世界上最早的鍵盤(pán)樂(lè)器

趙春婷

摘要：管風(fēng)琴是世界上最早的鍵盤(pán)樂(lè)器，也是當(dāng)今世界最龐大的樂(lè)器。最早出現(xiàn)的管風(fēng)琴是由古希臘發(fā)明家克特西比烏斯（Ctesibius）于公元前250年左右發(fā)明的水壓管風(fēng)琴（Hydraulis），它是現(xiàn)代管風(fēng)琴的祖先。正如其名，這件樂(lè)器利用水來(lái)提供持續(xù)不斷地向管子輸送壓力?？諝庥墒謩?dòng)空氣泵提供，水被用在一個(gè)裝置中以穩(wěn)定氣壓，以此向音管輸送氣體來(lái)吹響音管。每一個(gè)音管都由一個(gè)桿子（鍵盤(pán)）來(lái)控制。水管風(fēng)琴（water organ）是一種沒(méi)有風(fēng)箱的自動(dòng)管風(fēng)琴，是由自然力（例如瀑布的水流或者是太陽(yáng)發(fā)出的熱量）激活的水直接壓縮空氣來(lái)吹管以發(fā)出樂(lè)音的，它是一種基于刻有音樂(lè)樣式的滾筒（其表面帶有凸點(diǎn)，可更換）來(lái)播放音樂(lè)的自動(dòng)化樂(lè)器。

關(guān)鍵詞：最早的鍵盤(pán)樂(lè)器? 水壓管風(fēng)琴? Hydraulis? Water organ

管風(fēng)琴，英文全稱(chēng)為Pipe Organ，法語(yǔ)Orgue，荷蘭語(yǔ)、德語(yǔ)為Orgel，意大利語(yǔ)、西班牙語(yǔ)為Organo，丹麥語(yǔ)為Orglet，希臘語(yǔ)為Organon，拉丁語(yǔ)為Organum。管風(fēng)琴是一直沿用至今的古老樂(lè)器之一。其起源可以追至簡(jiǎn)單的潘排簫（Panpipe），這種樂(lè)器在2000多年前就已經(jīng)出現(xiàn)。潘排簫是由長(zhǎng)到短的一組簫管連接成一束而構(gòu)成的，吹奏時(shí)由左至右移動(dòng)，氣流通過(guò)這束音管上端的吹孔而發(fā)聲。從依靠人嘴吹奏的潘排簫到機(jī)械化裝置供氣的管風(fēng)琴的過(guò)程已經(jīng)無(wú)從考證了。沒(méi)有任何文學(xué)的、圖像學(xué)的、考古學(xué)的，甚至是神話(huà)傳說(shuō)的證據(jù)表明管風(fēng)琴的出現(xiàn)早于希臘文明時(shí)期或源于希臘文明勢(shì)力范圍之外的文明時(shí)期。

古羅馬作家阿特納奧斯（Athenaeus）的《智者之宴》（Deipnosophistae）（成書(shū)于公元前200年左右）和公元前1世紀(jì)古羅馬建筑師、工程師馬爾庫(kù)斯·維特魯威·波利奧（Marcus Vitruvius Pollio）的《建筑十書(shū)》（De architectura）（成書(shū)約為公元前32年～公元前22年）中都將管風(fēng)琴的發(fā)明歸功于一個(gè)人，那就是公元前3世紀(jì)居住在埃及的古希臘發(fā)明家克特西比烏斯（Ctesibius），他于公元前250年左右發(fā)明了水壓管風(fēng)琴（Hydraulis）[1]。Hydraulis來(lái)源于希臘語(yǔ)的hydor，其在希臘語(yǔ)中的意思為“Water”，即“水”和“aulos”意思為“管子”（阿夫洛斯管）。這種水壓管風(fēng)琴Hydraulis是現(xiàn)代管風(fēng)琴的祖先。

