山西古戲臺聲學(xué)分類初探

楊 陽 高 策 丁 宏

(1.山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)中心科學(xué)技術(shù)史研究所,太原 030006；2.山西大學(xué)音樂學(xué)院,太原 030006；3.太原理工大學(xué)馬克思主義學(xué)院,太原 030024)

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山西古戲臺聲學(xué)分類初探

楊 陽1,2高 策1丁 宏3

(1.山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)中心科學(xué)技術(shù)史研究所,太原 030006；2.山西大學(xué)音樂學(xué)院,太原 030006；3.太原理工大學(xué)馬克思主義學(xué)院,太原 030024)

古戲臺聲學(xué)分類是古戲臺研究的科學(xué)基礎(chǔ)。文章基于大量田野調(diào)查,根據(jù)聲音傳播原理,將山西古戲臺分為直達(dá)型、聚向型、混響型和共振型四種類型,從中可管窺古戲臺發(fā)展的基本脈絡(luò)及建筑構(gòu)件同演唱與聽聞的關(guān)系。研究還表明,共振型古戲臺具有典型的地域特色,體現(xiàn)了古代建筑師對擴(kuò)聲傳聲原理的巧妙利用,是古戲臺聲學(xué)的巨大飛躍,在我國乃至世界聲學(xué)史上獨樹一幟,不愧為古建筑中科學(xué)和藝術(shù)高度融合的珍貴例證。

古戲臺 聲學(xué) 結(jié)構(gòu) 類型 共振

中華戲曲是世界三大古老戲劇中唯一流傳至今且還在上演的戲曲,山西是中華戲曲的搖籃,與之共生的古戲臺演進(jìn)脈絡(luò)清晰,有著無可爭議的完整譜系( [1],前言,4頁),享有中國古戲臺博物館之美譽(yù)。山西古戲臺歷史悠久、數(shù)量眾多、分布廣泛、形制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、聲學(xué)效應(yīng)明顯,不同時期建筑風(fēng)格不一,同一時期建筑樣式及聲學(xué)效應(yīng)也不盡相同,體現(xiàn)了古戲臺文化的多樣性和豐富性。

戲曲學(xué)與建筑學(xué)學(xué)者曾對古戲臺進(jìn)行了分類研究。如馮俊杰，從整體結(jié)構(gòu)的視角將古戲臺分作單體式、組合式、連臺式(二連臺、三連臺)等,其中組合式又分作前后組合、左右中組合、上下組合及左中右上下組合、前后左右等復(fù)雜組合[2]；車文明根據(jù)功能的不同將古戲臺分為商業(yè)性劇場、神廟劇場、宮廷劇場、私家園林劇場和臨時性劇場等[3]；劉文峰從戲曲的地域特征和環(huán)境、劇場功能和觀眾層次的視角將古戲臺分為宮廷王府戲樓、會館戲樓、廟宇戲樓和祠堂戲樓等[4]；曾永義結(jié)合戲曲演出將我國歷代傳統(tǒng)劇場分為廣場踏謠、高臺悲歌、勾欄獻(xiàn)藝、氍毹宴賞和宮中慶賀五種類型[5]；薛林平從建筑學(xué)和建筑史的角度,將劇場分為廟宇劇場、祠堂劇場、私宅劇場、會館劇場、皇家劇場、清代戲園等類型[6]。這些分類方法基于戲曲學(xué)、藝術(shù)學(xué)或建筑學(xué)的角度,盡顯了古戲臺“可以壯觀瞻”的藝術(shù)特征和建筑特征。然而,一個好戲臺的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)是以其聲音傳遠(yuǎn)性和觀眾的清晰視聽(即清晰度)為主旨的,古今戲臺的建造概莫能外。因此,上述分類方法雖以各自視角研討了古戲臺形制結(jié)構(gòu)的演變,卻未能切入其聲學(xué)主題。山西古戲臺建造者知曉戲臺應(yīng)有“以舒耳目”和“舞樓立而靈鼓徹云”*平順縣東河村九天圣母廟同治五年(1866)《重修戲臺窯亭記》碑載：“第昔之戲臺規(guī)模卑狹,墻垣壅蔽,不足以壯觀瞻,不足以舒耳目……”([6],106頁)；晉城市城區(qū)西上莊街道辦事處苗匠村土地廟康熙八年(1669)《苗匠村重修社廟創(chuàng)建舞樓碑記》載：“舞樓立而靈鼓徹云,耳房具而駿奔下榻”(作者采風(fēng)時發(fā)現(xiàn)此碑刻,原碑立于晉城市城區(qū)西上莊街道辦事處苗匠村土地廟院內(nèi)。)。的基本功能,企求“戲臺唱戲不費力”、“山西唱戲陜西聽”[7]、“聲音震天響”、“小胡唱戲城墻上聽”[8]、“阮莊唱戲晉洞聽”等聲音效果。由此,從另一角度即從聲學(xué)角度探討古戲臺的價值和意義,成為本文的目的。

