一份锡，由此含锡量为 14.3％；另一种意见则认为是锡占整个青铜重量的六分之一，即含锡量为 16.7％。从对先秦乐钟的化学分析来看，以前说为是。含锡量的高低对编钟音响效果有直接影响，今人对之做过多方面实验分析。例如，用砂型浇铸不同锡含量的试样，测试其弹性模量，得知锡在 12—16％变动时，基频较低，弹性模量与频率变化趋势较为一致；声频谱分析又表明，当锡高于 13

％时，出现基音和第三、五分音的共振峰，其余分音减弱，音色较好。又从锡青铜成分与机械性能的关系曲线看，含锡量 12—16％时，强度较好。若含锡量过高，将急剧变脆，不耐敲击。从这些分析来看，选取锡含量略高于 14

％是合适的。《考工记》的记载和实物分析都说明先秦铸师对编钟合金成分与铸造性能、声学特性、钟体强度的关系已有较深入的认识（参见华觉明、贾云福，“先秦编钟设计制作的探讨”，《自然科学史研究》，1983 年 1 期），这是保证编钟能够获得良好声学效果的一个重要条件。

古人在铸造和使用编钟的实践中，对其几何形状非常重视。《考工记》“凫氏”一节，详细规定了甬钟各部分名称及相应尺度比值，这表明古人在设计和制造编钟时，已经形成了比较稳定的技术规范。出土文物表明，这一规范基本上是得到遵守了的。

编钟钟体具有独特的结构。其侧鼓部的钟腔下端设置有对称分布、上窄

下宽的音脊四处，其作用类似现代钢鼓的音槽，这是《考工记》所没有记载的。通过这一特殊处理，将钟体分成四个音区，有六个敲击点（通常只用其中两个），可以产生明确分开的两个成三度音程的乐音。即在敲击鼓部正中时，节线位于音脊或近脊处，得到第一基频；而在敲击侧鼓部时，节线位于鼓部正中，得到第二基频。这一编钟双音的发声原理已为激光全息干涉摄影术所证实（参见华觉明、贾云福，“先秦编钟设计制作的探讨”，《自然科学史研究》，1983 年第 1 期）。

编钟铸好以后，还需要经过细致的调音，才能得到预期的音高和音响效果。对此，古人是通过在钟腔特定部位用粗细砺石逐次锉磨而实现的。古人在实践中逐渐积累了有关钟体结构与发声效果之间关系的一些认识。例如，

《考工记》“凫氏”一节说：“薄厚之所震动，清浊之所由处。”这是说的钟体厚薄与音调高低之关系。又说：“钟已厚则石，已薄则播。”这两句谈论钟的音色受厚薄因素的影响，钟太厚则声音闷，缺乏明快感；太薄则声音单调，不够浑实。该节还提到：“钟大而短，则其声疾而短闻；钟小而长， 则其声舒而远闻。”这是对钟体与响度和传播距离相互关系的经验性认识。正是由于有这些经验理论的指导，加上工匠们在实践中的积累提高，使得古人能够逐渐摸索出钟体上影响音频变化的一些敏感区域，从而实现对编钟的精细调试，取得理想的音响效果。