我們都知道桂林以喀斯特地貌聞名，擁有眾多鐘乳石溶洞，像是蘆笛巖、七星巖、銀子巖等，形成于億萬(wàn)年的地質(zhì)演變。蘆笛巖位于市區(qū)，被稱為“國(guó)賓洞”，洞深240米，曾是《西游記》水晶宮拍攝地。?七星巖是桂林古八景之一，位于七星公園內(nèi)，由徐霞客發(fā)現(xiàn)，歷史悠久且充滿神秘感。銀子巖在荔浦縣，以“三絕三寶”著稱，洞長(zhǎng)2公里，內(nèi)有“音樂石屏”和“獨(dú)柱擎天”等奇觀，鐘乳石閃爍如銀光，被譽(yù)為“大自然的藝術(shù)之宮”。另外有個(gè)冠巖還配備觀光電梯和小火車；千家洞提供水陸兩棲游覽，可以乘船穿越暗河體驗(yàn)探險(xiǎn)夢(mèng)境。

在南寧浩聲音響負(fù)責(zé)人李松，錄音師楊四平的陪伴下，我有機(jī)會(huì)到桂林市中心桃花溪旁，探秘一個(gè)可以容納萬(wàn)人的神奇洞穴。桂林曾雖是中國(guó)對(duì)外開放國(guó)際旅游城市，號(hào)稱世界級(jí)康養(yǎng)休閑勝地，更是“聯(lián)合國(guó)人居獎(jiǎng)”中國(guó)唯一獲推薦城市，但多年來(lái)文化建設(shè)并未特別出彩。1992年首屆中國(guó)金雞百花電影節(jié)在桂林舉行，這是中國(guó)首個(gè)集影展、頒獎(jiǎng)、學(xué)術(shù)研討于一體的國(guó)家級(jí)電影節(jié)。當(dāng)時(shí)促成這項(xiàng)活動(dòng)的市府領(lǐng)導(dǎo)后來(lái)高升到壯族自治區(qū)政府任職，但他心心念念這個(gè)曾經(jīng)帶來(lái)美好回憶的地方，總想著為地方多做點(diǎn)事。他想到主持工作期間曾發(fā)現(xiàn)市中心一個(gè)人防工程洞穴，具有非常獨(dú)特的聲音效果，如果可以開發(fā)成音樂表演場(chǎng)所，豈不是能帶來(lái)各種正面好處?在他的敦促下，我們一行三人奔赴桂林，親自體驗(yàn)這個(gè)山洞的奇妙之處，也看看能否有機(jī)會(huì)進(jìn)行開發(fā)。

挖掘山洞使用這種鉆掘機(jī)加上火藥爆破

一般來(lái)說(shuō)，聲學(xué)上有所謂的“山洞效應(yīng)”，也就是在封閉或半封閉巖洞空間中，因特殊地形與材質(zhì)產(chǎn)生的聲學(xué)現(xiàn)象。有個(gè)物理公式：最小分辨距離=音速（340m/s）×0.1s÷ 2=17m，當(dāng)聲波傳播至巖壁時(shí)，若障礙物距離聲源超過(guò)17米（聲音往返約0.1秒），人耳就可清晰分辨原聲與回聲；洞內(nèi)壁面堅(jiān)硬光滑時(shí)，反射效率更高，形成多重回聲疊加。山洞壁的不規(guī)則形態(tài)使聲波持續(xù)反射，延長(zhǎng)衰減時(shí)間。若洞穴空間緊密，聲波能量損失小，混響時(shí)間還會(huì)顯著增加，形成“余音繚繞”效果。此外，由于低頻聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，更易在洞穴中反射傳播，因此鼓聲、號(hào)角等低音在洞內(nèi)聽感更加渾厚震撼。?湖北利川的騰龍洞，旱洞最高處達(dá)235米，容積超500萬(wàn)立方米，槍聲測(cè)試顯示余音持續(xù)6秒以上；八百里清江在流經(jīng)騰龍洞水洞口時(shí),突然跌落30余米,浩浩蕩蕩的江水直撲而下,形成了一道壯觀的“臥龍吞江”瀑布，吼聲經(jīng)洞腔放大至1公里外可聞。古人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此一聲學(xué)現(xiàn)象并加以利用，北京天壇圜丘臺(tái)通過(guò)漢白玉欄桿和臺(tái)面的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聲波快速疊加，形成“天人共鳴”效果。今天我們可以透過(guò)科學(xué)來(lái)分析原因，天壇的圜丘臺(tái)呈同心圓結(jié)構(gòu)，三層漢白玉欄桿與臺(tái)面形成精確弧度，當(dāng)人站在天心石發(fā)聲時(shí)，聲波遇到欄桿后以17°傾斜角反射至臺(tái)面，再經(jīng)臺(tái)面二次反射回中心點(diǎn)，形成閉環(huán)聲波傳播路徑。反射聲波到達(dá)人耳的時(shí)間差小于0.07秒，大腦無(wú)法區(qū)分原聲與回聲，就會(huì)產(chǎn)生立體聲增強(qiáng)效果。

