古琴鋼弦制作技術考略

昵稱52162332 2019-04-03

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引言

張子謙先生在《操縵瑣記》1975年5月9日一則中寫道：
八音之中試言絲。絲為彈撥樂，發音以絲，絲為絲制。今不絲而鋼，聞之未有不詫為誕妄者矣，然而事實證明，在變化中竟獲得意外之效果。
余有絲樂中之古琴一，仿古法自制，尺寸較常琴為大，但音并不洪，且新琴新聲，尤覺刺耳，常擱置不彈。偶見友朋中有有以古琴裝鋼弦者，姑效顰為之，竟獲奇效。
音量較常琴約大二三倍，音長更為常琴所未有。常琴上品，散音約長五六秒，泛音四五秒，按音不過三四秒而已；今散音竟達十秒以上，泛音九秒，按音七秒。按弦無須著力，隨指有音，且弦位標準，不可差之毫厘。附帶優點則為絲之松緊不隨天氣變化，可以久置不移，即欲改弦換調，絨扣松緊極微，調弦較便。因其音量洪大，宏織分明，輕重之間，亦易掌握曲情。又弦光滑不傷指。此皆為鋼弦之特點。
然則有百利而竟無一弊乎？曰：有之。金屬弦終帶有金屬音，剛硬有余，柔和不足，泛按略好，散音最差，制作不佳之弦，按之噪音尤大，余音過長，反覺不清。欲去其弊，惟在彈奏者細心掌握，盡量避免。彈時宜輕宜緩，散音尤不可太重太速。按宜多用肉、少用甲，勿過著力，減少噪音。潑剌伏愈輕愈妙，滾拂亦如之。取其長，去其短，熟練習慣，即能運用自如，撫弦動操，自然無不如志矣。
基于上述，鋼弦之優點自多于缺點，確為變化中之奇跡。至其缺點，亦有非屬本身而因制作不良所致者，逐步研究，當可改善。一切變化本無止境，茍滿足于現狀，則阻礙其進步矣，希于變化中再求變化，必至十分完善而后已。茲姑記其顛末，以當息壤。

古琴家張子謙（1899-1991）

張子謙先生在文章中從一個可謂“只用絲弦”的人接觸鋼弦的角度，得出了較為中肯的評價：

優點：余韻長、音量大、響應敏感、音高穩定

缺點：金屬音、散音過于剛硬且余音過長、按音噪音大

此外，張子謙還認為有一些不是鋼弦固有的問題，而是制作不夠好。站在鋼弦誕生50多年（1960年代初）的今天來看，我們對于鋼弦優缺點的評價，依然是處在張先生的這個評價體系下。而鋼弦的發展，也是沿著以張子謙、吳景略、龔一等“樂見其成，并以力行”的琴家所期望的角度來發展的，沒有琴人和古琴鋼弦研制者的共同努力，可以肯定的說，就沒有琴音的延續，也沒有古琴的今天。

在上一期《談談琴弦1-影響琴弦性能的關鍵因素》一文中，筆者提出了一張如下的“古琴琴弦性能關系圖”，可以作為琴弦設計、制作和審美的總綱。同時文末已引出了一個核心問題：琴弦的慣性特征是如何影響琴弦音色？為了方便討論，我們本期以鋼弦的設計、制作和審美為主要分析對象，姑且名為《談談琴弦2-古琴鋼弦制作技術考略》。

琴弦性能關系圖

（本文原創，轉載請注明出處“吟踆齋公眾號”）

1. 古琴鋼弦用料特征

很多人都知道，古琴鋼弦的全稱叫“鋼絲尼龍古琴弦”，其主要的制作工藝就是在鋼絲弦芯外面纏繞尼龍。按照我們普通人“望文生義”的正常看法，鋼弦當然比絲弦牢固，但是為什么不直接使用鋼絲呢？為什么又需要這樣的一個“纏繞層”呢？其實，在弦芯外加纏繞層的辦法在傳統古琴絲弦中早已經被采用，且為古琴琴弦的獨有特征，并非今人的首創。纏繞層增加琴弦重量，增加琴弦張力，改變裸弦芯子的振動特性，使琴弦具有合適的振幅，并可顯著改善琴弦音質。此外，對于作為指板類樂器的古琴而言，纏弦有助于控制琴弦表面光滑度，提升按音所需的韻長。既然要用纏弦，那應該纏什么呢？

