陶埙发音原理解析

陶埙发音原理解析

作者：汪洋

来源：《北方音乐》第01期

【摘要】有关陶埙发音原理，在回想并剖析了过往学者对于埙发音办法的定论后，根据乐器构造得出埙为“闭口”乐器的观点。由此将埙、笛、箫等边棱吹奏乐器作以比较，并以埙的外切吹口为理论支点，通过气流激发棱角带动腔体内空气振动的发音规律，得出了埙仍旧为边棱吹奏乐器的结论。

【核心词】边棱音;积音;积气

【中图分类号】J61

【文献标记码】A

【文章编号】1002-767X（）01-0053-05

【本文著录格式】汪洋陶埙发音原理解析[J].北方音乐，，01（01）：53-57

埙这件古老的乐器始终并不被许多人所重视。尽管它的存在已经历了六千数年的沧桑变换，却直到現代才逐步被许多演奏家所关注，并从改良和理论研究两个方面进行发展。有关埙的演奏教程屈指可数，现存的除了清代的《棠湖埙谱》外，市面上畅销的仅有六套埙的教程以及一本《埙曲集》，剩余的则是几百篇学术论文。

早期埙被认为是一种“积音”乐器，之后又从该理论中演化出了“积气”的概念，这两种学说对于今天认识埙的声学现象仍然有着一定的影响。那么“积音”乐器和“积气”乐器是如何由来的呢？为什么同样是吹奏乐器，笛、箫、篪就不是积音乐器呢？针对这一问题，有学者认为两者的区别在于埙的形制特殊，器壁形状不规则，而更重要的是源于埙的“闭口”构造，因此埙也被称之为：特有的“闭口”类吹奏乐器，也有的文章中称作“闭管”类吹奏乐器。那么什么又是“闭口”或“闭管”呢？理解这一点也就成为理解释“积音”与“积气”乐器的基础。尚有一种针对埙的发音定义是“边棱音”吹奏乐器。那么这三个问题终究是怎么回事，还得从定义本身和乐器构造谈起。

一、埙的声学特性与构造对发音的影响

世间任何一种现象的产生都有着一定的诱导因素，大致可分为多因一果、一因一果和一因多果。那么在乐器的发音理论上也逃不出这样一种逻辑范畴，因此无论哪种乐器的发音条件都离不开演奏方式与乐器构造，以及物理规律这三方面的制约。反之也就是说搞清晰了乐器的形制构造和演奏办法，以及声学规律，发音原理也就迎刃而解了。最重要的是先解剖埙的形制构造。广义上来讲，乐器的构造分类诸多，就吹奏乐器来说也不一定都是管体吹奏乐器，例如口琴。但确实吹奏类乐器以管体形制居多，而埙却因其形制构造往往被看作为腔体类吹奏乐器，亦称为：罐状体乐器。然而无论是管体类吹奏乐器，还是腔体类吹奏乐器，在演奏发音的过程中都会牵扯到一种“开口”与“闭口”的乐器构造问题。与此同时前人在声学还不发达的早期，只能根据乐器构造的特性和物理知识来对该乐器作出某些理论见解，这也能够说是乐器学的雏形阶段。接下来的几点理论就是基于此基础之上提出来的。这一理论终究是如何产生的？那还得先从该定义的本身谈起。

（一）“积音”或“积气”乐器的再商榷

埙是一件“积音”乐器的定义是由曹正先生所提出的，“埙接受了吹进去的气流之后，在内壁里由上而下、从前向后持续不停地使氤氲之气充满其中，从而发出圆润浑厚之声来。埙与箫笛的不同之处就在于此。故而以‘积音乐器’看待它。”看过原文的学者都清晰，曹先生在这段叙述中前半部分讲的是影响埙音高变化的因素，且观点明确。后半部分这段文字却描述了造成其发音的过程，还提出了一种“积音乐器”的定义。从文中能够发现这种“积音”原理的前提是由于气体在封闭状态下的埙膛内产生了“气体”累积所造成的，故而笔者觉得“积音乐器”定义的立论前提即来白于乐器“闭口”的封闭状态和“腔体”的空间构造。根据上述解释，埙的发音原理与其说是“积音”，不如说是“积气”。因此笔者又在刘凤山先生所著的《埙的演奏技巧与练习》一书中发现了这种“积气”的说法：“埙是用陶土烧制而成的球体积气类吹奏乐器。从声学角度来看，埙是依靠腔体内气团的容积（即埙体内膛容积）、吹孔、指孔孔径大小来变化音高的”。笔者还发现杨光灿先生所撰写的文章中言道“从发声学的原理看，埙是一种腔体积气类吹奏乐器，其音的高低是腔体容积的大小，吹孔的大小及吹孔内壁的斜面来变化音的高低的。普通状况下，腔体的内膛容积大，埙的发音就低;指孔孔径大、指孔增多、埙的发音就越高，反之就越低。”

