【科學史沙龍】義大利名琴三百年來的未解之謎

■現代小提琴誕生於義大利小鎮克里蒙納 (Cremona) ，源自此地的三大家族所製的名琴，把把價值不菲。然而這些名琴裡究竟藏著什麼樣的秘密，使得歷代演奏名家覺得一身技藝，非得要有名琴搭配，才能發揮得淋漓盡致？

講者｜台灣大學化學系 戴桓青教授
撰文｜高英哲

對於小提琴演奏家來說，擁有一把音色甜美明亮的史特拉底瓦里琴 (Antonio Stradivari) ，或是深沉有力的耶穌瓜奈里琴 (Giuseppe Guarneri del Gesù) ，是畢生的夢想。這些名琴除了音色出眾以外，最神奇的是它們所具備的「投射能力」，也就是琴聲不用很大，也能夠清晰地傳到遠處的能力。

這些名琴如何達到與眾不同的投射效果？人們第一個會想到的，自然是提琴的材質，尤其是影響音色最關鍵的正反兩片木板；小提琴的前板用雲杉製作，背板用楓木製作，這兩種木頭都不是稀有品種，今天要找到一樣的木材製琴並不困難。另一個想到的是琴身的幾何形狀，不過這也是可供測量的，要依樣畫葫蘆同樣稱不上有難度。也有人懷疑這些名琴的塗漆有秘方，然而分析其塗漆的化學成分，又似乎稀鬆平常，無甚特別之處；戴教授懷疑小提琴上漆之後，有可能需要陳放個上百年，才能產生造就卓越音色的特定化學變化，但這當然不是短期內可以得到答案的研究方向。曾經有學者分析名琴的木料樣本，認為木材經過特殊的化學處理，放久了會產生分解反應；不過製琴界的人並不認同這樣的看法，他們的感覺是名琴放久了，木材反而是變硬，不像是分解的樣子。

我們如何對這些名琴，進行科學性的音色比較？在實務上沒有一般人想像的那麼簡單，因為人腦在進行比較時，短期記憶遠比長期記憶鮮明可靠，然而這些名琴的借用時間都很有限，要負擔的成本卻很高，很難在短短一兩天的時間內，找來大量聽眾聆聽比較。用錄音方式做比較也有技術困難，因為除了琴本身以外，還有琴弓、演奏家、演奏環境等等太多變數，導致每個音都會出現差異，很難有可供比較的客觀標準。

戴教授在奇美博物館的大力贊助下，取得一些名琴木料樣本，進行化學分析。他的分析方法是把木材溶解成液，經過電漿火焰加以原子化，再用質譜儀分析其化學元素，結果發現史特拉底瓦里琴所使用的楓木，含有鋁、銅、鈣、鉀、鈉、鋅等等元素，跟一般楓木確實有所不同。戴教授猜想當初製琴家做化學處理，很可能是為了要防蟲防霉，並不是刻意想要優化音色。戴教授另外也用核磁共振，檢驗名琴木材的有機成分，發現裡頭有將近三分之一的半纖維素，在三百年內分解掉了，時間確實對木材的有機結構有所影響。再對木料進行加熱分析，發現隨著半纖維素分解掉，其吸水能力也跟著減低了四分之一。最特殊的是同樣是史特拉底瓦里所製的琴，小提琴跟大提琴的半纖維素分解情況不同，顯然是小提琴受到高頻振動的長期影響所致。

由這些分析結果觀之，現代製琴師顯然不知道如何用礦物質處理木材，僅僅單純用風乾法增加木材彈性；事實上還有很多變數，我們目前都沒有恰當的方法加以分析。不過從戴教授已經做出來的分析結果來看，這塊失落的知識技藝得要趕快補上，不然再過個一兩百年，這些名琴的木料進一步分解之後，可能就無法再拉出現今如此優美的音色了。