本文作者基于對山西古戲臺進(jìn)行的聲學(xué)專題考察和大量文獻(xiàn)的梳理,在聚焦于不同時期古戲臺建筑材料、結(jié)構(gòu)和形制等變化的同時,重點分析其對聲音傳播的影響,本著傳聲過程中的聲學(xué)特性將山西古戲臺分為直達(dá)型、聚向型、混響型和共振型四種類型,以促進(jìn)古戲臺聲學(xué)的進(jìn)一步研究,詮釋其聲學(xué)技術(shù)的進(jìn)化歷程,深挖其科學(xué)價值,也為其文化傳承與保護(hù)提供理據(jù)*建造之始即以承載戲曲演出為主要目的的古戲臺遺存,其藝術(shù)價值、建筑價值和聲學(xué)價值一直備受學(xué)界關(guān)注。事實上,與對古戲臺藝術(shù)價值和建筑價值的研究相比,對其聲學(xué)價值的研究乃至保護(hù)利用相對薄弱。從古戲臺聲學(xué)文化傳承與保護(hù)的實際情況可窺此現(xiàn)象之一二：如晉祠水鏡臺和萬榮后土廟“品字形”古戲臺等建筑價值和藝術(shù)價值較高的古戲臺已受保護(hù),而如汾陽石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺、平遙照四角村雙神廟古戲臺和平遙小胡村超山廟古戲臺等聲學(xué)價值極高的古戲臺卻無人問津,還慘遭毀壞甚至拆除的境遇。。不當(dāng)之處祈識者指正。

1 直達(dá)型

直達(dá)型古戲臺指以歌者之聲可直線抵達(dá)觀眾耳朵的古戲臺。這里的“直線”相當(dāng)于直接,即不經(jīng)過第三者的反射或折射,而是在演唱者和觀眾之間可以以一直線相連接的方式傳播聲音。或者說,從聲源未經(jīng)反射可直接傳到接收點[9]。其建筑表現(xiàn)形式有二,一為無頂無墻的露臺,二為有頂無墻的樂棚。聲波盡可能直射到每一位觀眾是古戲臺建造的初始要求。當(dāng)觀眾增多,平地表演時前排很容易擋住后排(圖1),直達(dá)聲和視線易被阻擋,解決的辦法僅能靠增大前排觀眾席的寬度來增加前排觀眾的數(shù)量以減少被阻擋人數(shù),即增加表演者和觀眾之間的距離或增大以表演者為圓心、觀眾兩邊為半徑的夾角以增加前排觀眾席的弧長。當(dāng)然,讓個頭較矮的觀眾位于個頭較高者前,或讓前排蹲下,或讓第二排觀眾位于第一排觀眾腦袋間,都可增加視聽空間的利用率,使前排觀眾盡可能少遮擋后排觀眾的視聽。

圖1 平地表演時聲波傳播示意圖

無頂無墻的露臺主要指金元時期建造于神廟之內(nèi)、正殿之前用于獻(xiàn)祭和獻(xiàn)演的固定建筑*本文將露臺界定于金元時期,主要是因為現(xiàn)有最早的實物遺存為金代所建,之前的露臺僅有相關(guān)記載。?！稜栄拧份d：“積土四方高者名臺”,因臺上無頂,露天而立,故名露臺(如高平市西李村二仙廟正殿前的金代露臺*也有學(xué)者認(rèn)為高平市西里村二仙廟金代露臺為獻(xiàn)樓基座[10]。,圖2)。金元時期,神廟內(nèi)主要有正殿和露臺兩個固定建筑。露臺建于正殿之前,可四面觀演,其上的聲音可傳至四面八方。如果忽略正殿的反射聲,除來自地面的反射聲外,觀眾接收到的聲音幾乎全是直達(dá)聲。同平地表演相比,由于臺基提高,直達(dá)聲可傳播到后排觀眾,提高了后排觀眾席的聲強(qiáng)(圖3)。芮城縣東關(guān)東岳廟金泰和三年(1203)碑刻《東岳廟新修露臺記》對露臺形制記述甚詳[11,12],特別提到“臺崇七尺五寸”。宋元時期一尺折合31.68厘米,則此臺高約2.376米,可使后排觀眾很好地接收直達(dá)聲。

圖2 高平市西李村二仙廟正殿前的金代露臺(2016年3月攝)

圖3 露臺1.5米臺基直達(dá)聲覆蓋區(qū)域示意圖

因露臺不能遮風(fēng)避雨*山西陽城縣潤城鎮(zhèn)中莊村湯王廟《創(chuàng)建拜亭碑記并賦》載：“露臺之上以布為幄,不蔽風(fēng)雨,亭實為缺典焉?！?[18],69頁),于是在露臺上出現(xiàn)臨時用草扎的棚子,稱為樂棚。當(dāng)這種棚子演變?yōu)楣潭ǖ拇u木結(jié)構(gòu)即“舞亭”時,它就成為早期可四面觀演的有頂無墻的古戲臺。至于在樂棚或“舞亭”上演戲,其聲音也可傳至四面八方。頂蓋理論上可將向上散逸的聲能反射回舞臺,增加舞臺支持度,利于演員與樂隊聽聞,但草扎頂蓋對觀眾席聲強(qiáng)的影響較小,觀眾席接收到的聲能還是以直達(dá)聲為主。

2 聚向型

聚向型古戲臺指除直達(dá)聲外,主要利用定向反射傳聲的古戲臺。其建筑表現(xiàn)形式有二,一為戲臺有頂并三面有墻,二為在前者基礎(chǔ)上再加八字音壁。金元時期三面觀古戲臺的后部山墻和木制臺頂、元代末期始出現(xiàn)及之后建造的所有一面觀古戲臺的兩側(cè)山墻、明代嘉靖年間出現(xiàn)的八字音壁都是重要的聲反射體,它們是聚向型古戲臺得以逐步完善的重要建筑構(gòu)件,也是其聲學(xué)特性完善的必經(jīng)階段。

