拨弦古钢琴的出现

　　在击弦古钢琴发明的同时，一种叫拨弦古钢琴也出现了。拨弦古钢琴弹的发音原理与击弦古钢琴不同，它的音源不是来自敲击琴弦，而是弹拨琴弦。由于拨弦古钢琴的琴键比击弦古钢琴的琴键略大，人们也把前者叫“大键琴”，把后者叫“小键琴”。又由于拨弦古钢琴起初用羽毛管弹拨琴弦，它更通俗的名字是“羽管键琴”，尽管后来的拨子不再用羽管而改用皮革或塑料。

　　文献记载，1397年就有了拨弦古钢琴。羽管键琴起初很小，外形与击弦古钢琴一样，没有琴腿，就是一个方盒子，放在桌子上演奏。后来有了像扬琴那样的支架，再后来有了琴腿，越来越像现代钢琴的样子。

　　羽管键琴的发音原理是这样的：按下琴键，琴键的另一端把顶杆顶起，顶杆上的制音器离开琴弦，制音器下面舌片上的拨子弹拨琴弦发音。放开琴键，顶杆回落，舌片倾斜让拨子绕过琴弦，同时制音器压住琴弦，琴弦停止振动。

　　从羽管键琴的发音原理可知，羽管键琴很难弹出力度变化，所以声音听上去有些平淡。后来，为了丰富羽管键琴的音色，增加了两套琴弦，键盘有两排，下面的键盘控制两套琴弦弹出更浑厚的声音，上面的键盘控制一套琴弦弹出轻飘的声音。借用管风琴制造技术，利用音栓控制让哪套琴弦发音，并可让双排键联动一起演奏，三组琴弦同时发音，音量更大，色彩更丰满。

　　羽管键琴声音明亮、清澈，具有金属的光泽，音量也比击弦古钢琴大，既可作独奏乐器，又可作合奏乐器，是整个巴洛克时期和古典初期的重要乐器。

　　1600年，意大利传教士利玛窦（1552-1610）觐见明朝万历皇帝的礼单上有一架羽管键琴，利玛窦还创作了用这件乐器伴奏的汉语歌曲《西琴曲意》。

　　和击弦古钢琴一样，羽管键琴从19世纪中叶起逐步被现代钢琴取代。但最近一些年，有种乐器复古的趋势，人们又开始用羽管键琴弹奏巴洛克时期和古典初期的曲目，因为这一时期很多钢琴曲其实是为羽管键琴创作的。

　　1698年意大利发明了现代钢琴

　　现代钢琴是意大利人巴尔托洛梅奥·克里斯托弗里（1655-1731）发明的。

　　克里斯托弗里早年曾给意大利著名制琴师尼古拉·阿玛蒂（1596-1684）当学徒。1688年起，他成为美第奇家族乐器管理员，这期间，他对很多乐器进行了改进，他改进的羽管键琴有几架仍存于世。

　　美第奇家族的宫廷乐师弗朗西斯科·曼努奇的日记记载，他在1698年弹奏过钢琴。美第奇家族1700年的乐器清单里也有钢琴。由此我们可以推断，钢琴最迟是1698年发明的，但在1700年肯定有了可以演奏的钢琴。

　　到1711年，克里斯托弗里至少制造了3架钢琴，一架被美第奇家族赠送给罗马的红衣大主教彼得·洛奥托博尼（1667-1740），另外两架在佛罗伦萨出售了。

　　克里斯托弗里发明的钢琴每个音均采用两根琴弦，并有弱音踏板，踩下弱音踏板，击弦机移动4毫米，让琴锤只击一根弦，达到减少音量的目的。

　　现代钢琴被克里斯托弗里发明出来后，并未得到广泛传播，原因有二：一个是造价太高，能买得起的人不多，主要是宫廷购买；另一个是钢琴的音量与羽管键琴比较增加不大，人们还是倾向于用更便宜的羽管键琴。

　　克里斯托弗里亲自制造的钢琴成为收藏家的极品。美国纽约都市美术馆收藏的一架制造于1720年，有54个琴键；意大利罗马乐器博物馆收藏的一架制造于1722年，49个琴键；德国来莱比锡乐器博物馆的一架制造于1726年，49个琴键。