由于古代的材料技術限制，傳統絲弦采用絲作為纏繞層，而絲質纏弦耐磨性差且較為粗糙，而傳統絲弦由于弦芯強度限制，只能在1-4弦采用纏弦（或1-3弦）而5-7弦（或4-7弦）為裸弦。那么鋼弦設計者為什么沒有直接照搬絲弦方案，細弦采用裸弦呢？最直接的原因是：鋼絲過細不便于按弦走音且裸鋼絲金屬味太大。

古琴絲弦特寫

（折光效果可見1-4弦和5-7弦區別）

既然古琴鋼弦都已經引入了鋼絲內芯，那作為現代技術的改良產物，其外表再采用不耐磨損的絲質纏弦顯然已經不合時宜了，那么直觀感覺，采用金屬纏繞層如何？（類似現代的鋼琴、吉他等西方樂器的纏銅絲的琴弦增重方式）。答案是：當然不行！那又是為何？

原因其一，古琴的細弦音高較高且弦很長（如七弦是D，且有效弦長110cm左右），如采用金屬纏繞層，琴弦重量過大而使得細弦張力過大（也就是說，按不動），此外即便對于鋼絲，其使用強度也不能接受；其二，古琴是指板類樂器，頻繁的按音摩擦琴面，如采用金屬包覆會有劃傷古琴漆面的風險。

因此在1950年代末期，以上海音樂學院戴闖為主的研究人員首創提出“鋼絲纏繞尼龍絲”制弦方案，形成了適用于中國民族樂器的獨特方案。以此思想為基礎，研究者在琴弦音色、牢度等方面開展了一系列測試和試驗，提出了“層間纏繞蠶絲”形成“過渡層”的關鍵技術特征，并在琵琶、二胡、古箏上逐步試驗，最終研發成功難度最大的古琴鋼弦，同時古琴家們也逐漸開始參與古琴弦試制和改進，如吳景略、龔一等。古琴鋼弦的設計方案在1960年代初基本定型，最終定型生產為上音樂器廠的古琴鋼弦。“上音”古琴弦在過去的50多年間，其選材方案和制作工藝延續至今，是現代古琴弦繼承和發展的基礎。

鋼絲尼龍古琴弦的纏弦特寫

2. 纏弦材料特性和纏弦工藝

“鋼絲纏繞尼龍絲”只是對于古琴鋼弦制作的簡要概括，而古琴鋼弦的構成在鋼芯之外的“纏弦層”是鋼弦技術的主要載體，其主要包括：1）尼龍包覆層；2）增重材質層；3）過渡材質層。下面對上述纏弦成分做一些簡要討論：

1) 尼龍層：在上音鋼弦早年試制的過程中，曾經使用過玻璃絲（也就是小姑娘扎頭發的塑料絲）替代尼龍，而后來量產的上音琴弦所使用的尼龍也并非最理想的尼龍材質，其硬度過高而易脆，然而，審美往往也具有多重性，這樣材質的尼龍也形成了上音鋼弦的走手音審美，并廣為琴人懷念；近年來某些琴弦品牌的重磅琴弦甚至采用了類似塑料材質，極大提高了纏弦的重量，拓展了琴弦音色的審美方向。需要說明的是，尼龍層設計和制作水平對琴弦的振幅帶來重要影響，最終決定了琴弦的煞音表現。在上音琴弦的設計之初，由于原料的限制，其3弦的張力過低，這一缺陷在上音鋼弦上保留至今，并深刻影響了整個琴弦界。

2) 增重層：由于古琴的1和2弦音較低，上音琴弦的設計者戴闖等設計在1和2弦外層纏繞銅絲來增重，有效的協調了琴弦振幅和張力之間的矛盾，同時也壓制了粗鋼絲過分的金屬音，避免1和2弦的散音余音過長。但是同樣由于原料的限制，2弦的張力過大，這一缺陷在上音鋼弦上保留至今，并深刻影響了其他品牌的琴弦。當然，需要說明的是，對于3-7弦，尼龍和過渡層也同時起到了增重物的作用，故這里所說的“增重層”的界限并不是絕對的。

在此，引用學者楊帆在論文《古琴的琴弦物理性能測量》（演藝科技，2014年第9期）的研究，其中對市面上常見古琴鋼弦的張力作了測試（F調，標準音高），可以用數據證明上述“歷史的足跡”。

