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作者简介：顾永杰（-），男，河南禹州人，河南博物院副研究馆员，科技史博士，主要研究方向为中国科技史。摘要：琴材直接关系到古琴的品质，其中面板、底板、岳山、龙龈和音柱等的用材会影响到琴声的特征，并且面板、底板等的用材还会影响到琴体的稳定性，其它附件的用材会影响到其特定的功能和琴体的艺术性等。由于面板、底板、岳山、龙龈、音柱的用材对琴体的稳定性和琴声有直接影响，并且其多为木材，因此本文将以这些构件的用材和木材作为主要研究对象。关键词：古琴；传统技艺琴材①直接关系到古琴的品质，其中面板、底板、岳山、龙龈和音柱等的用材会影响到琴声的特征，并且面板、底板等的用材还会影响到琴体的稳定性，其它附件的用材会影响到其特定的功能和琴体的艺术性等。由于面板、底板、岳山、龙龈、音柱的用材对琴体的稳定性和琴声有直接影响，并且其多为木材，因此本文将以这些构件的用材和木材作为主要研究对象.

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传统斫琴技艺的琴材

（一）传世历代古琴实物的琴材

笔者通过查询现有文献，共搜集整理到张有明确年代的传世历代古琴实物的琴材资料，其中唐代17张、宋代33张、元代10张、明代68张、清代29张，详情见表1。面板用木材，有梧桐木和杉木两种，其中绝大多数为梧桐木，均自唐代起就开始使用；底板用木材，主要有梓木、杉木和梧桐木三种，其中梓木占大部分，梓木和杉木底板始自唐代起，梧桐木底板始自宋代；面板和底板用木材的年轮线，有较密的、也有较疏的，有较均匀、也有差别较大的，有经过髓心的、也有不经过髓心的，说明古人对面板和底板用木材的年轮情况和心材边材不是太重视；面板用木材的纹理，多数都比较均匀、顺直；琴徽用材，绝大部分是蚌，其次是金，还有少量的玉、翡翠、铜、石、玛瑙、瓷、银等；岳尾用材，绝大多数岳尾的材料一致，以檀木、红木等硬木材料为最多，还有部分的枣木、酸枝木、花梨木等，另外有少量岳尾材料不一致，其中岳山材料有水晶、玉、象牙等；琴轸用材，以玉为最多，部分为红木、象牙、牛角等，还有少量的玛瑙、檀木、竹、乌木、烧料等；琴足用材，以玉为最多，部分为红木、檀木等，还有少量的牛角、乌木、象牙、玛瑙、牛角、酸枝木等。（二）古代文献记载的琴材面板和底板用材。春秋《诗经·定之方中》指出椅、桐、梓、漆是制作琴瑟的材料，自汉代起基本已经认可用梧桐木做面板；汉代傅毅《琴赋》、《风俗通》和曹魏嵇康《琴赋》等进一步强调斫琴要用梧桐树的孙枝，并强调用在山石之上生长的梧桐树的朝向南方的孙枝，以后的文献也多要求面板用梧桐树的孙枝，因梧桐树的孙枝要较树干密实，说明自汉代起就要求面板用木材的材质要疏松，但又不能过于疏松；唐代李勉《琴记》明确面板用梧桐木、底板用梓木，之后的文献中基本都要求面板用梧桐木、底板用梓木，如宋代《碧落子斫琴法》、《琴苑要录·琴书》、《太古遗音》、《洞天清禄集》以及清代《与古斋琴谱》等等；《太古遗音》、清代《琴苑心传全编》等文献认为除梧桐木和梓木外只要木液已尽其它木材也可作为面板和底板的用材；宋代沈括《梦溪笔谈》明确杉木可以用来做面板。《琴苑要录·琴书》、《斫匠秘诀》、《洞天清禄集》等文献提出面板用木材要软硬适度、材质密实、纹理细密顺直宽窄适当、无节，底板用材要木液除尽、避其心材；《琴苑要录·琴书》、《梦溪笔谈》等指出面板用木材要“轻松脆滑”、“舉則輕，擊則鬆，折則脆，撫則滑”，不能过于坚硬，也不能过于松软，过于松软会使声音虚，这一选材标准为后世所接受。附件用材。嵇康《琴赋》指出以玉做琴徽；唐代赵惟暕《琴书》指出用枣木做岳山和承露，用梓木做龙龈；《碧落子斫琴法》指出玉、金、石、螺、蚌等都可用来做琴徽，其中玉洁白无瑕做琴徽最好；《琴苑要录·琴书》指出用紫檀等硬木作岳尾、贴池木，用黄杨木作琴足；宋代冯元《广乐记》指出琴轸用竹、琴徽用玉、首尾的附件用枣木、琴足用黄杨木；《梦溪笔谈》指出玉、石可做琴徽和琴轸；宋代朱长文《琴史》指出琴的附件可以用枣木、黄杨木、竹、金、玉等材料；宋代陈旸《乐书·琴制》指出琴足可以用黄杨木，岳山可以用枣木；《太古遗音》指出岳山、承露用枣木，龙龈用梓木，琴徽以玉为上、金次之、螺蚌又次之；《洞天清禄集》指出琴足宜用枣木心、黄杨木或者乌木，岳山、琴轸、焦尾也可用这三种木材，用蚌壳做琴徽；《与古斋琴谱》指出岳山、龙龈、承露、龈托、轸池底木要用紫檀木、枣木等材质坚硬的木材，龙龈口、龈托口可镶嵌象牙、玳瑁或垫衬鹅雁的翎管等柔滑材料，护轸需用材质坚硬滑腻的材料不易折断，琴轸最好用紫檀木，螺甸醒目、颜色光彩亮丽还能反光，适合做琴徽。

