二十世纪后钢琴演奏理论中的生理学原理应用及发展＊

刘一芃（西北民族大学音乐学院）

二十世纪初，布索尼（Ferruccio Busoni，1866-1924）在《一个钢琴家的必备条件》（The Essence of Music and Other Papers，1910）一书中提到：“真正意义上的技巧位于大脑中，它由对距离的估计和明智的协调配合组成。”随着二十世纪科学技术的进一步发展，越来越多的钢琴演奏家、教育家投身于生理学与演奏理论相结合的研究中。该研究领域很快受到了世界各国学者的关注，研究中心也从欧洲逐渐转移到美国。同时，中国钢琴教育家也在这一领域取得了有价值的研究陈果。

一、奥特曼理论

美国钢琴家、音乐研究家及音乐教育家奥托·奥特曼（Otto Ortmann，1889-1979）是第一位以科学客观的态度、对比具体演奏实验数据开展理论研究的人。奥特曼曾与多位解剖学家、生理学家合作，建立了“皮博迪实验室”（Peabody Laboratory），并拥有大量专业实验设备为其理论研究提供保障。他的《钢琴演奏技术的生理学机制》（The Physiological Mechanics of Piano Technique，1929）一书不仅运用到了生理学知识，还涉及了解剖学、物理学和声学等相关科学领域。

奥特曼认为演奏前的热身练习（warm up）是非常必要的，并对其原理做了详细解释。神经系统和循环系统高度交融并相互渗透在整个骨骼肌肉复合体中。肌肉细胞接受神经系统发出的冲动刺激的同时，始终被血液滋养着。只有当血液流动充分时，才能供应并维持良好的循环系统状况。因此，演奏者需要在演奏前进行一定量的热身练习，使血液加速循环，以达到最佳演奏状态。奥特曼并非首位强调热身练习重要性的钢琴家。法国钢琴家弗雷德·科尔托（Alfred Cortot，1877-1962）在其著作《钢琴技术练习的合理原则》（Rational Principles of Pianoforte Technique，1928）中就主张以小时为单位练琴，每个单位开始的十五分钟需要进行必要的热身练习，调整好肌肉状态后再利用剩余四十五分钟完成其他段落的练习。但科尔托当时只提出了热身练习的必要性，并没有在书中详细解释热身练习的科学原理。克里斯蒂安·瓦格纳（Christian Wagner）则这样评价热身练习：“那些对力学负荷特别敏感的双手，或许可以通过这种方式降低由器官伤害所带来的风险。”

奥特曼的另一个理论亮点就是从生理学角度分析了演奏中出现肌肉疲劳的原因，以及如何避免疲劳。众所周知，大量练习是提高钢琴演奏熟练程度的必要因素。然而，当肌肉运动过程中代谢的废物（如乳酸和二氧化碳）积聚量达到一定程度时，就会出现肌肉酸痛等疲劳感。肌肉运动可通过以下两种方式控制在适当程度：一是控制肌肉的负荷，尽量避免超负荷练习，因为这会使肌肉出现过度收缩，从而导致触键迟钝、音色僵硬且缺乏层次。二是通过在练习或演奏过程中穿插一小段的休息时间来放松疲劳的肌肉，避免肌肉长时间的收缩与紧绷。此外，从演奏者的角度出发，既要避免在弹奏中不必要的肌肉紧张，也不能过度放松。应适度调节肌肉的放松与收缩状态，以达到协调自如的演奏效果。

奥特曼认为，演奏中肌肉放松与收缩的协调关系受速度、力量、运动方式等因素的影响。在关于肌肉运动协调与不协调的讨论中，奥特曼明确了四点钢琴演奏技术的核心：重量、距离、时间和目标。他认为，好的技术是“掌握好肌肉放松的程度，在适当的时间将适度的力量传递到准确的点上。想要协调好演奏动作，必须减少身体能量的浪费。”塞米·梅尔医生（Semi Meyer）在1904 年提出的有关提高钢琴弹奏速度的观点，从侧面支持了奥特曼的这一说法。塞米·梅尔医生认为“通过练习提高演奏速度的唯一生理解释，就是避免最初学习演奏动作时不当的附带动作。”这一理论推翻了重量弹奏学派布莱特豪普特提出的手臂旋转摆动带动手指弹奏的观点。奥特曼的建议几乎是钢琴演奏中最为省力且高效的达到预期声音效果的方式。

