互动科普

大鸣大放的乐器

    管风琴是世界上最大、最强有力的乐器。然而，究竟是发出雷鸣般的轰鸣声还是保持死一般的寂静，期间的差别仅取决于一根细长的木条。

自从在公元前250前后首次出现以来，管风琴一直基于相同的简单物理学原理。来自储气箱的气流向上流经用皮革包覆的木质调节瓣，到达长度不同的音管中，产生振动以发出不同的音调。2000多年以来，一直是由人（通常是来自教堂信徒中的小男孩）用手或脚鼓动风箱来提供空气，直到后来电机和压气机取代了这种方式。

在19世纪后期，当管风琴演奏者按下琴键时，一连串称作木连杆的木制连杆机构便会拉开调节瓣，让空气流进指定的音管中。然而，由于听众希望听到老子更庞大的机械装置发出的更丰富多样的声音，来为更大的教堂和市政大厅增色，风琴需要更大的气压，演奏者必须更用力按下琴键，以便克服压力来开启调节瓣。设计师最终采用新发明的电来解决这个问题：只需轻轻地按下琴键，便会接通电路，利用电磁铁或电磁线圈来直接操纵调节瓣。

如今，采用这两种运作方式的管风琴都还在生产。“它们发出的声音有所不同，”位于加拿大魁北克省St. Hyacinthe，创建于1879年的老牌风琴制造商Casavant Freres公司的副总裁Stanley Scheer说道。每种设计的音质都各有特色，也各有引人入胜之处。

一台具有两套键盘和脚踏板，约16枚音栓（不同音调）的中型教堂管风琴大约有1200根音管，售价约为20万美元，需要两年时间来手工制造。管风琴在工厂里完整地组装并测试，然后再拆散并运送到最终演奏的地方。在那里，成千上万的零件和调节瓣或调音弦被重新组装成一个错综复杂的迷宫样机构，这通常要花数周的时间，每支音管都要经过调音（依据室内的声学特性来调节音响效果）。“每一台管风琴都是一个工程杰作，”Scheer说。而且每当一台管风琴首次公开演奏时，他补充道：“我们都会对发出的乐声赞叹不已。”

——Mark Fischetti

柯江华/译

赵庚新/校