值得注意的是，刘、杨两位先生与曹先生叙述中重要的一点不同在于，刘先生和杨先生只是阐明了“积气”是变化音高的因素，而不是将“积气”作为埙的发音原理。而曹先生则将“积音”既作为变化音高的因素，也认为它是埙的发音原理，这就产生了差别。或许曹先生原来也仅是想用“积音”的概念来解释埙的音高产生问题，即埙的音高变化是来源于“积气”的过程，成果笔锋一转造成了这样的前后行文不一致的叙述。该体现容易使人产生误解，以至于今天尚有人将埙的发音问题与产律问题相混淆，或者就认为“积音”就是埙的发音原理，最少从文字上来理解是这样的。见于此种情形，笔者认为有必要澄清事实真相，对现存的“积音”发音和“边棱”发音两种学说，作出一种较为清晰的论证解释。就算是把“积音”或“积气”的概念运用于解释音高的产生现象上，貌似也有些牵强。造成这一模棱两可解释的因素应归结于两点。其一是原论中行文的语序使人产歧意。其二是人们也会将音高变化现象在口头传递的过程中简称为：埙的发音原理，从而就造成产律和发音两个问题含糊不清。从以往的这几个理论阐明中来看，明显还存在着某些学理上的漏洞，这也成为了明确研究陶埙发音原理的一种切入点。下面那就来探究一下造成“积音”与“积气”概念产生的本源，即：埙在乐器学中的定义，以及在构造上的认定。

（二）“开、闭管”与“开、闭口”吹奏乐器的分辨

普通来讲，在吹奏的管乐器中，“开管”即“开口”“闭管”即“闭口”，两者称谓不同，但基本上指的是同一种状态。事实上“开、闭口”的称谓更倾向于管乐器的外观状态，及其构造，且埙为罐装体，非管型，因此用“口”字更贴切。然而本文当论及到乐器声学中的问题时，还是会用“开、闭管”。由于乐器学中认为埙不分“开、闭管”，仅指其它管类吹奏乐器，该术语定义来源于物理声学上的发音属性。在乐器学上是根据空气柱驻波两端波腹与波节的分布，来划分“开、闭管”的。首先“开管”吹奏乐器的两端为波腹，会产生全部谐音，例如竹笛。而“闭管”吹奏乐器的一端为波腹、另一端为波节，只能产生奇数谐音，如排箫。其中“半闭管”吹奏乐器为一端被簧片半封闭的圆柱形管，如单簧管，但必须是圆柱形而不是锥形，例如唢呐尽管也是簧振类乐器，就不属这类，由于它是锥形管体。那么这类乐器的奇数谐音强、偶数谐音弱。但是但凡罐状体或腔体的乐器被吹奏时，腔体内空气会沿着罐壁运动，形成多个气流的交错，如埙、陶笛。之因此会发生这种气流运动现象，重要还是源于埙的卵形或不规则形制所造成的。进而使得它的驻波的两端波腹，以及波节的分布并不明确，它不像一维的弦、气柱振动比较规范。因此也就不能从谐音的性质上来判断埙的“开、闭管”问题。埙并非管状体，用“管”来形容也实为不当。

