【清濁之間】琴鍵蹺蹺板

【清濁之間】琴鍵蹺蹺板

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琴鍵是彈琴者與鋼琴互動的最重要介面,通常我們按幾下琴鍵就能夠感覺到此琴的運作狀態,這個動作或這種感覺稱為觸鍵,touch,這個感覺會告訴我們很多有關這台琴的訊息,甚至不需要彈出聲音,只要溫柔慢慢地壓下琴鍵,觀察其運動過程就能得到很多資訊。最直接簡單的資訊就是輕或重,要花多少力氣才能壓下琴鍵?這個重量取決於兩個因素:零件重量跟摩擦力。讓我們來看看鋼琴的內部結構,這裡以平台鋼琴為例直立鋼琴的道理大同小異。...

琴鍵是彈琴者與鋼琴互動的最重要介面,通常我們按幾下琴鍵就能夠感覺到此琴的運作狀態,這個動作或這種感覺稱為觸鍵,touch,這個感覺會告訴我們很多有關這台琴的訊息,甚至不需要彈出聲音,只要溫柔慢慢地壓下琴鍵,觀察其運動過程就能得到很多資訊。 最直接簡單的資訊就是輕或重,要花多少力氣才能壓下琴鍵?這個重量取決於兩個因素:零件重量跟摩擦力。讓我們來看看鋼琴的內部結構,這裡以平台鋼琴為例直立鋼琴的道理大同小異。 首先我們能看到包含羊毛槌在內的一側有數支連桿結合而成的一組運動機構,這些互相連動有點複雜的部分我們可以先將之視為一個整體。另一個部分則是連桿底下的一支長木條,這支木條就是琴鍵。

圖一:平台鋼琴擊弦機模型 琴鍵的運作原理就跟蹺蹺板一樣,中央有一個支點,支點一側是剛剛說的槌頭連桿整體,另一側就是我們手指要按壓的位置。彈鋼琴的動作簡化來說就是我們手指壓下琴鍵一側,另一邊的槌頭連桿就會被舉起直到槌頭撞擊琴弦發出聲音。 這個動作看來再簡單不過,但是卻有許多巧思隱含其中。尤其是在連桿的部分,平台鋼琴的雙重脫離設計(double escapement)是經過上百年的改進才出現,這個設計確保了羊毛槌撞擊琴弦之後,弦的震動不再受手指施力影響,有鋼琴的讀者可以自己試試看以很慢很慢的速度壓下琴鍵,壓到底就會發現琴並不會發出聲音,這是因為羊毛槌一開始受到指力/蹺蹺板驅動而向琴弦前進,但是到了即將撞擊琴弦的前一刻,它會脫離所有驅動力量而僅靠慣性衝向琴弦(所以若慢慢壓無足夠慣性槌頭就不會接觸琴弦也就不會有聲音),使得它撞擊之後會立刻彈開好讓琴弦可以自由震動,這就是脫離設計。說起來容易,但古代的鍵盤樂器可沒這麼精巧,當時的琴鍵就是真的蹺蹺板,手指一端按到底槌頭一端就會被壓在琴弦上,等於是妨礙了弦震動,經過很長時間的研發,樂器製造者才設計出現代鋼琴的精巧連桿,解決了槌頭妨礙弦震動的問題。 這些連桿帶來如此之好的功能,不過,它們也帶來額外的重量跟額外的活動關節與摩擦點,這些都會增加我們要舉起它們所需要的指力。重量來說,大部分我們需要舉起的重量都是來自羊毛槌,連桿本身的重量不多,不過連桿的槓桿設計會將彈奏者的指力加倍放大去推動羊毛槌,以獲得更有力的演奏,反過來說羊毛槌的重量也會加倍放大傳遞到手指。 摩擦力在整個系統中則是一個必要之惡,過小或完全沒有摩擦力會使得琴鍵過度靈活難以控制,也容易讓連桿運動時多出一些我們意料之外的動作或雜音,所以每個關節都有特定的摩擦力需求,有的地方阻力要小一點,有的地方要稍有阻力。以上所述東加西加就會對琴鍵另一側的手指就形成某種程度的負擔。 蹺蹺板一頭有點重,壓起來有點費力,怎麼辦呢?把手指這一端也加重不就好了?沒錯,所以大部分的琴鍵中都塞有鉛塊用來平衡重量。請見下圖,琴鍵中靠近手指的這一側塞了圓形的鉛塊好讓使用者按壓琴鍵時不至於太費力。

圖二:有鉛塊的琴鍵 琴鍵用的鉛塊有大有小,數量跟位置都不固定,在製造鋼琴的過程中,由工廠內的技術人員以蹺蹺板的方式測試合適位置再打入木頭。鋼琴低音的羊毛槌比較大顆比較重,所以通常低音鍵會有多顆鉛塊,越往高音越少,最高音區甚至可能沒有,依不同的鋼琴鍵盤尺寸、擊弦機連桿尺寸及羊毛槌重量,以及最終按壓琴鍵的重量規格不同而有所不同。 鉛塊通常不會有什麼問題,但有的時候鉛塊會變質或氧化導致體積膨脹,這種現象剛開發生時不會有症狀,只會在鉛塊周圍看到白色的屑屑。再繼續嚴重下去,膨脹突出會開始摩擦到鄰鍵,這時會感覺有些鍵按起來卡卡的,此時將琴鍵取出磨掉切掉突出物就可以暫時治標緩解。再惡化下去則會完全卡住鄰鍵,有時候一整區的鍵都會卡在一起按不下去或者上不來,此時就必須徹底處理治本了,必須將舊的鉛塊以特殊工具敲出,再置入新的鉛塊。這項工作繁瑣勞力多所費不貲,但卻是一項必須盡速處理的問題,因為鉛塊不只會往橫的方向膨脹而卡住鄰鍵,它們也會縱向膨脹,最終會將琴鍵木頭撐裂,那就更加麻煩了。

圖三:變質的鉛塊

圖四:取出的鉛塊

圖五:撐裂的琴鍵

圖六:撐裂的琴鍵連白鍵面都被撐起 琴鍵裡的鉛塊有時會再次提醒我,鋼琴是一個如此「有機」的人造物,這些鉛塊為什麼在這個位置?為什麼是這些數量?即便是最一流的鋼琴製造商,完全相同規格尺寸型號材料的鋼琴,也不會有完全一致的鉛塊安排,因為它們必須配合自然生長而來的木頭、羊毛去安排,它們等於是設定給不規則自然物的人工規則圍籬,即使是這樣,這看似可控的人工圍籬還是有很多不可控處,例如木頭隨時間久遠改變了重量鉛塊因此不再合適,鉛塊變質、甚至見過一台高級琴每一支琴鍵上的特定位置鉛塊全部變質,其餘鉛塊則全部安好,原因不明。這類似乎可以掌握其實不太能的現象實際上涵蓋到鋼琴的很多地方,鋼琴零件大多是木頭製成,而木頭是活生生長大而來,原本就不是規則的,即便是砍伐後加工成木材,還是會隨著氣候跟時間不斷變化,我們用原本就多變的材料去製作鋼琴內部成百成千個需要一致規格一致特性的零件,然後還期待它們能夠一直以精巧的方式維持運作,想來真不可思議,不僅琴的運作不可思議,我們這種期待也是不可思議。所以讀者家裡如果擁有一部鋼琴,長年都沒有問題地服務大家提供音樂,請好好珍惜它,因為這實在不能說不是種福氣。

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