這位亞歷山大港（Alexandria）的克特西比烏斯是當(dāng)時(shí)非常有名的工程師及發(fā)明家。他是第一個(gè)使用氣壓操作機(jī)械設(shè)備的人，特別是栓塞和閥門(mén)的泵、水鐘、氣鳴投射器（石弩/投石機(jī)）和水壓管風(fēng)琴。他最有名的發(fā)明是壓力泵，其屬于一種原始的活塞泵，用于生產(chǎn)水柱和從井口舉起水。水壓管風(fēng)琴的原理亦然，這是壓力泵技術(shù)應(yīng)用于樂(lè)器制造的一個(gè)例證。“與其說(shuō)水壓管風(fēng)琴是一種樂(lè)器，不如說(shuō)它是水力學(xué)原理的演示”[2]。這一說(shuō)法體現(xiàn)在《建筑十書(shū)》一書(shū)中，這本書(shū)除了是西方有史以來(lái)、中世紀(jì)之前的一部重要的建筑學(xué)著作，同時(shí)也是一本百科全書(shū)，其“第十書(shū)·機(jī)械”的第7、8章分別詳細(xì)地記述了“克特西比烏斯的水泵”和“克特西比烏斯的水壓（管）風(fēng)琴”的制造原理及構(gòu)造。書(shū)中是這樣描述其發(fā)音原理及結(jié)構(gòu)[3]：

①打好一個(gè)木頭底座，在上面安裝一個(gè)青銅箱子。在底座的左右兩邊豎起立柱，安裝成階梯形式，在其中裝入帶活塞的青銅圓筒?；钊谲?chē)床上進(jìn)行精密加工，并包上羊皮，中央裝上鐵棒，用彎管接頭連接到杠桿。在圓筒的頂部表面鉆孔，直徑約三指。在孔附近的樞軸上，裝上青銅制作的海豚，它們口中銜著鏈子，鏈子上掛著的圓盤(pán)落入圓筒的孔中。②在盛水的青銅水箱中安裝節(jié)氣室（throttle），它就像一只反轉(zhuǎn)的漏斗。在它的下面嵌入一些約三指高的方塊，它們?cè)诠?jié)氣室的邊緣與青銅水箱底部之間保持著均等的空間。在節(jié)氣室頂部的上方，安裝著一個(gè)小氣室，它支撐著樂(lè)器的主體部分，希臘人稱(chēng)這個(gè)部分為camon musicus（繆斯的法則），即‘音規(guī)板（musical measure）。如果樂(lè)器是四音列的，沿著它的長(zhǎng)度便有四道槽……③在每道槽內(nèi)裝上一個(gè)帶鐵把手的音栓，當(dāng)旋轉(zhuǎn)把手時(shí)，便打開(kāi)了氣體從小氣室進(jìn)入槽中的出口。音規(guī)板也開(kāi)有與氣槽相同的氣孔，橫向排列，與上板的排氣孔相對(duì)應(yīng)。上板在希臘語(yǔ)中稱(chēng)為pinax（木板、木案）。在音規(guī)板和上板之間安裝滑片，以相同方式打上孔。它們也應(yīng)該涂上油，以便能輕易地插入與拉出。這樣它們便可以堵住這些孔。這些滑片被稱(chēng)為plinthides（小石條）。它們前后移動(dòng)，堵住一些孔，打開(kāi)另一些孔。④滑片由鐵鉤固定并與琴鍵相連，而且只有觸動(dòng)（管）風(fēng)琴鍵才能使滑片不斷移動(dòng)。在上板出氣孔的上方，即壓力通過(guò)氣槽逸出的地方，用膠粘上環(huán)，再將（管）風(fēng)琴鍵的簧片固定在這些杯上。再者，從圓柱形氣筒到節(jié)氣室的頸部有一套管子相連，并通往小氣室的出氣孔。管子上裝有圓盤(pán)閥門(mén)，在車(chē)床上加工而成并安裝到位。當(dāng)小氣室接納了壓縮空氣，閥門(mén)便堵塞了排氣孔，不允許氣體再返回去。⑤當(dāng)活塞的杠桿被提起時(shí)，它便驅(qū)動(dòng)活塞向下到達(dá)圓筒的底部，安裝在立柱上的海豚銜著的圓盤(pán)閥便落進(jìn)了氣筒之中，這一過(guò)程往氣筒中填充了空氣。當(dāng)活塞桿連續(xù)而有力地拉回氣筒中的活塞時(shí)，圓盤(pán)閥依然堵著氣筒的上孔，所產(chǎn)生的壓力推動(dòng)聚積在那里的壓縮空氣進(jìn)入管子。空氣順著管子沖進(jìn)氣室，并通過(guò)節(jié)氣室的頸口進(jìn)入小氣室，杠桿運(yùn)動(dòng)越有力，空氣便壓縮得越緊密，流入滑片開(kāi)口，給氣槽內(nèi)充滿(mǎn)氣體。⑥用手按動(dòng)琴鍵便連續(xù)地驅(qū)動(dòng)滑片前后運(yùn)動(dòng)，堵上一些氣孔，打開(kāi)另一些氣孔，（管）風(fēng)琴便發(fā)出了聲響，奏出符合音樂(lè)法則的各種不同的音調(diào)（圖1）。

