三弦乐器的结构及声学原理分析

2023-12-18陈敬昱

中国民族博览 2023年16期

陈敬昱

（福州闽剧艺术传承发展中心，福建福州 350000）

引言

作为传统民族弹拨乐器，三弦包含多种形制，大致划分为大三弦、小三弦，张三根弦为共同的结构特点，故名“三弦”。三弦乐器拥有大三弦，中三弦，小三弦即可把握其形貌特点，与其他乐器区分开来。三弦能够广泛流传，不仅与结构有关，也与其宽阔广博的音域、雄强音量、鲜明音色和珠玉般的音色有关，因此应加强三弦乐器结构和声学原理研究，为完美演奏乐器提供指导。

一、三弦乐器的结构分析

（一）结构组成

三弦源于古时的弦鼗，经过数千年的演变，不同地域、不同民族和不同乐种的三弦在大小、尺寸等方面各具特色，但总体上来看构造简单，结构主要包含琴头、琴杆和琴鼓三个部分，仅在结构细节上存在差异，包含弦轴、鼓框、皮膜、共鸣箱、山口等多种配件。琴头位于顶端，多呈铲形，顶部较宽，向后呈弯弧形弯曲，发挥装饰作用，雕有纹饰，上部可以为如意形，也可以雕刻大顶化。琴头中间开设弦槽，槽侧设置弦轴孔，两侧分布三个弦轴，琴弦一端系在弦轸上，另一端系在琴身底端弦钩上。琴杆多为半圆柱状体，平滑表面为指板，上面无品无柱，上端镶嵌山口，下端方形，插入到琴鼓中，贯穿而过，形成修长琴身。从山口到琴马均为有效弦长，可以通过琴马将琴弦震动传递至琴鼓。琴鼓又称之为鼓头，为共鸣箱，多为椭圆形或圆桶形，双面蒙皮，中央设置琴马。鼓头多为扁椭圆形，由鼓框和蒙皮构成。鼓框上下开设方孔，用于装入琴杆，两面设置坡口，倒去硬棱后蒙以膜料，四周坡口设置小槽嵌入骨片等装饰鼓框[1]。琴鼓底端设置菱形木壳，带有弦钩，用于琴弦。皮面位于中央，琴尾布置护弦帽，张三根弦，依次为外弦、中弦和内弦，分别采用子弦、二弦和老弦。

（二）结构特点

1．琴弦特点

三弦能否发出完美声音，与琴弦选用密切相关。从材质上来看，三弦多选用钢丝、蚕丝、尼龙等材料，可以划分为尼龙弦、钢丝缠弦、丝弦、钢丝裸弦、尼龙缠钢丝弦等，粗细不同，声音也存在差异[2]。如子弦最细，声音清脆、宏亮，如同青少年。二弦居中，温润柔和，如同君子。老弦最粗，深沉厚重，如同迟暮老人。选择原料时，既要保证发音，同时要求琴弦拥有良好耐拉力，张力适当，在有效弦长和固定频率下达到最佳张力，确保可以获得理想音质。受这一特点影响，三弦的定音需做到先确定三弦位置，然后确定发音。琴杆细长，向左倾斜时将产生下坠力，促使子弦张力减小，老弦张力增加，为找准声音，定音时需保持演奏姿态，以免出现声音不准情况。如果在平放状态下调音，仅能确认空弦音，后续随着姿态的调整，将出现音位关系错乱问题，并非与弦的粗细比例不对有关，而是与弦的粗细和材质不均相关。在确认材质均匀、粗细统一的情况下，可以维持固定音位。忽略高把位音关系，单纯通过调低空弦音则无法有效控制音位，因为在达到理想高音区的同时，低音区将出现问题，造成空弦间的共鸣作用下降。受弦细、杆长等因素影响，三弦共鸣箱较小，因此仅属于中音乐器。在三弦定音时，需使用琴轴，为圆锥形，通常具有两端大小差异大的特点。对应的，轴孔大小也存在较大差异，将造成琴轴稳定性不佳，容易引发跑弦情况。经过改良后，现代三弦将琴弦缠绕在靠大孔一侧，依靠张力将琴轴推向小孔侧。确保轴和轴孔严密贴合，可以防止琴弦因出现跑弦问题。

