曲以聲傳：明代鳴玉樓古戲臺的聲學(xué)技術(shù)

楊陽 裴家麗 高策

[摘要]山西介休源神廟萬歷十九年（1591）鳴玉樓古戲臺不僅可美化勝水“若理絲桐而鳴環(huán)佩”之聲，亦可助戲曲聲傳播，優(yōu)化民眾的聽感?；诖罅抗艖蚺_聲學(xué)專題考察和對該戲臺進(jìn)行的幾何測繪和聲學(xué)測量，分析后發(fā)現(xiàn)其后臺卷棚頂?shù)穆晠R聚技術(shù)和“臺下設(shè)洞”的空腔共振技術(shù)為中國古戲臺該聲學(xué)技術(shù)之肇始;其“臺下設(shè)洞”技術(shù)亦為戰(zhàn)國時期墨子設(shè)甕守城時空腔助聲思想的延伸;其觀眾席四周圍合提升混響感的聲學(xué)技術(shù)保存完好;“鳴玉樓”匾額為目前所見古戲臺最早的聲學(xué)文獻(xiàn)。源神廟鳴玉樓古戲臺聲學(xué)價值與研究意義較大，為中國古戲臺聲學(xué)技術(shù)之重要節(jié)點，亦為中國寶貴的聲學(xué)文化遺產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞]鳴玉樓古戲臺;聲學(xué)技術(shù);卷棚頂;臺下設(shè)洞;四周圍合

藝術(shù)的發(fā)展與傳播從來都與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。戲臺建筑作為戲曲表演的重要場所，蘊含了豐富的科技內(nèi)涵和文化內(nèi)涵，為我們觀照藝術(shù)與科技的關(guān)系提供了重要樣本。為了讓神靈和民眾“聽得見”“聽得清”“聽得遠(yuǎn)”和“聽得好”，作為承載戲曲演出的古戲臺，其本質(zhì)上是聲學(xué)建筑，助聲功能為其成形、進(jìn)化的邏輯起點與邏輯必然，助聲技術(shù)為其功能實現(xiàn)的保障，而助聲效果則是其聲學(xué)設(shè)計的經(jīng)驗性結(jié)晶。換言之，在長達(dá)近千年的技術(shù)演進(jìn)歷程中，古戲臺不僅見證了戲曲的成長，也協(xié)助乃至優(yōu)化了演戲聲音的傳播;其既是戲曲演出的聲學(xué)環(huán)境，也是傳統(tǒng)建筑聲學(xué)技術(shù)的載體。無論從傳統(tǒng)戲曲傳承之聲環(huán)境研究的角度還是從傳統(tǒng)建筑聲學(xué)文化挖掘的角度，古戲臺聲學(xué)技術(shù)的研究價值與意義均毋庸置疑。

明代古戲臺在宋金元古戲臺聲能定向匯聚技術(shù)之后多有探索，如高臺基聲直達(dá)技術(shù)、八字音壁的聲匯聚技術(shù)、四周建筑圍合的聲混響技術(shù)和設(shè)腔助聲技術(shù)等，對清代古戲臺的聲學(xué)設(shè)計均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。本文基于大量聲學(xué)專題考察，對新發(fā)現(xiàn)的首次綜合采用多項助聲技術(shù)的明代山西介休源神廟鳴玉樓古戲臺進(jìn)行了幾何測繪和聲學(xué)測量，旨在闡釋明人在古戲臺建造中采用的聲學(xué)技術(shù)和累積的聲學(xué)經(jīng)驗，以分析傳統(tǒng)戲曲演出的聲環(huán)境特征，深挖古戲臺建筑的科學(xué)內(nèi)涵，展示古代民間哲匠的聲學(xué)技藝，豐滿中國聲學(xué)史和中國戲曲史的研究，亦為古戲臺的修繕和保護(hù)提供科學(xué)參考。

一、介休源神廟古戲臺及其祭賽習(xí)俗

（一）介休源神廟

介休市位于太原盆地偏南距省會太原135公里處，為春秋時期割股奉君的介子推、東漢時期博通典籍的郭林宗和北宋時期出將入相50載的文彥博的故里，擁有后土廟道教建筑群、祆神樓、源神廟和城隍廟等重要古代建筑文化遺存。

源神廟距介休市區(qū)東13公里，建于狐岐山麓之勝水源頭，隸屬洪山鎮(zhèn)洪山村?！渡袝?，禹貢》之“壺口治梁及岐”，“岐”即狐岐山。狐岐山出勝水，見于《山海經(jīng)，北山經(jīng)》：“又北二百里，日狐岐之山，無草木，多青碧，勝水出焉，而東北流注于汾水，其中多蒼玉。”勝水，俗名洪山泉。相傳泉涌時鸞鷥（神話傳說是一種無寶不落的仙鳥）曾嗚叫于此，故又名鯊鷥?nèi)ｕ忬@泉為晉中最大的地下泉水，亦為介休水利之命脈所在。北宋著名政治家潞國公文彥博（1006-1097）于嘉祜五年到八年（1060-1063）間始立石孔，將鷥鷥?nèi)挚闁|、中、西三河，“東日龍眼洞河，中日天鑒明河，西日沿山虎尾河，水池迤北，于三河分水處設(shè)木閘三區(qū)號為水平”，可灌溉數(shù)十村的萬余畝農(nóng)田，其利甚溥，余水俱流入沙河達(dá)于汾河。