從上面的記述與圖像中可以看出，克特西比烏斯發(fā)明的這件樂(lè)器上包括風(fēng)箱和鍵盤(pán)（在這里可以稱(chēng)為杠桿），這些都是管風(fēng)琴必不可少的特征。維特魯威描述了水壓管風(fēng)琴的進(jìn)一步發(fā)展，例如使用兩個(gè)泵，而不是一個(gè)泵和一個(gè)風(fēng)箱。兩個(gè)泵允許多列的音管獨(dú)立地演奏發(fā)出樂(lè)音。音樂(lè)學(xué)家?guī)鞝柼亍に_克斯（Curt Sachs，1881～1959）對(duì)水壓管風(fēng)琴的評(píng)價(jià)是，利用一個(gè)機(jī)械化提升和恒定風(fēng)相結(jié)合供應(yīng)到一組潘管上的設(shè)計(jì)原理是合理的。正如其名，這件樂(lè)器利用水來(lái)提供持續(xù)不斷地向管子輸送壓力。其原理是：進(jìn)入音管產(chǎn)生聲音的空氣來(lái)自一個(gè)風(fēng)箱，這個(gè)風(fēng)箱被一個(gè)管子連接到一個(gè)氣室中，空氣被泵入以壓縮水，由此水在氣室中上升以壓縮空氣，從而向音管穩(wěn)定供應(yīng)空氣。這些水氣通入不同長(zhǎng)度的音管（通常是蘆桿制）發(fā)出高低不同的音高，每一個(gè)音管都由一個(gè)桿子（鍵盤(pán)）來(lái)控制。正是由于它的這種發(fā)聲結(jié)構(gòu)原理使得水氣供應(yīng)缺乏穩(wěn)定性，使其發(fā)聲較為渾濁，音響效果欠佳。

拜占庭的斐洛（Philo，公元前280年～前220年）雖不是克特西比烏斯的學(xué)生，卻深受他的影響。他將水壓管風(fēng)琴形容為“用雙手演奏的蘆笛”。亞歷山大港的希羅（Hero of Alexandria，公元10年～70年）在其《氣體力學(xué)》（Pneumatics）中則描述了水壓管風(fēng)琴原始且更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。其論及這種樂(lè)器是產(chǎn)生風(fēng)力的機(jī)械裝置與鍵盤(pán)、風(fēng)箱的合成。也正是由于擁有產(chǎn)生風(fēng)力的機(jī)械裝置才使這種樂(lè)器被命名為“Hydraulis”。粗略地統(tǒng)計(jì)大約有40多個(gè)具有代表性的“Hydraulis”的圖像出現(xiàn)在馬賽克、花瓶、硬幣以及雕像上，流傳下來(lái)。最著名的圖像當(dāng)屬1913年意大利考古學(xué)家薩爾瓦托·奧里格瑪（Salvatore Aurigemma）在利比亞Zliten發(fā)現(xiàn)的公元前2世紀(jì)的鑲嵌在地板上的羅馬馬賽克鑲嵌畫(huà)，其描述的是斗獸比賽場(chǎng)上奏樂(lè)的場(chǎng)景，其中即有Hydraulis（水壓管風(fēng)琴）與古羅馬時(shí)期的布奇納/科爾納（buccina/comu，歷史性小號(hào)的一種，多用于軍樂(lè)隊(duì)持奏）和別辛（buisine/buysine，一種儀仗小號(hào)）合奏的圖像（圖2）。古羅馬人在觀看角斗時(shí)常常使用水壓管風(fēng)琴進(jìn)行場(chǎng)景伴奏，目的是增加角斗的氣氛，它是古羅馬帝國(guó)時(shí)期最流行的樂(lè)器之一。