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木材的声学性能木材的声学性能可从声辐射性能以及振动能量的分配、消耗等方面体现，主要指标包括声辐射品质常数、对数衰减率(或损耗角正切)、动弹性模量、比动弹性模量、声阻抗、动弹性模量与动态刚性模量之比、对数衰减率与动弹性模量之比等。声辐射品质常数，又称声辐射阻尼系数，表征木材的声辐射能力，值越大声辐射能力越强；对数衰减率，表征木材振动能量损耗衰减的程度，值越大能量消耗越快；动弹性模量，表征木材的振动能力，值越大表明木材的振动能力越强，在同一振动模式下产生的音高越高；比动弹性模量，即动弹性模量与密度的比值，比动弹性模量值越大，木材的振动效率越高、振动能力越强、越容易振动，这样的木材用作乐器材的品质就越好，并且比动弹性模量值越大木材的稳定性越强、对数衰减率越低；声阻抗，又称特性阻抗，它对于振动能量的传播，特别是两种介质的边界上反射所发生的阻力有决定意义，两种介质的声阻抗差别越大，向声阻抗小的介质一方的反射就越强烈，木材的声阻抗值越低振动能量转换效率就越高、振动性能也就越好、发音的敏锐程度越高；动弹性模量与动态刚性模量之比，用来评价木材振动效率和音色的综合品质，值越大说明频谱在整个频域分布内越均匀，其辐射出去的音色效果就越好；对数衰减率与动弹性模量之比，表征每振动周期内能量消耗的大小，值越小振动能量消耗越慢，越利于振动的延续，越利于维持一定的余音，可使乐器声音饱满且余韵悠长。详情见表2。木材是典型的各向异性非均质材料，由于其内部结构不同，不仅不同树种间木材的声学性能差异很大，即使同一树种的不同株，甚至同一株的不同位置的木材的声学性能都会有很大差异。影响木材声学性能的主要因素有密度、生长轮宽度、晚材率、纤维结晶度、木纤维长度等，详情如表3。另外，纤维角大小、纹理的斜纹程度等与木材的声学特性也有一定影响，其值越小木材的声学性能越好，说明木材的纹理越顺直越利于木材发声。