当提到以往有关埙的论著中都以“开、闭口”来解释埙，即便使用“开、闭管”来称谓，也不是从声学的角度来分析作定论的。也就是说更侧重于埙的形制构造，并且多以“闭口”吹奏乐器来定义。因此笔者认为管类吹奏乐器现有声学定义上“开、闭管”或“半闭管”，也有外观构造定义上的“开、闭口”。埙只有外观上的“开、闭”口定义。接下来在叙述过往学者的观点中立足于声学视角，但也会借助构造上的“开、闭口”来进行阐明论证，那么先来理解一下埙为什么被称作“闭口”吹奏乐器。

当代史学界始终都是这样来介绍埙的，“陶埙——我国特有的闭口吹奏乐器。”“埙——陶土烧制而成，我国特有的民族闭口吹奏乐器。”其它中国音乐史和演奏教程的书籍中对埙的这种类似的定义尚有许多，此处无法一一例举。诸多人不解什么是“闭口”吹奏乐器，什么是“开口”吹奏乐器。有关这个问题有两种解释，但是笔者查阅文献却没有发现有关定义，现将数年来自己对“开、闭口”乐器的理解做以总结性陈说。第一种是演奏界和史学界公认的。所谓“闭口”吹奏乐器是指那些没有散音孔、管口处也是封闭的乐器，特别是在吹奏“筒音”或“全按音”时管（腔）体看似是处在密闭的状态。反之有散音孔、管尾口开放会有气柱散出的叫做“开口”吹奏乐器。因此，“闭口”吹奏乐器在严格意义上讲，管体或腔体的下端不会有多出的气柱钻出。

如图（1-1）所示，当吹奏全按音时，埙的指孔全部关闭，吹孔处在半封闭状态之中，这就是所谓的“闭口”。类似的乐器除了埙以外尚有口笛和陶笛。其中口笛的两端管口是它的按音孔，因此当全按音时不能说是有多出气流向两边散出。而在图片（1-2）中，当吹奏“筒音”即：全按音时，笛、箫的指孔、膜孔被封闭，吹孔也处在半封闭状态，但散音孔和管口底端却处在开放状态，这就是所謂的“开口”。第二种对“开、闭口”吹奏乐器的解释是民间的分类，重要区别于吹奏乐器的吹口。将陶笛、竖笛、号角，乃至簧类吹奏乐器统称之为“闭口”吹奏乐器。理由是相较于边棱类振动发声乐器来说，这类乐器的吹口完全与嘴相结合，吹奏时气息不会溢于吹口之外。而前者则要有一部分气流溢出吹口才干发音，且乐器吹口并不完全与嘴对接，是敞开的，因此称之为“开口”吹奏乐器。（这类分法暂无实际意义，列于此处仅是为证明有此一说）。

既然埙从外观上能够被定义为“闭口”吹奏乐器，那它对发音有哪些影响呢？首先要承认埙膛近似封闭的状态也确实会使得气流不能快速扩散，部分气流会被埙壁阻挡在腔内形成些许滞留现象，或者说是持续进入的气体会延缓散出更适宜。但这种气体的妨碍现象并不会像前文中几位学者们说的那么强烈，即会产生氤氲之气的累积。还或者像赵良山先生提出的，气流在腔内转一圈才出声。无论是单纯地累积气体，还是指气体容积都不可能发声的。其实与其说是气体积累或容积气体，不如说是气体压缩更形象。由于埙体在不被吹奏时里面也会有空气存在，而当进入埙腔内的那部分气柱与埙体内原有的气体碰撞挤压后，少量需要挤出的气体被不太畅通的埙壁滞留在埙腔内并增加气压，而这种现象也仅在演奏全按音或开孔极少的状况下发生。随着指孔打开的数量增加，多出的那部分气体会被腔内气压快速从指孔和吹口处挤出，笔者认为这样的成果也会成为其音色呜咽的一种因素。由于能够发现，随着指孔开放的增加、散气速的提高，埙在发音过程中的音色也会逐步有变化，即气流越堵塞，声音越沉闷，气流越畅通，声音越通透，但这是相对有范畴的。总之也就是说，埙的“闭口”特性首先能够必定的是对音色有一定的影响，但究其封闭状态下对“积音”或“积气”的理论支持与否，还需要进一步对它们之间的互有关系做以考证。

