“預制鋼琴”固定音色實驗綜述報告

蔣睿青

（合肥師范學院，安徽 合肥 230000）

“預制鋼琴（Prepared Piano）”是美國實驗音樂作曲家約翰·凱奇于1938年發(fā)明的一種“改造鋼琴”，將螺絲釘、木塊、橡皮、塑料等物品作為填充物，插在三角鋼琴琴弦之間，使琴弦的震動發(fā)生變化，從而改變鋼琴原有的音色，產生打擊樂的效果[1]。以往的“預制鋼琴”作品記譜復雜，不僅要結合五線譜記譜法和各種圖形記號，形成完整樂譜，還要細致的記錄下所有填充物的種類、大小以及物品在鋼琴內部的擺放位置[2]，通常一首“預制鋼琴”作品在演奏之前，需要花費數個小時進行物品填充。為了簡化記譜，提高演出效率，利用不同材質、不同形狀、不同規(guī)格、不同位置的填充物進行聲音實驗，找出音色變化規(guī)律，形成“固定音色”體系，不僅是十分重要的實驗突破，也能為將來創(chuàng)作新的“預制鋼琴”作品提供條件。

一、實驗目標與要求

（一）實驗目標

1.找出“預制鋼琴”的音色變化規(guī)律

鋼琴作為鍵盤樂器的代表，以音域寬廣、音量宏大、音色變化豐富等特點著稱。鋼琴共有八十八個琴鍵，由低到高從大字二組到小字五組，總共分為九組，其中較為特別的是大字二組和小字五組，分別只有三個琴鍵和一個琴鍵，其它七組均為十二個琴鍵，每個琴鍵對應一個音高，相鄰兩個音高之間的距離始終一致，稱為半音或者小二度音程。在鋼琴演奏的過程中，聲音始終具有四種基本性質，即聲音的高低、長短、強弱、音色。順著鍵盤由低到高進行半音的彈奏，聲音色彩會從深沉厚重逐漸變得明亮清脆，然而約翰·凱奇發(fā)明“預制鋼琴”的目的，卻是通過外置物體的擺放，改變鋼琴原有的音色，使鋼琴這件鍵盤樂器能夠發(fā)出打擊樂器的聲音，最大程度的表現聲音本身的特點，而非音樂的情感特征[3]。因此，找出“預制鋼琴”的音色變化規(guī)律是非常重要的，不僅有利于“預制鋼琴”音色的進一步開發(fā)，也有助于“預制鋼琴”作品的創(chuàng)作與創(chuàng)新，減少聲音色彩的不確定性，為新作品的創(chuàng)作提供便利。

2.確定“固定音色”的配置方法

“預制鋼琴”的發(fā)聲原理是通過物品的填入，改變敲擊鍵盤時三角鋼琴琴弦的震動頻率，從而達到將鋼琴原有的音色變?yōu)榇驌魳菲饕羯哪康?。然而“預制鋼琴”的設計并非為了將鋼琴聲音模擬成某一種打擊樂器，從而將其取代，約翰·凱奇發(fā)明“預制鋼琴”，更多的是希望這件樂器能夠獨立成為一個“打擊樂組”，在三角鋼琴的不同音區(qū)模擬出不同的打擊樂器聲音，使原本需要多種打擊樂器相互配合的復雜樂曲能夠在一件樂器上面實現。由此可見，搞清楚不同材質不同大小的物體放置在不同音區(qū)會產生怎樣的聲音，這個聲音的色彩是固定的還是可變的，如何將變動的聲音色彩通過行之有效的物品填充方案，使其變?yōu)楣潭ǖ?、可控的音色，這些都是需要實驗證明的。確定“固定音色”的配置方法就如同畫家調配顏料，將聲音的色彩調配得當，對于“預制鋼琴”的作品創(chuàng)作及舞臺表演都是十分有益的。