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乐器用木材的处理和加工对乐器用木材的处理主要是两个方面：一是除去木材中的水分和填充物，二是提高木材的抗吸湿能力，即降低木材的吸水性；其目的主要有两个：一是提高木材的声振动性能，二是提高木材的结构稳定性和声学稳定性。现在对乐器用木材的处理主要有自然处理、高温处理和化学处理三种方法。自然处理，即自然老化处理。木材随着存放时间的延长，吸水性逐渐下降，含水率会逐渐稳定，这是因为：在长期储存过程中，木材羟基的自由键互相结合，成为十分稳定的大分子；半纤维素逐渐分解挥发；木质素含量会增高，变成木材的半结晶体或结晶体。经过长时间存放自然老化处理的木材，其结构稳定性和声学性能都有很大改善，“与新木材相比，老木不易变形、开裂，木性相对比较稳定”，比如杉木旧材，其动弹性模量、声辐射阻尼系数、对数衰减率、比动弹性模量、声阻抗等声学性能都较新材都有较大改善（如表4）。高温处理。高温热处理的主要工艺原理是通过使木材内部的半纤维素成分部分分解，淀粉、糖类等营养物质反应、挥发，木材内部重新形成新的化学键结合，羟基减少，纤维素的结晶度增大，水分和抽提物的含量降低，从而使木材的吸湿性降低、尺寸稳定性和声学性能提高。根据笔者经验，使用经过适当高温处理的木材制作古琴的面板和底板，不论是尺寸稳定性还是声音品质都较未经处理的木材有大幅地提高，有些方面达到甚至超过千年古材。化学处理。现在较常用的化学处理方法有甲醛化处理、水杨醇处理、水杨醇一甲醛化等，经过这些化学方法处理过的木材，“大幅度地提高抗吸湿性，使得相同高湿度环境条件下处理材的声学性能品质明显优于素材，不但起到了提高发音稳定性的作用，而且提高了声学性能品质”。此外，根据资料的介绍，处理乐器用木材的方法还有浸泡和涂刷、熏蒸、酸处理、发酵处理、氧化处理、光处理、微波处理等。木材由于材质不均匀，使得各个方向上的声学性能不一致，有些性能的差异还很大，比如：顺纹强度要比横纹大得多，横纹“强度仅为顺纹抗压强度之1/8左右，弯曲强度介于抗拉，抗压之间”；不同纹理走向的传声速度差别很大，“一般来说，木材径向纹理的声传导速度比弦向纹理约快4倍；直顺纹理比径向纹理约快3到4倍；从而直顺纹理比弦向纹理约快6到8倍”；不同纹理走向的内摩擦损耗也不相同，切线方向要大于半径方向、半径方向要大于纤维方向。乐器用木材的加工方法大体可分为径切和弦切两种：径切，即切面与年轮方向垂直，年轮都垂直与切面的是标准径切，一般情况下大多数年轮与切面的夹角大于60°的切面也称为径切，由径切方法加工成的木板称为径切板；弦切，即切面与年轮方向相切，一般情况下大多数年轮与切面的夹角小于30°的切面也称为弦切，由弦切方法加工成的木板称为弦切板。不同加工方法的木材的声学性能差别很大，比如：标准径切板的比动弹性模量、损耗角正切值等声学性能最好，切面与年轮之间夹角越大的径切板的比动弹性模量、损耗角正切值等声学性能越好；切面与年轮之间夹角越小的弦切板的比动弹性模量、损耗角正切值等声学性能越好。木材的不同加工方式对其结构稳定性也有很大影响，弦切板干燥时易发生裂缝及反翘，径切干燥时膨胀收缩较小、不易反翘干裂、磨耗平均。注释：①为了研完的方便，本文将不介绍胶漆的用材。②《中国音乐文物大系》总编辑部等：《中国音乐文物大系》；中国艺术研究院音乐研究所、北京古琴研究会：《中国古琴珍莘图集》，紫禁城出版社，年；郑琨中：《故宫古基图典》，紫禁城出版社，年；重庆中国三峡博物馆：《古琴重庆中国三峡博物馆藏文物选粹》，文物出版社，年；石超：《浙江省博物馆藏琴》，《乐器》年第2、3、4期。③刘镇波、沈隽著：《共鸣板用材的振动特性与钢琴的声学品质》，科学出版社，年，第6~55页。④马丽娜：《木材构造与声振，性质的关系研究》，安徽农业大学硕士学位论文，年。⑤青枫：《古琴通解》，联合科文出版社，第页。⑥贾东宇：《高温热处理对杉木声学性能的影响》，北京林业大学说是学位论文，年。⑦刘镇波、沈隽：《共鸣板用材的振动特性与钢琴的声学品质》，科学出版社，年，第11页。⑧青枫：《古琴通解》，联合科文出版社，第页。⑨田祝延：《拨孩乐器面板选材问题》，《中国音乐》，年第4期，第23页。⑩刘镇波、沈弁：《共鸣板用材的振动特性与钢琴的声学品质》，科学出版社，年，第13页。?张超华等：《云杉木材年轮方向对钢琴音板声学性能的影响》，《南京林业大学学报?自然科学版》，年第3期，第-页。?靑枫：《古琴通解》，联合科文出版社，第页。

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