典型古琴鋼弦張力分布表（楊帆，2014）

為了作對比，該文也對7個型號的常見絲弦品牌做了測試，在此一并引用以資參考。

典型古琴絲弦張力分布表（楊帆，2014）

通過以上對比可以看到兩點：

1) 鋼弦張力分布普遍出現“頭重腳輕”的特征：即1和2弦（75N以上，即7.65千克以上）張力高于3-7弦（60-70N左右），尤其是2弦出現張力突鋒（比同款1弦普遍高5N，500克以上）；而3弦卻最低，比同款2弦低20N以上，即2千克以上（該差值超過了3弦張力的30%強），源自上音方案，由于原材料型號限制而導致的張力不均的遺留缺陷十分顯著。

2) 絲弦張力分布呈現相對均勻上升趨勢：7弦張力顯著高于1弦（顯著者甚至達到2倍），呈現“腳重頭輕”的特征，由于絲弦的型號相對沒有鋼弦規范，其張力分布低值（同款內30-60N）到高值（70-80N）之間的差異接近1倍。

說完上述兩個層級，接下來的問題可能就連很多操縵多年的琴人可能都不甚了解了。事實上，古琴鋼弦除了尼龍和鋼絲外，還有一個“過渡層”，而這個過渡層恰恰是對琴弦音色有著至關重要作用的技術特征，評價一個古琴弦所謂的“清亮”、“厚重”、“新弦”、“火氣”等詞語均和這一個小小的“過渡層”有關：

1)材質影響：鋼芯外表包覆的“過渡層”對于壓制鋼芯金屬聲，控制過度散音韻長等有重要作用，這也是上音琴弦A型弦方案成功的最重要的技術特征之一。理想的過渡層最好的材質是優質的蠶絲，而蠶絲的品質、比例、纖度及工藝對音色都有關鍵影響。但是部分琴弦廠在考慮生產成本和制作難度時，對“過渡層”采用了簡化措施（如取消過渡、改用化學纖維等），這會導致琴弦音色過燥、過悶等。因此，過渡層的材質是鋼弦設計中非常重要的一環。

2)工藝影響：“過渡層”的制作工藝對于琴弦音色的影響很大，歸納而言，目前的鋼弦過渡層的制作工藝主要分為兩大系統：

纏絲法系統：這是上音在1960年代確立鋼絲尼龍弦時提出的最基礎方案，也是沿用到2015年停產時的唯一方案。該工藝系統采用手工纏繞制作“過渡層”。但是由于“過渡層”本身材質限制，該方法需要非常熟練、負責的工人并配合合適的設備，這直接影響鋼弦的成品率和制作成本。其優點是琴弦敏感度高、雖然新弦有一定的燥度，但通過長期可以達到較為理想的音色，可塑性強，缺點是制作難度相對較大，在材料質量不佳情況下會顯著暴露新弦的音色缺陷，尤其是暴露制作不佳的琴體不勻或空泛的缺陷。

橫絲法系統：面臨最理想的“纏絲法”在生產中存在的問題，同時也是為壓制早期鋼芯材質和工藝導致的“金屬聲”，以戴闖為核心的早期琴弦研制者在面臨以工人熟練度為主的技術限制的情況下，為提高琴弦產量，在確立鋼弦制作的基礎方案后即創造了以“過渡層”和鋼芯非纏繞式混合的另一種工藝方式，稱為“橫絲法”。該工藝系統降低了制作難度、提高了生產效率，并且能較好的壓制鋼絲的“燥氣”。其優點是有助于改善琴體發音不勻或過于空泛，缺點是琴弦靈敏度有所損失、選材不佳時容易導致音色發悶。“橫絲法”由于其特點顯著，是古箏、古琴、琵琶等民樂琴弦的主要方式之一。

下面用一段錄音直觀對比同一張琴上的纏絲（戴氏A弦）和橫絲法（戴氏B弦）琴弦的音色特點（前30秒，欸乃；后30秒，平沙落雁）：

纏絲法VS橫絲法—音色對比 來自吟踆齋 01:04

古琴鋼弦纏弦機

值得補充的一點是，有一些學者“純理想”希望制作的7根琴弦的張力完全一致。對此需要指出，因為這樣的設想忽略了一個重要因素，導致這樣的“純理想”其實并不合適：因為1和2弦相對7弦質量遠遠超過后者（尺寸更粗約一倍），在相同張力情況下，粗弦和細弦在受到按音壓力后產生的張力變化率是不一樣的，這樣理想設計的琴弦，對于按音手感的假設是不成立的；也就是說，設計琴弦不能是“靜態思維”。

