介休后土廟古戲臺屋脊。
馬睿姍繪
楊陽在介休后土廟古戲臺演示聲學(xué)原理。
王 帆攝
介休后土廟古戲臺全景。
王 帆攝
高平二郎廟古戲臺。
馬睿姍繪
仰望飛檐斗拱直指天際，觸摸青磚黛瓦沉淀時光……從山西古戲臺里的聲學(xué)智慧，到徽州古民居里精巧的防火設(shè)計，再到天津獨(dú)樂寺的抗震奧秘，中國的傳統(tǒng)建筑不僅是凝固的歷史標(biāo)本，更是用土木和金石寫就的文化典籍。每道飛檐都折射出中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的精巧構(gòu)思，每根立柱都潛藏著古代先民的營造智慧。
今起，本版推出“賡續(xù)歷史文脈·探尋古建智慧”系列報道，走近太行山脈的褶皺深處、皖南水鄉(xiāng)的層層院落、華北大地的木構(gòu)建筑，記錄專家和團(tuán)隊(duì)揭示古建筑背后秘密的故事。
——編 者
人物小傳
楊陽，1978年生，山西太原人，山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所和音樂學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，關(guān)于古代建筑聲學(xué)的國家社科基金冷門絕學(xué)研究專項(xiàng)首席專家。2017年開始鐘鼓樓聲學(xué)研究，2023年進(jìn)行原生表演聲環(huán)境研究，2025年?duì)款^制定中國傳統(tǒng)戲臺聲學(xué)測量的術(shù)語及測量指標(biāo)。
“啪啪……”在山西省介休市后土廟古戲臺的后臺站定，山西大學(xué)教授楊陽拍了拍手，然后走向“凸字形”前臺，再次拍手，靜聽兩次聲反饋的強(qiáng)度。這是他十幾年來實(shí)地探訪古建的習(xí)慣。
北京天壇回音壁、鐘樓，山西永濟(jì)市普救寺鶯鶯塔……聲學(xué)古建筑是中國古建筑的特殊類型之一，包括古塔、古戲臺、鐘鼓樓等，為了讓傳聲的效果更好，這些古建筑利用臺下設(shè)甕、墻上設(shè)甕、后臺設(shè)洞等建造方式，形成混響、共振、隔聲降噪等效果，達(dá)成“十有余里，莫不聳聽”的聲學(xué)效應(yīng)。
然而，這些技術(shù)幾乎沒有史料記載，唯有民間口口相傳。18年來，楊陽實(shí)地考察了3000多座古建筑，希望通過自己的研究，讓湮沒于歷史長河中的古建智慧為今人所知。
實(shí)地探訪，揭示“山西唱戲陜西聽”的聲學(xué)原理
在山西省臨縣的磧口古鎮(zhèn)，重檐歇山式灰瓦頂?shù)纳介T下，坐落著黑龍廟古戲臺，戲班正在臺上唱著晉劇《打金枝》。昔日沒有音響設(shè)備的時候，觀眾是如何聽清臺上聲音的呢？
2012年，楊陽來到磧口黑龍廟山門戲臺考察，院內(nèi)有完整的17孔窯洞和兩個半孔的窯洞，聽當(dāng)?shù)卮迕裰v，這個戲臺很不一般——窯洞內(nèi)外的聲音效果不一樣，演員唱戲不費(fèi)力，甚至能達(dá)到“山西唱戲陜西聽”的效果。
窯洞內(nèi)外的聲音效果如何能做到不一樣？楊陽搬來鑼鼓，分別在上午10點(diǎn)和晚上8點(diǎn)模擬唱戲時的鑼鼓聲，在廟院內(nèi)和磧口鎮(zhèn)的不同點(diǎn)位試聽效果，并利用聲學(xué)分析儀測量聲音、分析音頻。
他發(fā)現(xiàn)，原來戲臺內(nèi)頂和后山墻能形成一個聲罩，將戲臺聲音傳向廟院內(nèi)，廟院的正殿等建筑再將聲音反射回院內(nèi)，并傳入臺底的窯洞。在大小廂房以及戲臺下的窯洞內(nèi)，楊陽都能聽到與院子、看臺處不同的聲音，窯洞中聲音的音質(zhì)發(fā)生變化，甚至比窯洞外的聲音還清楚。窯洞作為“天然音箱”，形成不同聲部的高低音共振，增強(qiáng)了戲臺聲音的聲強(qiáng)。