二、埙的发音逻辑

明白了“开管”和“闭管”“开口”与“闭口”在乐器定义上的差别，也清晰了“积音”或“积气”的理论概念。然而它们之间的必然联系还尚不明确。尽管前文已明确指出埙不属于“开、闭管”吹奏乐器，只能从外观上算是“闭口”吹奏乐器，但是以往学者对于埙的定义是一种“闭管”或“闭口”吹奏乐器。下面再来审视一下，前人建立于“腔体”与“闭口”这两个构造特性上的，“积音”发音原理跟“积气”产律原理终究能否得到证明。那么首先来思考一下所谓“闭口”吹奏乐器的特性。

（一）埙是绝对意义上的“闭口”吹奏乐器吗

无论是“积音”还是“积气”所传达的意思都是说：当气体在一种相对封闭的容器内积累时或积累后会发出声音及产生音高变化，也能够理解为靠埙腔内的气体容积的变化来变化音高及发音。然而能够发现，埙在吹奏全按音时貌似是全封闭的状态，但依次向上演奏音阶时开孔逐步增多，这些孔除了掌管音高外，其实尚有散音散气的效果。当抬起第一种手指时，事实上它已经不算是真正的“闭口”乐器了。有关这个观点陈正生先生也曾有所叙述。“首先，埙是不是闭管乐器？当把埙的全部音孔全部掩没，也就是吹奏筒音时它才是真正的闭管乐器。由于埙只吹筒音就无法构成音阶，因此便需要开放埙体上的音孔，当音孔一启动后来，底端便与大气相通了，埙也就失去了成为真正闭管乐器的条件。埙就是运用它那特异的振动体，根据“封闭端”与外界大气相通的程度（这程度离不开吹孔作为参考的原则）构成音阶，使它由闭管，通过半闭管而过渡向开管。由于埙只有在吹奏最低的筒音时才是闭管，因此，埙不是真正的闭管乐器。”

以上这段话能够看出，陈先生仅承认埙处在全按音演奏时的闭口，并且它是由闭口、半闭口及开口三种状态构成吹奏过程的。叙述除了阐明埙所隐含的开口性之外，还提出了一种重要的观点就是埙膛必须与外界大气相连。要懂得声音是借助媒介物传输的，尽管此处陈先生并未言明，但也暗含着真正与外界独立隔绝的埙体是不可能吹响的。

最后再回来剖析一下所谓的全按音条件下的“闭口”问题。首先声音在真空中是不会传输的，在空气中的传输速度大致是每秒三百多米，并根据温度的变化而变化。因此说埙体内部彻底和外界大气隔绝后也不可能传输声音。这就能够推导出，如果说埙真的是绝对闭口乐器就根本不可能奏出声音。诸多人只看到了在演奏埙的全按音时指孔被全封住了，特别是陶埙的低端也处在封闭状态，这种障眼法却使人们无视了吹口开放的问题。当口腔吹出的气流斜击在边棱上时，此时的吹口却处在敞开状态，这成为了唯一与外界大气连接的通道，它不仅有进气的功效，还兼有出气的功效。就像埙的指孔同样，不仅仅有控制音高的功效，还含有传音、散气的功效，这样埙就能够发出声音，并且这个声音才干在外界大气中传输。

因此埙不是严格意义上的“闭口”吹奏乐器，也能够说就没有真正的“闭口”吹奏乐器，只能是外观构造上的“闭口”乐器。既然埙的闭口之说也有了动摇，那么“积音”或“积气”也就会变成露气、泄音。

（二）“积音”同“积气”概念的不合理性

声学上认为常见的多个管乐器，当发声体受到击发振动后，带动（管）腔体内的空气，并沿着管（腔）壁而运动，最后形成柱形的驻波，从而传出声音。其中埙的波腹与波节由于埙壁不规则的特性，以至于只能通过仪器来测定它奇数谐音与偶数谐音的多少。那么埙的发音过程中尚有哪些细节因素呢？前文提到，对于吹奏乐器的发音方式始终有三种分类，边棱音振动发音;唇振发音;簧振发音。笔者将簧振类吹奏乐器又分为舌簧、单簧和双簧三种发音方式。但作为吹奏乐器的埙如果是“积音”的发音方式就有四种，能够先来分析一下埙与否是“积音乐器”。

