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(tái)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_(tái)聲學(xué)專題考察和對(duì)該戲臺(tái)進(jìn)行的幾何測(cè)繪和聲學(xué)測(cè)量，分析后發(fā)現(xiàn)其后臺(tái)卷棚頂?shù)穆晠R聚技術(shù)和“臺(tái)下設(shè)洞”的空腔共振技術(shù)為中國古戲臺(tái)該聲學(xué)技術(shù)之肇始;其“臺(tái)下設(shè)洞”技術(shù)亦為戰(zhàn)國時(shí)期墨子設(shè)甕守城時(shí)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(tái)最早的聲學(xué)文獻(xiàn)。源神廟鳴玉樓古戲臺(tái)聲學(xué)價(jià)值與研究意義較大，為中國古戲臺(tái)聲學(xué)技術(shù)之重要節(jié)點(diǎn)，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(tái);聲學(xué)技術(shù);卷棚頂;臺(tái)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(tái)建筑作為戲曲表演的重要場(chǎng)所，蘊(yùn)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(tái)，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(diǎn)與邏輯必然，助聲技術(shù)為其功能實(shí)現(xiàn)的保障，而助聲效果則是其聲學(xué)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)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(tái)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(tái)聲學(xué)技術(shù)的研究價(jià)值與意義均毋庸置疑。

明代古戲臺(tái)在宋金元古戲臺(tái)聲能定向匯聚技術(shù)之后多有探索，如高臺(tái)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(duì)清代古戲臺(tái)的聲學(xué)設(shè)計(jì)均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。本文基于大量聲學(xué)專題考察，對(duì)新發(fā)現(xiàn)的首次綜合采用多項(xiàng)助聲技術(shù)的明代山西介休源神廟鳴玉樓古戲臺(tái)進(jìn)行了幾何測(cè)繪和聲學(xué)測(cè)量，旨在闡釋明人在古戲臺(tái)建造中采用的聲學(xué)技術(shù)和累積的聲學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以分析傳統(tǒng)戲曲演出的聲環(huán)境特征，深挖古戲臺(tái)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(tái)的修繕和保護(hù)提供科學(xué)參考。

一、介休源神廟古戲臺(tái)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(huì)太原135公里處，為春秋時(shí)期割股奉君的介子推、東漢時(shí)期博通典籍的郭林宗和北宋時(shí)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?！眲偎?，俗名洪山泉。相傳泉涌時(shí)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(hào)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(shí)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(shí)，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(shì)呈階梯狀，沿中軸線依次為牌坊、龍虎殿、山門戲臺(tái)和正殿，院內(nèi)兩側(cè)設(shè)偏殿，山門戲臺(tái)兩側(cè)設(shè)鐘鼓樓，廟院外左側(cè)另設(shè)祀神時(shí)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(tái)，臺(tái)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。”

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(diǎn)文物保護(hù)單位;2013年3月5日，被列為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。

（二）源神廟古戲臺(tái)

源神廟戲臺(tái)坐西北而面東南，面對(duì)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(tái)懸山頂，六檁五椽;后臺(tái)卷棚頂，四檁三椽。屋脊、筒瓦皆為綠琉璃，火珠、垂獸俱全。臺(tái)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(tái)。源神廟臺(tái)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(tái)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(tái)5.530米;前臺(tái)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(tái)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(tái)聯(lián)通，闊1.167米、高2226米。后臺(tái)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(tái)出入。戲臺(tái)兩側(cè)為六角攢尖頂?shù)溺姽臉?。鐘鼓樓均為方形，?.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(tái)臺(tái)上演戲，臺(tái)下通行，為明代神廟劇場(chǎng)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(duì)鳴玉樓山門戲臺(tái)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(duì)其修繕，“重新建修則樂樓后楹……，補(bǔ)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(shí)也組織或參與源神廟的祭賽活動(dòng)。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(dòng)，“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(diǎn)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(tái)行文匯報(bào)后，才委托縣尉蔣處理此事，并非主動(dòng)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(jí)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?？h鎮(zhèn)長官監(jiān)臨祀典，洵稱盛會(huì)?！鼻骞饩w三十四年（1908）《重壯觀補(bǔ)塑神像碑》又載“曾縣尊親詣祀典，勸諭各河老人金妝補(bǔ)塑神像，且不廢前功，亦有始終，以妥神庥”?？梢姡藭r(shí)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(dòng)，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(shí)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(bào)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(bào)賽時(shí)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(duì)神靈的感恩。秋季停水，也有祭祀儀式和戲曲演出?？梢姡瑧蚯莩龀蔀榧蕾惢顒?dòng)中酬神的重要內(nèi)容，因此，作為演戲場(chǎng)所的戲臺(tái)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(cè)量

