彻底揭秘洞箫开裂内幕

你的箫会裂吗？天晓得。在决定裂与不裂的众多因素中，湿度平衡是最主要的。如果一段竹子的湿度分布太失衡的话，它就会开裂。有的竹子就算高温烘烤也不裂，有的竹子吹个小风就裂得不成样子。这取决于竹质的硬度和水分渗透竹材的速度。竹子生长需要硅，硅含量不同造成各类竹子的硬度大不相同。

尽管有人不习惯称竹材为“木”材，其实在很大程度上，它们非常类似。二者受热后都会弯曲，都易吸水，具有类似的细胞结构，都含有木质素，都会开裂，等等。从工程学角度看，两种材料是类似的。恐怕竹与木之间的差别，甚至比不同木材之间的差别还要小些。竹子与树木尽管在物理结构上显著不同，但它们的组成材料却真的很相似。

竹子有几分似人。幼竹愚笨而健康，老竹聪明而羸弱。竹子从衰老到死亡大概经过五到八年时间——1竹年等于12人年。在竹子成长过程中，其水容量会逐渐减少，竹壁变结实，许多糖分都转换为淀粉。……生于贫瘠土壤，寒凉天气的竹子可能对制箫更有利。逆境出好竹，也出好箫……

教你做一个简单纯天然的“开裂表”

假设现在的任务是让一支箫开裂，你会怎么做？

让我们从基本事实讲起：在木材中增加水分会使其膨胀，从木材中减少水分会使其收缩。考虑以下两个例子：一支实心的木棍和一支空心的木管。对实心的木棍来说，水分只能从其外表面逃逸，故其外表面的收缩率总是比内表面要高；对空心的木管来说，水分于内表面和外表面同时散失，如果管壁非常薄，内外表面积几乎相同，收缩的程度也就几乎相同。所以，实心木棍会开裂，而空心木管则不会。

实心的开裂而空心的不开裂。在实心的木棍上，干燥（收缩）过程非常不均衡，而在空心的木管中，内外壁的收缩程度几乎相等。所以规律是：产生开裂的诱因并非干燥，而是不均衡的收缩（或扩张）。理解了这条简单规律之后，绝大多数开裂问题就都能被避免。如果组成箫身的竹（木）材以统一的速度释放（或吸收）水分，箫就不会开裂。

想让一把箫开裂吗？

保证水分释放或吸收不均衡，就能让箫开裂。如何保证？只要让内壁有个阻水层（大漆及类似物），而同时让外壁的阻水层消失或渐弱，然后把箫放到热烤箱里就行了。水汽会迅速地从外表面散失而在内部保持着。外管周长收缩而内管周长不会。假设竹管的内径是20毫米而外径是32毫米，那么内周长大约是63毫米而外周长约100毫米。如果外周长收缩1%而内周长保持不变，就会产生1毫米的裂纹。这就是开裂的源头——不是大家通常所说的干燥，而是“不均衡的干燥”导致的。

让两个表面（内表面和外表面）拥有类似的透水性。更胜一筹的办法，是在内外表面各创造一个强力阻水层。用这个办法，箫的失水很慢，收缩也很慢，所以内外失水是均衡的。对付开裂的最佳方法不是去买加湿的东西，小题大做，忧心忡忡，而是给箫的外表面增加一个很好的阻水层，同时确保内表面或者上了大漆，或者与外表面采用了一致的阻水手段。这么做之后，就可以把箫拿到任何地方去而无须担心开裂。不论是带箫进入水汽烘烘的浴室，还是夏日的撒哈拉沙漠，内外表面散失水分的速度都很慢，故而不存在失衡的膨胀或收缩。你也无须再担心冬季的干冷空气，或其他任何让人时刻忧虑竹材湿度的糟心事儿了。只要含水率（不论大小）在竹材通体保持均衡，它就会很稳定。

比起试图在箫材上维持一个特定含水率的做法，控制水分渗透率的方法简直好太多了。不要去尝试控制含水率，而是随之起舞，但要在可控的变化率之下——非常缓慢，就好了。换句话说，不用担心箫变干燥，而是要防止箫身含水率变得不均衡——而那就是箫开裂之时。

目标并非一个特定的含水率，而是均衡的含水率。

关于防裂的关键就是给箫身增加一个合适的阻水层。在以后的篇章里我们会谈到怎么做到。

在北半球温带地区，室内未加工木材的含水率随季节变化在14%到4%波动。上了大漆或清漆木材的含水率则波动很小：7-9%。

认为竹（木）材的含水率与空气的相对湿度相同是错误的。竹（木）材从来都是吸湿材料，对空气中的水汽变化非常敏感。当相对湿度下降时，它们会丢失水分，反之亦然。在给定的相对湿度水平下，竹（木）材将持续散失或吸收水分，直到达到特定的平衡点为止。在这种水分交换平衡建立之时，竹（木）材的含水率叫做均衡含水率。

