研究人員發(fā)現(xiàn),從莫扎特(1756-1791,奧地利作曲家)所處的時(shí)代開始,鋼琴內(nèi)部的琴絲一直在發(fā)生變化,但在音樂品質(zhì)上基本上沒有改變。
當(dāng)沃爾夫?qū)?middot;莫扎特坐在鋼琴前向觀眾們演奏自己的代表作時(shí),他是在一架和目前使用的大多數(shù)鋼琴都不同的鋼琴上彈奏音符的,其中的一個(gè)不同就是鋼琴內(nèi)部的琴絲。
幾個(gè)世紀(jì)以來,制作鋼琴琴絲的材料從鐵到鋼經(jīng)歷了不同的品質(zhì),但研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn),鋼琴所演奏出來的聲音卻基本上沒有發(fā)生改變。
美國(guó)普渡大學(xué)的物理學(xué)教授尼古拉斯·佐丹諾對(duì)記者說:我認(rèn)為,隨著鋼琴琴絲的發(fā)展(其張力在發(fā)生變化),其協(xié)調(diào)性也將隨時(shí)間而改變。我驚訝地發(fā)現(xiàn),所有的鋼琴制造者對(duì)鋼琴的音質(zhì)都遵從相同的標(biāo)準(zhǔn)。
佐丹諾研究了從1815年至1912年的四臺(tái)鋼琴的樂音,這四臺(tái)鋼琴中的兩臺(tái)的琴絲是鐵質(zhì),其余兩臺(tái)是鋼的。他發(fā)現(xiàn),在可測(cè)的音符范圍內(nèi),這些鋼琴都有同樣的音質(zhì),盡管琴絲使用不同的金屬,具有不同張力和不同的直徑。他的研究結(jié)果展示了鋼琴設(shè)計(jì)師是如何一直在增加琴絲張力和獲得優(yōu)秀音質(zhì)之間獲得平衡的。
雖然鋼琴設(shè)計(jì)師們?yōu)楦倪M(jìn)琴絲奮斗了幾個(gè)世紀(jì),但是佐丹諾認(rèn)為還是有改進(jìn)的余地,他說:碳纖維由于其強(qiáng)度高,在未來可能是值得探索的琴絲材料。
佐丹諾說:在鋼琴最早出現(xiàn)的18世紀(jì)初期,鐵絲被用來制作琴絲,但是這種材料的張力和強(qiáng)度限制了其在發(fā)高音時(shí)的能力。在19世紀(jì)50年代,隨著冶金學(xué)的進(jìn)步,利用鋼絲制造琴絲變得更加容易,而到了19世紀(jì)80年代,利用鋼絲制作的琴絲已經(jīng)和現(xiàn)在使用的琴絲幾乎一樣了。
美國(guó)手工藝人和鋼琴制造者阿諾·帕廷在密歇根州的安阿伯從事鋼琴生意,他說:鋼琴琴絲的拉緊率是對(duì)等的,如果沒有太多的參數(shù),拉緊率是由材料的成分、金屬屬性和拉絲的速度決定的。所有這些因素產(chǎn)生不同種類的琴絲,特別是當(dāng)鋼絲被用作制造琴絲時(shí),不能不考慮其他的屬性而只考慮音樂琴絲的演化。只擁有同樣的張力、不和諧度和剛度,當(dāng)時(shí)音質(zhì)輸出將會(huì)是不同的。帕廷告訴記者。
只有少數(shù)的琴絲制造者會(huì)考慮這些參數(shù),這讓帕廷相信鋼琴琴絲仍然在發(fā)展,而從19世紀(jì)80年代后鋼琴的主要設(shè)計(jì)仍然保持不變。
即使利用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算工具,也不會(huì)有‘理想琴絲’,因?yàn)槲锢韰?shù)是鋼琴固有的帕廷說。他還認(rèn)為,鋼琴過于復(fù)雜,其設(shè)計(jì)相當(dāng)困難。
對(duì)于每架鋼琴來說,每根琴絲在長(zhǎng)度上都不同,并且具有不同的張力和剛度。而每根琴絲都要和其他的琴絲保持協(xié)調(diào),這樣就變得更加復(fù)雜了。并非一個(gè)音符, 帕廷說,鋼琴的88個(gè)音符都要同樣優(yōu)美出色。