扫描音乐的骨头

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迄今为止，斯特拉迪瓦里小提琴仍是世界上最昂贵的乐器之一。历史上拍卖价格最高的乐器中，斯特拉迪瓦里琴占据了前5名。在意大利制琴大师斯特拉迪瓦里鼎盛期制作的小提琴，被认为是拥有“不朽的音色”，每一把的拍卖价格大约是600万至700万美元。多年来，音乐家、小提琴工匠和科学家一直试图找到斯特拉迪瓦里的制琴秘密：有人认为秘密藏在制作工艺里，有^说是因为斯特拉迪瓦里将火山灰混合蛋清和水制成的红色清漆涂抹在提琴表面：一些人则认为是由于制琴木材来自古老的阿尔卑斯森林，大师喜欢选择生长于欧洲木质细密的高大云杉，因为它们“更结实，更轻，能更好地传递声波”。他通常是剥下一块树皮，然后把耳朵贴在树干上，一边用锤子敲打木头，一边倾听。如果对声音满意，他就砍倒树木，用那些经过数个寒冬的木材制琴。

这些猜测备执一词，却又无法确认，因为没人敢把一把价值几百万美元的小提琴解剖了来一探究竟，斯特拉迪瓦里的神秘制琴方法始终没有定论。直到最近，美国明尼苏达州一名放射科医生――史蒂文、锡尔――提供了一种用CT扫描斯特拉迪瓦里的秘密，以及复制一把斯特拉迪瓦里名琴的方案。

医生的意外收获

扫描小提琴纯属偶然。在为一名患者做完CT扫描后，锡尔顺手给自己带去医院解闷的小提琴做了个全身扫描，结果出乎意料：“我总是天真地认为小提琴只是个由一块块的木头粘起来的框架，没想到看惯了人的骨骼，再看到小提琴骨骼，看到它内部精巧的结构和细节我非常疑惑，因此带着扫描的图片拜访了我的朋友约翰・沃尔德，他是一名小提琴制作者。”

沃尔德同样惊讶于小提琴的扫描图片。随后，他们用CT――学名叫做×线断层扫描技术，扫描了更多的弦乐器，研究了隐藏在那些年代久远的乐器内部木材的致密分布，虫蛀的小洞、小裂缝以及其他的损伤，正是这些因素造就了乐器独特的音质。

最近，在得到美国国会图书馆的协助后，锡尔和沃尔德借到一把制造于1704年价值数百万美元的斯特拉迪瓦里小提琴“贝茨”，在扫描一千多张图片后，他们研究了琴身每一部分的数据，包括厚度和拱度，木材的纹理和密度，以及琴身内部的细节。他们发现“贝茨”所用云杉的平均密度为0.545g／cm3，几乎低于其他所有扫描过的小提琴。“贝茨”的琴身直径为15.3 mm，琴板最薄处仅为2.2 mm，跟斯特拉迪瓦里之前的作品相比，“贝茨”的段(小提琴两侧弧形部位)更为狭长流畅。他们还发现相比侧板，琴头则使用了更为致密的木材和细致的切割工艺。而后琴颈木可能曾被更换过，因为其密度与前琴颈木(柳木)明显不一致。

克隆小提琴

在获得“贝茨”的详细数据之后，锡尔和沃尔德认为已经无需再探究斯特拉迪瓦里的秘方，他们开始严格按照“贝茨”的数据着手复刻这把著名的斯特拉迪瓦里小提琴。“几个世纪以来，许多制琴工匠通过对斯特拉迪瓦里小提琴实物或者照片的研究、测量甚至是铸造模型，复制出了很多近似的小提琴，有的甚至在轮廓、拱面甚至音孔上都和原型非常的相似，”沃尔德说，“但我们做的，是完全一模一样的克隆小提琴，琴身优美的轮廓和拱面，连背面琴板木材的纹路都完全一样。”

他们邀请到明尼苏达州的一位优秀制琴师――史蒂夫・罗素，他擅长用数控雕刻机来制造小提琴。首先，他们将一千多张的扫描图片和大量数据输入电脑，构建“贝茨”的数字3D立体模型，再和数控雕刻机的系统连接。然后，根据“贝茨”的木材密度和特征，挑选尽可能相同的木材原料。之后，由数控雕刻机完成雕成成型，“CNC机器比人类的手工精准，可以准确无误地雕刻出和斯特拉迪瓦里小提琴完全一致的侧板厚度，琴颈弧度以及琴头的细微处。我们完完整整地复制出了三百多年来，时光留在它身上的所有痕迹，包括琴身内部细微的裂缝，虫洞以及其他损伤”。最后，在完成小提琴各部件的雕刻之后，再以手工装配和涂漆，最终完成的复刻版“贝茨”，据BBC的报道，在外观和音质上，和原版“达到了惊人的相似”。“我们的初衷来自于两个目标：了解小提琴是如何制造的，并且让年青的音乐家能使用珍贵小提琴的复刻品。”锡尔说。

实际上，锡尔并不是用CT来扫描小提琴的第一人。2008年，莱顿大学医学中心的斯图尔就尝试着扫描小提琴的木材材质和结构。他用红外光谱和核磁共振光谱研究过小提琴表面防腐涂层的化学性质，最终还是认为木材对小提琴的音色具有至关重要的影响。斯图尔把测量肺气肿患者肺密度所用的非倾入式检测方法用在对小提琴木材密度的测量上，发现“古代木材和现代木材的密度是完全不同的”，而木材密度影响小提琴的振动和共鸣，最终影响小提琴的音色。

卡罗莱纳大学的物理学教授乔治・比辛格尔也是斯特拉迪瓦里小提琴迷。“它音质过人的秘密，就在于没有秘密。”他曾在2007年宣布，他发现了斯特拉迪瓦里小提琴的振动方式和规律，现代的弦乐器制造商完全有可能复制具有同样声学属性的小提琴。在实验中，他用小锤子敲击小提琴的木质表面，再用3D激光扫描器记录和测量琴身各部分的振动方式，他发现：优质的小提琴能够发出不朽的琴音，源于平面内的琴板和弦的独一无二的振动和共鸣方式，再将这种振动转换并传递到平面外。此外，他还邀请世界一流的小提琴家演奏这些的小提琴，并阐述他们的感受。通过把3D激光扫描结果和小提琴家的主观感受进行比较，得到比较客观的振动如何影响小提琴音色的数据。“斯特拉迪瓦里小提琴的秘密，就在于没有秘密，就像蒙娜丽莎的微笑一样，有太多的因素造就了这样一件杰作，即使能够被复制，斯特拉迪瓦里也是世界上唯一的小提琴。”

如果可能的话，是否会大量的复制斯特拉迪瓦里小提琴?在成功用CT扫描并复制出“贝茨”之后，锡尔的回答是，他很乐意这么做，尤其在上一把斯特拉瓦迪里小提琴拍出1600万的高价之后，谁不愿意以千分之一的价格买入一把音质相似的小提琴呢?