源神廟舊在狐岐山麓之西阜，相傳唐尉遲恭在介休時始建，北宋至道三年（997）重建神堂，宋大中祥符元年（1008）刊石《源神碑記》，元至大二年（1309）新建廟殿三楹，明洪武十八年（1385）重修。明萬歷十九年（1591），知縣王一魁于洪山村疏流導(dǎo)源，厘定水源分派章程時，發(fā)現(xiàn)舊廟“基址狹隘，垣宇傾頹”，且廟中看不到鸞驚泉，而南山山麓，有一平阜，此處“諸峰左右盤礴宛如雙闕，逶迤北下，蜿蜒映帶”，又可俯瞰飛泉，瀉出山下，乃“負(fù)離抱坎水泉居前”之地，遂庀材鳩工，將源神廟遷至此處。

現(xiàn)源神廟位于北緯37°1′46″，東經(jīng)112°1′57″，海拔920米，坐東南而面西北314°，占地711平方米。各建筑依山勢呈階梯狀，沿中軸線依次為牌坊、龍虎殿、山門戲臺和正殿，院內(nèi)兩側(cè)設(shè)偏殿，山門戲臺兩側(cè)設(shè)鐘鼓樓，廟院外左側(cè)另設(shè)祀神時齋居的官廳“趨稼”一所。廟院長13.583米，寬11.626米，正面七石階之上即正殿。正殿單檐硬山頂，灰脊筒瓦，琉璃鴟吻，面闊五間13.577米，進(jìn)深二間7.456米，其中廊深1.500米，檐下圓木柱，素平礎(chǔ)，雀替鏤雕及殿前的圍欄石刻皆精雕細(xì)刻，榜曰“勝水靈源”。殿內(nèi)正中祀禹、堯、舜，左右兩側(cè)又分別配祀文彥博、孫叔敖、李冰和鄭國、西門豹、王一魁。廟院兩側(cè)為偏殿，均為單檐懸山頂，筒瓦、屋脊、瓦當(dāng)及鴟吻皆為琉璃，面闊三間，圓木柱，覆盆礎(chǔ)，進(jìn)深五檁四椽。右偏殿榜曰“禮授尼山”，內(nèi)祀孔子、周文王和伏羲氏;左偏殿榜曰“上善若水”，內(nèi)祀莊子、太上老君和列子。王一魁《新建源神廟記》碑文描述該源神廟之形制與結(jié)構(gòu)為：“正殿五楹，塑三神像其中，東西廡各五間;殿前數(shù)步甓券門五洞，洞上釦砌為臺，臺上反宇，回欄狹而修曲，為樓額曰‘鳴玉樓’。外有門以木為之。門與樓周繚，俱粉堞相屬，可散步其上?！?/p>

源神廟分別于康熙二年（1663）、康熙八年（1669）、康熙四十九年（1710）、乾隆二十七年（1762）、光緒二十二年（1896）、光緒三十一年（1905）、宣統(tǒng)元年（1909）重修。中華人民共和國成立后，于1989至1993年全面大修，并掛牌“介休市洪山水利博物館”。2004年6月1日，被列為山西省重點文物保護(hù)單位;2013年3月5日，被列為全國重點文物保護(hù)單位。

（二）源神廟古戲臺

源神廟戲臺坐西北而面東南，面對正殿而建，王一魁名其曰“鳴玉”，上懸今人書“鳴玉樓”匾額。面闊三間，前臺懸山頂，六檁五椽;后臺卷棚頂，四檁三椽。屋脊、筒瓦皆為綠琉璃，火珠、垂獸俱全。臺基3.627米，嵌設(shè)五孔窯洞，窯洞起券高度1.174米，寬2.544米、高3.029米、深9.321米，為典型的山門戲臺。源神廟臺基之中間窯洞即儀門，左右兩孔窯洞中間辟寬1.025米、高2.344米、深1.467米的小門洞聯(lián)通，曾為“云房”。戲臺面闊三間9.529米，其中明間4.167米;進(jìn)深兩間，通進(jìn)深9.401米，其中前臺5.530米;前臺天花高3.714米，圓木檐柱四根直徑0.306米，素平礎(chǔ)，兩側(cè)山墻進(jìn)深（寬）1.594米、厚0.532米，后臺卷棚頂高5.183米。檐下斗口跳，平身科斗口跳龍頭。大額枋下明間雀替雕龍頭，次間雕龍尾，角柱雀替雕象頭。石質(zhì)望柱雕獅子，高0.722米，神態(tài)各異。隔扇呈凸字形，彩繪八仙、上山虎和下山虎等圖案。兩側(cè)出將入相門，闊0.923米、高2.307米;兩側(cè)另設(shè)小門與后臺聯(lián)通，闊1.167米、高2226米。后臺右側(cè)山墻辟寬0.966米、高2.185米的小門以供演職人員從后臺出入。戲臺兩側(cè)為六角攢尖頂?shù)溺姽臉恰ｇ姽臉蔷鶠榉叫?，?.994米，高5.471米，內(nèi)懸鐘鼓皆為新制。從營造技術(shù)的角度看，源神廟鳴玉樓山門戲臺臺上演戲，臺下通行，為明代神廟劇場改革之產(chǎn)物，既使整座戲樓雄偉壯觀，又節(jié)約了中軸線上的土地。