奥特曼的实证性研究，应用生理学理论依据对当时的重要钢琴演奏理论进行了分析和总结。通过实验数据，他推翻了某些理论，证明了其矛盾之处；也支撑了一些理论，证明了其合理性。随时医学的迅速发展，奥特曼客观科学且较为全面的演奏理论，极大地推动了钢琴演奏理论的发展，使其由之前以主观描述为主，转变为以客观实验数据为主要依据。

二、舒尔茨理论

美国钢琴家阿诺德·舒尔茨（Arnold Schultz，1903-1972），同样通过实证科学研究，填补了钢琴演奏技术理论中前人未曾涉足过的空白部分。他专注于对手掌部位小肌肉进行细致的运动解剖研究，从生理学角度观察钢琴演奏过程中肌肉运动的细节，并分析了每一块手指小肌肉之间协调用力地原理，用科学化的语言全面彻底的讨论了如何通过精细控制小肌肉的协调运动提高演奏技术、控制音色、表达音乐等。

舒尔茨在其著作《钢琴家手指之谜》（The Riddle of the Pianist’s Finger，1936）中，根据手指、手、手臂等各部位的运动特征，将演奏的基本运动类型细分为七类：重量运动、收缩-重量运动、收缩-下压运动、收缩-固定运动、重量转移运动、压力转移运动、固定转移运动等，各个组合控制不同的音质、速度、力度等。同时，他分析了前屈肌、伸肌与手掌和手背的小肌肉在动作上的协调关系，以及它们对手指骨的作用。他认为演奏者应在了解手指肌肉的基础上理解肌肉的协调运作，并将演奏动作涉及的手部肌肉分为五组：指深屈肌、指浅屈肌、蚓状肌、骨间肌、指总伸肌。舒尔茨强调 “手指协调是钢琴演奏技能中最难以捉摸和最具决定性的因素”。他认为力度、力度控制、速度、连奏以及对手部运动的影响是作为判断肌肉运动效率的重要依据。为了让演奏者清晰地识别出不同的手指协调运动，深刻理解小肌肉协调控制时的感觉、完善触键技术，他还详细地将七种触键感觉逐一描述。例如，其中提到的“感受琴键很沉” “手指感觉柔软” “手腕十分轻盈”等等。

舒尔茨是生理学派中首位从手指小肌肉及其协调运动概念出发对钢琴演奏技术进行研究的学者。他还指出了“高指学派”（high finger）理论的弊端，即高抬指动作会导致长屈肌和伸肌同时收缩时产生不可避免的僵硬，而这将会影响整体的手部动作，同时还容易引起肌腱疲劳。舒尔茨通过对肖邦、吉泽金等著名钢琴演奏家的长期观察发现，手指在偏平状态下演奏时，手指关节会出现塌陷，这是手指小肌肉协调运动最为明显的表现。因此得出结论：“钢琴家手指塌陷正是运用手指小肌肉精细协调运动的体现”。当时这一发现十分超前，威廉·S·纽曼也对此大加赞扬，认为这“可能是我们在对快速演奏技术问题的认识上最为重要的进展”。

通过对小肌肉的精细控制，既可以避免弹奏中出现不必要的手部动作进行高效演奏，又可以使整条手臂、手和手指在放松且敏感的状态下，达到力度、速度、音色的要求，完成音乐的自然表达。因此，舒尔茨的理论真正从肌肉解剖层面透彻分析了钢琴弹奏中的细节问题。他的理论不仅仅是站在奥特曼肩膀上对其理论进行传承，更是对手指小肌肉这一几乎未被涉及的领域进行深入彻底的研究，填补了钢琴演奏理论的一处空白。

三、近现代钢琴演奏理论

（一）陶布曼理论

20 世纪90 年代，美国钢琴教育家多蕾西·陶布曼（Dorothy Taubmann，1917-2013）在前人如马太、奥特曼等人科学演奏理论的基础上，创立了陶布曼钢琴教学法。该教学法在不同程度上结合了生理学、解剖学、心理学、物理疗法等学科的相关理论，为钢琴教学理论开辟出了更为人性化的新路径。此外，陶不满还致力于研究因演奏而产生的生理性伤痛问题，比如肌肉紧张、手指损伤、演奏相关肌肉骨骼疾病（PRDM）等。

