钢琴的结构与音乐表现特点

张茂林，刘金寿

（1.国家轻工业乐器信息中心，北京 100122；2.大连大学，辽宁 大连 116622）

1 钢琴的乐器类别

1.1 乐器分类概述

据一位日本学者的统计，人类有史以来总共创造了多达1万种以上的乐器。这是目前最高的乐器统计数字，要对如此众多的乐器进行研究，需要有科学合理的乐器分类法。历史上出现过多种乐器分类方法。

（1）我国周代采用的八音分类法，是依制作材料把乐器分为丝、竹、匏、革、金、石、土、木八类。

（2）印度13世纪的文献记载的分类法则是将乐器分为弦乐器、管乐器、打击乐器三大类（现称为古典分类法）。

（3）20世纪早期（1921年），奥地利的霍恩博斯特尔（E.V.Hornbostel）和德国的萨克斯（C.Sachs）提出最初的现代乐器分类法方案，即从物理声学的角度把乐器分为气鸣、弦鸣、体鸣、膜鸣四大类。

（4）在我国当今的民乐领域，人们则习惯于把中国民族乐器分为吹、拉、弹、打四类。

在具体的实践中，乐器的分类远比上述理论性分类复杂得多。尤其是当前，根据需要则经常按时间、地域、国家、民族对乐器进行分类，还可以按乐队组成、使用场合等来对乐器分类。

现代乐器分类法一经问世，就受到各国音乐学者的重视，不断提出的修订补充意见（如后来增加的“电鸣乐器”一大类），使其更趋完善。

1.2 钢琴的类别

对乐器分类时，角度不同分类亦可不同。从演奏方式看，可以将钢琴归为键盘乐器的一种，人们也常常这样称呼之。从发声音源的角度看，钢琴又属于弦乐器的一种。与提琴、二胡拉弦乐器不同的是，钢琴是以敲击激发琴弦的振动而发声的。在现代乐器学的乐器分类法中，钢琴被归属于弦鸣乐器大类中的击弦亚类，也就是习惯上常说的“击奏弦鸣乐器”。实际上，为了教学和科研的方便，在许多场合和领域已经将钢琴划归为独立的一类乐器，即在管、弦、打击等乐器种类之外，独立分离出了钢琴乐器族群，并进一步按照形态与结构将其分类为“立式钢琴”、“三角（平台）钢琴”。从音源的声学属性来讲，“电声钢琴”并不真正属于钢琴，它与电子琴同属于“电声键盘乐器类”，但从键盘的构造、功能和发音效果来看却很像钢琴，算是“模拟电子钢琴”吧。

2 钢琴的结构

钢琴是一种结构比较复杂的乐器，如果将其尽可能地拆分为一个个独立的部件，据说不低于1万个。琴师在谈到钢琴的结构时，通常将它分为弦列、音板、支架、击弦机、踏瓣装置及外壳等六大部分；而钢琴制造企业则习惯于把钢琴分成张弦组件、键盘机械（含击弦机）、踏瓣机械、外壳框架四大部分，这种分法不乏生产工艺流程的色彩。

从乐器学的角度看，钢琴基本上由音源、共鸣系统、击弦系统及支撑系统四大部分构成。从物理声学的角度看，音源和共鸣系统可划归同一声源系统。

（1）音源——琴弦，通过激发弦振动的方式，提供原发性乐音。

（2）共鸣系统——对来自琴弦的原发性声波产生响应，通过共振以放大声波的振幅，经过材质的滤波，大面积地辐射出声波，从而使乐器的音色得以润饰，音量得以集中和增强。弦乐器的共鸣体通常为板或膜，以及有固定形状的腔体。具体到钢琴，其共鸣系统主要是马桥、音板以及外壳围成的空腔，当然也不排除存在琴壳、琴键及铁木框架材质的共鸣。

（3）击弦系统——通过多级杠杆的传动，能够将琴键头部8 mm左右的较小位移，转变为琴锤槌5 cm左右较大位移的敲击琴弦的（冲量）运动。该系统由两部分组成，即键盘和击弦机子系统（Action）。键盘与击弦机系统是一部灵敏的“位移放大器”，它将手指的弹击动作所发生的冲量位移放大性地转变为音锤槌撞击琴弦的冲量和位移，敲击琴弦使之振动发声。