清道光八年（1828）曾對鳴玉樓山門戲臺進(jìn)行修繕，然“顧工浩大而資有限，樓僅成而囊已空，屹然中止”。光緒三十一年（1905）再次對其修繕，“重新建修則樂樓后楹……，補葺者則正殿及東西廡，樂樓之前楹，門首與橋梁之牌坊也”。

（三）源神廟的祭賽習(xí)俗

鑒于洪山水利為古代介休農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，故早在宋代官府就參與其建設(shè)、維護(hù)及管理，同時也組織或參與源神廟的祭賽活動。北宋大中祥符元年（1016）碑文《源神碑記》載“民希獻(xiàn)賀，官遽禱賽，奠酳紫袍，跪爐金帶”，鄉(xiāng)民與官府均積極參與祭祀活動，“紫袍和金帶”皆指官府要員。如明萬歷十六年（1588）《介休縣水利條規(guī)碑》載“知縣王一魁、縣丞竇臣、主簿浦洪、典史王端容”，明萬歷十九年（1591）碑文《新建源神廟記》載“縣丞范縣呂師儒、主簿桃源浦洪、典史晉江張應(yīng)祥”。清康熙二年（1663）《重修源神廟碑記》載：“緣歲久傾圮，鄉(xiāng)人張嘉秀等遂以乞準(zhǔn)復(fù)祠告，蒙道行縣，縣令李公魯委縣尉蔣董理其事，率四河渠長水老人照地醵金，蕆工庀物……修職郎介休縣縣丞汝南李芳春、典史越水高遷、儒學(xué)教諭翔山陳維新?！贝擞浭鲇袃牲c值得關(guān)注，一為組織修建的最大行政長官為縣丞，而非知縣;二為縣令李魯是在道臺行文匯報后，才委托縣尉蔣處理此事，并非主動參與，更非親自督辦。此后，清康熙八年（1669）《重修源神廟碑》載介休縣知縣潘懋達(dá)、縣丞升廣東封川縣知縣李芳春“于康熙八年己酉之三月初，再祀神廟”。上述記述說明從北宋至康熙年間縣級行政長官主持源神廟的祭祀。然此后官辦色彩漸褪，轉(zhuǎn)為糾首或水老人組織，縣鎮(zhèn)長官監(jiān)督或倡導(dǎo)。恰如龍虎殿南側(cè)翼墻上之清光緒二十一年（1895）《蓋聞天下事碑》所載：“歲于上巳之期，各河值年董事所稱水老人者，率各村渠長協(xié)備盤炷，演劇酬神。縣鎮(zhèn)長官監(jiān)臨祀典，洵稱盛會?！鼻骞饩w三十四年（1908）《重壯觀補塑神像碑》又載“曾縣尊親詣祀典，勸諭各河老人金妝補塑神像，且不廢前功，亦有始終，以妥神庥”?？梢姡藭r官府已由組織者轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)督者或倡導(dǎo)者，修繕廟院的總負(fù)責(zé)變?yōu)樗先恕?/p>

源神廟的祭賽活動，歷代均為每年舉行兩次，春秋各一，均以三月初三上巳日之祭為重。王一魁《新建源神廟記》載，“山故有源神廟，故事每歲三月上巳，有司率土人，詣廟修浮沉，蓋東作溉田時也”;萬歷十九年（1591）《介邑王侯均水碑記》載“每歲三月上巳，縣尹偕寅率土人詣廟，具一羊一豕，祭告神開渠，重報本也”;呂淑胤《重修源神廟碑記》載“越明年癸□三月上巳，余與諸僚有事于源神，所以重民生□神惠遵故事也”。源神廟祭祀典禮的儀式，主要包括迎神、享神和送神三部分，含有巫人祝詞，“浮沉”，開閘放水，演戲酬神等內(nèi)容。明王一魁曾為侑祀之迎神、享神和送神作樂歌三章，載于《新建源神廟記》;康熙二年（1663）呂淑胤也作樂歌三章，在源神廟祈年、祈谷和報賽時令巫師歌之，其文載于《重修源神廟碑記》。樂歌折射出了民眾對神靈的感恩。秋季停水，也有祭祀儀式和戲曲演出?？梢?，戲曲演出成為祭賽活動中酬神的重要內(nèi)容，因此，作為演戲場所的戲臺在源神廟建筑群中也成為重要組成部分和工匠精心著力之處。