錄音師楊四平介紹防空洞的地形

多半的山洞聲音都是混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大喊一聲嗡…嗡…聲不絕于耳。桂林這個(gè)十多年前開鑿的防空洞，占地面積廣逑，二輛汽車能同時(shí)通行，預(yù)計(jì)可同時(shí)容納4萬(wàn)多人，目前仍陸續(xù)施工中，水電不通。由于不是天然溶洞，僅有少數(shù)參差不齊滴水而成的垂掛鐘乳石，大部分地區(qū)多是粗糙巖面，地面也是礫石散布。這種地方可以拿來(lái)演奏音樂嗎?楊四平多次到訪這個(gè)洞穴，甚至還嘗試進(jìn)行了錄音，證實(shí)效果非常好，混響豐富但不拖沓、聽感清晰細(xì)膩又飽滿，能量充沛卻不影響細(xì)節(jié)，無(wú)疑是一個(gè)天賜的音樂演出與錄音場(chǎng)地。據(jù)洞穴的開發(fā)者介紹，他們是根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果進(jìn)行線路規(guī)劃，避開破碎地層與含水層，最高處有數(shù)十米高，洞穴的上方的西山公園早在1000多年前的唐代便是旅游勝地。并非整個(gè)洞穴的聲學(xué)效果一致，我們找到兩個(gè)地方，一個(gè)在山洞深處，楊四平的錄音實(shí)驗(yàn)在此進(jìn)行。我們到訪時(shí)適逢幾天前大雨，滲水比較明顯，空間的濕度較大，混響時(shí)間變長(zhǎng)聲音也發(fā)悶。

巨大的防空洞全年恒溫20度左右，二輛汽車可直接駛?cè)耄畲笕菁{4萬(wàn)人

略感失望之時(shí)我們找到另一個(gè)地方，接近未開放的出口，通風(fēng)條件更佳，類似十字路口的結(jié)構(gòu)四通八達(dá)。路口正中有隆起，好像天然形成的舞臺(tái)，旁邊較低處比較平坦可以做為觀眾席，在干燥環(huán)境下這個(gè)地點(diǎn)聲音效果非常好。拿一部便攜式的藍(lán)牙音箱播放音樂，十多米外的地方聽起來(lái)都像是大型音響系統(tǒng)，透透力極佳，動(dòng)態(tài)與能量有疊加效果，但人聲歌唱又聲聲入耳仿佛就在旁邊，絲毫感覺不到距離感。耳聽不能為憑，楊四平用點(diǎn)鞭炮的方法進(jìn)行儀器測(cè)量，當(dāng)看到聲音能量瀑布圖后，簡(jiǎn)直就驚呆了!!瀑布圖顯示聲音能量從高峰處快速衰減，幾乎沒有延時(shí)沒有多余共振，干干凈凈的看不到任何“山洞效應(yīng)”。通常我們用RT60來(lái)標(biāo)示混響時(shí)長(zhǎng)，也就是聲源停止發(fā)聲后，聲能密度衰減60分貝所需的時(shí)間，這是評(píng)估音樂廳音質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)，不同音樂廳的混響時(shí)間差異較大。維也納金色大廳滿場(chǎng)狀態(tài)下500Hz的混響時(shí)間約1秒，其獨(dú)特設(shè)計(jì)包括正立方形的橫截面、高聳屋頂形成的共鳴空間，以及磚墻的石膏灰泥裝飾，共同優(yōu)化了聲場(chǎng)均勻性。荷蘭阿姆斯特丹皇家大會(huì)堂音樂廳滿場(chǎng)時(shí)500Hz混響時(shí)間為2.1秒，更大的內(nèi)部空間影響了高頻表現(xiàn)。不同音樂廳的混響時(shí)間差異源于建筑設(shè)計(jì)理念和聲學(xué)目標(biāo)：維也納金色大廳追求清晰均衡的音質(zhì)，而阿姆斯特丹音樂廳側(cè)重營(yíng)造宏大氛圍。這個(gè)山洞的聲學(xué)參數(shù)有待進(jìn)一步測(cè)量，初步判斷它的混響特性介于二個(gè)著名音樂廳之間。

楊四平丟鞭炮進(jìn)行測(cè)試

濕度會(huì)影響時(shí)間嗎?當(dāng)然會(huì)，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下（溫度為20°C，濕度為50%），音速約為343米/秒，隨著溫度、濕度或壓力發(fā)生變化，音速也會(huì)相應(yīng)變化。當(dāng)我們?cè)诔丨h(huán)境下說(shuō)話，聲音正以每秒340米的速度向四周擴(kuò)散，這個(gè)速度相當(dāng)于高鐵時(shí)速的2倍，或是獵豹沖刺速度的10倍，這個(gè)看似固定的數(shù)值，其實(shí)隱藏著自然界神奇的物理法則。在較高的溫度下，空氣分子會(huì)更加活躍平均動(dòng)能越大，每升高1攝氏度，音速會(huì)增加0.607m/s，40℃炎熱沙漠中音速可達(dá)355m/s；而在南極-50℃環(huán)境中，音速會(huì)驟降至約306m/s。音響發(fā)燒友想得到理想的聲音表現(xiàn)，免不了要以空調(diào)來(lái)控制溫度，尤其今年夏天，控制的不只是炙熱高溫還有煩躁的心情。濕度也一樣，在相對(duì)濕度較低的情況下,聲音的速度隨著濕度的增加而增加;而在相對(duì)濕度較高時(shí),聲音的速度反而會(huì)下降。因?yàn)樗魵獾拇嬖跁?huì)改變介質(zhì)中分子的密度和彈性，所以傾盆大雨或南方梅雨季節(jié)，家中如果沒有抽濕我們從音響聽到的聲音容易發(fā)悶發(fā)沉，不夠活潑開揚(yáng)，正是聲音傳播速度變慢了。