在源神廟獨(dú)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(dú)特的聲學(xué)效應(yīng)。通過聲學(xué)測(cè)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(duì)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(shí)到鳴玉樓聽水的聲效為“極勝”，而在其他場(chǎng)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(shí)為源神廟古戲臺(tái)之重要聲學(xué)文獻(xiàn)，隱喻、揭示了該古戲臺(tái)的聲學(xué)效應(yīng)?！傍Q玉”，一解為古人腰間玉佩行走時(shí)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(tái)之聲學(xué)效應(yīng)的隱喻或暗示，不僅指在該古戲臺(tái)上可聽聞如同鳴玉般的泉聲，亦指此樓乃至此戲場(chǎng)的聲場(chǎng)環(huán)境好，在此戲臺(tái)演戲的聲音也如同鳴玉一般。需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，明萬歷十九年（1591）王一魁將古戲臺(tái)名日“鳴玉”，催生了中國古戲臺(tái)的第一個(gè)匾聯(lián)聲學(xué)文獻(xiàn)。

（二）聲學(xué)測(cè)量

源神廟鳴玉樓的聲學(xué)構(gòu)件有三個(gè)與眾不同的特征。一為其后臺(tái)的卷棚頂。迄今為止，源神廟明代鳴玉樓的后臺(tái)卷棚頂為古戲臺(tái)建筑中最早的在后臺(tái)營造中使用的卷棚頂，其對(duì)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(tái)將觀眾席四周圍合，形成一個(gè)僅頂部開口的觀演空間。三為鳴玉樓山門戲臺(tái)下的窯洞，為古戲臺(tái)最早的“臺(tái)下設(shè)洞”實(shí)物遺存，其窯洞空腔。鑒于鳴玉樓后臺(tái)相對(duì)封閉，前臺(tái)為小三面觀形制，無法通過音源分置前后臺(tái)比較其聲壓級(jí)的差異來分析卷棚頂對(duì)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(diǎn)測(cè)量的對(duì)象有二，其一是測(cè)量四周圍合空間的聲場(chǎng)特性;其二是測(cè)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(cè)量其頻響特性以比較分析。

對(duì)于四周圍合空間的聲場(chǎng)特性，本文主要通過其混響時(shí)間的測(cè)量分析來表征其混響感的變化;對(duì)于窯洞對(duì)聲場(chǎng)的貢獻(xiàn)，主要通過測(cè)量其頻響特性來表征。需要說明的是，混響時(shí)間主要是測(cè)量密閉空間的延時(shí)特性，對(duì)于非密閉的露天四合院聲場(chǎng)，其露天頂部可視為一個(gè)全吸聲面，形同“黑洞”，不能反射聲能，該混響時(shí)間與當(dāng)代音樂廳的混響時(shí)間不同，但也可表征戲場(chǎng)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(cè)量方法》，測(cè)量劇場(chǎng)乃至臺(tái)底窯洞空腔的頻響特性時(shí)本文采用丹麥BK Power Amplifier 2716（自帶白噪聲信號(hào)）發(fā)白噪聲信號(hào)并將之放大，之后傳給BK OmniPower Sound Source-Type 4292-L音源，在Labshop軟件平臺(tái)下使用4189-A-021傳聲器雙通道同時(shí)對(duì)臺(tái)上和臺(tái)下測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量混響時(shí)間時(shí)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(hào)。測(cè)量玉佩的頻響特性時(shí)，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(cè)量泉水的頻響特性時(shí)，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(duì)其進(jìn)行FFT總值測(cè)量。需要補(bǔ)充說明的是，為了得到臺(tái)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(dòng)，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(diǎn)規(guī)范，本文將聲源點(diǎn)設(shè)于戲臺(tái)前臺(tái)的中心位置，距離臺(tái)口2米，距兩側(cè)山墻4.76米。兩支傳聲器，一支臺(tái)上固定點(diǎn)測(cè)量，一支臺(tái)下移動(dòng)。臺(tái)上傳聲器位于聲源右前方1米處，臺(tái)下傳聲器在觀眾席內(nèi)分置11個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中觀眾席設(shè)點(diǎn)9個(gè)，儀門左邊窯洞內(nèi)外各設(shè)點(diǎn)1個(gè)，所有傳聲器距離地面和墻面的距離均超過1米，同時(shí)也符合其他相關(guān)聲學(xué)測(cè)量規(guī)范。測(cè)量時(shí)間為2019年5月5日，氣溫為21°。劇場(chǎng)背景噪聲較低，僅有鳥鳴聲（后期分析時(shí)信號(hào)處理），測(cè)量值準(zhǔn)確有效。