圖4 臨汾市魏村牛王廟元至元二十年(1283)樂廳(2013年5月攝)

圖5 元代三面觀古戲臺后墻反射 聲對演員、樂隊聽聞支持示意圖

金元時期在戲臺上演戲時,伴奏樂隊坐在演員身后。三面觀戲臺(圖4*圖4中古戲臺后部山墻指戲臺后角柱之間的灰顏色的墻,而非古戲臺后部紅顏色的圍墻。)的后部山墻可將聲能反射回表演區(qū)和觀眾席,不僅提高了舞臺支持度,即提升了演員和樂隊間的協(xié)同感和平衡感[13,14],同時也增加了觀眾席的聲強(qiáng)(圖5)。后部山墻還可將木制穹形頂反射的聲能再次反射到表演區(qū)和觀眾席。

元代晚期出現(xiàn)的一面觀古戲臺(圖6),其兩側(cè)山墻可將聲能反射回舞臺和觀眾席,再次提高舞臺支持度,強(qiáng)化演員和樂隊間的協(xié)同感和平衡感,同時增加觀眾席聲音的響度和清晰度(圖7)。

圖6 永濟(jì)市董村三郎廟元至治二年(1322)戲臺(2014年6月攝)

圖7 元代一面觀古戲臺兩側(cè)山墻對樂隊、演員聽聞支持示意圖

明代面闊三間的一面觀戲臺(圖8),其兩側(cè)山墻反射的聲能大大提升了樂隊文武場之間的聽聞,是非常重要的聲反射體。演出規(guī)模的擴(kuò)大促使明代戲臺在元代戲臺的基礎(chǔ)上,大多向兩側(cè)和縱深擴(kuò)展。平面布局由四角立柱、面闊與進(jìn)深相近的方形變?yōu)橥骈煷笥谕ㄟM(jìn)深的長方形,單開間變?yōu)槊骈熑g甚至五間,單進(jìn)深分開前后臺,使后臺從戲臺表演區(qū)獨立了出來。獨立后臺和出將入相門的設(shè)置適應(yīng)了戲曲的發(fā)展要求,給演員上下場、換行頭道具以及休息帶來了便利。原來坐在演員身后的樂隊由于阻礙演員出入后臺不得不搬離,此時演員兩側(cè)的次間成為其最佳選擇,于是樂隊分開文武場,分別移到表演區(qū)兩側(cè)山墻下,左邊文場,右邊武場。在三面觀的古戲臺中,當(dāng)文武場分別位于表演者兩側(cè)時,文武場與演員間互相聽聞不受影響,但是文武場之間互相聽聞會減弱,不利于雙方協(xié)作配合。此時一面觀戲臺的兩側(cè)山墻,不僅能為演員和樂隊遮風(fēng)擋雨,更為重要的是將文武場的聲能反射回戲臺,加強(qiáng)直達(dá)聲,改善舞臺支持度,使文武場之間易于聽聞(圖9)。兩側(cè)山墻和臺頂、后部山墻一道,將樂隊和演員的聲音融為一體,傳到觀眾席。

圖8 翼城縣樊店村關(guān)王廟弘治十八年(1505)戲臺(2013年5月攝)

圖9 明代古戲臺山墻對文武場聽聞支持示意圖

古戲臺兩側(cè)山墻前的八字音壁(圖10)可將從臺口散逸的聲能有效地反射回觀眾席,加強(qiáng)觀眾席的聲強(qiáng)(圖11)。

圖10 平遙縣希堯村關(guān)帝廟戲臺八字音壁(2013年8月攝)

圖11 八字音壁聲波反射示意圖

聚向型古戲臺明顯具有攏音的特性。試想山間頑童對另一孩童喊話,常將兩掌聚攏于嘴前,這就是人們實踐中發(fā)現(xiàn)的攏聲技巧。兩手掌阻礙聲能向四面八方發(fā)散,使其集中在一個小范圍(縮小向外傳播的角度),從而加大了聲音的傳播距離。萬榮縣后土廟“品字臺”是利用平面結(jié)構(gòu)聚向傳聲的典范之作,可使居于正殿的后土娘娘同時觀演三臺戲,且優(yōu)化了聲音的清晰度。[15]

3 混響型

混響的定義是聲源停止發(fā)聲后,聲音由于多次反射或散射而短時延續(xù)的現(xiàn)象[16]。混響也是人耳在聲場中感覺到的以反射聲為主的聲能隨時間衰變的過程。在聲學(xué)上,以混響時間的長短來衡量混響的大小強(qiáng)弱?；祉憰r間是在廳堂內(nèi)聲發(fā)射后經(jīng)物體來回反射,使原聲能密度下降到其百萬分之一所需的時間,或者說聲能密度衰減60dB所需的時間。[17]這個時間越長,即混響越大?；祉懯菑d堂音質(zhì)的重要參數(shù)。混響太弱(時間短),聲音變得沉悶、枯燥、單調(diào)；混響太強(qiáng)(時間長),又使聲音彼此干擾,混淆不清。因此,廳堂要選擇最佳混響時間。然而,古人其時不可能知曉混響原理,只能憑經(jīng)驗設(shè)計廟院建筑的結(jié)構(gòu)或觀眾席的形狀來實現(xiàn)這一點。