3.簡化“預制鋼琴”的記譜法

由于“預制鋼琴”與普通三角鋼琴的聲音存在很大差別，且作品表現的本質目的不同，不再追求情感層面的表達，而是聚焦于聲音本身的創(chuàng)造性，所以演奏的方式也有很大的不同。傳統的鋼琴作品都是借由彈奏鍵盤上的琴鍵，使榔頭敲擊琴弦，從而發(fā)出聲音，但“預制鋼琴”作品在此基礎之上，還加入了其它演奏方法，比如演奏者起身，直接用手指撥動琴弦，或是用一只手按住琴弦，另一只手在鍵盤上面敲擊等等。所以比起傳統鋼琴樂曲的五線譜記譜法，“預制鋼琴”的記譜法要復雜得多，需要結合文字、圖形和五線譜，才能完整的記錄下樂譜的演奏順序和方法，又由于“預制鋼琴”作品需要進行物品填充，那就必須在作品本身的樂譜之外再提供一張物品使用表，詳細寫明作品所需的填充物品種類、規(guī)格以及填充位置等等，一場“預制鋼琴”音樂會的表演，往往要在音樂會開始之前，花上五六個小時的時間對樂器進行填充?？梢?，找出合適的路徑，科學的簡化“預制鋼琴”作品的樂譜是一項十分重要的研究，不僅有利于作品的創(chuàng)作，有助于節(jié)省時間成本，更是對于樂譜的保存和作品的傳播起著重要作用。

（二）實驗要求

1.實驗人員需具備一定的音樂素養(yǎng)，有音樂專業(yè)的學習經歷

該實驗要求實驗人員必須具備一定的樂理知識儲備，有視唱練耳方面的專業(yè)訓練經歷，熟悉三角鋼琴構造并熟練掌握五線譜記譜法。

由于本實驗的內容和目標均與樂器產生的音色息息相關，所以實驗人員必須擁有良好的聲音辨別能力，對于音高、音準、音色等方面具有準確的判斷力。在此基礎上，需要對三角鋼琴的構造有所了解，對其發(fā)聲原理以及琴弦的狀態(tài)有一定的認知及觀察能力。又因為“預制鋼琴”樂譜一般由文字、圖形、五線譜組合而成，就要求實驗人員還必須熟練掌握五線譜記譜法，做到“三會”，即會讀譜、會寫譜、會打譜。

2.實驗人員需具備一定的實驗經驗，有基礎的寫作能力

該實驗需要收集大量的聲音材料，橫向和縱向的對不同材質不同規(guī)格的物品填充到鋼琴不同位置所形成的聲音進行全方位的比較和分析，再將得到的信息條理清晰、層次分明地進行歸納與總結，最后形成專業(yè)的實驗報告。所以實驗人員需具備一定的實驗經驗，了解實驗流程，知道信息收集和表格數據的制作方法，對于驗證型實驗，必須認真觀察實驗過程，做好記錄，對于設計型實驗，必須按要求設計實驗方案并完成實驗[4]。與此同時，實驗人員還要具有基礎的寫作能力，熟悉實驗報告的書寫格式，能夠將本實驗的全部內容與結論最終以實驗報告的形式呈現出來。

3.實驗人員需具備一定的溝通協作能力，有良好的團隊意識

該實驗的聲音分析與數據分類較為復雜，在實驗的進行過程中，需要對實驗人員進行分組，各自完成分配任務的同時，要能夠與其他小組的成員進行有效溝通，使該實驗能夠較為順利的開展，并井然有序地完成各流程間的交接工作，最大程度的防止實驗事故、數據錯誤、信息誤導等情況的發(fā)生。

二、實驗設計

“預制鋼琴”固定音色的實驗設計，實際上是一個聲音收集、分析與歸納的過程，對于實驗人員在音高、音色的辨別能力上有一定的針對性要求，需要實驗者經歷過良好的音樂理論學習和音樂技能訓練，具備固定音高的聽辨能力，并了解鋼琴與打擊樂器的音色特點。所以，實驗人員必須在音樂專業(yè)在校生與畢業(yè)生，或者音樂專業(yè)從業(yè)者中進行選擇。本實驗對于團隊協作性要求較高，零散拼湊的社會人士容易產生默契不足、溝通不暢、意見多變等問題，不利于實驗的整體推進，相比較而言，高校學生彼此之間更為熟悉，便于溝通，同時也更利于實驗進行過程中的人員管理，于是高校音樂專業(yè)在校學生成為最優(yōu)選。

根據國內高校音樂專業(yè)普遍使用的課程大綱，如樂理、視唱練耳之類的專業(yè)基礎課程，通常安排在學生進校的前兩年完成，幫助學生夯實基礎，為其它專業(yè)課程的學習服務。由此可見，修完前兩年專業(yè)課程的學生已基本具備了良好的聽音辨音能力，并積累了所需的音樂基礎理論知識，音樂素質與能力符合實驗要求。綜上所述，本實驗所需實驗人員以高校音樂專業(yè)大三大四學生為主體，適當考慮符合實驗要求的其他人員。