二、源神廟鳴玉樓聲學(xué)測量

在源神廟獨特的形制、結(jié)構(gòu)及地理環(huán)境下，鳴玉樓與洪山泉呼應(yīng)，形成獨特的聲學(xué)效應(yīng)。通過聲學(xué)測量，可量化分析其聲學(xué)技術(shù)及聲學(xué)效應(yīng)。

（—）聲學(xué)效應(yīng)

明王一魁所撰《新建源神廟記》碑文這樣描述勝水之聲效，“俯瞰飛泉，瀉出山下，如萬斛珠隨地而涌，聽之泠泠然，鏘鏘然，若理絲桐而鳴環(huán)佩也”，故為古戲樓取名曰“鳴玉”，并為之作詩曰“入檻泉聲鳴珮玉，當(dāng)檐樹色落樽晷”。清康熙間溫席珍《重修源神廟記》云“又登而觀鳴玉樓，水聲環(huán)佩也”，登臨鳴玉樓，可聞泉水鳴玉聲。道光間張鼎五《重修源神廟樂樓記》對鳴玉樓之聲效有進(jìn)一步感受及描述，“王邑候所額‘鳴玉樓’，昔人所稱‘天然韻者’是。嗚呼！是樓也，松濤谷應(yīng)，山水音清。其泉瑩瑩然若玉鏡初開，其聲泠泠然若絲桐乍聆。斯不亦極勝矣乎”，說明古人皆認(rèn)為鳴玉樓為“天然韻者”。重要的是，古人已認(rèn)識到鳴玉樓聽水的聲效為“極勝”，而在其他場地可能無此聲學(xué)效應(yīng)。由此可知，在鳴玉樓演唱戲曲或樂歌，其聲效也佳。

“鳴玉樓”匾額實為源神廟古戲臺之重要聲學(xué)文獻(xiàn)，隱喻、揭示了該古戲臺的聲學(xué)效應(yīng)?！傍Q玉”，一解為古人腰間玉佩行走時發(fā)出的聲響，后亦作古琴名，意指音色好。換言之，“鳴玉樓”為源神廟古戲臺之聲學(xué)效應(yīng)的隱喻或暗示，不僅指在該古戲臺上可聽聞如同鳴玉般的泉聲，亦指此樓乃至此戲場的聲場環(huán)境好，在此戲臺演戲的聲音也如同鳴玉一般。需要重點強調(diào)的是，明萬歷十九年（1591）王一魁將古戲臺名日“鳴玉”，催生了中國古戲臺的第一個匾聯(lián)聲學(xué)文獻(xiàn)。

（二）聲學(xué)測量

源神廟鳴玉樓的聲學(xué)構(gòu)件有三個與眾不同的特征。一為其后臺的卷棚頂。迄今為止，源神廟明代鳴玉樓的后臺卷棚頂為古戲臺建筑中最早的在后臺營造中使用的卷棚頂，其對聲音的影響與硬山頂、懸山頂顯然不同。二為觀眾席四周圍合。正殿、偏殿不僅是供養(yǎng)神靈的殿宇，其正面、側(cè)面的墻體乃至屋檐也可作聲反射面將聲音反射至觀眾席。重要的是，正殿、兩側(cè)偏殿和戲臺將觀眾席四周圍合，形成一個僅頂部開口的觀演空間。三為鳴玉樓山門戲臺下的窯洞，為古戲臺最早的“臺下設(shè)洞”實物遺存，其窯洞空腔。鑒于鳴玉樓后臺相對封閉，前臺為小三面觀形制，無法通過音源分置前后臺比較其聲壓級的差異來分析卷棚頂對觀眾席的影響，僅可通過幾何聲學(xué)的方法表征其聲學(xué)特性。由此，本文重點測量的對象有二，其一是測量四周圍合空間的聲場特性;其二是測量窯洞空腔的聲學(xué)特性。此外，鑒于本文聲學(xué)效應(yīng)的表述與玉佩、泉水之頻響特性相關(guān)，故本文也選取珊瑚玉、模擬泉水的聲環(huán)境并測量其頻響特性以比較分析。

對于四周圍合空間的聲場特性，本文主要通過其混響時間的測量分析來表征其混響感的變化;對于窯洞對聲場的貢獻(xiàn)，主要通過測量其頻響特性來表征。需要說明的是，混響時間主要是測量密閉空間的延時特性，對于非密閉的露天四合院聲場，其露天頂部可視為一個全吸聲面，形同“黑洞”，不能反射聲能，該混響時間與當(dāng)代音樂廳的混響時間不同，但也可表征戲場混響感的變化。

