二胡美妙泛音的由来

相信大家对声音与乐音的产生多少有了一些基本的认识，在本篇专栏中，让我们再用物理学的角度来认识这美妙泛音的由来 泛音，英文称为Harmonics，在弦乐的演奏技巧上最常用到的人工泛音为Touch fourth。『一跃两个八度音程，音脆如笛声，细腻得让人有一种不稳定的平衡感?』没错，这就是泛音〔Harmonics〕。在上一篇专栏中，相信大家对声音与乐音的产生多少有了一些基本的认识，在本篇专栏中，让我们再用物理学的角度来认识这美妙泛音的由来。
弦体的波动由於泛音这一项技巧较常被运用於弦乐上，上一篇专栏中所提及的弦波频率〔或空气分子振动频率〕正巧与此波长成反比关系，也就是说，弦波波长越短，空气分子的振动频率就越高，发出的音也越高。
在弦乐器中，音符的高低源自於频率的改变，而改变频率的方法正是利用手指压弦来改变弦波波长。让我们来看看图二(a)，在弦乐器中，所有弦的两端都被固定於琴身上，此时若以手拨动琴弦，其产生的弦波波长正好相当於弦长的两倍，即 2L 。若手指将弦紧压於图二(b)的 C 处，并於 C 至 B 处拨弦，此时允许振动的弦长变为 S ，弦波波长变为 2S ，则乐器所发出的声音频率就因此改变。这正是在拨弦乐器与拉弦乐器中改变音符高低的主要方法〔即用手指改变弦波波长〕。至於击弦乐器，乃是由许多长短粗细不一的弦所构成，而一条弦只对应於一个音。有关拨弦、拉弦与击弦乐器的差异,我们会在将来的专栏中一一介绍。 什么是泛音接下来，让我们由演奏层面来认识一下泛音。所谓的泛音，就是在琴弦振动并发出某一音的同时以另一手指『轻触』於同一条弦上高五个半音的位置〔注：十二平均律中相邻的两个音即为半音〕，如原音为 A ，则另一手指必需轻触於同一弦上 D 的为置。此时所发出的音将比原先的音高出两个八度。正因触弦的位置间隔四个半音，所以又被称为Touch fourth。
泛音又被分为两种，凡原音是来自於空弦〔Open string〕的振动〔所谓空弦就是指琴弦本身〕，则由此产生的泛音称为自然泛音〔Natural Harmonics〕。如果原音是来自以手指控制的弦体振动，则由此产生的泛音称为人工泛音〔Artificial Harmonics〕。不过，基本上它们背後的物理原理是一样的。