依據擬定的實驗目標，本實驗所需實驗人員人數原則上為10人，分成A、B、C三組。其中A組4人，負責聲音收集，對不同規(guī)格，不同形狀，但材質相同的物品填充在三角鋼琴不同音區(qū)，不同位置上時，彈奏鋼琴鍵盤所發(fā)出的聲音進行采集，共216組聲音數據，此項工作分四天完成。之后再交由B組的4位同學進行聲音數據的比較與分類，先縱向分析同種材質物品所采集到的聲音信息，再將篩選出來的數據按照物品種類進行橫向分析，分六天完成并匯總數據結果。最后由C組的2位同學根據實驗的整體過程以及數據的分析結果，形成最終的實驗報告。

實驗材料方面，所需的填充物品根據材質的不同分為四類，不銹鋼、橡膠、木頭、塑料，每種材質的物品又分成三種形狀，圓潤的（圓柱形）、方正的（正方形或長方形）、帶棱角的（三角形）。不同材質、不同形狀、不同規(guī)格的物品均要在三角鋼琴不同音區(qū)琴弦的不同位置上進行音色實驗，并用錄音設備對聲音同步采集。表1為數據收集參考項，表2為實驗設計表。

表1 實驗數據收集參考項

表2 實驗設計表

三、實驗操作

（一）實驗設備

1.三角鋼琴

鋼琴的品牌在市場上雖是五花八門，多種多樣，但類型一般可分為兩種，即立式鋼琴和三角鋼琴，兩者之間除了外形不同之外，更重要的是運動原理和聲音品質的區(qū)別。首先，三角鋼琴的琴鍵在被彈奏時，擊弦機敲擊琴弦后會自動回到原來位置，而立式鋼琴的擊弦裝置則是利用彈簧的力量使琴鍵返回原位，這就導致了兩者鍵盤的反應速度完全不同，三角鋼琴單鍵的連續(xù)打擊速度一般為每秒十四下，立式鋼琴則只有七下，相差一倍之多。第二，三角鋼琴由于是單獨定弦，比起使用弦枕的立式鋼琴而言，聲音雜質更少。第三，左踏板的作用原理不同。鋼琴的左踏板又叫“柔音踏板”，踩下后能夠使聲音變得柔和，音量減小，當三角鋼琴的左踏板被使用時，整個鍵盤會向右移動，此時，被敲擊的琴弦與共振的琴弦之間的振動相互抵消，達到“柔音”效果，而立式鋼琴的左踏板則是將琴槌的擊弦位置貼近琴弦，從而降低琴弦的振動幅度，使聲音變得柔和。所以，三角鋼琴與立式鋼琴的“柔音”質量是有細微不同的。第四，三角鋼琴的中間踏板能夠起到延長單音的作用，也就是踩下中間踏板之后所彈的第一個音會被延長，直到松開踏板，但是立式鋼琴的中間踏板則是為了將聲音弱化，兩者的作用截然不同。第五，三角鋼琴的音板結構、音板面積、琴弦長度等方面全面優(yōu)于立式鋼琴，所以在音量、聲音層次以及音色豐富程度上都要強于立式鋼琴。綜上所述，為了達到最佳的實驗效果，鋼琴的選擇上必須是三角鋼琴，數量為一臺。

2.填充物品

“預制鋼琴”音色變化的關鍵就在于填充物品的選擇與使用上。在本實驗中，需要用到四種不同材質的填充物，分別為不銹鋼、橡膠、木頭和塑料，四種材質本身的彈性各不相同，插入琴弦之間，對琴弦震動幅度與頻率可能產生的影響也不相同，具有一定的代表性。另外，同一材質不同形狀的物體也有可能改變鋼琴音色，所以，每種材質的物體又要選取三種不同的形狀，分別為圓柱形、正方形和三角形，考慮到琴弦之間的距離，每種形狀的物品需準備大、小各一個。

3.錄音設備

本實驗需要大量采集聲音信息并進行對比分析，對采集到的聲音質量及還原度有很高的要求，若聲音失真或雜音較多，會直接影響分析結果，所以必須準備專業(yè)的話筒、支架、聲卡、監(jiān)聽音箱和電腦等設備。