　　到了贝多芬时代，钢琴制造工艺得到很大改进，1820年开始用铸铁骨架承载琴弦的张力，音量更宏大。到19世纪晚期钢琴制造技术已经成熟。

　　制图/夏学群

　　现代钢琴的构造及发音原理

　　钢琴是除管风琴之外最复杂的乐器，由背架、音板及码桥、琴弦、铸铁骨架、击弦机、外壳、踏板等部分组成，有1.2万个部件。击弦机是钢琴的心脏，从按键到琴锤敲击琴弦及给琴弦制音，这一系列的动作都是在击弦机上完成的。

　　钢琴的低音区一个音1根琴弦，中音区一个音2根琴弦，高音区一个音3根琴弦，总共有230根左右的琴弦，这些琴弦固定在铸铁骨架上，总张力20吨左右。

　　按音板和琴弦的位置，分三角钢琴和立式钢琴，前者音板和琴弦水平放置，后者则垂直放置。三角钢琴是靠地球引力让琴锤复位，而立式钢琴是靠弹簧的弹力让琴锤复位，所以，立式钢琴弹奏起来手感没有三角钢琴好。

　　不管是三角钢琴，还是立式钢琴，标准钢琴都是88个键，其中52个白建，36个黑键。受管风琴的启发，也有双排键钢琴以及带脚键盘的钢琴。过去，名贵钢琴的白键用象牙，黑键用乌木。由于近些年世界各国禁止象牙及乌木交易，琴键不再用象牙和乌木制造，改用其他木料或高分子合成材料。

　　读者一定不要误认为钢琴的声音是琴弦发出来的。琴锤敲击琴弦，琴弦振动通过码桥传导给木质音板振动，我们听到的清脆悦耳的钢琴音乐是音板发出来的，所以，音板对钢琴音色和音量起着关键作用。

　　音的高低主要由3个因素决定，即琴弦长度、琴弦单位长度重量及琴弦张力。其他因素不变，琴弦越短音高越高；其他因素不变，琴弦越细音高越高；其他因素不变，琴弦张力越大音高越高。

　　钢琴出厂前至少经过3次调率，每调一次放置一段时间后再次调率，以求琴弦张力的稳定。调律时，用440赫兹的标准音叉先调准a1琴弦，然后按十二平均律调准其他琴弦。

　　十二平均律就是把一个八度平分成12等份，每一等份就是一个半音，两个伴音是一个全音，一个八度里有5个全音和2个伴音。据此，钢琴上最左侧的那个白键是最低音A2，频率是27.5赫兹；最右侧的那个白键是最高音c5，频率是4186赫兹；中央C(c1)的频率是261赫兹。

　　在此说明一下，钢琴的琴弦并非只以一个频率振动，而是一种复合振动，产生无数的频率，这些频率是有规律的。整根琴弦振动发的音叫基音，也叫第一分音；把琴弦分成2等份，每等份分别振动，这就是第1泛音，也叫第2分音；然后是3等份、4等份……n等份，由此产生一个泛音列。

　　波速v、波长λ与频率f之间的函数关系是f=v/λ, 注意，基音波长是弦长的2倍，泛音波长以此类推。由于波速是由介质决定的，与波长和频率无关，所以，如果基音频率是f，则得出一个泛音列1f、2f、3f、4f ……nf，泛音距基音越近对音色影响越大。例如，按中央C键，我们听到的并非只是一个261赫兹的c1音，而是泛音列是c1、c2、g2、c3、e3、g3，降b3、c4、d4、e4……观察这个数列的前10项可知，这是一个以基音为根音的九和弦，可见，泛音让基音更丰满圆润。总体而言，基音决定音高，泛音决定音色。

　　其实，任何乐器上都有泛音。吉他、小提琴等弦鸣乐器还有专门的泛音奏法，通过特殊的演奏技巧让泛音更明亮。钢琴的泛音无法人为干预，不存在泛音奏法。