上述2和3弦的制作缺陷，遺傳到現在市面上絕大多數以上音鋼弦為母本的琴弦產品，而普遍存在“張力不均”現象。事實上，目前的一些琴弦制作者已經意識到上述問題，并在逐步改善上述缺陷，接近符合琴人操縵習慣所需意義上的“張力統一”，這是琴弦設計思想和制造水平進步的表現。這也表明，琴弦的研制亟需要琴人的積極參與，琴弦并不應該只是一種“貨架產品”，更不應該只是宣傳中的“精良”，而應該做到實實在在的“匠心不缺”。

3. 古琴琴弦“芯—纏”配比關系

為了便于討論并得出一些一般性結論，我們將由尼龍、增重物、過渡層構成的復合體（在絲弦上，簡化為僅有蠶絲纏繞層）看作“纏繞層”，將鋼絲（絲弦為裸弦芯）看作“內芯”，由“芯—纏質量比”和“琴弦張力”構成一個二維的空間，可劃分為4個定性的“音色概念”區間。

琴弦音色影響因素的概念區間

（本文原創，轉載請注明出處“吟踆齋公眾號”）

1. “重芯輕纏—大張力”：金石感區域，琴弦音色高頻顯著，是古琴“九德”中“清”的代表音色，極限狀態會發“干”（右上區）

2. “輕芯重纏—大張力”：垂墜感區域，琴弦音色沉重，是古琴“九德”中“圓”的代表音色，極限狀態會發“渾”（右下區）

3. “重芯輕纏—小張力”：松透感區域，琴弦音色有“脆聲”，是古琴“九德”中“透”的代表音色，極限狀態會發“空”（左上區）

4. “輕芯重纏—小張力”：疲軟感區域，琴弦音色較差，不能有效帶動琴體共同振動（左下區）

為了讓該“琴弦音色區間”概念能有所拓展，可以結合弦芯的力學特征對其作一修正，以弦芯的“強延比”作為特征參數，畫出圖中由“蠶絲—化工絲—鋼絲”遞進過程所形成“紅色箭頭”。此外，對于琴弦音色有影響的還有表面粗糙度（主要是按音韻長）和扭轉剛度（原理較為復雜）。對上述附加修正的內涵，琴友可以結合自己的操縵體驗進行理解，此處限于篇幅就從略了。

進一步應用上述“琴弦音色區間”概念，可以將一些代表性音色（比如錄音音色）映射到相應的區間中。因此，音色區間概念可以作為音色取舍的定性參考，也就是說在琴弦設計時，為了達到目標音色，弦芯并不是單向調整的，非常強調綜合考慮其配合因素，這個和斫琴的面底材質、灰胎材質的選擇搭配有著類似的技術內涵。值得注意的是，“琴弦音色區間”也再一次強調了琴弦張力對琴弦音色有非常大的影響。

琴弦音色概念區間的應用示例

（本文原創，轉載請注明出處“吟踆齋公眾號”）

結語

近60年來，被張上鋼弦的古琴中，有唐琴有宋琴、更有眾多的現代新琴。因為有了鋼弦，古琴的聲音得以“恢弘細膩”，鋼弦振動能量比絲弦大、靈敏性高、表面光滑，在推動現代斫琴人理解古琴聲學原理、探索槽腹、木材、灰胎等特性上起到了重要的作用。

同時，正如以張子謙為代表的傳統琴人所樂見的那樣，鋼弦在擴大古琴的表現力的同時，卻并沒有使古琴千年的“絲桐之韻”斷絕，反而凸顯了絲弦所代表的古琴傳統音色審美的“雅致高標”，反過來也啟迪著融入了現代技術特征的高品質古琴琴弦去追求“絲韻審美”，去追求中國音樂那份“懷古思今”的獨特之美。

