編者按：童年的動畫片里，藏著我們最初的好奇心。那些看似夸張的情節(jié)，其實(shí)常常連著真實(shí)世界的自然規(guī)律與科學(xué)原理?！锻陝赢嫶罂破铡废盗?，帶你重新審視這些陪伴過我們的經(jīng)典角色：哪些設(shè)定源自真實(shí)生物學(xué)？哪些橋段背后藏著物理、生態(tài)或認(rèn)知科學(xué)？當(dāng)我們回望童年，會發(fā)現(xiàn)科學(xué)從不枯燥，它一直潛伏在動畫的縫隙里，等你再次發(fā)現(xiàn)。

在你的童年記憶里，是否還有《貓和老鼠》中這經(jīng)典的一集？湯姆化身鋼琴家在臺上演奏，小老鼠杰瑞卻忙著給他添亂。可是，這場圍繞鋼琴展開的貓鼠大戰(zhàn)，卻恰到好處地變成了一場音樂的盛宴。

在許多觀眾的眼里，這就是《貓和老鼠》這部經(jīng)典動畫片中“最藝術(shù)”的一集。甚至有鋼琴師扮演成湯姆，復(fù)刻了動畫中的場景與音樂——這首專門為湯姆和杰瑞改編的李斯特《匈牙利狂想曲》第二號，也成為了動畫史上的經(jīng)典。

鋼琴師扮演湯姆還原動畫中的音樂 圖片來源：YouTube / WB Kids/ Yannie Tan

也許對很多人來說，這一集動畫，是他們?nèi)松械谝淮巍翱匆姟变撉賰?nèi)部的結(jié)構(gòu)。那么，這其中到底藏著哪些細(xì)節(jié)，湯姆彈的鋼琴到底有多真實(shí)呢？就讓我們和“鋼琴家”湯姆與杰瑞一起一探究竟吧！

從琴鍵到琴槌：鋼琴怎么發(fā)出聲音？

在這一集故事中，最引人注意的就是這些白色的“錘子”了：只要湯姆按下琴鍵，它就會隨之抬起，敲擊琴弦，讓鋼琴發(fā)出聲音。這就是鋼琴的琴槌，正是因?yàn)樗瘛板N子”的特點(diǎn)，它變成了湯姆攻擊杰瑞的第一大“武器”。

故事的開始，湯姆按下琴鍵，觸發(fā)琴槌，驚醒了睡覺的杰瑞圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

動畫片中的琴槌，可以說畫得很還原了。和下圖的實(shí)物相比，不說一模一樣，也有九分的相像。

鋼琴廠家斯坦威展示其生產(chǎn)的鋼琴琴槌 圖片來源：wikimedia commons

那么，手指敲擊琴鍵的力量，又是怎么轉(zhuǎn)化成琴槌敲擊琴弦的呢？這其中有著一套精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這就是鋼琴發(fā)聲的關(guān)鍵：擊弦機(jī)。它通過層層杠桿的傳動，使得手指按下琴鍵的同時，琴槌就能擊打琴弦，讓相應(yīng)的琴弦產(chǎn)生振動，發(fā)出聲音。

而且，它還能完美地傳遞手指給到的強(qiáng)弱信號：手指觸鍵的力度小，琴槌擊弦的力度也??；手指觸鍵的力度大，琴槌擊弦的力度就大。這給鋼琴師們創(chuàng)造細(xì)膩的藝術(shù)表達(dá)提供了條件。

一個正在工作的三角鋼琴的擊弦機(jī) 圖片來源：維基百科

不過，《貓和老鼠》作為動畫片，還是有一些做了簡化的地方：

例如，三角鋼琴的琴槌設(shè)計(jì)在琴弦的下方，從下往上敲擊琴弦。而在動畫片中，琴槌卻出現(xiàn)在琴弦的上方，這樣的設(shè)計(jì)，是為觀眾看得見湯姆和杰瑞的互動提供更好的視覺觀感。

另外，在動畫片中，每一個琴槌都對應(yīng)著一根琴弦，但在真實(shí)的鋼琴中，因品牌和專利設(shè)計(jì)不同，大部分琴槌需要同時敲擊3根或2根相同音高的琴弦，才能使音色達(dá)到更好的效果。

還記得這個扳手嗎？這也不是隨便畫的！

湯姆用扳手攻擊搗亂的杰瑞 圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

當(dāng)杰瑞再一次開始搗亂，氣憤的湯姆拿起鋼琴琴身里的一個扳手，向杰瑞砸去。杰瑞立刻被砸暈了，湯姆終于又有了短暫的安心演奏的時間?？墒牵瑸槭裁磿蝗怀霈F(xiàn)一個扳手，它和鋼琴有什么關(guān)系呢？