（二）實驗場地

三角鋼琴一般體型較大，寬度在1.5米左右，長度約在1.55米至2.75米之間不等（具體要看選擇的三角鋼琴品牌與型號），足夠的擺放空間是實驗進行的首要條件。在完整的實驗過程中，由于需要大量收集聲音信息，就要求周圍環(huán)境盡可能的保持安靜，若將實驗安排在室外進行，嘈雜的聲音會嚴重影響到實驗數據的準確性，所以本實驗必須安排在無嘈雜聲的室內進行，實驗場地以專業(yè)的音樂廳為最佳，音樂學校的小演奏廳或報告廳，以及空間較大的琴房也可以作為備選。

（三）實驗步驟

1.實驗準備階段

為確保本實驗的順利進行，必須事先做好充分準備，并對可能遇到的困難有一個全面的評估，提前設計好解決方案。首先是設備與材料的準備工作，三角鋼琴需選擇生產時間距今較短，聲音品質較好的品牌鋼琴，以Yamaha、Kawai中高端型號三角鋼琴為最佳選擇，也可根據實際情況，選擇其它達到實驗標準的三角鋼琴。填充物品的采購與制作需要精細的準備，事先對三角鋼琴內部琴弦之間的距離進行測量，根據測量數據決定填充物的體積，對物品的長、寬、高要有精確的把握，以免出現琴弦繃斷或無法卡住琴弦等不必要的麻煩。錄音設備的選擇須有專業(yè)化的標準，實驗前進行充分的調研，與專業(yè)錄音師溝通，選擇最佳的實驗錄音設備。其次，要與所有參與本實驗的人員進行有效溝通，明確實驗目標與實驗要求，使每個人在實驗開始之前梳理清楚自己的責任分工，對實驗步驟有清晰的了解，并對可能出現的困難做好相應的準備。

2.實驗操作階段

具體的實驗操作可以分為三大步。首先是采集聲音信息，對不同材質、不同形狀、不同大小、不同位置下“預制鋼琴”演奏出的聲音進行錄音收集，記錄基礎數據。第二步，縱向深入的分析探究同一材質填充物在不同情況下使鋼琴產生的音色變化特征，并將研究數據進行排列與整理。第三步，在前期研究的基礎上，橫向比較和歸納不同材質物品填充后，鋼琴音色的變化特征，并根據音色的相似程度進行分類。

3.實驗總結階段

實驗操作結束后，進入總結階段，需要實驗人員認真整理實驗記錄，統計實驗數據，總結實驗經驗，完成實驗報告[5]。其中，實驗記錄需保留完整的過程性材料，并將零散的文字信息、數字信息、操作信息進行整理并存檔。實驗數據的統計過程需要經過三個步驟，即數據統計、數據整理、數據校對，對于數據的細節(jié)與準確性必須嚴格把關，制成的表格需科學、合理、具有邏輯性，能夠清晰的呈現出實驗的整體思路以及數據結果。對于實驗過程中面臨的疑惑和遭遇的困難要及時總結，找出其中原由，分析解決方案，與實驗準備階段所設想的可能遇到的問題進行對比，重點挑出事先沒有預料到的問題，以及事先準備好了解決方案卻無法生效的情況，逐條記錄并附上解決方法的文字分析，避免將來遭遇同樣的問題或者在遇到相同問題時能夠提供解決方法和理論依據。另一方面，也需對實驗的成功心得進行總結，尤其針對實驗過程中的關鍵點，分析成功原由，形成文字結論，為日后的實驗項目積累經驗。最后一步，將完整的實驗思路、實驗準備、實驗過程、實驗結論等內容進行詳細的梳理，最終形成一份準確而規(guī)范的實驗報告。

四、結語

“預制鋼琴”屬于美國實驗音樂作曲家約翰·凱奇的一項發(fā)明，但是由于改變了鋼琴原本的音色，并且對表演者的演奏技巧方面沒有太多挑戰(zhàn)，加上演奏前復雜的準備工作，所以自凱奇之后，“預制鋼琴”作品的創(chuàng)作與表演并不多見。本文對“預制鋼琴”固定音色實驗的目標與要求、實驗設計、實驗操作等方面進行了綜合性的闡述，使得“預制鋼琴”的音色效果不再難以掌控，在未來創(chuàng)作“預制鋼琴”作品的時候能夠根據需要的音色“對癥下藥”，同時也能夠簡化記譜，節(jié)省演出前的準備時間。