以科学洞悉历史——破解最动听的小提琴之谜

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2005年中秋节，香港凤凰卫视举办的“太和邀月颂和平”晚会在故宫太和门广场举办。小提琴家陈曦应邀出席，他今天要奏响的是一把名为“红宝石”的小提琴。因琴身油漆的颜色像红宝石一般炫目，故而得此美名。

当天经手的工作人员各个都打起十二分精神，不敢有丝毫闪失。因为这把红宝石是被誉为世界上最动听的斯特拉迪瓦里名琴，由意大利制琴大师安东尼奥•斯特拉迪瓦里于1708年制作，到今天已经有三百年的历史了。

斯特拉迪瓦里的名字是提琴制造界最响亮的招牌。斯氏琴的工艺水平和声学品质可以用前无古人后无来者来形容。它的音色丰富有力，温暖而平衡，匀称清亮有如天籁之音，传远的效果极好。奏响一把斯氏琴，是全天下小提琴家的梦想；复制一把音色同样优美的琴，又是所有制琴师的目标。

但后辈们的努力统统都失败了。模仿出来的作品，尽管外形、木材、油漆等等全部按原样复制，却始终在音色上逊一等。这让人们更加好奇，斯氏琴优美动听的奥秘究竟是什么？

斯特拉迪瓦里琴“红宝石” 图片来源：www.stradivarisociety.com

小提琴属于弦乐器，声音由拉动金属琴弦产生，但真正决定小提琴音色的不是琴弦，而是木头琴身。不同木材的声学属性大相径庭，所以要想破解斯氏琴音色举世无双之谜，我们就得把目光放在制琴师使用的木材上。

小提琴家尼可罗•帕格尼尼曾经形容，斯特拉迪瓦里只会用夜莺曾经停留歌唱的树来制琴。这当然只是一句诗意化的赞美之词。现在，拥有多样的科技手段，我们能够更准确客观地来分析斯氏琴的奥秘了。

2017年发表在美国国家科学院院刊的一篇文章，就试图解答这一百年谜题。研究人员获得了四块斯氏琴的木头样本，有的是维修时从背板取下，有的则是从别的实验室租借，将这些样本与现代木头做对比，发现了一些很有意思的特点。而这些特点再次证明，斯氏琴的音色确实难以复制。

正在制作小提琴的斯特拉迪瓦里 图片来源：wikipedia

研究人员用稳定同位素碳13核磁共振波谱法，对两组木头样品进行分析。结果发现，经过三百年的时光，斯氏琴木材中的半纤维素分解掉了三分之一左右。半纤维素是存在于植物细胞壁的一类杂聚多糖，会吸收水分。其分解掉的后果便是木材的含水量更低，实验测定出具体减少的数字为25%上下。

这是非常重要的一点。因为木材的干湿程度会导致振动频率的不同。木材越干燥，振动越自如，音色也就越动听。斯氏琴最为人称道的是其音色的亮度，亮度即与木头干湿度直接相关。制琴大师们挑选声乐木材时，都要求至少自然风干三十年。风干三十年的木头制作的乐器已是珍品，风干三百年的斯氏琴就更是珍品中的极品。

关键是，半纤维素的分解是一个自然过程，与制琴师的技艺无关。而且人为烘干的效果有差异，不能替代自然风干。斯氏琴卓然超凡的音色，就是时间“堆”出来的。

自然风干准备用来制作提琴的木材 图片来源：kevinleeluthier.com

接下来，研究人员利用电感耦合等离子体质谱法，来对木头进行元素分析。结果发现斯氏琴的木材被多种化学试剂处理过，包括铝、钙、铜、钠、钾以及锌。这些金属已经深深浸入木头，好比烤肉前先用佐料腌制整晚，使其彻底入味一样。这会不会就是斯氏琴的奥秘所在？

可是近一步查找18、19世纪制琴师的工作日记发现，没有人提到使用化学试剂处理木材。这就让人有些疑惑了。如果斯特拉迪瓦里都这么做，追随他的后辈为何停止了呢？

研究人员推测，斯特拉迪瓦里使用化学处理过的木材并不是他主观的行为，而是一个巧合。制作乐器的人都知道，干燥的木材绝不能浸入液体中，否则就会发胀，破坏结构稳定性。斯特拉迪瓦里不会犯这种低级错误，唯一可能的解释是，木头在送到他手里之前就已经处理过了。

同一时期，意大利及周边几个国家的伐木工人会将新砍伐的树木浸泡在化学试剂中，以达到防虫防霉的目的。木头这个时候还是湿的，因此不会产生灾难性后果。等到木头“腌制入味”了，再送到制琴师的作坊。只可惜这种化学试剂的配方已经失传，现有的科技虽然能分析成分，却无法还原其原始比例了。

斯特拉迪瓦里手中拿的是尚未涂漆的小提琴 图片来源：wikipedia

如果哪天发明了能取代自然风干的方法，又发现了化学试剂配方的记录，那这两个难题还可以解决。可下面这一点就真的是无解了。斯氏琴最珍贵稀有、无法复制的一点——厚重的历史沉淀。人们可以创造一把斯氏琴需要的所有材料，却无法再现它所见证的三百年时光。

三百年间，斯氏琴被许多小提琴家奏响。换句话说，组成琴身的两块木板，已经承受了三百年的振动。相关实验早就发现，即使只有几个小时的振动，都会造成木头纤维分离，内部摩擦减少，从而影响木头的振动频率。振动频率直接影响音色。顶尖的小提琴家能感觉出，年代久远的小提琴振动更加“自由”，能够表达出更加丰富的情感。

每名演奏家的指法、弓法、技巧、个人风格都各具特色，演奏引发的木头振动不一样，对提琴音色的影响也有差异。如同每个人都携带了一套独特的密码，将其印刻在小提琴上。虽然个人施加的影响很微小，但是三百年的积累不容小觑。物是人非，演奏之人换了一个又一个，提琴的音色也越来越动听。斯氏琴在诞生之际已是极品，而流传至今成为全人类的宝贵遗产，更是数不清的演奏家共同创造的结果。这时间的沉淀，是再高明的科学技术都无法创造的。

    “红宝石”的几位演奏家，左上起顺时针依次为：帕布罗·德·萨拉萨蒂，瓦吉姆·列宾，陈曦，莱拉·约瑟芙维茨。

中秋晚会结束后，陈曦回想起这一次演奏，感触良多。他说：“这对于我来说就是一个很奇妙的感觉……我感觉已经不再是单纯的演出了，更像是在完成一个历史使命。”

以上便是斯氏琴的奥秘。一把小提琴可以带领人们穿越时空，连接过去、现在与未来。人们回顾历史，用现代的科技洞悉过去的秘密，同时创造历史，让时间做科技发展的见证。