其實(shí)，這個扳手雖然并不直接作用于鋼琴演奏，但也是鋼琴能發(fā)出美妙聲音的關(guān)鍵——它是用來給鋼琴調(diào)律的工具。

鋼琴調(diào)律師正在工作 圖片來源：wikimedia commons

每一根鋼琴的琴弦都有它固定的音高，琴弦的音高是由它的長度、張力與線密度（單位長度的質(zhì)量）所決定的。每根琴弦通過弦軸釘和掛弦釘?shù)炔考潭ㄔ阡摪迳?，而琴弦?nèi)的張力，則需要轉(zhuǎn)動固定琴弦的弦軸釘來調(diào)整。

雖然在鋼琴出廠時，每個音都被調(diào)整到了標(biāo)準(zhǔn)的音高，但在鋼琴的使用過程中，琴弦被不停地敲擊，環(huán)境的溫濕度也不可避免地會變化，甚至還會有鋼琴整體的搬動……這些都會對琴弦的音高產(chǎn)生影響，導(dǎo)致鋼琴逐漸走音。

所以，每當(dāng)鋼琴使用了一段時間，就應(yīng)該對鋼琴重新調(diào)音，而畫面中的扳手，就起到了調(diào)節(jié)弦軸釘?shù)乃删o，從而微調(diào)琴弦中的張力，改變琴弦音高的作用。好的鋼琴調(diào)律師，不僅能夠把鋼琴的音高調(diào)準(zhǔn)，還能優(yōu)化鋼琴的狀態(tài)，使它發(fā)出的音色更好，演奏起來也更舒適。

鋼琴琴凳為什么能升起來？

杰瑞把湯姆坐的琴凳擰高 圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

隨著杰瑞的搗亂行為越來越“猖狂”，湯姆難掩心中的氣憤，一把抓住了杰瑞，把他放進(jìn)了自己坐的琴凳里?？墒?，杰瑞并沒有就此消停，而是擰起了琴凳上的旋鈕，于是琴凳越升越高，上演了一出湯姆“倒立彈琴”的好戲。

雖然琴凳升到這么高，確實(shí)是動畫片的夸張?zhí)幚?，但這處的劇情，也是根據(jù)真實(shí)的鋼琴琴凳的功能設(shè)計(jì)的。

鋼琴的演奏，需要十分復(fù)雜的技巧，只有有了合適的坐姿，才能有合理的發(fā)力方式去使用這些技巧，演奏美妙的音樂。可是，每個人的身高、體形都不一樣，需要的座椅高度也因此不同，怎么設(shè)計(jì)一款不同的使用者都能滿意的椅子呢？

鋼琴琴凳下面的螺桿升降裝置 圖片來源：YouTube / Roberts Pianos

因此，有許多鋼琴專用的琴凳都帶有這樣的高度調(diào)節(jié)功能：只要轉(zhuǎn)動座椅側(cè)面的旋鈕，它就會帶動琴凳底部的螺桿旋轉(zhuǎn)，使得支撐琴凳的支架升高或降低。

這就是為什么，當(dāng)我們聆聽現(xiàn)場鋼琴演奏時，經(jīng)?？吹戒撉賻熢谘葑嚅_始前有這樣的“小動作”——其實(shí)，他們正在找尋最舒適的姿勢，以最好地投入狀態(tài)，發(fā)揮自己的專業(yè)實(shí)力呢！

原來，雖然鋼琴表面上是一門藝術(shù)，在它的背后，卻離不開精妙的工業(yè)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的支撐。除了通過它產(chǎn)生的美妙的音樂，鋼琴本身也是一件制造業(yè)的發(fā)展所帶來的藝術(shù)品。

對于有些鋼琴來說，作為藝術(shù)品的價值甚至超過了作為樂器的價值。你見過這種奇怪的鋼琴嗎？圖片來源：廈門鼓浪嶼鋼琴博物館，作者拍攝

就像《貓和老鼠》，在流暢的動畫、配樂和劇情背后，也充滿著一幀一幀的考究，與無數(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)?？磥?，這一集動畫成為我們童年的經(jīng)典，甚至是“藝術(shù)啟蒙”，也算是實(shí)至名歸！

作者：張一凡

審核：原丁 中央音樂學(xué)院管弦系鋼琴藝術(shù)指導(dǎo)教授

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