在运动医学领域研究中，导致肢体受伤和身体紧张的原因基本都是由不合理的运动姿势和方法导致的。因此，健康的运动者需要通过运用意识感知能力来控制肢体的相关动作，以此改正不良的肌肉运动习惯，避免错误运动导致的伤害。针对这个问题，陶布曼提出了以下四个核心观点。1.旋转（rotation）。陶布曼认为只有当手臂正确旋转时，小臂、手腕和手指才能连为一体，并利用自然下落的重力进行弹奏。这样演奏既可以保证手肘放松、手指自如弹奏，避免劳损，又可以确保声音扎实有力。这个观点沿袭了马太提出的“前臂旋转理论”，其原理与重量演奏法一脉相承，也是陶布曼教学法的核心。相较于马太，陶布曼将手臂动作更为具体的细化为“单转”和“双转”。但值得注意的是，奥特曼和舒尔茨曾认为马太提出的前臂旋转理论被过度强调，并举例解释了演奏颤音时这一方法的局限性：手腕的灵活性与转动速度要强于手臂，手指的灵活性与速度又要强于手腕。针对这一点陶布曼并未作出进一步解释。2.进与出（in and out）。陶布曼针对各手指长短不一，钢琴黑白键里外及高低位置不同的事实特征提出了此项观点，即弹奏黑键时手向键盘内进入，弹奏白键时向外退出。随着落键位置的不断变化，演奏者适时调整手指触键角度，保持自然舒适的弹奏状态及良好的音质和情感表现力。这一观点与肖邦曾倡导的“肖邦手位”几乎一致。肖邦就曾提出由于五个手指天生不平衡，因此当大指弹E，二指弹#F，三指弹#G，四指弹#A，五指弹C（以右手指法为例）时是最符合五指长短形貌、也是最自然最放松的位置。3.平衡（balance）。以八度演奏为例，陶布满引导演奏者利用键盘本身的弹力，在弹完一组音后手腕先被反弹起来，再落入下一组音。这可以有效帮助肌肉保持放松。同时她还强调利用琴键对手的反作用力贴键弹奏。这一方法在弹奏和弦时尤为重要，可在多个音同时下键时依然保持声音整齐、音色均匀且饱满厚实。4.整体运用（shaping）。陶布满指出优化演奏指法的重要性，减轻手指负担，避免不恰当的指法导致手指受伤，同时最大限度服务于音乐表达。

陶布曼钢琴教学法的总则是“协调与平衡”（Alighment &Balance），她以钢琴演奏者本身的生理保护角度出发讨论演奏问题，并提倡演奏者在放松的状态下完成音乐的自然表达。虽然陶布曼忽视了钢琴演奏中手和手指技术的训练，过于强调手臂重量、触键角度、力量反弹和指法设计等内容，甚至有学者认为这是“彻头彻尾的历史倒退”。但其观点独到新颖，体现了“以人为本”的教学理念，在钢琴演奏理论发展史上依然具有一定参考价值。

（二）身体意识与听觉意识的相关理论

进入21 世纪后，奥地利音乐教育家沃尔夫冈·马斯特纳克（Wolfgang Mastnak，1959-）在《现代钢琴教学法》（Modern Piano Teaching，2017）中强调了全面性身体意识的重要性。即演奏者需要全面的感知自己的身体，包括肌肉伸缩、练习后的痛感部位、身体平衡或“歪斜”，尤其需要深层感知身体的放松和收紧。他所用到的费登奎斯法（Feldenkrais Methode），是一种以躯体为导向的方法，即“通过动作产生意识”。这一动作所消耗的能量极小，有助于演奏者更高效的完成演奏动作、更放松自然的表达音乐，同时避免能量浪费以及不必要的肌肉紧张导致的生理伤害。马斯特纳克提出的观点，是对运动医学领域中“运用意识感知能力来控制肢体的相关动作，避免因不合理运动姿势和方法导致身体紧张和肢体受伤”这一理论的实际运用，是两个学科融汇交叉中的一大进步。

除了身体意识，听觉意识的培养也同样重要。我国著名钢琴教育家周广仁教授在21 世纪之初提出，钢琴并非单纯的肌肉活动，而是由大脑控制的。她提醒教师们注意培养学生对声音的想象，应该“首先抓头脑，因为大脑是人一切行动的司令部。司令部指挥明确，行动才能准确……大脑和听觉训练极其重要。”这与施坦豪森、奥特曼等人在这一领域的研究一脉相承。正如二十世纪教育家们就在不断强调的：在键盘上进行大量练习是必要的，但离开键盘做一定量的大脑意识练习（mental practice）也是有必要的。马斯特纳克结合实践教学也对该观点进行了解释，他认为教学时应把重点放在倾听与演奏间的关系上。要求学生聆听老师的演奏，比你高重复老师刚刚弹出的音色。这比仅仅要求学生单纯模仿老师的某个动作更能帮助学生获得高水平的音乐能力。这种内心听觉训练要求演奏者通过听觉想象控制自己地演奏动作，从而加深听觉意识和动作之间的联系，提高改善音色的能力。