據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4959-2011《廳堂擴(kuò)聲特性測量方法》，測量劇場乃至臺底窯洞空腔的頻響特性時本文采用丹麥BK Power Amplifier 2716（自帶白噪聲信號）發(fā)白噪聲信號并將之放大，之后傳給BK OmniPower Sound Source-Type 4292-L音源，在Labshop軟件平臺下使用4189-A-021傳聲器雙通道同時對臺上和臺下測點進(jìn)行測量。測量混響時間時本文使用發(fā)令槍激發(fā)，瑞士NTI聲學(xué)公司生產(chǎn)的XL2音頻與聲學(xué)分析儀接受聲信號。測量玉佩的頻響特性時，本文選取兩塊內(nèi)徑0.012m、外徑0.042m、厚度0.01m的圓環(huán)狀珊瑚玉互相撞擊;測量泉水的頻響特性時，以在水池中注水的方式模擬其聲環(huán)境，均用NTI公司生產(chǎn)的XL2音頻與聲學(xué)分析儀對其進(jìn)行FFT總值測量。需要補充說明的是，為了得到臺底窯洞空腔之各固有頻率的衰減特性，本文還使用發(fā)令槍激發(fā)窯洞空腔內(nèi)的空氣振動，BK Time Data Recorder記錄，之后再用Reflex Core軟件進(jìn)行分析。

據(jù)源神廟廟院的結(jié)構(gòu)特征和鳴玉樓的形制特征，參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)點規(guī)范，本文將聲源點設(shè)于戲臺前臺的中心位置，距離臺口2米，距兩側(cè)山墻4.76米。兩支傳聲器，一支臺上固定點測量，一支臺下移動。臺上傳聲器位于聲源右前方1米處，臺下傳聲器在觀眾席內(nèi)分置11個測點，其中觀眾席設(shè)點9個，儀門左邊窯洞內(nèi)外各設(shè)點1個，所有傳聲器距離地面和墻面的距離均超過1米，同時也符合其他相關(guān)聲學(xué)測量規(guī)范。測量時間為2019年5月5日，氣溫為21°。劇場背景噪聲較低，僅有鳥鳴聲（后期分析時信號處理），測量值準(zhǔn)確有效。

至于測量頻段的設(shè)定，考慮到山西傳統(tǒng)戲曲中男角和樂隊伴奏樂器的最低音均在60Hz以上，女角和樂隊伴奏樂器的高音不超過3537Hz，但由于其泛音也屬本文的評價范圍，故本次測量頻段設(shè)為50Hz-8000Hz。測量時，BK Power Amplifier 2716的白噪聲輸出值恒定不變，均為-2檔。XL2音頻與聲學(xué)分析儀在測量混響時間時設(shè)定為1/3倍頻程。

（三）聲學(xué)分析

1.混響時間

測量混響時間時，受劇場頂部露空等環(huán)境因素影響，用十二面球聲源或發(fā)令槍均難以將其低頻充分激發(fā)，致使其315Hz以下的頻率屢次測量未能成功?，F(xiàn)將1/3倍頻程測量成功的結(jié)果平均后列表如下：

從表1可知，該劇場的混響時間均值為0.79秒，其中1600Hz以下的中心頻率混響時間多為0.9秒以上，而2000Hz以上的中心頻率混響時間均低于0.9秒。

2.窯洞空腔固有頻率

源神廟臺下窯洞空腔有39個固有頻率（表2），窯洞空腔的最低固有頻率為486.25Hz，最高固有頻率為2321Hz，其中主要依次能量分布在1158Hz、1424Hz、883.75Hz、1342Hz、1167Hz、2026Hz、1311Hz、1185Hz、1061Hz、648Hz、977.5Hz、1403Hz、1251Hz、2051Hz、1518Hz、1492Hz、1816Hz、1776Hz、1558Hz、986.75Hz;其振幅最高為44.786mPa，0-PK，最小為16.381m Pa，0-PK;延時最長1.6秒，最短0.1秒，見表3。表3中，以序號1為例，說明各列的含義。序號1中，窯洞空腔的固有頻率為486.25Hz，振幅為24.084m Pa，0-PK，延時1秒，在所有固有頻率中延時排第12位，振幅排第38位。

3.玉佩和泉水的頻響特性

從XL2音頻與聲學(xué)分析儀測量的結(jié)果看，玉佩的峰值頻率主要集中在3400Hz與9000Hz之間，其中以5828.13Hz的聲壓級最高，為62.6dB。此外，其在3437.5H、4843.75Hz等頻率也出現(xiàn)峰值（表3）。圖7中，F(xiàn)FT+Tol意為傅里葉變換加總值;20k為測量范圍，即從484.38Hz-20.45kHz：Max62.6dB即在右上角所示的5.8281Hz的峰值聲壓級;圖中的豎直線所指即其在頻譜圖中的位置;左下角ANG為聲壓級顯示單位，本次測量為0-100dB;右下角CAT為測量時間，本次測量時間總長為7秒。

