明理学箫，进步加速
（一）
把箫学好有哪些必要条件？最起码的：
1. 一定的天赋：要承认，乐器面前并非人人平等……
2. 强烈的兴趣：兴趣是最好的老师……
3. 理解一定的原理：乐理，绕不过去；乐器发声和操控原理，明理学箫，进步加速……
4. 持续的训练：说一千道一万，不练，都是白搭……
5. ……
今天的内容是针对第3点的。
本文译自音乐声学大师Neville H. Fletcher的论文《Some acoustics principles of flute technique》（原文下载地址：
https://newt.phys.unsw.edu.au/music/people/publications/Fletcher1974b.pdf ）。在这篇论文中，Fletcher 对长笛发声的操控原理进行了全面系统的论述，他在文中提到：“……通过对努力求索的演奏效果背后的原理进行理解，我们也许能让这种求索过程变得更容易些。我不能说这种办法应取代传统的教学法，但可作为常用直觉化教学法的有益补充而存在。”虽然Fletcher这里说的是长笛，但其绝大部分论述同样适用于箫，对习箫者有着很好的参考价值。
明理学箫，进步加速——这也是笔者推荐、翻译和分享本文的初衷所在。
原标题：长笛技术的一组声学原理
长笛是非常个性化的乐器，很大程度上，对应演奏者唇部喷气柱（air jet）击打吹孔边缘的独特方式，各人所发的声音都会不同。有些演奏者相对轻松地掌握了不错的唇部技术，剩下的人则不断为此挣扎，有时，连老师也会难于确切解释，究竟该怎样改善这一情形。就算是更高阶的演奏者，在获取音色的灵活性与细微差异时，也经常存在问题，同时，专业长笛演奏者个体之间声音的多样性，也证明了解决该问题方案的多样性。
音乐之声的美和个性，大部分体现于其起始和生发的方式，及持续过程中震音带来的波动。确实，在拿掉了起音瞬态过程特征后，很多乐器声几乎无法识别——试试倒着播放磁带，你就明白了！尽管稳定音的质量极为重要，如果基本的稳定音未能被很好地奏出并控制，就不会有美丽的声音。
近些年来，虽说还有很多问题没能最终解决，控制管乐器，尤其是笛类乐器发声的声学原理知识，已非常大幅度地增加了。我们目前对长笛声学的理解，应极大地归功于John Coltman，其细节参考文献可以在注释中找到（根宁注：参考文献见英文原稿脚注，本文一律从略。），以及John Backus最近的一本书。
本文的目的在于，通过对Coltman博士论文中未提及的，长笛演奏技术的几个方面进行讨论，展示出，通过对努力求索的演奏效果背后的原理进行理解，我们也许能让这种求索过程变得更容易些。我不能说这种办法应取代传统的教学法，但可作为常用直觉化教学法的有益补充而存在。
基本声学问题
将喷气柱导向吹口，能在两端有效打开的圆柱形长笛管体中激发驻波，这些已足够熟悉，而不需要过细的讨论。管子中可能的振动模式组成了一个近似的谐音列，我们可以自己动手来探索一下，用低C（C4）的指法，通过恰当地吹奏，不仅能奏出C4，还能奏出C5，G5，C6，E6，G6，也许甚至还能发一个接近Bb6的音（根宁注：这大致相当于F调箫全按指法的谐音列）。具体发哪个音取决于嘴唇位置和吹气压力。从任何一个基音都能发出类似的音列，不过随着抬起手指以升高音阶，我们能发出的谐音个数会渐次变少。
显然，长笛技术中最重要基本技巧之一，就是学会控制奏出谐音列中某个具体的音。然而，我们必须认识到，无论哪个音被奏出，该音的所有高阶谐音都会以某种程度被激发。由于这些谐音的相对强度决定了所发声音的音色，在特定程度内能对其进行控制是非常重要的。
在音质之外，演奏者必须学会轻微地改变音高（以便与其他乐器合调），还必须能控制声音的响度。让事情进一步变复杂的是，演奏者还应相互独立地控制这些变量，这几乎是个不可能完成的任务。