（三）避免演奏疲劳损伤的相关理论

马斯特纳克在其著作《现代钢琴教学法》中提到，练琴过程中每隔四十五分钟就应当休息一下。否则无论持续练习多长时间，可能都无法达到预期效果。他引用了容汉斯（Junghanns）、弗里德里希斯（Friedrichs）和塞德尔（Seidel）（2001）对练琴时长与脊柱几何形状变化的相关性研究。研究结果表明，如果持续练琴两个小时不间断，脊柱形状将开始出现明显变化。但如果在练习过程中加入短暂休息，脊柱就不会被测出几何形变化。

樊禾心在其著作《钢琴教学论》（2007）的第二十章“钢琴教学与演奏中常见的运动创伤与防护”中，从生理学角度透彻地分析了钢琴演奏中疲劳产生的原因，及其相应的应对措施和预防方法。这是目前国内钢琴演奏理论中对涉及生理研究最深入的一本著作。樊禾心在书中描述了演奏者经过数年钢琴训练后身体发生的变化，例如骨皮质增厚、骨小梁增多、骨骼肌增粗、肌纤维横断面积加大、肌红蛋白增加、线粒体增多增大、肌肉毛细血管增多、芥蒂组织增厚、硬度增加等。这些变化是人体对持续超负荷训练的适应所产生的，并且变化的程度与训练水平基本成正比。演奏者可以在专业老师的指导下，利用“痕迹作用”进行长期超负荷训练，从而有效帮助提高演奏水平和肌肉耐力等。但是超负荷训练如果达到极限，或者身体没有得到充足的休息与恢复，就会导致疲劳损伤。这是因为肌肉强直收缩后乳酸生成和消除不一致，导致氢离子升高从而出现疲劳感。同时，肌腱负荷过重也会产生酸疼的生理保护性反应。针对这些问题，她在书中提出了四种解决办法。一是超负荷练习容易使机体感到疲劳，因此需要将练习量控制在第二天能够恢复的范围内，同时要把握好练琴的持续时间和密度。二是在每天的练习中安排适宜的休息间歇。三是要搭配不同类型的练习内容，注重练习的多样性，避免长时间集中练习某种技术或段落，否则会造成身体某一部位的酸痛甚至损伤。四是在专业教师的指导下确保练习方法的正确性，避免因错误的弹奏方法而导致不必要的运动创伤。此外，樊禾心还提出了几点放松和消除疲劳的方法，例如按摩、热水浸泡、服用维生素C 以及进行恢复性全身运动等。这些方法旨在加强身体血液循环、降低血液乳酸值、并促进肌肉放松。樊禾心教授将生理学及运动医学的研究方法引入钢琴教学，系统地总结了避免钢琴演奏运动损伤的方法。这对我国钢琴表演和钢琴教学的发展起到了积极的推动作用，具有重要的理论价值和现实意义。

四、结语

钢琴演奏理论在二十世纪取得了飞跃式的发展，研究者们开始尝试将实证性研究方法运用于钢琴演奏理论的研究，通过对生理学等相关理论的采纳引用，以及对大量科学数据的采集与分析，使这一阶段的研究成果兼具理论价值与实践价值。二十一世纪初的钢琴演奏理论研究则在继承了前辈理论基础的同时，更加自如地运用了生理学相关理论。例如，马斯特纳克提出的“身体意识”，其中“避免能量浪费”既是对奥特曼理论的继承，也是对运动生理学“意识感知能力”的应用，同时吸收了费登奎斯理论的精华。樊禾心教授更是在充分考虑了演奏者实际面临的问题后，运用生理学原理对钢琴演奏疲劳损伤的产生原因进行层层剖析，提出了切实可行的应对措施和解决方法。近一百多年的钢琴演奏理论历史沿革中，生理学原理扮演了重要的角色，也将继续推动钢琴演奏理论向更科学、更全面的方向发展。