赴一场绝佳的音乐盛宴也是需要运气的。
造就第320位讲者 杜铭秋
- 同济大学建筑声学博士
- 中国美术学院副教授
我们常说「声音」，但「声」和「音」是不一样的。古书《礼记》对此就有记载：
凡音之起，由人心生也。
人心之动，物使之然也。
感于物而动，故形于声。
声相应，故生变，变成方，谓之音。
比而乐之，及干戚羽旄，谓之乐。
提起音乐，想必大家多少有些了解，但对声学一词恐怕就有些陌生了。
事实上，音乐、声学和建筑三者之间，有着密切的关系。举例来说，每一座剧院、音乐厅都是一个声学空间，声学与建筑的融合情况，决定了这个空间里的音效，进而影响到我们欣赏音乐的过程。
就拿澳大利亚经典的悉尼歌剧院来说，在外面拍照留念的人很多，进到里面听音乐的人却很少。为什么呢？因为它整个声学空间的设计和效果，放到上个世纪世界各地建设的音乐厅里面是属于非常差的，可以说是「金玉其外，败絮其内」。
歌剧院内部金碧辉煌，可在里面听到的声音却并不悦耳，甚至有些声音是听不到的，这也是它的一大败笔。
无独有偶，1962年，纽约林肯中心音乐厅也曾发生过一场建筑声学引起的风波。
由著名声学家Leo Beranek担任声学顾问的音乐厅，完工后的第一场演出就被听众发现了问题：低音怎么不见了？经过数次改建，依然没办法解决这个问题，后来这座音乐厅居然被拆掉重建了。想必参与其中的建筑师和声学家们，也是追悔莫及吧。
建筑师都是聋子，声学家都是瞎子。这是一个很大的谬思。如何将建筑与声学紧密地结合在一起，才是我们要思考的问题。
Beranek在经历了纽约的失败后，痛定思痛，在东京做出了一座日本顶级的音乐厅——东京歌剧城。
我们前面说到悉尼歌剧院的声音表现力很弱，是因为它内部没有做可以反射声波的建筑设计，导致整个声音只会向上飘，层次感随之消失。而同样有一个削尖顶的东京歌剧城，就在天顶做了很多阶梯状的设计，并且添加了反射板。这样一来，声音就被均匀地反射到每个坐席上。
那么，怎样才算是顶级的音乐厅？
上世纪初，声学家塞宾用一个重要的物理参数来定义声学空间——混响时间。
那么，什么叫混响时间呢？简单来说，就是声源停止发声后，声压减弱到60分贝所需要的时间。
不同的厅堂，有不同的空间用途，界定依据就是它的混响时间和清晰度。
Beranek在测量了全世界的86个音乐厅之后，评出三个A+级音乐厅：
- 美国波士顿交响乐大厅
波士顿交响乐大厅是一个狭长而高挑的「鞋盒」形，能够把声场完美地包围起来，上面这些曲面的拦板也可以很好地反射声音。
- 维也纳金色大厅
金色大厅看起来中规中矩，为什么能产生一流的音效呢？原因就在大厅两侧的小金人，以及顶部的吊灯和装饰板，它们可以非常好地把声音反射、散射出来，并创造了一个漂亮的混响时间——1.45秒左右。
- 柏林爱乐音乐厅
爱乐是比较典型的梯田式音乐厅，它的优势在于，这些短短的侧墙可以快速地把声音反射回来，让我们不管坐在哪个区域都能享受到极佳的音效。
进入千禧年之后，也陆续出现了一些优秀的观演音乐厅，新加坡滨海艺术中心就是其中之一。
它拥有世界顶级的室内声效，能够为各种形式的表演提供完美的音效。最妙的是，它的屋顶是可以上下升降的，这对混响时间大有益处。我们都知道，空间大小决定了混响时间和声音的好坏，有了这个升降顶，就可以根据演出的形式来调整空间。例如，四重奏表演时就将屋顶降低，交响乐团表演时就将屋顶升高。
当然，即使是再好的音乐厅，各区域坐席的听觉享受还是有差异的，这也正是票价有高低之分的原因。那么，我们在听音乐会的时候，越贵的票一定越好吗？
两年前，我去上海音乐厅听音乐会的时候，发现朋友送我的高价票坐席在楼下的后座，听得并不是很清楚，但楼上的低价票坐席，因为更接近屋顶的反射板，听到的音质反而更好。可见，票价并不能完全体现我们听到的声音品质。
是什么决定了一个坐席的优质度？为此，我们用电脑模拟了几个音乐厅，发现这五个参数决定了座位的票价：
- 早期混响时间（Early Decay Time）
- 声音强度（Stength）
- 声音清晰度（Clarity）
- 侧向反射声（Lateral Fraction）
- 时间中心（Time Centre）
上面是我们熟悉的上海三山会馆，在这里，声音是流动的，它可以从台上走到台下的厢房去。既然如此，观众的听觉享受也应该是不一样的。
于是，我们用声音颗粒的方法，模拟了所有3600个座位的声效情况，并以不同颜色代表每个座位的音质优劣情况。图中黄色的P1位置，是声音比较好的，而后面黑色的部分，则几乎消掉了频率不同的声音。
上海东方艺术中心的情况也是一样，有很多不好的位置。
经过模拟，我们了解到不同座位的差异。这样做不仅仅是为了给座位定价，我们更希望能够通过这样的方式对音乐厅加以改善，甚至实现99%以上都是好位置。于是，我们在边边角角的地方吊了很多小雨伞，以此补全位置的声音频率。
类似修补式的材料还做了很多，所以，如果你现在去那听音乐，基本上没有太差的位置。
前面这些充满人文气息的音乐厅都是由人类创造出来的，那么，如果我们回到原始的大自然中，是否也能找到这样声效完美的“音乐厅”？
这是我们在西双版纳雨林录到的大自然音乐会，虫、蛙、鸟都是参与其中的「演奏家」。如果你尝试去跟它们对话，就会得到回应。这样的方式，也被新西兰大学的研究员们用来检测生物的多样性。
其实，声学是一个非常广泛的领域，无论是建筑声学，还是生物声学，都只是其中一小部分。声学的魅力和作用远不止我们看到的这些，海扶刀的使用就是最好的证明。
我们也在尝试做一些类似这样跨领域的实验，比如把蟋蟀放进大棚中，让它的叫声陪伴蔬菜一起生长，结果发现蔬菜长得更快了。
我们常说「余音绕梁，三日不绝」，事实上，这个余音还可以更长。
我们在做声学考古的时候，利用3D打印技术，把一只两千年前的蟋蟀从琥珀里打印出来，重新把它翅膀的音锉进行摩擦，就听到了两千年前的蟋蟀的叫声。
最后，回到建筑声学这门学问上来。我既是一个声学家，也是一名建筑师，这样看来，我应该对设计声学空间胸有成竹吧。然而，我却常常对此感到无力。
于我而言，
声学空间就像一个黑箱，
经过二十年的研究，
我也只是打开了它的一道缝隙，
但一束光已经从这道缝隙中穿透而出。
我希望，这束光会越来越亮。
- 「造就人文」辨声专场
编辑：栗子
校对：其奇
造就：剧院式演讲，发现创造力
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