在相对湿度75%的房间里，竹（木）材的均衡含水率大概是14%。在相对湿度30%的环境则是6%左右，如下图所示。

科学展览会项目

我们来做些初中科学展览会应景的实验。竹子的整体结构中富含用来传输水分/汁液的导管。很大程度上，所传输的汁液是糖水，其中的糖多半是葡萄糖（C6 H12 O6），说来有趣，纤维素就是葡萄糖去掉一个水分子（C6 H10 O5）。

实验一：导管演示

切几段2英寸（50.8毫米）的竹管

在纸杯里注入0.5英寸（12.7毫米）的水

在另一个纸杯里注入0.5英寸的酒精

在每个纸杯里放一段竹管

仔细观察，几秒钟后酒精就会渗出竹管顶部。而水则需要好几分钟——如果真的能渗出去的话。

这是为什么？水比酒精的粘度大，更重要的是，细胞中的蛋白会发生水合作用而膨胀，进而阻塞了导管。

鸡蛋里的蛋清就是一种蛋白。蛋白受热会变硬，就像炸鸡蛋时候看到的那样。包括竹子在内的所有生物细胞中都含有蛋白。蛋白水合后会变成类凝胶状（鸡蛋，回顾一下）而在干燥时则会收缩。

让竹管在各自的纸杯里面待上30-60分钟，拿出竹管进行检测。水杯的竹管发生了膨胀，而酒精杯的竹管没有。

水杯的竹管，其表皮发生了吸收作用，而酒精杯的没有——且永远也不会。酒精杯的竹管上端几乎会马上变湿，而纸杯的竹管或许在一个小时之后都不会。

实验二：以水/酒精作为填充剂的体验

切几段0.5英寸（12.7毫米）长的竹管。用刀或凿子在竹管截面圆周的任意一点直直劈下去，让竹管裂开。缝隙的尺寸表明了竹管在未被劈开之前所蓄积应力的大小。就此，可以从竹材的一端锯下一小段并劈开，这一小段竹管可以作为原竹材内部应力——也就是易裂度——的实时指示器来用。

在一个纸杯中注入0.75英寸（19.05毫米）的水

另一个纸杯中注入0.75英寸的酒精，把两段劈开的竹管分别放进纸杯里 

多说一句：注意竹管放下去时浸入水面的比例，这个比例就是竹子的比重。枫木的比重是0.54，橡木0.66，胡桃木0.55，山核桃木0.74。明白了吧？与直觉相反，比起木材来说竹材是一种很致密的材料。记得把竹管摆成垂直的样子，以获取更准确的读数。 

从对竹管缝隙变化情况的观察，我们可对材料内部的变化情况有很好的实时了解。水杯里的竹管会膨胀，其裂缝大约会在30-60分钟后开始闭合，数小时后完全闭合。酒精杯里的竹管则变化很小，裂缝也不会闭合。

愿意的话，可以用不同的溶剂（丙酮，松香水，油，等等）来重复这个实验。这些溶剂的实验结果与酒精大略相同。

结论是：水会充盈在细胞中而其他溶剂不会，且只要“开裂表”上存在缝隙，竹材开裂的风险也就存在。

现在把竹管从溶剂中取出，在干燥过程中观察竹管上的缝隙的变化。单这一个个实验，即可从一般意义上透露出有关开裂的大量信息，显示了任何特定竹材开裂的倾向与竹材的细胞结构。

我们该做的，是通过一定的处理，让“开裂表”上的缝隙闭合并保持闭合。一旦做到了这一点，竹材的开裂倾向将彻底归零。

竹材开裂表

缝隙法（如上所述）很有教益，但不止于此，这东西还能成为保养箫的一种工具。

如果制箫者能从制箫原始竹材的上端（细的一端）锯下一小段，并对这段竹管施以与箫管完全相同的内外壁处理工艺（上漆、上油等等），它就能成为箫管内部受力的实时指示器。从箫管所用竹材上锯下的这个“开裂表”，与箫管的竹材具备形态学上的一致性——从而保证了对所遇条件、水分、湿度反应的完全一致。把这个“开裂表”跟你的箫放在一起，以便让它准确反映出箫管当下所处的条件和应力。

如果制箫者不想让你知道箫的受力情况，这个“开裂表”就不会有了。不过，你仍然可以用其他竹子制作自己的“开裂表”。虽然不是从箫管的原始竹材上锯下来的，这个开裂表依然能够反映当下的湿度条件——瞥一眼上面缝隙的大小，马上就能知道自己的箫正在面对怎样的外在条件。缝隙越大开裂应力越大，缝隙越小开裂应力越小。

也许你从不知道，竹制洞箫终其一生都在面临着开裂的压力。这压力起起落落，从未真正止息。你的箫会开裂吗？开裂表也许是最好的指示器。

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