前文谈到，当埙在打开一孔时其实已经不再是“闭口”乐器了，它仅在演奏全按音时才处在近似闭口的状态。另首先前文也提到了，在声学中对于罐装体乐器不分开闭管，因素在于它的腔内空气运动多样化，无明显判断根据。既然如此，这个吹奏中积累气体的过程就有些站不住脚了。由于“积音乐器”是由气体堆积产生氤氲之气造成了发音，产生发音的这一气体存储过程的特性则依赖于乐器的相对封闭构造。那么当埙体不再完全闭合时，气体就是流通的。在吹奏发音时，埙腔内仍旧是一边进气一边排气的状况。同时这也证明了，无论是“积音”还是“积气”乐器的定论对于埙的音高变化也无明显的控制作用。即便是指气体容积于腔堂内，也不能阐明问题，试想哪种吹奏乐器没空间来容纳一定量的气体容积呢？能够从另一种途径中寻觅埙的发音原理。

由于埙膛内的气流涌动，不利于被观察出规律特点，因此还是得从“陶埙”的外观形制来分析。埙的形体千变万化，有鱼形、饼形、葫芦形、笔筒形……但无论怎樣变换形制或材质，它的形体内部确实与管体不同，都是中空的腔体构造。正由于它的底部是封闭的，这才使大多数人将它定义为“闭口”或“闭管”吹奏乐器。然而埙体上并列的两排指孔阐明了它也是靠指孔的闭合数目来控制音高变化的，因此它又与笛、箫以音孔来变化音高的操作方式相似，用笛、箫来做对比也就理所固然了。它们同为气鸣乐器，特别是吹奏它们时口型相似;风门的掌控也同样。既然能够将这几样乐器进行比较，又谈到了风门，接下来就要从埙的吹口做音源发声推断。

（三）“边棱音”乐器的拟定

为什么陶埙的吹口要做成外切口呢？其实它的设计目的就是让吹出的一股气流柱击打在切口边棱上分成两股气流，并形成内外两个气体涡旋，当这两个气体涡旋持续碰撞时就会有声音。最后这个声音再带动埙腔体内气团振动发生耦合，放大音量并减少不协和音，通过在大气中的传导，就加强了乐音的共鸣性。另首先，埙腔内本身不可能是真空的，就算不向埙膛内吹气，里面也是有气体存在的。因此说并不是由演奏者向埙腔内吹气，然后由于气体的积累或容积造成的发音同变化音高。如果是气体在不停积累后才干发音或变化了音高，那么发音也会很迟钝。赵良山先生就持有埙由于“积气”造成发音缓慢的这一观点，他指出“因埙是坛式发音，气流在里边转一圈才出声，特别大的埙，吐音反映迟钝，不象笛子那么敏捷……”但演奏时显然埙的发音很敏捷，耦合快速、气到音出，此处它所提到的“坛式发音”究其原理应与“积音”暗合。并且吹奏过笛子的人都懂得，在低音笛上演奏吐音等北派竹笛技巧时也会显得很拙笨，这一现象并不是演奏埙时所独有的。是由于管体被放大后，气力的强弱造成振动频率变慢所造成的。这与“坛式”构造及气流旋转速度并无直接关系，埙腔起到的仅是音箱与间接分隔气团与外界空气的作用。

在此还能够按“积气”的逻辑进行反向验证，如果没有吹口处的外切口，将吹口完全含浸在口中向埙体内灌气，埙会发音或变化音高吗？此时的气流也不再是有力的气柱，而是没有凝聚力的一股气，在吹奏全按音时甚至这股气也不可能进去，那时可真的是达成了完全的密闭状态，与大气都不相连更不用说是发音了。因此要想使埙发音，必须使气柱击发边棱受到妨碍后，被分割成溢出吹口的一股气流和进入埙体的气流产生涡旋碰撞方可。与此同时进入埙体内的这部分气流也还是一条气柱形，不可能快速积累使氤氲之气充满其中，何况它还会从指孔和吹孔中散出。埙体内的气体和外界空气既是相对的半隔离状态，又必须有一定的联通。那么这样的音源所带动的发音方式就必然是边棱振动发音！