還有一種被稱(chēng)為Water organ[4]（直譯為“水管風(fēng)琴”）的樂(lè)器，它也是依靠水壓原理進(jìn)行發(fā)音的氣鳴類(lèi)樂(lè)器。古今一些研究者常常把這種樂(lè)器與Hydraulis水壓管風(fēng)琴相混淆。這種管風(fēng)琴是一種沒(méi)有風(fēng)箱的自動(dòng)管風(fēng)琴，它是由自然力（例如瀑布的水流或者是太陽(yáng)發(fā)出的熱量）激活的水直接壓縮空氣來(lái)吹管以發(fā)出樂(lè)音的。這種樂(lè)器一旦被設(shè)置好，就無(wú)需人工干預(yù)即可進(jìn)行演奏。這種樂(lè)器曾出現(xiàn)在克特西比烏斯、拜占庭的斐洛和亞歷山大港的希羅的文字中。這種樂(lè)器的吹管被用來(lái)模仿鳥(niǎo)鳴，也可以模擬底比斯門(mén)農(nóng)雕像發(fā)出的令人敬畏的聲音。這種樂(lè)器的原理是，太陽(yáng)發(fā)出的熱能被用來(lái)虹吸水使其從一個(gè)封閉的水箱到另一個(gè)水箱，由此產(chǎn)生出壓縮的空氣使管子發(fā)出樂(lè)音。阿拉伯人和拜占庭人（東羅馬人）開(kāi)發(fā)出一種自動(dòng)的water organ。這一成果見(jiàn)于班努·穆薩（Banu Musa）兄弟于9世紀(jì)（一說(shuō)為公元850年）合著的《奇器之書(shū)》中，書(shū)中描繪了兩種自動(dòng)化的樂(lè)器，其中一件即為water organ，它是一種基于刻有音樂(lè)樣式的滾筒（其表面帶有凸點(diǎn)，可更換）來(lái)播放音樂(lè)的樂(lè)器。這種水管風(fēng)琴被裝進(jìn)華麗的盒子里，放置在皇家的花園、石窟和溫室里以及富人的豪宅中，在這些地方，水管風(fēng)琴（water organ）不僅用音樂(lè)來(lái)取悅觀眾，而且還展示跳舞的小雕像、扇動(dòng)翅膀的小鳥(niǎo)或者錘擊的旋風(fēng)，這些都由裝在音樂(lè)圓筒上的機(jī)械裝置來(lái)操縱。到13世紀(jì)末，自動(dòng)水管風(fēng)琴已經(jīng)傳到了意大利，工匠們很快掌握了制造技術(shù)。很快，這種制造技術(shù)也被傳播到了西歐的其他地方。16世紀(jì)最著名的自動(dòng)水管風(fēng)琴放置在意大利蒂沃特（Tivoli）的埃斯特莊園（Villa dEste）內(nèi)。這座莊園建造于1550～1569年，當(dāng)時(shí)的主人是紅衣主教波多利托二·德·埃斯特（IppolitoII dEste，1509～1572）。在意大利，埃斯特家族與美第奇家族是可以相媲美的。而其主持建造的埃斯特莊園被稱(chēng)為“千泉宮”，是文藝復(fù)興時(shí)期三大園林之一，這座莊園中安放著一架水管風(fēng)琴（The Fountain of the organ）（圖3）。其正下方原本是一個(gè)巖石瀑布，由巴洛克藝術(shù)風(fēng)格雕塑巨匠吉安·洛倫索·貝爾尼尼（Gian Lorenzo Bernini，1598～1680）所建造。20世紀(jì)重新依據(jù)的巴洛克風(fēng)格繪畫(huà)和雕塑復(fù)制出了一座帶有海神雕像的噴泉——海神噴泉（The Fountain of Neptune），噴泉的兩邊各有一個(gè)水柱，最大可以噴射到水管風(fēng)琴的位置，四周還配有一些小噴泉。水管風(fēng)琴矗立在一座約6米高的拱門(mén)下，其水源即來(lái)源于下面的瀑布，在這座拱門(mén)里則隱藏了水管風(fēng)琴的蓄水裝置和水壓動(dòng)力裝置。著名的意大利美第奇家族位于佛羅倫薩的普拉托利諾莊園（Villa di Pratolino）也曾建造過(guò)水管風(fēng)琴（water organ）。此外，羅馬教皇格里高利十三世（pope gregory xiii，1502～1585）所建造的奎里納爾宮（Quirinale）花園中也曾建造過(guò)一座水管風(fēng)琴。17世紀(jì)初，水管風(fēng)琴在英國(guó)被建造出來(lái)。荷蘭發(fā)明家科尼利厄斯·德雷貝爾（Cornelius Drebbel）曾為英國(guó)詹姆斯一世建造過(guò)一架水管風(fēng)琴。所羅門(mén)·德·考斯（Salomon de Caus）在為詹姆斯一世的兒子亨利王子服務(wù)期間在里士滿(mǎn)宮（Richmond）也曾建造過(guò)幾架水管風(fēng)琴。在詹姆斯一世的女兒伊麗莎白公主嫁給普法爾茨選帝侯腓特烈五世后，德·考斯還為他們?cè)O(shè)計(jì)了海德堡宮殿的花園，這座花園曾因其美麗而復(fù)雜的噴泉和水管風(fēng)琴而聞名。法國(guó)弗蘭奇尼兄弟（the brothers of Francini）曾在圣日耳曼昂萊城堡（Saint-Germain-en-laye）和凡爾賽宮（Versaille）建造過(guò)大型噴泉和水管風(fēng)琴，達(dá)到了輝煌奢華的新高度。