至于測(cè)量頻段的設(shè)定，考慮到山西傳統(tǒng)戲曲中男角和樂隊(duì)伴奏樂器的最低音均在60Hz以上，女角和樂隊(duì)伴奏樂器的高音不超過3537Hz，但由于其泛音也屬本文的評(píng)價(jià)范圍，故本次測(cè)量頻段設(shè)為50Hz-8000Hz。測(cè)量時(shí)，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(cè)量混響時(shí)間時(shí)設(shè)定為1/3倍頻程。

（三）聲學(xué)分析

1.混響時(shí)間

測(cè)量混響時(shí)間時(shí)，受劇場(chǎng)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(cè)量未能成功?，F(xiàn)將1/3倍頻程測(cè)量成功的結(jié)果平均后列表如下：

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

2.窯洞空腔固有頻率

源神廟臺(tái)下窯洞空腔有39個(gè)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(shí)最長1.6秒，最短0.1秒，見表3。表3中，以序號(hào)1為例，說明各列的含義。序號(hào)1中，窯洞空腔的固有頻率為486.25Hz，振幅為24.084m Pa，0-PK，延時(shí)1秒，在所有固有頻率中延時(shí)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(cè)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(jí)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(cè)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(jí);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(jí)顯示單位，本次測(cè)量為0-100dB;右下角CAT為測(cè)量時(shí)間，本次測(cè)量時(shí)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(jí)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(duì)后世的影響。結(jié)合劇場(chǎng)的實(shí)際情況，與金元戲臺(tái)相比，該明代山門戲臺(tái)除了結(jié)合地形地勢(shì)將戲臺(tái)臺(tái)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(duì)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(tái)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(tái)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(duì)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(tái)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(duì)某些劇情需要演員未上臺(tái)前在后臺(tái)演唱時(shí)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(tái)乃至觀眾席時(shí)會(huì)受限制。即便如此，源神廟古戲臺(tái)卷棚頂聲匯聚技術(shù)對(duì)后世的影響依然很大，清代古戲臺(tái)的前臺(tái)就多有卷棚頂設(shè)計(jì)，如晉祠水鏡臺(tái)前臺(tái)、汾陽石塔村龍?zhí)鞆R古戲臺(tái)前臺(tái)、山西平定大峪村古戲臺(tái)、山西壽陽縣大明寺古戲臺(tái)和陽泉市大陽泉村五龍宮古戲臺(tái)等，數(shù)不勝數(shù)，其實(shí)質(zhì)上是利用其頂部弧形表面的聲匯聚功能，以提高舞臺(tái)支持度，增進(jìn)演員和樂隊(duì)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(tái)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(tái)聚聲有其局限，但對(duì)清代前臺(tái)卷棚頂聚聲技術(shù)的影響很大，其意義可見一斑。

從其對(duì)“鳴玉”聲學(xué)效應(yīng)影響的角度看，因后臺(tái)多為古人賞泉、聽泉之處，后臺(tái)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(tái)之賞泉者易聽清楚。

