小提琴是木制樂器，對木材的選擇有著非常高的要求。小提琴面板使用的是傳聲速度最快的云杉，背板一般會選擇楓木，也有使用金絲楠木等其他木材制作背板。新采伐的木材里含有水分、分子水和樹脂等不穩(wěn)定的物質(zhì)，在制作提琴前，需對木材進行自然風干，讓木材充分干燥，讓樹脂等物質(zhì)“老化“，趨于穩(wěn)定。
在本篇推文中，我們會使用到“振動阻尼”和“吸水系數(shù)”這兩個概念來跟大家分享和探討提琴和琴弓干燥的話題。
為什么小提琴的木材需要自然風干呢？而且，風干的時間越久越好？
早在1996年，英國倫敦南岸大學（London South Bank University）工程及設(shè)計學院的研究人員通過實驗指出，木材的硬度與木材所含水分以及水分子的分布有關(guān)，即木材的干燥度會改變木材的軟硬度，木材越干燥，木材越硬，木材的濕度變大，木材也會相應變軟。
研究人員用“振動阻尼”這個概念來描述木材的振動容易程度，振動阻尼越高，越不容易振動，振動阻尼越低，越容易振動。實驗證明，木材越干燥，木材越硬，振動阻尼越低。研究人員因此得出一個實驗結(jié)論：在保持其他條件不變的前提下，木材越干燥，振動阻尼越低，木材就越容易振動。
存放小提琴木材的庫房
我們也曾經(jīng)做過這樣的試驗：選取6塊已經(jīng)做制作完成的云杉面板，在北京工作室自然風干的條件下放置5年，這期間均不做任何的改動，我們利用頻率發(fā)生器，分別測試并記錄了這些面板在5年前和5年后，引起面板共振所需的頻率。我們發(fā)現(xiàn)，這6塊試驗面板在放置5年后，均可以在比5年前更低的頻率下即可產(chǎn)生共振，而且木質(zhì)更硬，敲擊音更高。試驗的結(jié)果與上述英國的研究結(jié)論吻合。
因此，我們可以這么理解，對于同一塊木材，在其他條件不變的情況下，木材越干燥，振動阻尼越小，音板更容易震動。
為什么老琴都比較干？
一是時間長，二是被演奏得更多。
由于提琴被制作完成后，在放置或者使用時木材還會繼續(xù)風干變化，因此，理論上，時間越長，木材的干燥度就會越高。原理跟提琴木材的自然風干類似。
另外，英國倫敦南岸大學工程及設(shè)計學院的研究團隊還發(fā)現(xiàn)，木材的吸水系數(shù)會隨著木材振動而降低。再干燥的木材，也會吸收環(huán)境中的水分，直至達到一定的飽和狀態(tài)后才不再吸收水分。研究人員用“吸水系數(shù)”來描述木材吸收環(huán)境中水分的能力。研究人員將一支云杉木棒放入相對濕度為80%的實驗環(huán)境中，當實驗環(huán)境的相對濕度提高至90%時，云杉木棒的濕度也隨之變大。隨后，在保持實驗環(huán)境相對濕度90%的條件下，通過頻率發(fā)生器讓云杉木棒發(fā)生共振，持續(xù)振動48小時以后，云杉木棒的濕度降低了5%。由此，研究人員認為，木材振動的時間越長，其吸水系數(shù)越低，吸收環(huán)境中水分的能力越弱。而且，研究人員也發(fā)現(xiàn)，隨著云杉木棒振動的持續(xù)，吸收環(huán)境水分飽和狀態(tài)的臨界點變得更低，也就是說，木材吸收更少的水分即可達到飽和狀態(tài)。
由此，研究人員得出一個結(jié)論：同一塊木材，在保持其他條件不變的情況下，振動的時間越長，吸水系數(shù)越低，吸收環(huán)境中水分的能力越弱，木材會越干。
借助科學研究以及實驗結(jié)果，我們可以看到，在其他條件不變的情況下，提琴木材越干燥，振動阻尼越低，更容易振動，可以獲得更健康的振動狀態(tài)；同時，被演奏得越多的小提琴，其吸水系數(shù)越低，吸收環(huán)境水分的能力就越弱，也就是說，同一支小提琴，在其他條件不變的情況下，在相同的濕度環(huán)境里，被演奏時間越長，其干燥度就越高。
因此，要讓小提琴夠干，除了制作時選用充分風干的木材，也需要被不斷地演奏。
我們曾經(jīng)記錄對比了同一支小提琴1年前后的聲音變化，可點擊以下鏈接了解。
提琴如此，琴弓亦如此。所以，你的琴和你的弓，夠干了嗎？