而泉水的峰值頻率主要集中在128.31Hz與1475.97Hz之間，其中以128.31Hz的聲壓級最高，為63.5dB。此外，其在233.78Hz、444.72Hz、655.66Hz、784.56Hz、831.44Hz、1077.53Hz、1300.19Hz和1475.97Hz等頻率也出現(xiàn)峰值（表4）。

比較玉佩和泉聲的頻響特性可知，兩者固有頻率的頻段一為3400Hz與9000Hz間，一為128.31Hz與1475.97Hz間，幾無相合。由此可知古人以玉佩比擬泉聲并非比擬泉聲的頻率特性，而是比擬其“如萬斛珠隨地而涌”的水花落地聲，如此，玉佩的聲音特性與水花的聲音特性才可類似。有鑒于此，下文僅以玉佩之頻響特性分析鳴玉樓之聲學(xué)效應(yīng)。

三、鳴玉樓聲學(xué)技術(shù)與聲學(xué)效應(yīng)分析

鑒于鳴玉樓的聲學(xué)效應(yīng)主要為音質(zhì)好，故本文多從其聲學(xué)技術(shù)的角度分析其音質(zhì)好的聲學(xué)特性，此外也著重分析其聲學(xué)技術(shù)的原理及該技術(shù)對后世的影響。結(jié)合劇場的實際情況，與金元戲臺相比，該明代山門戲臺除了結(jié)合地形地勢將戲臺臺面提高到與正殿地面相平的高度，使觀眾便于觀看和聽聞演出的技術(shù)外，其對音質(zhì)影響較大的聲學(xué)技術(shù)主要有三，即上文提到的后臺卷棚頂聲匯聚技術(shù)、觀眾席四周圍合增加混響感技術(shù)和臺底窯洞空腔共振助聲技術(shù)。因聲學(xué)技術(shù)的形式為聲學(xué)構(gòu)件，故本文從聲學(xué)構(gòu)件的角度對其一一詳解。

（一）卷棚頂

卷棚頂木制表面的吸聲系數(shù)較低，在125Hz-4000Hz，其吸聲系數(shù)在0.05-0.10秒之間，其內(nèi)頂表面幾何形制接近弧形，故可將聲能聚集。源神廟后臺卷棚頂?shù)穆曇魠R聚技術(shù)，可將聲能匯聚，加大音量，尤其對某些劇情需要演員未上臺前在后臺演唱時幫助較大。但也有弊端，即受隔斷的阻擋，其匯聚的聲能在傳至前臺乃至觀眾席時會受限制。即便如此，源神廟古戲臺卷棚頂聲匯聚技術(shù)對后世的影響依然很大，清代古戲臺的前臺就多有卷棚頂設(shè)計，如晉祠水鏡臺前臺、汾陽石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺前臺、山西平定大峪村古戲臺、山西壽陽縣大明寺古戲臺和陽泉市大陽泉村五龍宮古戲臺等，數(shù)不勝數(shù)，其實質(zhì)上是利用其頂部弧形表面的聲匯聚功能，以提高舞臺支持度，增進(jìn)演員和樂隊間的互相聽聞，亦可將匯聚的聲能利用隔斷、山墻等反射面反射給觀眾席。換言之，作為中國古戲臺聲學(xué)技術(shù)史上的首例利用卷棚頂匯聚聲能的技術(shù)，雖用于后臺聚聲有其局限，但對清代前臺卷棚頂聚聲技術(shù)的影響很大，其意義可見一斑。

從其對“鳴玉”聲學(xué)效應(yīng)影響的角度看，因后臺多為古人賞泉、聽泉之處，后臺卷棚頂?shù)穆晠R聚功能某種程度上可放大泉聲，使身處后臺之賞泉者易聽清楚。

