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科技讯】7月6日消息，声学专家一直不解班卓琴独特的金属音质，而最近一名理论物理学家揭示了真相。
班卓琴属于弦乐器，由于其独特的金属音质，常出现在乡村，民谣和蓝草音乐中。外行来讲，对这种乐器最深的印象应该是来自《激流四勇士》中的斗琴片段，充分展示了吉他和班卓琴的音质差别。
尽管设计简洁，金属音质也容易再现，但声学专家们长期以来都不解这种乐器产生独特音效的机制，其音效为何与其它弦乐器差别如此之大，比如吉他。
如今，诺贝尔奖得主，理论物理学家 ">David Politzer 利用业余时间揭开了这个谜团。他称，班卓琴之所以能产生独特的音调，是由于弹奏时其琴弦收缩的方式与众不同。他还用声音编辑软件 Audacity 演示了这一发现。
首先，让我们来了解下有关班卓琴的背景知识。班卓琴由一个音鼓和琴颈组成，琴弦一段固定在琴颈的末端，另一端穿过音鼓固定在鼓面上，固定琴弦的琴桥位于鼓面上。像大多数弦乐器一样，琴弦两端都牢牢固定。但不同的是，弹奏时，音鼓随最低音符共鸣，上面的琴桥也会上下振动。Politzer 表示，琴桥的振动就是班卓琴产生独特音效的关键所在。所以，让我们再了解些有关调音的背景知识。
早在1973年，斯坦福人工智能实验室的 John Chowning 就指出，进行特定的音频调解，可以达到令人震惊的音效。其中一个办法就是调节琴弦的张力。比如，吉他手可以通过快速上下搓揉琴弦，制造颤音。Chowning 发现，如果频率增大，颤音就会消失，音调也会发生变化。他进一步发现，音频增加几十赫兹后就会出现这种现象。Politzer 表示，上述现象对班卓琴的发音机制相当重要。弹奏弦乐器时，琴弦的张力会随振动发生变化。不过，一般会被琴弦发出的声音抵消。
而对班卓琴而言，这个张力变化却不容忽视。Politzer 称，当琴弦被拨动时，张力会随琴弦振动变化。同时，音鼓会以高出几十赫兹的频率共鸣，共鸣产生的振动会让鼓面上的琴桥随之振动，这就又改变了琴弦的张力。所以，琴弦自然振动改变张力，以及琴桥随鼓面振动改变张力这两个因素同时存在。Politzer 说道“关键点就是，每根琴弦的张力都会随鼓面振动发生变化。”
正是振动频率的独特变化方式造就了班卓琴明亮的金属音质，这印证了 Chowning 的发现。
Politzer 表示，只需用开源声音软就 Audacity 就能轻松模拟这个效果。先录制一个班卓琴低音符，在鼓膜上接近琴桥的位置以每秒数次的频率播放，琴弦就会因张力变化发出颤音。
随后，使用软件加快播放速度，从而增加其频率，当达到36赫兹时，音色就会发生变化。“这时琴弦就会夹带金属叮铛声，犹如敲击薄铁片。”这可以进一步解释为何其它弦乐器没有这个特点。比如吉他，琴弦两端都固定在同一共鸣板面上，两端是同步振动。
但其它琴桥也位于相当末端的弦乐器，为什么没有这个特点呢?比如小提琴和曼陀铃。Politzer 解释道，这是由于这些乐器的共鸣箱是木制结构，随声音振动不会如班卓琴的鼓面那样明显。如果用木质材料制作班卓琴的共鸣箱，它同样会失去这个标志性特征。