后來(lái)，這種水管風(fēng)琴的機(jī)械原理曾被人們誤解，直到1954年一位名為范·戴克（Van Dijk）的荷蘭工程師指出：給水管風(fēng)琴提供空氣的方法與16、17世紀(jì)鍛造和冶煉廠使用的供氣方法相同。這種樂(lè)器最重要的因素在于，水吸入空氣就像在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室過(guò)濾泵里一樣，空氣通過(guò)一根置于較粗大且垂直管中的小管吸入，而水源于池塘或小溪。接下來(lái)，水和空氣一起到達(dá)氣室（wind chamber），氣室位于地面較深的地下。在這里，水和空氣分離，被壓縮的空氣被送到頂部的風(fēng)箱以吹響管風(fēng)琴的音管。兩個(gè)帶有小孔的篩板或隔板是用來(lái)防止水霧進(jìn)入管風(fēng)琴音管的。

由于筒泵水壓管風(fēng)琴（Hydraulis）存在諸多缺點(diǎn)，例如它需要精密的機(jī)械構(gòu)造和優(yōu)質(zhì)的金屬材料，同時(shí)它的風(fēng)箱在經(jīng)過(guò)多年的使用后是很難維護(hù)、移動(dòng)以及防止被水腐蝕的。因此，古羅馬古典時(shí)代晚期，可以方便攜帶的更實(shí)用的氣動(dòng)管風(fēng)琴取代了古羅馬時(shí)期盛行的水壓管風(fēng)琴。與此同時(shí)，隨著公元5世紀(jì)和6世紀(jì)西方帝國(guó)的崩潰，水壓管風(fēng)琴也在西方消失。氣動(dòng)管風(fēng)琴在東羅馬帝國(guó)拜占庭宮廷中占有十分重要的地位。公元757年，皇帝君士坦丁·孔普羅尼莫斯五世（Constantine Copronymus V）將一個(gè)小型金、銀制造的氣動(dòng)管風(fēng)琴贈(zèng)送給了歐洲加洛林王朝第一任國(guó)王矮子丕平（Pepin the Short），由此氣動(dòng)管風(fēng)琴?gòu)臇|羅馬帝國(guó)傳到了西方世界，逐漸傳遍了羅馬、西班牙、德國(guó)和法國(guó)等地。從此，水壓管風(fēng)琴逐漸被人們所遺忘，水壓機(jī)械裝置被以空氣壓縮原理的風(fēng)箱所取代。

參考文獻(xiàn)：

[1]文中所述關(guān)于“Hydraulis”（“水壓管風(fēng)琴”）文字的原文主要參考自【英】史丹利·塞迪：《新格羅夫樂(lè)器詞典》（第2冊(cè)），第266～269頁(yè)（The New GROVE Dictionary of Musical Instruments②，Edited by Stanley Sadie P.266～269）。

[2]原文見(jiàn)【英】史丹利·塞迪：《新格羅夫樂(lè)器詞典》（第2冊(cè)），第852頁(yè)（The New GROVE Dictionary of Musical Instruments②，Edited by Stanley Sadie P.852）。

[3]【古羅馬】維特魯威著，【美】I.D.羅蘭英譯、【美】Y.N.豪評(píng)注/插圖、陳平中譯：《建筑十書(shū)》，北京：北京大學(xué)出版社，2017年，第214～215頁(yè)。

[4]文中所述關(guān)于“Water organ”（“水管風(fēng)琴”）文字的原文主要參考自【英】史丹利·塞迪：《新格羅夫樂(lè)器詞典》（第3冊(cè)），第841～843頁(yè)（The New GROVE Dictionary of Musical Instruments③，Edited by Stanley Sadie P.841～843）。