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附1：典型琴弦參數對比

以下選擇了市面上可見的有代表性的鋼弦型號，考慮產品技術保護，僅列出琴弦外徑數據。

“纏絲法”工藝系統

琴弦弦號	典型鋼弦品牌（“纏絲法”）
單位:mm	上音	戴氏A型	樂圣清和	琴弦工匠
1弦	1.36	1.36	1.34	1.40 （纏弦修改）
2弦	1.18	1.18 （纏弦修改）	1.24	1.20 （纏弦修改）
3弦	1.08	1.10 （弦芯修改）	1.10 （纏弦修改）	1.10 （弦芯修改）
4弦	1.00	1.00	1.02	1.02
5弦	0.91	0.91	0.94	0.91
6弦	0.75（非固定）	0.80	0.85	0.81
7弦	0.71（非固定）	0.73	0.75	0.75

注：上表中的琴弦品牌在上音琴弦基礎上提出了各自的改善“張力不均”的方法

“橫絲法”工藝系統

琴弦弦號	典型鋼弦品牌（“橫絲法”）
單位:mm	上音（作參考）	戴氏B型	樂圣太和	樂圣中和
1弦	1.36	1.40	1.40	1.37
2弦	1.18	1.30	1.30	1.26
3弦	1.08	1.16	1.15	1.12
4弦	1.00	1.05	1.07	1.02
5弦	0.91	0.95	0.94	0.90
6弦	0.75（非固定）	0.83	0.85	0.83
7弦	0.71（非固定）	0.73	0.75	0.73

注：85A標準“樂圣”古琴弦亦為橫絲法系統琴弦，且為較早期產品，此處從略

此外，為了說明上音琴弦生產的不穩定性問題，筆者通過所搜集的2009-2015年間上音琴弦，統計其6和7弦的特征采樣數據如下：

上音琴弦鋼芯直徑/外徑單位：mm	6弦	7弦
2009年	0.30/0.78	0.23/0.71
2012年	0.28/0.75	0.23/0.71
2014年	0.28/0.78	0.25/0.73
2015年	0.28/0.75	0.25/0.75

這一統計結果表明，以古琴鋼弦六、七弦為代表的上音琴弦品質至少在2009年起就開始出現不穩定，這樣的不穩定一直延續到2015年上音停產。這一時期的上音包裝也呈現較為混亂的局面，如下圖。

筆者搜集的上音琴弦分析案例———————————————————————————————————————

附2：古琴鋼弦發展歷史略記

（本文原創，轉載請注明出處“吟踆齋公眾號”）：

上世紀五十年代

上世紀五十年代初，建國后的上海音樂學院只設鋼琴修理室和提琴修理室。
時任上海音樂學院院長的賀綠汀，為了發展樂器研究，建議其小提琴專業的學生戴闖（1935—）發揚其個人特長和興趣，加入鋼琴修理室，開展樂器研究（包括琴弦、豎琴、古箏等），1958年成立了上海音樂學院樂器研究所和樂器工廠。

賀綠汀（1903-1999）

五十年代末期，戴闖從西洋樂器研究中得到啟發，首創提出“鋼絲纏繞尼龍絲”制弦方案，由此很好解決了傳統民樂絲弦的發聲、牢度等困擾已久的難題，其后為解決鋼絲發聲金屬音太重的缺陷，又同研究組確立了“層間纏繞蠶絲”的新工藝，改善了音色，也提高了弦的靈敏度和韻長，先后研制成功了琵琶、二胡、古箏等民樂琴弦。以此思想為基礎，進而設計了古琴鋼弦；至此，新一代鋼絲尼龍古琴弦基本確立了雛形，并得到了各界廣泛好評。部分琴家開始參與古琴弦試制和改進，如吳景略、龔一等
1959年，為了向建國50周年獻禮，樂器研究所和工廠共同研制成功S形古箏和第一臺國產豎琴，均安裝鋼絲尼龍弦。

六十年代

六十年后，增設了豎琴車間和琴弦車間，琴弦由趙俊仁負責生產。1962-1963年，為了響應“生產大協作”和滿足市場需求，將古琴鋼弦配方提供給蘇州民樂廠和上海民族樂器廠生產。
在上述時間中，早期鋼絲尼龍弦由于材料和工藝限制，存在纏弦精度差、金屬味重等問題，并綜合參與試音的古琴家的意見，進一步改進琴弦工藝，并通過輕工部開展琴弦性能試驗。在面臨以工人熟練度為主的技術限制的情況下，為提高琴弦產量，提出了“橫絲法”，并以鋼芯外包覆的不同纏絲方案為技術特征，形成了上音的A（纏絲）、B（橫絲）兩種方案，沿用至今。