“山西唱戲陜西聽”的效果是怎么實(shí)現(xiàn)的？村民的一句土話——“吃風(fēng)圪梁上”，讓楊陽有了思路。黑龍廟位于臥虎山半山坳，在凸出的山脊上風(fēng)更大，且廟前方?jīng)]有高大的建筑物和吸聲體，聲音在晉陜峽谷中順風(fēng)傳播。峽谷中石灘遍布，風(fēng)、石頭、水等吸音系數(shù)低的傳播媒介都有利于聲音傳播。如此一來，悠遠(yuǎn)的唱戲聲回蕩在峽谷，就傳到了對岸陜西的村莊。
“古戲臺形制、結(jié)構(gòu)的設(shè)計考慮到了演出視聽效果需要，是建筑藝術(shù)與聲學(xué)技術(shù)的融合，這就是古人的營造智慧。要探尋其中的奧秘，必須有一定的科技史、音樂學(xué)、建筑學(xué)、聲學(xué)等學(xué)科知識，還要一遍遍實(shí)地探訪。比如為了研究黑龍廟古戲臺，我前后去了8次。寫平遙朝山廟古戲臺的論文，從發(fā)現(xiàn)到寫完一共現(xiàn)場考察了17次?！睏铌栒f。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提升研究方法的科學(xué)性
2017年，楊陽帶團(tuán)隊(duì)前往山西省高平市的二郎廟古戲臺考察。經(jīng)2008年修繕、增砌后，古戲臺的山墻形成一面觀形制?！耙幻嬗^形制是宋金元戲臺聲學(xué)技術(shù)演進(jìn)的最后節(jié)點(diǎn)，二郎廟建于金代，金代建造的古戲臺建筑形制應(yīng)為四面觀或大三面觀?！睏铌栒f，二郎廟古戲臺一面觀的形制，改變了原本的聲學(xué)特性，源于不恰當(dāng)?shù)奈奈镄蘅樂桨浮?/span>
楊陽深感研究的緊迫性：“古建聲學(xué)研究的缺位，影響了現(xiàn)代人對古建筑結(jié)構(gòu)的理解，一些古戲臺的修繕只在外表上‘照貓畫虎’，沒有考慮到對其聲學(xué)功能的保護(hù)?！?/span>
科學(xué)保護(hù)，離不開科學(xué)的研究方法，需要將田野實(shí)測和實(shí)驗(yàn)室仿真模擬的研究方法結(jié)合起來。
在研究“墻上設(shè)甕”古戲臺時，甕的測量方法、評價方法一直無法確定。楊陽聯(lián)想到自幼學(xué)小提琴的經(jīng)歷：“既然樂器有不同的形制，會影響發(fā)聲、擴(kuò)聲的效果，那么古戲臺是否存在同樣原理？”于是，楊陽進(jìn)行了田野實(shí)測，把戲臺里的甕當(dāng)作小提琴的共鳴箱，進(jìn)行聲學(xué)測量。在原址附近的露天空地上，擺上幾個陶甕，在距甕口0.2米處放置測量麥克風(fēng)和聲學(xué)分析儀，播放掃頻信號后，分別測量陶甕腔體發(fā)聲振動的頻率，證實(shí)甕具備助聲效果。
僅基于田野實(shí)測，無法排除多變量的影響：有的地方臺頂影響很大，有的地方側(cè)墻影響大，楊陽決定引入實(shí)驗(yàn)室仿真模擬的研究方法。
在山西大學(xué)中國古戲臺聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，博士生翟曉多正伏在電腦前，將古戲臺的“八”字形音壁三維數(shù)據(jù)“打包”導(dǎo)入專業(yè)軟件，便可實(shí)現(xiàn)對八字音壁的反射系數(shù)和聲學(xué)特性的測量。對比各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，她發(fā)現(xiàn)傾斜角度為45—60度，且八字音壁上存在歇山頂造型的時候，戲臺的整體傳聲效果最佳。