对有经验的演奏者来说，所有这些调整都是直觉式的，其对必要肌肉调整的思虑程度，与保持跑步走路平衡所须的思虑程度相差无几。但对于初学者，甚至是遇到新的技术或表达困难的，有经验的演奏者来说，理解那些让这些变量得以控制的物理原理，常会是很大的帮助。
这些问题，及其实践性的解决方案，当然已经被笛子演奏者（和著者们）讨论了数百年之久。Hotteterre于1700年左右，Quantz 于1752年，以及Boehm 于1871年，都为此课题进行过写作，他们的书籍全都值得现代长笛演奏者关注。Quantz的书是演绎巴洛克音乐不可或缺的一部文献，但他对口法和发音的论述同样极为有益。长笛的现代教法同样对唇部技术和如何吹奏给予重视，但所有这些，都是从实践而非理论视角所做的努力。
这些作家中的绝大多数，指出了适当控制笛音合理且类似的方向，但他们各自强调的重点不同。这里，我们将对一组有代表性的长笛演奏者进行实测，并对他们所用方法背后的物理原由进行探究。
未完待续……
（二）
八度选择
长笛上演奏高音的一般教法——或给定指法下选奏某一高阶谐音的方法，是向前推嘴唇，并稍稍更加用力地吹奏。Quantz坚持认为，改变嘴唇位置是首要动作，而不同意其同时代Vaucanson 和 Corrette的观点，后者主张在超吹时“让气息加倍”。Coltman曾讨论过超吹过程牵涉到的声学原理。简单说是如下过程。由演奏者唇部吹出的喷气柱，如未受干扰，将击中长笛吹孔锐利边棱的中间部位。但如果喷气柱向外偏转，管中压力就会减小。然而，喷气柱的动向，会受到管中声波振动的控制——后者驱使管中气柱往复地流入和流出吹孔，从而让喷气柱往复偏转。于是，喷气柱和管子之间会产生一个紧耦合，而且，如果诸条件都能调节得当，喷气柱会向管中气柱提供能量，而笛子则会奏响。
这种调节的关键，是喷气柱受到偏转后穿越吹口并与边棱互动，所耗费的时间。该穿越时间明显取决于所行的距离（喷气柱长度）和喷气柱的速度，后者转而取决于吹气压力。测量与计算显示，在该时间恰好约为管子音振动周期的一半时（例如，演奏A4 = 440 Hz时，约为1/880秒），吹奏的效率是最高的。如果该时间偏离上述值太远，则基音就不会奏响。特别地，如果喷气柱长度缩短，或吹气压力增加，以至于让该时间减半，则高八度音将被奏响。
事实上，这种调节过程里有合理的灵活性，在所奏音符停止发音或超吹到高八度之前，喷气柱长度和吹气压力都能在很大程度上被改变。另外，为了进行超吹，演奏者明显有两个选项，或者向前推嘴唇，让喷气柱长度减半，或者让吹气压力提高四倍（因喷气柱的速度与吹气压力的平方根成正比）。演奏者实际怎样（或应怎样）做呢？
在回答这个问题之前，我们应当指出，上面的概述是过于简化的理论，而实际情况与这些简单的线性关系并不完全相符。例如，如果喷气柱长度太长，就几乎不可能通过施加额外压力让穿越时间有效缩短，来引发超吹，这很可能是喷气柱太宽造成的。然而，怀揣着有所保留之心，这些理论依然不失为一种很有用的指导。
在普通演奏中，长笛演奏者很可能会期待着，能以相当一致的响度和音色，来演奏每个音与其八度音，当然，要合调。如果演奏者让唇部不动，并简单地用大得多的力气去吹，则高八度音会太响，因为此时喷气柱所携带的能量增加了很多，且音很可能偏高，其原因我们很快会谈到。演奏者可通过缩小风门来修正响度，但这样做可能依然存在音准问题。相反地，如果演奏者只是简单地向前推嘴唇（根宁注：吹气压力不变），则长笛三个八度的音域对喷气柱长度的调节需求，将达到八倍之多。这意味着吹口遮盖程度的大幅变化，以及相当程度的音准，响度和音色问题。
我为一组专业笛手及高阶爱好者所做的实测表明，在其实际所采用的方法中，有着令人瞩目的一致性。该方法是上述三种可能调节手段的一种组合。因而，要得到当前所奏音的超吹音，吹气压力将加倍，通过向前推嘴唇，让喷气柱长度约缩短到之前的0.8倍，而风门的面积则缩小约30%。