混響型古戲臺多指四合院內(nèi)的戲臺,其聲音經(jīng)過直射和正殿、配殿、看樓的反射、共振等擴(kuò)聲傳聲方式,經(jīng)多次疊加、耦合形成混響聲。其建筑表現(xiàn)形式主要為戲場四周圍合而無頂?shù)乃暮显汗艖蚺_。金元戲臺劇場內(nèi)通常僅有戲臺和正殿兩個建筑[18]；明代山門戲臺、看樓,使古戲臺形制定型[19]；清代山門戲臺廣為流行。劇場內(nèi)看樓、配殿等建筑規(guī)制齊備并標(biāo)準(zhǔn)化,學(xué)界稱其為“山門戲臺”(圖12)([1],245～324頁),其長方形四合院形成一個四周圍合但無頂部的庭院式聲場[20]。圖12中,蒲縣東岳廟既可看成山門戲臺和看樓等外層建筑將廟院圍合成一個較大的無頂四合院聲場,也可看成樂樓、東西看樓和大殿圍合成一個較小的無頂四合院聲場?；祉懶凸艖蚺_的形制和結(jié)構(gòu)不僅巧妙地運用了直達(dá)聲和反射聲,還利用了配殿等建筑空間與演戲聲的耦合,延長了混響時間。

圖12 蒲縣東岳廟廟院全景3D圖

山門戲臺的高臺基和多層次、多方位的觀眾席豐富了直達(dá)聲的利用。同時,山門戲臺的高臺基還增加了直達(dá)聲的覆蓋范圍。明清山門戲臺臺基高度較金元戲臺大幅提升。臺面高度的增加,可使更多的觀眾直接看到演員和樂隊,前排觀眾不會遮擋后排觀眾的視線,不僅滿足觀演,更便于直達(dá)聲傳播,同時也改變了演員的空間感；[21]從聲音的指向特性看,演劇聲向下輻射的聲能得以充分利用,直達(dá)聲覆蓋的區(qū)域明顯增加。比較金元戲臺(臺基1.5米)和明清山門戲臺(臺基2.5米),就可看出臺基高度增加后,直達(dá)聲覆蓋范圍明顯擴(kuò)大(圖3、圖13)?；祉懶凸艖蚺_觀眾席層次和方位的增加,擴(kuò)大了直達(dá)聲的接收范圍。臨縣磧口鎮(zhèn)黑龍廟古戲臺,是通過改變觀眾席的層次和方位擴(kuò)大直達(dá)聲接收范圍的典范。院內(nèi)地面坡度約5°,對院內(nèi)聽?wèi)虻挠^眾接收直達(dá)聲略有益處。院內(nèi)戲臺左右設(shè)專供鄉(xiāng)紳名貴觀演的看樓,兩側(cè)配殿窯頂上再設(shè)看臺,正殿臺基也可作觀戲場所。這樣形成了多層次、多方位的觀眾席。其中,庭院內(nèi)地面高度最低,其次為正殿前的臺基,再次為看樓,最高的位置為看臺。庭院、正殿臺基、看樓和看臺不僅所處高度不一,其觀演角度也不一樣。這種觀眾席結(jié)構(gòu),可多角度、多層次利用直達(dá)聲能。[7]

圖13 明清山門戲臺2.5米臺基直達(dá)聲覆蓋區(qū)域示意圖

混響型古戲臺中充分利用了聲反射,但與聚向型古戲臺中的聲反射稍有不同。聚向型古戲臺中的聲反射體主要指古戲臺作為單體建筑的山墻和八字音壁?；祉懶凸艖蚺_中的聲反射體主要指古戲臺作為劇場概念時四面圍合觀眾席的建筑物,如正殿、配殿和看樓等。*“古戲臺作為單體建筑”指單一古戲臺建筑,而“古戲臺作為劇場概念”指古戲臺與正殿、配殿、看樓等建筑共同組成無頂庭院式劇場。此時,古戲臺僅作為劇場的一部分。作為聲能反射體,山門戲臺和看樓等建筑高度的增加意味著反射聲音能力的提高。反射聲中最重要的是早期側(cè)向反射聲。早期側(cè)向反射聲,在混響型古戲臺的無頂四合院聲場中,是指經(jīng)過戲場兩側(cè)配殿一次反射后到達(dá)觀眾席的聲波。反射聲在直達(dá)聲之后很短的時間內(nèi)(對于音樂聲,小于80ms)到達(dá)人耳,人耳通常無法將它與直達(dá)聲區(qū)分開,因此可增加聲音強(qiáng)度。如果反射聲是在直達(dá)聲之后40ms內(nèi)到達(dá),它也有助于提高聲音的親切感。早期側(cè)向反射聲還能提高音質(zhì)的環(huán)繞感并且展寬音像([14],204頁)。

配殿、正殿等建筑圍合的庭院式聲場中,配殿、正殿的墻面可將聲波反射到院內(nèi)的觀眾席,延長混響時間。此外,配殿、正殿等建筑內(nèi)的空間會對聲音產(chǎn)生耦合,遲于墻面將聲能反射到觀眾席,從而形成雙衰變曲線,延長混響時間。[22- 24]此時,配殿、正殿內(nèi)的建筑空間從聲學(xué)意義上講形同耦合空間。混響型古戲臺的聲音結(jié)構(gòu)中,通常直達(dá)聲強(qiáng)度最大,其次為墻面反射聲和耦合聲。反射聲和耦合聲是直達(dá)聲有益的補(bǔ)充,它們延長了混響時間,增加了聲音的清晰度。