（4）支撑系统——使钢琴形成独立乐器整体的力学架构。其作用是为声源系统、击弦系统提供必要的支撑，以保障有效的振动，延缓振动的衰减，并为演奏创造良好的乐器置放、定位及技艺施展的条件。

钢琴的支撑系统主要有外壳、铸铁架、弦轴板、琴背架、键盘架、脚轮等。其中，张弦的铸铁架是极为重要的力学支撑体，因为在音律调准的状况下，它承受了220余根琴弦近20 t的张力。由铸铁架、弦轴板、琴背架、键盘架组成的铁木框架直接决定着钢琴音准、机械传动的稳定性。

3 钢琴演奏的声学过程

从物理学的角度看，乐器是一个由激励器、发声器及辐射器构成的声学仪器。具体到钢琴，其击弦系统为激励器，弦列、音板、马桥及共鸣系统为发声器，音板及琴体则为辐射器，一架优质钢琴就是一个完备而且品质优良的声学体系。

演奏钢琴实际上就是一个“激励声源——共鸣放大——声场辐射”的物理声学过程。琴弦被弦槌敲击引发振动而产生原发声波，马桥把这种振动声波传输给音板，音板则对传来的声波进行调制、谐振和加工，产生大面积的声场辐射。

在钢琴的发声过程中，音板对音质的好坏至关重要，它不仅能对弦振动的各种成分进行有选择的响应，突出一部分谐音，抑制另一部分谐音，从而完成对音色的调制，而且还能将被调制的振动能量大面积地以声波的形式辐射开来，有效地增强乐音的音量。高品质钢琴的音板和马桥，都是用声学品质优良的实木原材（白松）制成的，拒绝使用“经过化工、机械加工而成的多层板材”做原料。这是因为声学品质好的实木具有良好的声学传导和共鸣性能，而多层板则因其各层纤维的方向不一致，呈现出对声波传导的“各向异性”，从而使声波的传导产生阻尼和衰减。

在乐音“激励——共鸣——辐射” 的声学过程中，铸铁架、后背架、外壳及键盘架等除了主要起到支撑、保护及稳定的作用外，也不乏一定的声学共鸣和辐射作用，只是与音板相比很弱而已。值得注意的是，键盘、击弦机虽然不是声学系统，但其工艺、稳定性、精度和灵敏度却直接影响着钢琴发声系统的效能，与发声系统一起决定着钢琴的声学品位。踏瓣系统则主要利用脚的动作来实现演奏者对弱音、延音、增强共鸣等音效的控制。

4 钢琴的音乐表现特点

钢琴的特点主要汇集在其音乐表现方面。在瑰丽多姿的世界乐器大家庭中，钢琴的地位最为显赫，这是因为它具有卓越的音乐功能表现特点：

（1）有宽广的音高自由度——从最低音A2到最高音c5，跨越了个八度。它不仅音域宽广，音列齐全，而且半音程平均，转调自如，这令其他乐器难以企及。

（2）有突出的音强自由度——从极弱的ppp到极强的fff都能奏出，且具有良好的力度层次感。

（3）有良好的音色自由度——踩下音色控制踏瓣，不但能使琴的整体音量减弱，还能使声音变柔变暗。演奏家还能通过控制手指触键的力度与作用时间，来细腻地弹奏出多种不同的音色。

（4）有声音延时的自由度——通过右踏瓣控制制音器，既可以获得短促的颗粒性音响，也可以奏出余音袅袅的长音。

（5）有令人叹服的“和声”音响自由度——一个人在钢琴上可以比较轻松地弹奏由多个音组成的和弦，在钢琴作品中同时奏出9个音，甚至10个音的和声进行也非罕见。结合延音踏瓣，技艺高超的演奏者可以从效果上模拟实现四手、多手联弹，奏出宛若高山流水般的通贯全音域的分解和弦，演奏大跨度、高密度的跳音更是司空见惯。

钢琴有如此强大的艺术表现魅力，自然受到人们的垂青。它是演奏家的利器、艺术家的珍品、学者的实验室、音乐家的娇宠。广大的音乐爱好者也对钢琴有一种特别的向往与追求。在人们心目中，钢琴是乐器大家庭中的佼佼者，是琳琅满目的乐器世界中的王者。