（二）觀眾席四周圍合

明代戲臺(tái)加大規(guī)模，普遍增建偏殿，形成正殿、戲臺(tái)與偏殿將觀眾席四周圍合的格局。金元戲臺(tái)雖面對(duì)正殿而建，但其占地面積均小于正殿，致使戲臺(tái)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(tái)就將臺(tái)面拓寬，增加舞臺(tái)面闊，可容納從演員身后移至其兩側(cè)的樂隊(duì)，且將樂隊(duì)分開了文武場(chǎng)。鳴玉樓戲臺(tái)秉承宋元古戲臺(tái)面對(duì)正殿建造的做法，也面對(duì)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(tái)面，增大表演區(qū)面積。于是，戲臺(tái)不僅僅是表演場(chǎng)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(duì)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(shí)已然成為重要的聲反射面，與戲臺(tái)一起將觀眾席四周圍合，使臺(tái)上演劇之聲在劇場(chǎng)內(nèi)多次反射，既增大了音量，也延長了混響時(shí)間。金元戲臺(tái)的觀眾席，由于其位于正殿與戲臺(tái)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(tái)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(shí)測(cè)混響時(shí)間的結(jié)果看，315Hz以下的頻段測(cè)量未能順利，雖與測(cè)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(shí)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(shí)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(cè)量對(duì)象選擇的隨意帶來的測(cè)量結(jié)果上的誤差，其固有頻率也不應(yīng)低于1000Hz。由此，劇場(chǎng)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(chǎng)觀眾席對(duì)其支持的力度則會(huì)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(chǎng)多采用該技術(shù);清代神廟劇場(chǎng)約80%以上均采用該技術(shù)，雖多建有看臺(tái)，然其聲學(xué)原理與此類似?？傊瑒?chǎng)觀眾席四周圍合技術(shù)漸成后世神廟劇場(chǎng)增加混響感而采用的不二標(biāo)準(zhǔn)。

（三）臺(tái)底窯洞空腔

從源神廟臺(tái)底窯洞空腔的39個(gè)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(duì)較低;而玉佩的體積小，玉石材料密度大，固有頻率相對(duì)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(duì)玉佩乃至泉聲的支持度較弱。

而作為觀演建筑，鳴玉樓戲臺(tái)的主要功能是擴(kuò)聲傳聲。其中國首個(gè)“臺(tái)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(qiáng)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(huì)感知其不準(zhǔn)，故在臺(tái)底窯洞空腔的39個(gè)固有頻率中，僅有19個(gè)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(gè)八度之間。19個(gè)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(gè)頻率，主要為A5、B5、D6、#D6、E6、F6、#F6、G6和A6九個(gè)樂音，樂隊(duì)或演員在發(fā)出這9個(gè)樂音時(shí)會(huì)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(duì)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(gè)，純四度的音程有4個(gè)，大小三六度音程有10個(gè)，大小二七度音程有10個(gè)，增四、減五度音程有2個(gè)。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(gè)樂音時(shí)，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(tái)下，與清代平遙、靈石一帶的“后臺(tái)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(chǎng)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(tái)底設(shè)洞共振技術(shù)依然對(duì)后世戲臺(tái)助聲技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。清代諸多山門戲臺(tái)之“臺(tái)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(tái)、山西臨縣磧口古鎮(zhèn)黑龍廟古戲臺(tái)、陜西佳縣白云山白云觀古戲臺(tái)等;古代哲匠對(duì)該“臺(tái)下設(shè)洞”助聲技術(shù)做了重大升級(jí)換代，將其窯洞空腔提升至與臺(tái)面同一的水平面，改為“后臺(tái)設(shè)洞”，且基于營造經(jīng)驗(yàn)做了大量嘗試，最后在后臺(tái)設(shè)計(jì)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(tái)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(tái)聲學(xué)技術(shù)發(fā)展史的角度看，鳴玉樓古戲臺(tái)為中國古戲臺(tái)聲學(xué)技術(shù)演進(jìn)的重要節(jié)點(diǎn)，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(tái)卷棚頂和臺(tái)下窯洞結(jié)構(gòu)，在古戲臺(tái)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(qiáng)調(diào)的是，“鳴玉樓”之“臺(tái)下設(shè)洞”技術(shù)為戰(zhàn)國時(shí)期墨子設(shè)甕守城、漢代司馬相如琴臺(tái)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(tái)匾聯(lián)聲學(xué)文獻(xiàn)之肇始，“聲境文心”之點(diǎn)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(shí)例，其聲學(xué)價(jià)值依然不可小覷。

鳴玉樓古戲臺(tái)的聲學(xué)技術(shù)對(duì)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(tái)頂在將演戲聲定向傳送到觀眾席時(shí)，也提高了舞臺(tái)支持度，增進(jìn)了演員和樂隊(duì)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(tái)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(tái)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(tái)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(yáng)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(tái)且文武場(chǎng)分列表演區(qū)兩側(cè)的三開間戲臺(tái);隨著觀眾數(shù)量的增加和對(duì)音質(zhì)、清晰度的追求，催生了如鳴玉樓戲臺(tái)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(tái)是考察藝術(shù)與科技相互融合的典型范例，對(duì)于我們深入認(rèn)識(shí)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