揭开古建筑声学奥秘（延续历史文脉，探索古建

当你望向直指天空的飞檐翘角，触摸青砖黛瓦，时间就静止了……从山西古戏台的声学智慧，到徽州古民居的精美防火设计，再到天津杜勒寺的抗震奥秘，中国传统建筑不仅是坚实的历史标本，更是写在大地上的文化经典。木头和土。金属和石头。每一个飞檐都体现了中华优秀传统文化的精妙理念，每一根柱子都蕴藏着远古先民的建筑智慧。 即日起，本期开始“延续历史文脉，探索古建筑智慧”系列报道。我们记录了专家和团队深入太行山深处、皖南水城庭院、北方木结构建筑，发现秘密的故事。古建筑背后。 - 编辑 传 杨洋，1978年出生于山西省太原市。山西大学科技史研究所、音乐学院教授、博士生导师。国家社科基金古建筑声学专项研究项目首席专家。钟鼓楼声学研究于2017年开始，计划2023年开展演出声环境独立研究，2025年主导制定中国传统戏剧声学测量术语和测量指标。 “爸爸……”站在山西省建修市法都寺古戏台后台，山西大学老师杨阳拍了拍手，然后走到“凸”接待处，再次拍了拍手，听了一下两声反馈的力度。十多年来，我有实地参观古迹的习惯。 北京天坛的回音廊、钟楼、山西省永济市普救寺的迎婴楼……声学古建筑是我国古建筑的特殊类型之一，它包括古塔、古戏台、钟鼓楼等。这些古建筑为了提高传声效果，采用了台下花盆、墙上花盆、孔洞等建造方式。在背景中形成混响、共鸣、隔音、降噪等，达到甚至10多公里外人人都能听到的声学效果。 然而，这些技术几乎没有史料记载，只是在人们之间口头传播。杨通过他的研究，与现代人分享失落于历史之中的古代建筑的智慧。 18年来，我们进行了现场勘察古建筑3000多座。 实地探访揭秘“山西唱戏、陕西听”的声学原理 在山西省临县碛口古镇，山门重檐灰瓦顶下有一座黑龙寺古戏台，剧团在此演唱金剧《射金枝》。以前没有音响设备的时候，观众怎么能清楚地听到舞台上的声音呢？ 2012年，杨来到南口黑龙寺三门戏台考察。现存完整窑洞17座，半洞窑洞2座。据当地村民介绍，这个舞台很不寻常，洞内外音响效果不同，演员唱歌毫不费力，甚至达到了“唱晋剧、听秦腔”的效果。 为什么洞穴内外的音效不同？杨先生敲锣打鼓，模拟锣鼓的声音。上午 10 点歌剧演唱时锣鼓敲​​响。晚上 8 点米，在碛口城的寺庙和各地聆听了效果，并用声学分析仪测量了声音，并对声音进行了分析。 他发现戏台的内屋顶和后山墙形成了一个声罩，将声音从戏台传送到寺庙，然后大殿和寺庙内的其他建筑就可以形成一个声罩。声音从庭院反射到平台底部的窑洞。大大小小的大厅里，台下的山洞里，艳艳都能听到和花园里、看台上不同的声音。洞内的音质发生了变化，现在比洞外的声音还要清晰。洞穴作为“天然扬声器”，形成各种声音的高低频共振，增加了舞台音响的声强。 “晋剧/秦听”效果如何？当地有一句谚语村民们“风吃梁”给了燕燕出主意。黑龙寺位于五甲山半山腰。悬脊上风大，寺前没有高大建筑物，也没有吸音材料。声音随风传遍晋陕山谷。峡谷沿线有岩石滩，风、石、水等低吸声介质有利于声音传播。于是，远处的歌声、戏曲之声响彻整个山谷，一直传到对岸的陕西村庄。 “古代舞台的形式和结构是根据表演的视听效果而设计的，是建筑艺术与音响技术的融合，这是古人的建筑智慧。要探索该地区的奥秘，需要具备一定的科技史、音乐学、建筑学、声学等方面的知识，并到现场参观。很多次。例如，考察古代环境需要科技史、音乐学、建筑学、声学等知识。我去了国龙寺八次。 “我在写平遥朝山寺古址论文时，从发现到完成，一共进行了17次实地考察。”杨说。 实验验证提高研究方法的科学性。 2017年，杨老师带队前往山西省高平市二郎庙古景参观。 2008年修复扩建后，旧戏台山墙形成单面景观。 “单面观景形式是宋金元时期舞台音响技术演变的最后关头。二郎庙始建于金代。金代古戏楼的建筑形式应为四面或三面。”杨先生说，二郎庙古戏台的单面观形破坏了原有的声学特性，是由于文物修复方案不完善造成的。 杨先生深感研究的紧迫性，他说：“对古建筑声学研究的缺乏，影响了现代人对古建筑结构的认识。