“今年，我們還計劃將古戲臺、鐘樓等比例還原成古建筑模型，放置在全（半）消聲室里，以不同建筑構(gòu)件為單位進(jìn)行聲學(xué)測量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟仿真模擬實(shí)驗(yàn)相互驗(yàn)證，進(jìn)一步提升研究方法的科學(xué)性，努力為更多古建筑的修繕提供更科學(xué)的方案?！睏铌栒f。
多學(xué)科融合，闡釋我國聲學(xué)古建筑獨(dú)特魅力
穿過介休市的后土廟院落，始建于明代的古戲臺迎面而立，重檐歇山頂上滿覆黃綠色琉璃瓦，翼角高低錯落，臺頂上黃綠紅三色脊剎和寶塔，在正午的日頭下發(fā)出微光。
在楊陽看來，影響中國古戲臺聲學(xué)效果的因素之一便是原生表演聲環(huán)境。他走到八字音壁前說：“你看，八字音壁像個大喇叭，把原本傳到兩側(cè)的聲能，全部反射到觀眾席上，中國古戲臺中很早就應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)了?！?/span>
1953年，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員湯定元研究北京天壇回音壁的聲學(xué)特性，開啟了我國古建筑聲學(xué)的研究。33年后，山西大學(xué)科學(xué)技術(shù)史研究所教授高策接續(xù)湯定元院士的研究，揭示了普救寺鶯鶯塔“普救蟾聲”效應(yīng)的奧秘。楊陽正是高策的學(xué)生，古建聲學(xué)研究的接力棒落在他的手中。
“古人采用的聲學(xué)技術(shù)經(jīng)歷了由繁入簡的過程，很有我們民族的特色。然而，古戲臺聲學(xué)研究的測量和評價標(biāo)準(zhǔn)很多時候依舊沿用國外音樂廳的指標(biāo)和方法，一些古代的聲學(xué)特性和審美偏好就難以表達(dá)出來。”楊陽說。
建成具備中國特色的古建聲學(xué)學(xué)科體系，還要走多遠(yuǎn)？
楊陽認(rèn)為，“要靠兩條腿走路”?！耙粭l腿”是闡明各種助聲技術(shù)原理。在中國古戲臺半開放聲場生成的助聲技術(shù)，能反映中國特有聲場創(chuàng)造的獨(dú)特之處。
表演聲環(huán)境研究是“第二條腿”。楊陽認(rèn)為，戲曲與古戲臺相互依存，但戲曲表演研究與古戲臺研究卻“分道揚(yáng)鑣”。2023年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于文、理、藝、工等多學(xué)科交融的視角，開啟古戲臺原生表演聲環(huán)境研究，搭建起古戲臺與傳統(tǒng)戲曲研究的橋梁。
今年，中國聲學(xué)學(xué)會已經(jīng)批準(zhǔn)楊陽牽頭制定傳統(tǒng)戲臺聲學(xué)測量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)等?！拔磥恚覀儗⒗^續(xù)扎根本土，闡釋我國聲學(xué)古建筑的獨(dú)特魅力，讓古建筑煥發(fā)新的生命力?！睏铌栒f。
延伸閱讀
古建聲學(xué)研究什么，怎么研究？
古建聲學(xué)是研究中國傳統(tǒng)聲學(xué)建筑聲科學(xué)的新型交叉學(xué)科，其研究對象包括古塔、古戲臺、鐘鼓樓、古代橋梁等聲學(xué)建筑，同時涉及樂器聲學(xué)、歌唱聲學(xué)、表演聲環(huán)境和古代聲學(xué)文化，旨在探明各類聲學(xué)建筑的技術(shù)互動，揭示戲曲表演與古戲臺表演環(huán)境之間的聲學(xué)關(guān)系。
研究方法上，古建聲學(xué)基于文獻(xiàn)梳理和田野調(diào)查，從技術(shù)、藝術(shù)、歷史等多個維度，對研究對象展開幾何測繪、聲學(xué)實(shí)測、建模仿真、原理分析和文獻(xiàn)考證的多重互證，挖掘聲學(xué)古建筑的科學(xué)價值，提升其歷史價值和文物價值。
