主题：TED2006上11岁华裔女孩的精彩表演 -- 高子山

年纪小小，思维却也清晰得很。琴技我是无论如何比不过了，不过说到琴的原理的话，嘿嘿，我就来稍微显摆一下吧。

所谓小提琴呢，正如小妹妹所说，简单来讲就是一个共鸣箱和四根琴弦。因为琴上之弦是有张力的，所以振则动，动则生波，这就是声音的来源。但是琴的音色却并非这样简单，这是后话，且是很繁复的课题。

再回到小提琴的发音和共鸣上面来，准确地说，其发音机理如下：当演奏者运弓揉弦之际，弓毛与手指对弦施加摩擦力和扭曲力，由此而生的横振动，竖振动，扭转振动引起了弦的自激振动。弦动一旦引起，振动就通过琴马的前后摇摆到达面板，再由连接面背板的音柱把振动和力传递到背板上。与之同时，透过音孔，琴内德空气腔被驱动作振，于是，整个琴体谐振共鸣。这时，琴体的振动和弦的振动传入空气，琴内外的空气振动相互结合，最终来到听众耳中。

至于音色的话，我简单地提一提。基本上，我们所听到的提琴声音，是由一个基频和很多谐频，以及一些杂乱的频率所组合而成的。基频取决于弓接触弦的那个点和左手按弦的那个点之间形成的驻波，谐频则是基频的倍数。

表面上看来，小提琴是一个16世纪的古物，但事实上，小提琴的相关课题一直是一个多世纪以来的世界性科学难题。早在1840年间，发过科学家就根据亥姆霍兹运动建立了弦振动的特征方程，进行了一系列研究，之后，在这种经典物理模型之上，德，比，美等国都有过简化原理分析。到上个世纪六十年代，随着科学发展，美国人开始借用电磁振荡来类比弦振动和声学。八十年代起，有限元分析也被发展到琴板和琴壳体振动特性模态中的研究中来。直到近一二十年，研究提琴的方式方法才渐渐转变为建立系统传递函数以及波导方法。这个已经历时一百六十年尚未得到完美解决的难题的研究过程中，牛人牛事涌现不断，我就不再赘言了。

那么，这个课题究竟难在哪一点上呢？

难就难在提琴是一个艺术与科学的神秘结合品。

首先，从结构上来看，提琴的面背板就不是两块简单的平面木板，弯曲弧度与厚薄都不是定值，且与材料和制琴师关联程度很大，这种特殊的结构对于科学家来说，增加了对其进行复杂动力学特性仿真的难度。其次，提琴的的构型也很玄妙，艺术角度上说，这是一个巴洛克风格的美丽乐器，仅仅从琴头便可一瞥其蕴含的风貌，但另一方面而言，光是面背板的尺寸数据里面就包含着很多与黄金分割等数学常见问题相纠结的学问。再次，制琴是个万分复杂的过程，其中的任何一个步骤都对提琴最终的音色影响很大，甚至连选材，切割，风干等准备工序和几次上漆等后续工序的重要性都是难以估量的。这还没完，即使最终制成，对于音色又如何评定呢？到底从声学的角度上来讲，什么是穿透度，什么是纯净度，而什么又是厚实度呢？就目前而言，我们只有定性的鉴别，却还没有可以定量的分析。

总而言之，就是，涉及到提琴的方方面面实在是太多太难，对于我们来说，也只能套用三闾大夫的“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”来激励自己了。