楊四平在山洞中以開盤錄音機(jī)進(jìn)行全模擬的實(shí)驗(yàn)錄音，效果出奇優(yōu)異

除了桂林這個(gè)神奇的山洞，還有個(gè)?浙江長(zhǎng)嶼硐天自然巖洞音樂廳，其獨(dú)特的聲學(xué)效果已為音樂表演的創(chuàng)新場(chǎng)所。這個(gè)音樂廳?位于溫嶺市的人工開采石硐群內(nèi)，頂棚呈八字形延伸，斜上方設(shè)有三個(gè)巨型露天洞口形成自然采光?？偯娣e達(dá)2000平方米，最高處約50米，可容納近700名觀眾，混響時(shí)間與維也納金色大廳相當(dāng)，最長(zhǎng)延音可達(dá)2.8秒。巖壁為多孔結(jié)構(gòu)火山凝灰?guī)r，一方面是很好的天然吸收材料，不規(guī)則巖壁又能增強(qiáng)聲波反射，側(cè)壁反聲角度加上露天洞口調(diào)節(jié)混響豐滿度等多種因素，巧合地達(dá)到了高標(biāo)準(zhǔn)音樂廳所需的聲學(xué)要求。

楊四平介紹他有個(gè)學(xué)生在承德阿那亞山谷音樂廳工作，那是另一個(gè)形成“雖為人作，宛若天成”的案例。音樂廳又稱長(zhǎng)城山間音樂廳，位于承德市灤平縣金山嶺長(zhǎng)城附近，建筑面積不大僅有790平方米。海拔900米群山環(huán)繞的山谷，山野的自然風(fēng)貌保持得完整而秀麗，PM2.5常年低于50，空氣清爽澄澈，早被地產(chǎn)商看上進(jìn)行了商業(yè)開發(fā)。阿那亞山谷音樂廳于2022年春季正式投入使用，整體采用清水混凝土澆筑，骨料混合當(dāng)?shù)氐V巖，外壁模擬山脈沉積巖的層疊肌理，最大限度減少對(duì)周圍自然環(huán)境的影響。2018年，山谷音樂廳獲得第66屆美國(guó)P/A建筑獎(jiǎng)（進(jìn)步建筑獎(jiǎng)）。山谷音樂廳由兩個(gè)相互連接的混凝土殼體組成，外殼采用了上大下小的倒錐形的結(jié)構(gòu)。為了營(yíng)造最貼近自然聲的空間，12米高的音樂廳內(nèi)部沒有任何吸音材料，單純靠混凝土造型、開孔，聲音在這里自由折射、反射、放大、對(duì)流、環(huán)繞，階梯式結(jié)構(gòu)是主要擴(kuò)射板，腔體上不同的洞口則作為吸聲面。晴天時(shí)陽(yáng)光在粗糙墻面上游移投射聲波光影，雨天水流沿預(yù)設(shè)路徑形成打擊樂節(jié)奏；無(wú)演出時(shí)，階梯式觀眾席可靜聽山谷共鳴，實(shí)現(xiàn)“耳聞寂靜”的意境。實(shí)際上這個(gè)號(hào)稱采用數(shù)字化技術(shù)，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)參數(shù)模型，并計(jì)算出完整3D結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的音樂廳，的確有別于任何一個(gè)演出空間，卻不是發(fā)燒友認(rèn)為好聲音的那種。

浙江長(zhǎng)嶼硐天是國(guó)內(nèi)第一個(gè)自然巖洞音樂廳

不管是天然形成的溫嶺巖洞音樂廳，還是人工規(guī)劃的承德阿那亞山谷音樂廳，共同的缺點(diǎn)是面積太小，無(wú)法容納大型管弦樂團(tuán)與較多的觀眾；其次是交通不夠方便，愿意跋山涉水去欣賞音樂的人還是少數(shù)。桂林的神奇山洞最大優(yōu)點(diǎn)除了寬敞巨大，一千名觀眾加上整個(gè)交響樂團(tuán)都沒問題，而且就在桂林市中心，從高鐵站前往約15分鐘車程。目前唯一欠缺的，是有眼光又喜歡音樂的投資者，愿意把這里打造成中國(guó)，乃至全世界獨(dú)一無(wú)二的山洞音樂廳。有興趣的朋友請(qǐng)聯(lián)系南寧浩聲音響的李總，我們樂見其成。

承德的阿那亞山谷音樂廳蓋在金山嶺長(zhǎng)城附近