混響型古戲臺的長方形庭院幾近現(xiàn)代“鞋盒式”音樂廳的平面形制,它將兩側(cè)配殿向中軸線靠攏,增設(shè)二層看樓,建造耳房使戲臺與配殿相連,以利于聽感。[25]這種混響型古戲臺,在“構(gòu)建”時優(yōu)先考慮觀演,因為其劇場意味加濃,廟宇性質(zhì)褪色,“使民妥”勝過“使神安”。民眾在神廟內(nèi)的活動轉(zhuǎn)變?yōu)檠輵驗橹?酬神次之。長方形庭院式神廟劇場的建筑樣式被其他劇場形式吸收,形成了晚明以后中國劇場的一種典型樣式。首先,明后期各地興起的商業(yè)會館完全模仿了神廟劇場的建筑形制,利用它的酬神和演劇功能來為商行的經(jīng)濟(jì)活動服務(wù)；其次,它進(jìn)入了世俗生活的場所,成為私家庭院里的小型劇場——這使傳統(tǒng)的廳堂庭院式演出形式向劇場化發(fā)展；再次,它成為清初宮廷各類大小戲臺的建筑范本；最后,也是最重要的,它為清代以后興起的專門化劇場——城市戲園提供了建筑上的經(jīng)驗和范式。[26]廖奔稱之為典型的中國式劇場,“不啻在中國劇場史上又豎立了一通里程碑”([1],219頁),“成為中國古代祠廟劇場形制的典范代表”[27]?；祉懶凸艖蚺_比直達(dá)型古戲臺和聚向型古戲臺結(jié)構(gòu)復(fù)雜,氣勢宏偉,是古人戲曲審美能力和聲學(xué)經(jīng)驗不斷提高的產(chǎn)物,是古戲臺聲學(xué)發(fā)展的里程碑。

4 共振型

共振亦稱“共鳴”,指的是振動系統(tǒng)受激頻率與該系統(tǒng)的固有頻率相等或接近時,系統(tǒng)所發(fā)生的振幅顯著增大的現(xiàn)象。共振型古戲臺指臺上演唱聲經(jīng)過某些建筑構(gòu)件或其他特殊構(gòu)件(陶甕)產(chǎn)生共振后傳播到觀眾耳朵的古戲臺。山西古戲臺建筑師曾巧妙地利用這種建筑方法,即利用“空腔”共振來增大聲響。事實上,古戲臺“空腔”共振技術(shù)源自戰(zhàn)國時期墨家的設(shè)甕守城技術(shù),是漢代以來“虛甕鳴琴”技術(shù)的美麗變奏,也是古人對“空穴效應(yīng)”經(jīng)驗性認(rèn)知的又一具體表現(xiàn)。明代末期這一技術(shù)始用于山西古戲臺,清代遂廣泛應(yīng)用。山西現(xiàn)存的共振型古戲臺按構(gòu)件的不同來分,主要有古戲臺后臺建“窯洞”、墻上設(shè)“陶甕”以及臺下空腔設(shè)甕三種表現(xiàn)形式,下文分別稱之為“后臺設(shè)洞”技術(shù)、“墻上設(shè)甕”技術(shù)和“臺下設(shè)甕”技術(shù)。

4.1 “后臺設(shè)洞”技術(shù)

本技術(shù)用于以后臺窯洞的共振混響作為改善聲音的主要方式的古戲臺。在全面調(diào)查山西古戲臺的過程中,本文發(fā)現(xiàn)山西現(xiàn)有200座“后臺設(shè)洞”的古戲臺遺存,它們分布于晉中和晉西的部分地區(qū)。“后臺設(shè)洞”古戲臺的前臺多數(shù)為木結(jié)構(gòu)建筑,少數(shù)為窯洞建筑；后臺窯洞結(jié)構(gòu)樣式則復(fù)雜多變,有單孔也有多孔組合,最復(fù)雜的為四孔窯洞橫聯(lián)砌筑。從建筑材料看,窯洞多數(shù)為磚券,少數(shù)為石券。“后臺設(shè)洞”的古戲臺本文稱為窯洞式古戲臺。這種古戲臺的后臺窯洞按照結(jié)構(gòu)可大致分為以下幾種類型：單孔縱置式、單孔橫置式、雙孔交叉式和四孔交叉式。這些窯洞的弧形頂部是極好的聲音反射體,能將聲能聚集于弧形頂部的軸線并反射出來。

單孔縱置的窯洞式古戲臺,主要特征是前臺和后臺都在同一縱置窯洞內(nèi),前后臺之間有磚砌或木制隔斷,其上設(shè)出將入相門。如中陽縣下棗林鄉(xiāng)韓家坡眾神廟清代戲臺(圖14)等。

圖14 中陽縣韓家坡眾神廟古戲臺(2013年12月攝)

單孔橫置的窯洞式古戲臺,指后臺的單孔窯洞為橫置的古戲臺。這種戲臺前臺或為窯洞,或為窯洞和木梁架結(jié)構(gòu)的組合,前后臺之間多為磚砌或石砌出將入相門,如孝義市卜家峪龍王廟古戲臺(圖15)等。

