调查小提琴的秘密

小提琴制造的黄金时代可以追溯到250年前，当时意大利的阿玛蒂、斯特拉迪瓦里和克雷莫纳的瓜内里家族雕刻了一些有史以来最好的乐器。如今，它们的售价高达数百万美元，但是什么让这些小提琴的声音如此有力?麻省理工学院的科学家们已经测量了数百把这样的克雷莫纳小提琴，希望能解开其中的一些秘密，它可能会归结为孔——弦两边的细长开口。格雷哈·杰克逊听说……

grahagh - Nick对弦乐器的热爱始于10年前的一次伊斯坦布尔之旅。你听到的是尼克在弹琵琶。它和吉他很像，除了只有26根弦，琴身的形状有点像半个鸡蛋。直到尼克翻阅一位朋友的乐谱集时，他的科学和音乐背景才真正浮出水面。

尼克-我碰巧看到一本文艺复兴时期的歌曲集，我的一个朋友躺在那里。在上面，我看到了一张照片，上面有个东西看起来像小提琴，一个天使拿着小提琴，上面没有f字孔。我想，“嗯，这很有趣。”它更像是一个c形的洞。我想，会不会有进化?

Graihagh -事实证明是有的，从c形洞到f形洞。f孔是琴弦上琴桥两侧的细长表兄弟，显示小提琴的内部结构。问题是，带有f孔的小提琴最初是由安德里亚·阿玛蒂在1555年设计的。在阿玛蒂家族统治小提琴制造之后，有斯特拉迪瓦里家族，然后是瓜内里家族。三个家族都挖出了这些f形的洞。这三个家族都来自意大利小镇克雷莫纳，这三个家族的小提琴设计至今仍受人尊敬。然而，到了18世纪50年代，这个克雷莫纳小提琴制造王朝去世了，他们的商业秘密也随之而去。

尼克:现在，对我们来说，回去了解他们的方法和方法对小提琴制造商和科学家来说都有点神秘。所以，在我们的分析中，我们要做的就是回去看看这些遗骸，看看它们是如何变化的。

Graihagh -每个人都想重现这些著名的克雷莫纳小提琴的声音，但这很难。每把小提琴都有自己独特的声音，即使是在制作类似的乐器时，因为这是手工制作的。

朱丽叶-我是朱丽叶·巴克。我做小提琴已经60年了，我教业余小提琴制作也有50年了。我实际上是拉中提琴的。

(音乐)

Graihagh -跟我说说你会怎么做小提琴。我相信这其中涉及到很多很多步骤。

朱丽叶:嗯，还有很多很多的方法。当然，最好的工作是选择木材，你看所有漂亮的枫木做的背面，肋骨和卷轴。然后找一块漂亮的云杉做门面。所以，你必须塑造几个方块，弯曲几个肋骨，然后你就固定了你的轮廓。然后你就可以开始雕刻了。对我们来说，最重要的是材料的选择，然后是外部的正确曲线，弧度和木材的厚度，每块木材都是正确的，当然每块木材都是不同的。它们是决定乐器好坏的因素。

格莱哈——对于麻省理工学院教授尼克来说，这个F-hole引起了他的注意。像侦探一样，尼克测量了470把克雷莫纳小提琴的尺寸，并将它们与其他设计变体进行了对比……

尼克:我们发现的一件有趣的事情是，从阿玛蒂时期到瓜纳里时期，f洞的长度增加了。

grahagh -这对他们的声音有什么影响?

尼克:嗯，它的作用是使乐器的f孔更长，在低频寄存器中更强大。我们发现在整个克雷莫纳时期，能量增加了60%。我们发现其他一些设计上的改变导致了功率的增加也增加了背板的厚度。

grahagh -这是有道理的。阿玛蒂小提琴通常被选择在较小的场地演奏，更安静，不那么有力，而加纳里的小提琴有更大的f孔，以非常有力而闻名，被用于大型音乐厅。但是为什么增大f孔的尺寸会增加它的能量呢?

尼克:如果你想想在一个有风的日子里，高层建筑附近会发生什么，风来了，摩天大楼挡住了风。空气总要从某个地方逸出。它绕着摩天大楼转。所以，如果你站在摩天大楼的底部附近，你会感觉到周围的风非常非常大。如果你走几米远，远离建筑，你会发现风少了很多，这就是我们发现的。所以，如果你最大化周长，最小化空隙面积，你实际上在声学上更有效率。所以这个圆是效率最低的，它的面积最大周长最小。像f洞这样的东西周长非常非常高，面积很小所以效率非常高。

grahagh -这是否意味着我们现在可以制造出这种超级强大的最佳小提琴?

尼克-我可不这么认为。我们确切知道的是，在这些频率下，我们非常确信这些影响是重要的。所有的东西是如何相互作用的，以及它们是如何与其他频率和其他范围耦合进化的，我们还不能回答这些问题。但这就是科学工作的方式。它一次只工作一件。好在我们从克雷莫纳仪器中发现的物理数据与基本物理是一致的。所以，这使我们能够做的是，当你有一个物理原理指导你的时候，消除了大量的尝试，错误和猜测工作，以及重复。

凯特-我的耳朵里有音乐。这是格雷哈·杰克逊对麻省理工学院的尼克·马克里斯和小提琴制造商朱丽叶·巴克的采访。

Chris -确实应该是Kat，因为你是弦乐器手，但是竖琴的技术有一点不同。

凯特-是的，我是。有趣的是,是的。我想我的竖琴的音板也是用云杉做的，我不得不带着它去修理一次:去竖琴车间真是太棒了。

Chris——大约10年前，我很幸运地采访了一位来自德州农工大学的先生，他叫Joseph Nagyvary。他对同样的问题很感兴趣，为什么来自意大利这个地区和这段历史的小提琴都听起来很好。他很幸运地从斯特拉迪瓦里和瓜纳里小提琴上弄到了一些木头当人们把它们送去修复时，你会得到一些木头碎片。

他做了一些分析，他的结论是木头在各种铜和铁盐等物质中沸腾时受到了化学腐蚀，因为你仍然可以看到发生过的化学指纹。他们认为这反过来影响了木材的声学特性。另一些人则认为，木材被这样摧残只是一种控制昆虫的方式，因为那个时期的家具上到处都是木虫，但这些小提琴从来没有。所以，有人想知道这是否也是其中的一部分。