放下风门面积问题暂时不谈，我们看到，这些测量结果几乎精确地与理论相一致。吹气压力加倍给穿越时间带来0.7倍的缩减，加上喷气柱长度缩短带来的0.8倍缩减，则实际穿越时间降为原先的0.56倍（根宁注：0.7×0.8=0.56），与其原始值的一半非常接近。
图1展示了嘴唇位置的一系列照片（根宁注：可惜该照片较为模糊……），而图2和3展示了所测的吹气压力和喷气柱距离。单个长笛演奏者的压力曲线，通常落在图中中央部位的黑影区中，但有几个演奏者在强奏时一贯地使用高压力，而在弱奏时一贯地使用低压力，总体变化则限于总的灰影区。在以这种方式演奏时，不同强弱力度范围的两端之间有着明显的音色差异。不同演奏者之间喷气柱长度曲线只有很少的变化。
还有另外两个值得一谈的观察结果。第一个是喷气柱撞击吹口边棱的角度，第二个是风门开合程度随音高的变化。在图1中的一系列照片中我们可以看到，喷气柱被向下导向边棱，与水平线呈25°到40°的夹角，低音区的夹角更浅。绝大多数演奏者强奏比弱奏时角度更浅，但这某种程度上取决于嘴唇的形状。
风门开口变化的主要原因，在于使高吹气压力下的高音不会比低音显得太大声。在所有情况下，风门开口接近于宽高比约15的椭圆形。其尺寸的代表性变化如图4所示。笛音某些个性化特征，似乎是由风门开口的确切形状与牙齿的位置决定的。因此，我们仅应视这些曲线为一种方向的指引，而不是盲目地试着重现这些效果。
（三）
音准控制
名义上，长笛是被制作用于演奏完美等程音阶（根宁注：指十二平均律）的，当做到这一点时，可以说演奏是“合调”了。但事实上，弦乐演奏者倾向于以毕达哥拉斯律（根宁注：即五度相生律）演奏，这既非纯律亦非等程律，钢琴则有着伸长了的八度，于是任何形式的合奏行为，总是伴随着持续进行的音准调整，以获取满意的音乐性结果。
John Coltman勾勒的理论与实验向我们展示出，如果长笛演奏者简单地更用力吹，而不作其他任何调整的话，所奏的音会升高。造成该现象的本质原因是，喷气柱气流振动到达边棱的时机被持续地提前了一点点，从而有效地“加急”了管子的振动。如果是把嘴唇往前推，以缩短喷气柱长度，我们会期待，相应的“加急”效应同样将导致音的升高，实际上却常发现效果恰相反——音变低了。取决于前伸动作的确切幅度，突出的唇部会更多地遮盖吹口，从而导致音变低，正是这一点，抵消并胜过了缩短喷气柱让音变高的效应。
让音变低的常见教法（把长笛向里转，吹得更向下，或降低下巴），或让音变高的常见教法（把长笛向外转，吹得更平，或抬高下巴），很可能是通过变化吹口遮盖程度来达到所需效果的。如果长笛放在唇部的位置同时被改变，或者说不同的演奏者情形不同，则产生的效果不仅影响音高，也将影响音色。
音量控制
在改变长笛响度的同时不改变所发声音的音色，是不可能的。这也许不是坏处，但至少在某种程度上，应处于演奏者的控制之下。只是简单改变音量的话，应尽可能地让音色变化最小。
为了改变长笛演奏的响度，必须改变喷气柱所传递能量的大小，这意味着整体气流的改变。这种改变，要么通过改变吹气压力，同时做出适当的唇部调整以保持音准来实现，要么通过调整风门开口大小以改变喷气柱的截面积来实现。
实测表明，当演奏者试图维持一个强奏或弱奏音的音质不变时，会使用恒定的吹气压力并改变风门开口大小。图1有一组明显的照片展示了这一点，图4则描绘了风门开口变化的一般范围。
需注意的一个有趣情况是，从来没有（好的长笛演奏者在演奏清晰音色时）让风门开口宽度大幅超出吹口（约14毫米）的情形出现，也没有让风门上下高度超过约1.3毫米的。显然，超出吹口宽度的风门会浪费气息，还可能产生讨厌的气声。然而，我们也许会指望着，厚度超过1.3毫米的喷气柱能携带更多能量，从而比1.3毫米的喷气柱发出更响的声音。事实上，更大风门高度与更厚的喷气柱只能发出呆滞的中强（mf）声，且毫无亮度。其中原因是，厚的喷气柱对管子振动的响应性更差，从而发出了一个泛音列贫弱的音。