圖15 孝義市卜家峪龍王廟古戲臺(2013年12月攝)

雙孔交叉的窯洞式古戲臺,指后臺由兩孔垂直交叉的窯洞組成的古戲臺,后臺窯洞又分“枕頭窯”和“十字窯”兩種?！罢眍^窯”的兩孔窯洞交叉后形狀似“丁”字,“十字窯”的兩孔窯洞交叉后形狀似“十”字。雙孔交叉窯洞式古戲臺的前臺多為木梁架結(jié)構(gòu)。平遙縣卜宜鄉(xiāng)靳村朝陽廟清代戲臺(圖16)的后臺是典型的“枕頭窯”。

靳村位于平遙古城南9.2公里處,隸屬于平遙縣卜宜鄉(xiāng)。朝陽廟位于本村村北,單進(jìn)院落布局,長55米,寬21.7米。戲臺距離正殿36米。正殿為五孔窯洞,窯洞寬2.975米,深6.67米。戲臺前臺為木梁架結(jié)構(gòu),硬山頂,三椽三檁,后臺為兩券兩伏的磚券“枕頭窯”。面闊三間7.8米,其中明間4.42米；通進(jìn)深11.107米,其中前臺6.337米；后臺橫置窯洞寬7.95米,深3.15米,高3.712米；臺基1.364米。木隔斷。檐柱四根直徑0.27米,柱礎(chǔ)直徑0.35米,高0.23米。(圖17)

圖16 平遙縣卜宜鄉(xiāng)靳村朝陽廟古戲臺(2013年3月攝)

圖17 平遙縣卜宜鄉(xiāng)靳村朝陽廟古戲臺3D透視圖

四孔交叉的窯洞式古戲臺,主要指后臺由四孔窯洞橫聯(lián)砌筑而成的古戲臺,其中三孔縱置,一孔橫置，平面呈“卅”字形。目前共發(fā)現(xiàn)四座,分別為平遙縣段村鎮(zhèn)東安社關(guān)帝廟古戲臺(圖18)、平遙縣中都鄉(xiāng)侯冀關(guān)帝廟古戲臺、平遙縣卜宜鄉(xiāng)小胡村超山廟古戲臺和平遙縣段村鎮(zhèn)段村河底廟古戲臺。

東安社關(guān)帝廟古戲臺坐南向北,平面呈“凸”字形,為窯洞與木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)合體。戲臺正立面為單檐歇山頂,面闊三間,進(jìn)深五椽,明間采用移柱手法,柱頭承大額枋,其上施大斗翼形拱,翼角采用抹角梁做法,戲臺后金柱部位分置一小梢間,屋頂與正身檐頭形成重檐之勢。戲臺后臺為四孔窯洞橫聯(lián)砌筑,其中縱窯開窗較大(圖19)。

圖18 東安社關(guān)帝廟古戲臺現(xiàn)狀圖(2014年3月攝)

圖19 東安社關(guān)帝廟古戲臺后臺窯洞結(jié)構(gòu)3D透視圖

超山廟古戲臺前臺為木梁架結(jié)構(gòu)(已毀),后臺由一孔橫窯和三孔縱窯橫聯(lián)砌筑而成,其中中間縱窯和橫窯構(gòu)成一個“十字窯”,兩側(cè)縱窯和橫窯分別構(gòu)成兩個“枕頭窯”,中間縱窯的尺寸明顯大于兩側(cè)縱窯。[8]

窯洞式戲臺中,單孔縱置式和單孔橫置式的窯洞是民居窯洞走入戲臺的產(chǎn)物。但雙孔交叉式和四孔交叉式后臺窯洞結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,明顯是在前兩種樣式的基礎(chǔ)上發(fā)展的結(jié)果。其演變過程,有待深入研究。

4.2 “墻上設(shè)甕”技術(shù)

“墻上設(shè)甕”式共振型主要指以利用山墻上設(shè)置的陶甕作為共鳴器為增大聲響的主要方式。汾陽市石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺為唯一的遺存實例。研究發(fā)現(xiàn),在前臺兩側(cè)山墻上嵌設(shè)的各7個陶甕起到了很好的傳聲效果(圖20),實現(xiàn)了由“臺下設(shè)甕”技術(shù)向“臺上設(shè)甕”技術(shù)的轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)了古代匠人的獨特設(shè)計,是“墻上設(shè)甕”擴(kuò)聲的經(jīng)典實例。14個陶甕皆腔大口小,腔體容積共分三種量級。它們開口向外,幾與人體同高。用符合國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的NTI聲學(xué)分析儀對其進(jìn)行測量,結(jié)果顯示陶甕可將與其固有頻率相同的聲波放大,且其固有頻率呈一定音程關(guān)系,與當(dāng)時山西盛行的蒲州梆子調(diào)式調(diào)性相關(guān)聯(lián)。從陶甕制作技術(shù)和設(shè)置方法看,顯然是有意而為；從固有頻率的共振效果和固有頻率同山西梆子戲音樂調(diào)式調(diào)性的聯(lián)系看,在“以耳齊其聲”的年代,陶甕應(yīng)是先試驗有效后再嵌設(shè)于山墻之上的。[28]