2．琴鼓特点

在琴鼓框架制作上，多选用硬重的乌木、红木或紫檀等，红木音质较佳。框板较厚，内腔一般采用方形，外观较大，实则仅能形成小的共鸣腔，因此三弦发音余音短且干尖。现代三弦将框板改薄，制作椭圆形内腔，可以与共鸣箱共振，产生拢音效果。将鼓纵切面内壁制作成反弧形，使框壁和皮面夹角由直角转变为锐角，可以扩大振动面积，集中声波传至蒙皮，改善三弦音质。此外，三弦音质也将受到鼓皮材质影响，可以使用蟒皮、骡马皮、羊皮等材料，通常蟒皮最佳，但蟒的年龄、品种、皮的质量和薄厚等是影响乐器音质的重要因素。根据已有经验来看，多选择“青花白脆蟒皮”，要求拥有清晰花纹，抖动皮板时可以发出清脆的声音。在此基础上，需将鼓皮蒙紧，确认临近张力极限，使鳞与鳞保持较宽距离，呈现出大方鳞等特点，确保达到较大张力。为确认蒙皮效果，将鼓摆平，使背面紧贴平面，轻轻敲打放马位置，达到较高音高说明张力足够，同时应确认四角张力相同，保持音高一致。

3．琴杆特点

制作琴杆，多选用银杏、樟木、楠木、杨木等制作后背，并使用红木、紫檀、乌木等制作指板，具有重量轻、耐磨等特点。琴马用于传送琴弦震动，也将给三弦音质带来较大影响。从材质上来看，琴马可选用竹子、红木、乌木、紫檀木、骨头等材质，同时大小、位置等也将影响音质。竹制琴马划分为整竹和合竹，前者重量轻，后者两面采用青竹，重量大。琴马中空，在三弦音质空的条件下，可选用轻琴马，与蒙皮小面积接触，而音质脆多选用重琴马，与蒙皮大面积接触。在鼓皮镇东面布置琴马，应确认在下端1/4位置，具体需结合三弦音质进行调整，上下移动范围不超10 毫米。三弦鼓面下端比指板平面延长约6 毫米，通过向后背调整琴马给予鼓皮的力度，越向后则力度越大，但应避免力度过大造成鼓皮振动幅度过小，也避免过小造成鼓皮无法共鸣。将琴马设置在指板下端尽头位置，使弦与指板保持8 毫米距离，可以方便左手演奏乐器，也能给予蒙皮适合的压力。

二、三弦乐器声学原理

（一）三弦音特性

音域宽广、声音强有力、音质圆润等为三弦音共性，但实际由于三弦品种不同，在音质上也表现出一定差异，拥有鲜明个性。如大三弦音域基本在G 到d4 之间，与琵琶接近，具有声音响亮、音色浑厚等特点，在民族乐器演绎过程中具有突出的穿透力，可与其他弦乐器区分开来。同时演绎三根弦，给人带来战鼓齐鸣的感受，声音极具威力。而在抒情演奏中，大三弦音质较纯，给人以类似古琴的高远感受。在单弦、鼓子曲等音乐中，大三弦可以成为领奏乐器，在现代歌舞剧中也可用于营造气氛。小三弦的种类较多，在京剧、江南丝竹、昆曲、苏州评弹和西南少数民族歌舞等音乐形式中，都能见到小三弦的身影，具有音色清脆、轻盈等特点[3]。如在江南丝竹乐中，小三弦通常配合琵琶等管乐器一同演奏，由于音多可以发挥支撑作用，呈现出如同溪流、清泉一样的曲调。与其他民族乐器穿插或平行演绎，能够保持和谐，声音剔透、如珠似玉。在京剧等戏剧伴奏中，小三弦与京胡、琵琶、大提等乐器一同进行背景音乐演绎，可以相互渗透，为唱腔伴奏能够带来独特艺术韵味。在民族音乐中，三弦具有或清纯、或粗犷等不同特点，呈现的音乐特性和融入场景相对。现代则出现了电三弦，在蒙皮内部楸木板上安装拾音器反射音波，具有余音长、音量大等特点，在演绎传统乐曲时拥有较强表现力，能够模拟琵琶等音色，带来接近电吉他的滑音效果，常在独奏音乐会上使用。从总体来看，三弦音色具有柔中带刚、刚柔并济等特点，可用于独奏、合奏、重奏等各种演绎形式，也能为戏曲、歌舞等伴奏，声音浑厚、优美，因此在诸多民族乐器中拥有不可代替的地位。

（二）三弦音规律

作为发声工具，三弦音质来自于其特有的形态构造和声学构造。在把握基本结构特点的基础上，运用声学原理对乐器声学构造展开分析，能够进一步掌握乐器的发音规律。从原理上来看，声音需通过物体振动产生，因此弦乐器发声离不开手指拨动琴弦这一激励系统的支持，确保琴弦可以振动并发出声音。但是单根弦的振动仅能产生较小的声音，需要通过传导扩大音量。琴马可以将振动传递至琴鼓中，通过共振产生共鸣，达到扩散声能的目的。琴鼓作为共鸣系统，因此其大小将给小三弦的发声效果带来影响。为调整乐器发音状况，则需要利用弦轴调控弦的振动频率，使乐器发出高低音。从声学角度展开分析，在琴弦发生振动时，将发生横向和纵向振动，在琴弦拥有较大张力的情况下，将弦拉的越紧，产生的音越高，相反则越低。而琴弦长度越短，琴马将加速向弦轴方向移动，将产生越大音高。因此在演绎弦乐器的过程中，并非是随意拨动琴弦就可以掌握声音效果，还需使琴弦按照一定规律振动，才能产生乐音，因为无规律的振动产生的往往是“噪音”，无法给人带来舒适感受。