（二）觀眾席四周圍合

明代戲臺加大規(guī)模，普遍增建偏殿，形成正殿、戲臺與偏殿將觀眾席四周圍合的格局。金元戲臺雖面對正殿而建，但其占地面積均小于正殿，致使戲臺兩側(cè)露空，聲音可從此角度散逸。為適應(yīng)劇情復(fù)雜、角色眾多的戲曲表演需求，早在明弘治十八年（1505）翼城樊店村關(guān)帝廟戲臺就將臺面拓寬，增加舞臺面闊，可容納從演員身后移至其兩側(cè)的樂隊，且將樂隊分開了文武場。鳴玉樓戲臺秉承宋元古戲臺面對正殿建造的做法，也面對正殿而建，不僅如此，或受樊店村關(guān)帝廟的影響也拓寬基址、臺面，增大表演區(qū)面積。于是，戲臺不僅僅是表演場所或表演建筑，亦連接兩側(cè)鐘鼓樓及墻面，成為與正殿相對的最大聲反射面。此外，源神廟正殿及其兩側(cè)建造的偏殿，雖為供奉神靈而建，但其墻面此時已然成為重要的聲反射面，與戲臺一起將觀眾席四周圍合，使臺上演劇之聲在劇場內(nèi)多次反射，既增大了音量，也延長了混響時間。金元戲臺的觀眾席，由于其位于正殿與戲臺之間，僅有正殿墻面為聲反射面，未將觀眾席四周圍合，難以形成多次反射，故其聲音以直達(dá)聲為主，反射聲為輔。而源神廟明代戲臺之觀眾席除直達(dá)聲外，還有多次反射聲，其聲音明顯被拖長，已有一定程度的混響感。

從實測混響時間的結(jié)果看，315Hz以下的頻段測量未能順利，雖與測量手段相關(guān)，但也間接說明該頻段的聲能累積較難，四周圍合雖非其唯一決定因素，但與之相關(guān)。從630Hz至1600Hz其混響時間值基本維持在0.91秒，說明該頻段的混響感尚可;從2000Hz至10000Hz其混響時間值從0.87秒減到0.40秒，符合高頻比低頻易衰減的規(guī)律，但其混響感明顯降低。

從其與“鳴玉”聲學(xué)效應(yīng)的關(guān)系看，鑒于玉佩的固有頻率較高，在3000Hz以上，即便由于測量對象選擇的隨意帶來的測量結(jié)果上的誤差，其固有頻率也不應(yīng)低于1000Hz。由此，劇場觀眾席的混響完全可支持增益玉佩之固有頻率，美化其聲音，為“鳴玉”聲學(xué)效應(yīng)正名。若玉佩之固有頻率低于300Hz，源神廟四周圍合的劇場觀眾席對其支持的力度則會明顯減弱。

從觀眾席四周圍合技術(shù)的影響看，此后的明代神廟劇場多采用該技術(shù);清代神廟劇場約80%以上均采用該技術(shù)，雖多建有看臺，然其聲學(xué)原理與此類似?？傊?，劇場觀眾席四周圍合技術(shù)漸成后世神廟劇場增加混響感而采用的不二標(biāo)準(zhǔn)。

（三）臺底窯洞空腔

從源神廟臺底窯洞空腔的39個固有頻率看，其頻響范圍主要處于486.25Hz至2321Hz之間，比玉佩的固有頻率3437.5Hz要低，顯然不能放大玉佩撞擊的聲音。換言之，窯洞腔體大，空氣密度小，窗戶密封好，固有頻率相對較低;而玉佩的體積小，玉石材料密度大，固有頻率相對較高。窯洞空腔與玉佩的固有頻率不同或差別較大，故窯洞空腔對玉佩乃至泉聲的支持度較弱。

而作為觀演建筑，鳴玉樓戲臺的主要功能是擴(kuò)聲傳聲。其中國首個“臺下設(shè)洞”空腔可與戲曲音樂中相同或相近的頻率產(chǎn)生共振，積累其聲能量，增大音量，強化聲音方位感，讓觀眾既“聽得清”又“聽得好”。然鑒于部分窯洞的固有頻率與戲曲樂音的頻率相差大于20音分，人耳會感知其不準(zhǔn)，故在臺底窯洞空腔的39個固有頻率中，僅有19個與戲曲音樂的樂音相近（表5）。

表5中，誤差最小的頻率是986.75Hz、最大的是977.5Hz，其音區(qū)在F5至#A6約一個八度之間。19個固有頻率中，能量主要集中在883.75Hz、977.5Hz、986.75Hz、1167Hz、1185Hz、1251Hz、1311Hz、1403Hz、1492Hz、1558Hz和1776Hz這11個頻率，主要為A5、B5、D6、#D6、E6、F6、#F6、G6和A6九個樂音，樂隊或演員在發(fā)出這9個樂音時會得到窯洞空腔固有頻率的支持。

至于窯洞固有頻率間的音色，可以從其對應(yīng)樂音間的音程關(guān)系推斷，見表6。表6顯示，純八度的音程有1個，純四度的音程有4個，大小三六度音程有10個，大小二七度音程有10個，增四、減五度音程有2個。協(xié)和音程占55.56%，不協(xié)和音程的比例占44.44%，說明窯洞的固有頻率的協(xié)和度較好。