固然，埙不一全都是外切口，尚有内切口的竹埙;内外切口的牛角匏埙;哨口含进口内进行演奏的满口埙，以及平口陶埙。可不管是什么样式的吹口都需要气流斜射在吹口的边棱上才能够产生音声。张谦和刘勇二位老师曾经写过一篇文章，叙述了有关民族竖吹管乐器的“豁口”深浅对筒音音高变化有影响的观点。事实这一现象用在埙上也亦然如此。当一种制埙师在准备制作某个调门的埙时，首先要拟定全按音在该调中的音高位置。除了事先设计好埙体大致的大小外，在具体调音准时，还要从吹口处的豁口入手，通过调节它的深浅及边棱角度进行音准校对。之后在全按音原则的状况下才继续依次扩大其它音孔。由于埙不像笛、箫，在管尾末端有四个散音孔能够和吹口一起掌管筒音，即全按音的高低。因此埙在微调全按音时，受已定型的形体大小的控制，只能变化豁口的深浅或大小进行校音。如果把埙的管体放到足够长，也能够设计散音孔，只是音色就变得没那么呜咽哀怨了。这点在演奏埙的高音时，开放的指孔也做散音孔的状况下就能够证明。由此可见，吹口上的边棱对吹奏埙时的发音极其重要，如果没有吹口的边棱振动就谈不上全按音的校音作用。因此埙现有本身的某些乐器特性，又兼有其它边棱音乐器的共性。

有经验的吹奏人员都懂得，边棱的角度及棱角的锋利程度也都会对发音的敏捷度有所涉及。从演奏实践的角度也能够来证明埙为边棱音乐器的这一结论。由于会吹笛、箫的人都会吹埙，反之也能够，许多著写埙教程的人其实都是笛子演奏家。由于这些乐器的吹奏发音办法相似，甚至演奏技巧都基本一致，仅是个别发挥特有音色的技巧是其独有的。有关这点赵良山先生在他的《埙演奏技巧探索》一文中已经具体叙述，此处不再复述。譬如当在俯吹低音或仰吹高音时，如果不像吹笛子同样调节气柱击发吹口边棱的角度，仅靠往埙膛内吹气是无法得到想要发出的那个音的。上文中曹先生在解释“积音乐器”的原理时却回避了气流与吹口处边棱的关系。另外笔者在方建军先生的一篇有关埙的考古论文中发现，他早就明确提出了陶埙是边棱吹奏乐器，并从考古的角度分析了其性能：“但埙是边棱音乐器，吹奏时不同的激发角度、力度等都会影响它的发音频率，因此据以探讨音律问题就显得不可靠，而对于理解它的音阶构成则是可行的。”这段文字其实介绍了边棱音乐器在音高控制上的一种特点，即能够通过变化口风、气流的强弱，以及它与边棱的角度来进行音高变化的演奏。

有学者指出，埙属于形制不规则物体的振动，因此它的发音原理有待考证。但是笔者认为埙的腔体规则与否和它与否是“积音”或“积气”乐器并无关联，因此说造成这两个概念产生的本源不在于乐器形状而是“闭口”式的外观构造。并且不规则物体也能够使内部气体振动，难道其它气体振动发音就与管体气柱振动的发音程序不同了吗？不规则物体内的气体振动时，所产生的频率规则与否，这与与否能形成乐音的音高有关，与能否发音无必然联系。由于只要物质在空气中振动就会发声才是问题的核心。此处所要讨论的是，这个“振动”状态是由什么因素引发的，终究是源于气流积累造成的，还是由于气柱击发边棱产生的？更不应当将产生发音问题和产生乐音音高问题相混淆。另外，尽管埙的形制各异，但部分埙的形制其实还是管体，特别是惯用的笔筒埙、葫芦埙和竹埙，能够看出它们的腔体其实是一种被抽象化变粗变短的管体。假设把一支箫的形体变粗、变短，并将箫壁加厚到一厘米时，所吹奏出来的音色就靠近埙的音色了，这或许也就是竹埙的由来，特别是长管竹埙。（如图1-