圖20 汾陽市石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺3D還原透視圖

“墻上設(shè)甕”助聲實例的發(fā)現(xiàn),加速了本文作者對古戲臺設(shè)甕技術(shù)的普查與研究。

4.3 “臺下設(shè)甕”技術(shù)

圖21 “臺下設(shè)甕”圖,取自文獻(xiàn)[29]

黃維若在山西田野考察的過程中曾聽到,襄汾縣汾城鄉(xiāng)尉村原大隊支書梁水海說,村里牛王廟戲臺20世紀(jì)70年代維修時,發(fā)現(xiàn)“戲臺用發(fā)券的方式,建有三排縱列窯洞,其位置在戲臺正中。每列窯洞中置大水缸六口,一共是十八口水缸。臺上覆以木板。木板上再放薄的大方磚”。在相關(guān)論文中還繪有示意圖(圖21)[29],從圖21可見,此為臺下設(shè)甕。2014年10月,我們驅(qū)車赴襄汾縣尉村牛王廟實地考證,臺面只見方磚,用腳使勁跺地,也未聽到任何水缸共振聲。截至目前雖未直接找到臺底設(shè)置的陶甕實物,卻在多處發(fā)現(xiàn)用于設(shè)置陶甕的“臺底空腔”古戲臺遺存實例。

馮俊杰指出：“臺下預(yù)設(shè)空池子的做法……雖然不及臺下埋有多口大缸的辦法先進(jìn),卻是一種可貴的嘗試,興許正是埋缸法的濫觴也未可知?！薄芭_底空腔”的建造方法可能最早源于明代寧武縣二馬營村廣慶寺成化十四年(1478)的戲臺(舞樓)([1],162頁),介休市后土廟明代戲臺和山西一些搭板式過路臺臺底也被架空,形同安徽一帶柱撐式臺基*據(jù)本文調(diào)查結(jié)果和車文明先生多年調(diào)查研究結(jié)果,江南一帶臺底架空的古戲臺占十之八九。,可前后通行。清代戲臺中,目前僅有一例是本文于2014年底首次發(fā)現(xiàn)的臺面置木板、臺底設(shè)相對密閉空腔的平遙縣孟山鄉(xiāng)照四角村雙神廟“臺底空腔”古戲臺遺存(圖22)?？涨?圖23)長8.83米,寬5.35米,深0.84—0.92米。腔內(nèi)設(shè)柱,上覆0.05米厚臺板。從空腔深度和臺板鋪設(shè)情況看,腔高不足一米且臺板沒有設(shè)置出入口,故絕非藏人以配合雜技、魔術(shù)演出之處,況且山西神廟劇場內(nèi)的古戲臺也從不上演什么雜技、魔術(shù)之類節(jié)目。綜合判斷,此空腔應(yīng)為“臺下設(shè)甕”之所,否則,難有合理解釋。

圖22 平遙縣孟山鄉(xiāng)照四角村雙神廟古戲臺現(xiàn)狀(2014年11月攝)

圖23 平遙縣孟山鄉(xiāng)照四角村雙神廟古戲臺“臺底設(shè)甕空腔”(2014年11月攝)

根據(jù)共振混響的聲學(xué)特性和本文實地調(diào)研,效果較好的共振型古戲臺為“后臺設(shè)洞”和前臺山墻設(shè)甕二者,至于“臺下設(shè)甕”、“臺下窯洞”或“臺下空腔設(shè)甕”的助聲技術(shù),雖有可能與臺上演唱聲產(chǎn)生共振混響,但因臺面厚木板或磚石結(jié)構(gòu),其混響聲甚弱,以致于無。這方面情況尚需再做深入研究,本文不敢論斷是非。

5 余 論

綜上所述,本文從聲學(xué)角度將山西古戲臺分為直達(dá)型、聚向型、混響型和共振型四大類,可以直觀顯示不同聲學(xué)類型古戲臺的聲學(xué)特性。*需要說明的是,直達(dá)型古戲臺是以直達(dá)聲為主要傳聲特性,聚向型古戲臺是以聲反射為主要傳聲特性,混響型古戲臺是以混響聲為主要聲學(xué)特性,而共振型古戲臺是以聲共振為主要擴(kuò)聲特性。但這并不是說聚向型、混響型或共振型古戲臺中沒有直達(dá)聲,共振型古戲臺中沒有反射聲或混響聲,而是在表明隨著古戲臺建筑聲學(xué)技術(shù)的發(fā)展,后期建造的戲臺借鑒了之前建造戲臺的聲學(xué)實踐經(jīng)驗,在傳承的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新。如直達(dá)型以直達(dá)聲應(yīng)用為主要助聲手段,聚向型和混響型本質(zhì)上是聲能的幾何反射匯聚(混響型相對復(fù)雜一些,為多種聲能疊加),共振型本質(zhì)上是聲“聚焦”,即共振。從時間的角度看,直達(dá)型古戲臺主要指前戲臺時期的露臺,聚向型古戲臺主要指金元戲臺(八字音壁反射技術(shù)始于明嘉靖年間),混響型古戲臺指明清四周圍合的無頂庭院式劇場中的戲臺,共振型古戲臺即在混響型古戲臺的基礎(chǔ)上,大約于清代運用陶甕、窯洞擴(kuò)聲的古戲臺。從形制上看,混響型古戲臺已相當(dāng)接近近現(xiàn)代音樂廳,僅是無頂而已；從聲音效果看,混響型古戲臺缺失了來自劇場頂部的反射聲,混響感明顯不同于近現(xiàn)代音樂廳[30,31]；由聲學(xué)原理可知,陶甕或腔體的共振可延長混響時間和增加混響力度,振幅大于幾何聲能匯聚?？梢?共振型古戲臺是在聚向型古戲臺和混響型古戲臺之后擴(kuò)聲技術(shù)的重大突破。不同類型古戲臺的建筑構(gòu)件及擴(kuò)聲技術(shù)形成狀況見表1。