当然，减小吹气压力还能进一步让响度降低，但这更可能对高阶泛音而不是基音产生影响。故而，把这一点看做是音色控制手段会更有用。
音色控制
最后要讨论的长笛技术，是音质或者说音色。一般来说，长笛音色取决于其设计，尤其是管径。例如，同样的D5，在标准长笛、中音长笛和短笛上发出的声音有极大的不同。即使是给定强弱力度的特定音符，还是有大量很微妙的变化可言。这里我们把震音放一放，先考虑平直音。
决定声音质量的首要因素是其中谐音列的相对强度。一般认为长笛所含的谐音列有限，因而是相对“纯净”的声音，但近50年来，也许长笛演奏的状况已大幅改变，抑或分析技术得到了提高，这一认知已经过时了。对标准低音区“饱满”长笛发音的分析，展示出其相对弱的基音，和直至第十级可观强度的谐音。在强奏C4时，事实上，第二，第三，第四和第五谐音都比基音更强。高音区的情况不同。在中间八度，基音最强，直到第六谐音都值得关注，而到了顶八度则基音无疑占优，到第三谐音值得关注。
理论分析与可调节的管风琴实验皆表明，对给定直径的管子，在喷气柱的穿越时间短于之前讨论过的半周期值时，薄而具有锋利边界的喷气柱长度有利于谐音的发出。管子发音更强，也将有利于谐音的发出。
在长笛的场景下，这意味着要发出谐音丰富的音，应采用长而窄的椭圆风门，而不是宽而等距的椭圆风门。应使用让嘴唇稍微前伸的风门来缩短喷气柱的长度，并使用更高的吹气压力，但后两种调节手段应避免引发超吹。相反地，使用较长的喷气柱长度，更圆的风门以及更低的吹气压力将减少谐音的发出。
这些变量中有一部分在不同演奏者之间差异很大，这也是长笛音色个性化差异的根源之一。对特定的演奏者来说，吹气压力，风门形状，以及在更小程度上，喷气柱长度等因素提供了可能的主要调节手段。伸展嘴唇让风门的椭圆开口变窄，并轻微增加吹气压力，将产生更紧绷的声音，而放松的风门，并使用更轻的吹气压力，则产生更轻快安静的声音。当然，这些调整手段都有被做过了的可能，风门过圆、压力过弱会让音色晦暗，风门过窄、压力过大则让音色刺耳。在限度之内，音色有着相当多级别的可调整梯度。
音色中另一个应被控制的因素是气声或风噪的量。音头中的气声或风噪，是笛声中不可或缺的一部分，也最为明显。然而，在音符的稳定部分，我们希望气声或风噪越低越好。因为其中未触及吹口边沿的离散气息，过薄的喷气柱更倾向于产生风噪。故一般来说，我们应争取让风门形状正常而宽度比吹口窄。同样，此处应有大量的个性化余地，而不应追求过度统一。
震音
严格说震音并非稳定音的一部分，但因其有用，在此简单讨论一下。一个普通震音实际上包含三种声音变化——音高的微小变化，响度的变化，以及谐音量的变化。对弦乐器来说，音高变化是震音的主要特性；但对管乐器来说该特性没那么重要，而响度和谐音量的变化占据主导。
实测表明，在典型的震音过程中，口腔中的吹气压力大概会有上下20%的波动。声压级的典型波动约为2倍左右，而更加重要的是音色波动。虽然基音振幅的变化只有20%左右，而第三，第四和第五谐音的振幅，其强度都与基音一样或比基音更强，其跟随震音的变化程度可达到6倍之多。与之对比，相伴随的音高变化则很小。因此我们应把长笛震音首先定性为一种音色震音，而非音高震音或响度震音（见图5）。
结论
本文讨论了一些影响长笛发音的基本因素。不过，我所未触及的，是去讨论调节这些因素的最佳肌肉控制过程，而这一点，对长笛演奏者来说，实际上有着更高的重要性。
在进行口法控制时，我们认为自己在做什么，与我们实际达成的效果，似乎常有明显的差异。除非我们想对所有的学生施以统一的教法，这本身似乎无关紧要。然而，我希望，对我们尝试所做之事有或多或少更深刻的理解，会让我们所有人受益。■
学箫请看 → 根宁说箫视频教程1-60期