從聲學(xué)的傳播規(guī)律看，窯洞空腔雖為亥姆霍茲共鳴器有其固有頻率，可與頻率相同或相近的聲音產(chǎn)生共振，將之放大，尤其是遇到以上9個樂音時，可直接將其放大，提高其清晰度與傳遠(yuǎn)性，美化聲音。但其亦有不足之處，其一為窯洞空腔位于臺下，與清代平遙、靈石一帶的“后臺設(shè)洞”技術(shù)相比，演唱演奏的聲能不易傳入，換言之，不易激發(fā)窯洞腔體內(nèi)空氣產(chǎn)生共振;其二為窯洞比劇場觀眾席低1.024米，未處同一水平面，不易將共振的聲音傳出。即便如此，源神廟的臺底設(shè)洞共振技術(shù)依然對后世戲臺助聲技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。清代諸多山門戲臺之“臺下設(shè)洞”（兼作儀門）的助聲技術(shù)依然直接承接了該技術(shù)，如山西汾陽石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺、山西臨縣磧口古鎮(zhèn)黑龍廟古戲臺、陜西佳縣白云山白云觀古戲臺等;古代哲匠對該“臺下設(shè)洞”助聲技術(shù)做了重大升級換代，將其窯洞空腔提升至與臺面同一的水平面，改為“后臺設(shè)洞”，且基于營造經(jīng)驗做了大量嘗試，最后在后臺設(shè)計出三縱一橫的十字交叉窯洞和枕頭窯，形成諸如“小胡唱戲城墻上聽”“豐依老漢牛犁地，邊聽侯冀唱大戲”等卓越的聲學(xué)效應(yīng)，最終成為中國清代古戲臺設(shè)腔助聲技術(shù)的有益嘗試。

四、極勝天然 曲以聲傳

古人認(rèn)為鳴玉樓為“天然韻者”，聽水聲效“極勝”，在鳴玉樓演唱戲曲或樂歌，聲效也極佳。從古戲臺聲學(xué)技術(shù)發(fā)展史的角度看，鳴玉樓古戲臺為中國古戲臺聲學(xué)技術(shù)演進(jìn)的重要節(jié)點，亦為中國古代重要的聲學(xué)文化遺產(chǎn)，其不僅可美化泉水聲，還有助于戲曲聲的傳播。其后臺卷棚頂和臺下窯洞結(jié)構(gòu)，在古戲臺營造史中均屬首次應(yīng)用，亦是卷棚頂聲匯聚技術(shù)和窯洞空腔共振助聲技術(shù)應(yīng)用之肇始，為其聲學(xué)效應(yīng)的形成起了積極的作用。需要強調(diào)的是，“鳴玉樓”之“臺下設(shè)洞”技術(shù)為戰(zhàn)國時期墨子設(shè)甕守城、漢代司馬相如琴臺下埋缸助聲等設(shè)甕助聲技術(shù)的發(fā)展;“鳴玉樓”匾額為中國古戲臺匾聯(lián)聲學(xué)文獻(xiàn)之肇始，“聲境文心”之點睛作用尤為值得重視;其觀眾席四周圍合提高混響感的聲學(xué)技術(shù)在源神廟雖非首次應(yīng)用，但源神廟依然無愧于該技術(shù)被幾近完美保存的明代典型實例，其聲學(xué)價值依然不可小覷。

鳴玉樓古戲臺的聲學(xué)技術(shù)對演員和觀眾均有較大影響。從戲曲表演者演唱、演奏的角度看，鳴玉樓兩側(cè)山墻、后山墻和臺頂在將演戲聲定向傳送到觀眾席時，也提高了舞臺支持度，增進(jìn)了演員和樂隊間的聽聞，促進(jìn)了聲音協(xié)調(diào)與交融;從觀眾聽聞的角度看，四周圍合技術(shù)優(yōu)化了混響感，臺底窯洞空腔的共振亦增加了聲音的清晰度，改善了聽感。

宏觀地看，古戲臺聲學(xué)技術(shù)與戲曲藝術(shù)的發(fā)展相互促進(jìn)，相得益彰，共同發(fā)展。具體而言，戲臺不僅是宗教建筑或禮制建筑，也是戲曲表演的聲學(xué)環(huán)境乃至有助于其聲傳播的聲學(xué)建筑，使演戲聲變得更美，傳得更遠(yuǎn)，既滿足了聽覺審美需求，又弘揚了傳統(tǒng)音樂文化。反過來看，隨著戲曲藝術(shù)的發(fā)展，角色增加，故事情節(jié)復(fù)雜，催生了鳴玉樓等有后臺且文武場分列表演區(qū)兩側(cè)的三開間戲臺;隨著觀眾數(shù)量的增加和對音質(zhì)、清晰度的追求，催生了如鳴玉樓戲臺沿用的定向匯聚傳聲技術(shù)和開創(chuàng)的窯洞空腔共振技術(shù)及混響技術(shù)?？梢哉f，鳴玉樓戲臺是考察藝術(shù)與科技相互融合的典型范例，對于我們深入認(rèn)識藝術(shù)與科技的關(guān)系，拓展當(dāng)代藝術(shù)學(xué)研究的視野具有重要意義。

責(zé)任編輯：王瑜瑜