在三弦音中，三根弦在拨动的过程中将产生不同频率、强度的振动，属于复合的音，如何有规律的混合是值得思考的问题。频率作为单位时间内全振动次数，频率越高说明振动次数越多，将产生高音调，繁殖产生低音调。按照国际标准，a 的频率为440次/秒，一次振动为一赫兹。振动强弱利用振幅表示，指的是物体振动时偏离平衡点的最大幅度。琴弦作为音源，拨动后发生振动，通过琴马传导至鼓腔内发生共鸣，才能美化音质，获得更大音量。利用手指摩擦鼓面，指甲和垂直弹弦，产生的振幅垂直于皮面，与皮面振动方向保持一致，才能引发共鸣。鼓框除了参与振动，也可以反射振动波，促使振动持续发生，引发其他弦共振。在音源频率达到其他空弦音频率倍数时，可以取得较好共振效果，因此在产生共鸣的同时，需要缩短余音，以免干扰正常旋律。音色则与泛音有关，将受到频率和振幅影响。在琴弦振动期间，全部振动产生的音被称之为基音，拥有较大音量。除此之外，可以划分为两段、三段、四段和五段振动，各分段将产生一个泛音，分段越少，产生的音量越大。在各点弹奏过程中，将产生对应泛音，如产生两段振动，音频达到基音的两倍，属于第一泛音。在1/3 位置点奏，三段振动，频率达到基音三倍，存在两个1/3 点，即两个泛音[4]。想要使音乐中的每个音达到最佳音色，不仅需要做好音量及音高控制，还需做好音与音的连接，使音色达到较高变化幅度，才能产生美的效果。

（三）三弦音演绎

根据三弦发声规律，在确立基本音质时，需对稳定的常用触弦点进行确认，即结合每根弦的特性寻找最佳触弦点，确保全段和各段能够充分振动，带来丰满、浑厚的复音。该点与琴马的距离和弦粗细通常呈反比，子弦上最佳点约距离琴马4 厘米，中弦约距离5 厘米，老弦约距离7 厘米。根据子弦的触弦点，可以确定小臂前端支撑点，以此为中心触及琴弦，即可达到常用触弦点。向琴马方向拨动，复音中低频音减弱，音质脆亮，原理则减弱高频音，使音质更加柔润。指尖触动琴弦时，运动轨迹和蒙皮角度关系到琴弦振动是否可以引发鼓腔共鸣，为使琴弦在平行于鼓面的位置上下振动，需达到垂直角度，确保弦和蒙皮保持一致振幅。但在快速弹奏时，为避免余音过长干扰正常节奏，需减小常用触弦角度，可以选择45 度，且寻求适合力度，在不打乱振动频率的同时，使音源充分发声。因此在三弦音演绎方面，需加强弹挑基本功训练，确认弹和挑均达到最佳触点，并做到合理调整触弦角度和指法力度，确保音质优美。

在表现三弦丰富音色时，需结合音乐内涵和风格控制幅度，确保取得理想艺术表现效果。在将常用触弦点当成是中心时，稍微向上移动能起到抑制复音中高频音的作用，使其泛音随之减少，突出基音，产生柔和音色，在有效弦长1/2 位置变化最明显[5]。向下移动可产生脆亮音色，通过刚柔对比给人以不同感受。其次，也可以通过控制鼓腔共鸣强弱获得不同音色，在90 度范围内，触弦角度越大声音越浑厚，反之则越薄。再次，调整指甲过弦速度和指峰，也可以改变音色。速度越快，弦将迅速发生突变，振幅和音头越大，音色相对刚坚，反之则更圆润、柔和。指峰分为正峰、侧峰、偏峰，正峰接触面积稍大，声音刚坚，侧峰接触面小，声音粗犷，演奏泛音显明亮。偏峰接触面积最大，声音柔润。最后，也可以通过更换拨弦手法达到同时改变触弦角度、力度、速度等效果，也能产生不同音色效果。综合运用多种演奏手法以取得不同音色变化，在把握三弦音发声原理的基础上，需结合乐曲加强基础训练，才能随着心意灵活运用各种音色塑造完美音乐形象。