一些古戏台的修复只注重外观，没有考虑到声学功能的保护。” 科学保护离不开科学研究方法，需要实地测量和实验室模拟研究方法相结合。 在研究古代的“壁瓶”时，对于如何测量和评价壁瓶存在着不确定性。回忆起自己从小学习拉小提琴的经历，岩岩说：“每种乐器都有不同的形状，影响声音的产生和声音的放大效果，那么古代戏剧中是否有相同的原理呢？”杨艳然后，g 使用舞台上的罐子作为小提琴的音板进行现场测量以测量声学效果。在原位置附近的空地上放置了几个陶瓷瓮，并在距瓮口0.2米处放置了医用麦克风和声学分析装置。播放扫频信号后，测量了陶瓷骨灰瓮腔体内声振动的频率，证实了该骨灰瓮具有声学辅助作用。 仅基于现场测量，不能排除多个变量的影响。在一些地方，平台的屋顶有很大的影响，在另一些地方，侧壁的影响很大。杨阳决定引入一种叫做实验室模拟的研究方法。 毕业于山西大学中国古代舞台声学实验室，获博士学位。学生翟晓朵正俯身电脑，将古舞台“8”字形声学墙的三维数据进行“封装”并将其导入专门的软件中，让他可以测量墙壁的反射系数和声学特性。声学呈“8”字形。经过对比各种数据，我们发现当坡度角度在45度到60度之间、8字音墙呈山顶形状时，舞台整体传声效果较好。 “今年，我们计划在古建筑模型上还原古戏台、钟楼的比例，将其放置在全（半）消声室中，对建筑各组成部分进行声学测量。实验结果将通过模拟实验进行验证，我们将努力进一步提高研究方法的科学性，为古建筑修复提供更科学的解决方案。”燕燕说。 多学科融合诠释了我国声学古建筑的独特魅力。 穿过法院绩秀城都庙，对面是明代修建的古戏台。重檐山顶覆黄绿色琉璃瓦，翼部呈阶梯状。舞台上方黄、绿、红的顶峰和塔楼在正午的阳光下闪闪发光。 在杨洋看来，影响中国古代剧场声学效果的因素之一是原演出的声学环境。他靠近八字音墙，说道：“你看，八字音墙就像一个大喇叭，将原本从两侧传来的声音能量全部反射回观众席，这种技术在中国古代戏曲中早已使用过。” 1953年，中国科学院院士、中国科学院上海工业物理研究所研究员唐定远先生研究了北京天坛混响墙的声学特性，开始了天坛的声学研究。n 日本的古建筑。 33年后，山西大学科技史研究所高策教授继续学者唐定远的研究，揭开了普救寺迎婴塔“普救蛤蟆音”的作用之谜。杨洋是高策的学生，将古建筑声学研究的接力棒交给了高策。 “古人所用的声音”技术正在经历一个从复杂到简单的过程，这是我国的特点。然而，古代剧场声学研究的测量和评价标准仍然经常采用国外音乐厅的​​指标和方法，有些难以表达古代的声学特征和审美偏好。阳阳说道。 构建具有中国特色的古代建筑声学学科体系到底要走多远？ 彦阳认为“必须两条腿走路”。 《一条腿》解释了一条腿的原理f 各种语音辅助技术。中国古代剧场半开放声场中产生的声学支撑技术，可以体现出创造中国独特声场的独特性。 声环境性能研究是“第二轮”。杨认为，戏曲和古戏是相互依存的，但戏曲表演研究和古戏研究是“分开的”。 2023年，他带领团队开始研究古代舞台原本表演的声学环境，从文、理、艺、工相结合的角度进行研究，架起古代表演研究与传统戏曲之间的桥梁。 今年，中国声学协会批准阳阳主导传统剧场声学测量指标的演出化。杨说：“我们愿继续在土壤中扎根，传递我国声学古建筑的独特魅力。，赋予古建筑新的活力。” 阅读更多 古代建筑声学研究什么以及如何研究？ 古建筑声学是研究中国传统声学和建筑声学的科学。这是一个新的跨学科研究领域，重点研究古塔、古戏台、钟鼓楼、古桥等声学建筑。还包括乐器声学、歌曲声学、表演声学环境、古代声学文化等。本研究的目的是调查不同类型声学建筑的技术相互作用，并阐明再现操作和古代舞台设置之间的声学​​关系。 在研究方法上，古建筑声学以文献研究和实地研究为基础。我们从多个方面对研究对象进行多重交叉检查，例如技术、艺术和历史，包括几何测量、声学测量、建模仿真、原理分析和文献研究。我们探索声学古建筑的科学价值，增加其历史价值和文物价值。 《人民日报》（2025年10月23日第07页）