表1 古戲臺建筑構(gòu)件及擴(kuò)聲技術(shù)形成狀況一覽表

表1集中反映了山西古戲臺建筑聲學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的歷程和其共振擴(kuò)聲的多樣性,從中也可發(fā)現(xiàn)古戲臺的建筑構(gòu)件實質(zhì)上也是聲學(xué)構(gòu)件,建筑構(gòu)件的演進(jìn)歷程也是其聲學(xué)性能不斷完善的過程,二者為“一體兩面”的關(guān)系。這再次證明“共振知識在中國古代之豐富,歷史記載延續(xù)時間之長,大概是任何一個西方民族或國家所未及”,是“世界科學(xué)史上罕見的科學(xué)技術(shù)史現(xiàn)象之一”。[32]當(dāng)然,本文的分類并非古戲臺研究之終極目的,而是成為其后續(xù)聲學(xué)研究的方法和基礎(chǔ)。至于“臺下空腔”和“臺下設(shè)甕”的效果、“臺下設(shè)甕”技術(shù)向“墻上設(shè)甕”技術(shù)的演變歷程及原因、“后臺設(shè)洞”古戲臺的聲學(xué)效應(yīng)及與方形后臺古戲臺的聲學(xué)效果的比較等問題,還有待進(jìn)一步解決。

誠然,山西古戲臺的建筑價值和藝術(shù)價值無可爭議,但我們還要注意到在其建造之初即為獻(xiàn)演而建這一目的,認(rèn)識到其本質(zhì)上是聲學(xué)建筑,是古人聲學(xué)實踐的前沿陣地,重視其聲學(xué)價值,以“物人合一”的全視域研究其聲學(xué)技術(shù),通過對古戲臺的聲學(xué)價值的發(fā)掘來提升其文物價值。面對數(shù)量眾多的山西古戲臺,要實現(xiàn)從宋金時期的露臺到清代戲臺的全時空聲學(xué)研究,必須親赴實地,對其系統(tǒng)地進(jìn)行專題考察,考察范圍則要覆蓋每個縣市,甚至村莊,切忌以偏概全或只是從文獻(xiàn)到文獻(xiàn)的紙上談兵。要努力做到三點：一要有聲學(xué)效應(yīng)的直觀感受和聲學(xué)測量數(shù)據(jù)；二要利用現(xiàn)代物理學(xué)的聲學(xué)知識解釋古戲臺聲學(xué)效應(yīng)的巧妙設(shè)計；三要有特殊聲學(xué)類型古戲臺的專題研究。

致 謝 審稿專家認(rèn)真地審閱了全文,并多次提出寶貴意見。論文部分地方直接采納了審稿專家的意見,部分地方做了重要修改,在此特別致謝!本文初稿還于2015年8月8日在中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會物理學(xué)史專業(yè)委員會第十八屆學(xué)術(shù)研討會和2015年9月24日在第四屆中國技術(shù)史論壇上報告,筆者感謝與會者富有啟發(fā)性的評論與建議。

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A Preliminary Study on the Classification of Pre-modern Shanxi Opera Stages Based on Their Acoustic Characteristics

YANG Yang1,2, GAO Ce1, DING Hong3

(1.InstitutefortheHistoryofScienceandTechnology,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China;2.CollegeofMusic,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China;3.MarxismSchoolofTaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

Acoustic classification is the basis of the scientific study of pre-modern opera stages. This study, based on data from field research, the characteristics of pre-modern opera stages, and the laws of sound propagation, classifies pre-modern opera stages in Shanxi into four types, that is, direct type, gathering type, reverberation type and resonance type. In this way, we gain a view of the development framework of these stages, and the correlations between their architectural components and singing and listening. The study also indicates that the resonance-type opera stages bear typical characteristics of this particular region, which proves that the Chinese architects could skillfully take advantage of acoustic transmission. The resonance type is a big leap in the field of pre-modern opera stage acoustics, and can even be regarded as highly original in the history of acoustics, proof of a perfect combination of science and art in pre-modern buildings．

pre-modern opera stage, acoustics, structure, type, resonance

2015- 06- 18；

2016- 02- 10

楊陽,1978年生,山西太原人,山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所博士,山西大學(xué)音樂學(xué)院副教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向為藝術(shù)史和音樂考古。 高策,1958年生,山西鄉(xiāng)寧人,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向為地方科學(xué)技術(shù)史。 丁宏,1979年生,山西鄉(xiāng)寧人,中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所博士后，太原理工大學(xué)馬克思主義學(xué)院講師,碩士生導(dǎo)師,研究方向為地方科學(xué)技術(shù)史。

山西省科技廳軟科學(xué)研究項目“STS視閾下明清時期山西戲臺聲學(xué)研究”(項目編號：2014041059- 1)

N092∶O42- 092

A

1000- 0224(2016)02- 0175- 16