柔音踏板，音色，及琴弦的常態震動

柔音踏板是用來改變聲音的質感，對於平台鋼琴而言，當踩下柔音踏板時音質會由較堅硬變成較溫和。對於直立鋼琴而言，當踩下柔音踏板時，音質會變的較柔軟。對於平台鋼琴，柔音踏板不能只用於將聲音減弱，因為這也會影響音質。要彈奏最弱音（pianissimo, ppp）你必需學習如何柔和的彈奏。平台鋼琴的另一個特性就是，當柔音踏板踩下時，仍然可以彈出很大的聲音。對於直立鋼琴而言，柔音踏板對於音質的影響可說是微乎其微，且當踏板踩下時，也不可能彈出很大的聲音。對於音質的改變，下面我們會做更詳盡的說明。使用柔音踏板的困難在於，譜上通常不會記載（Una corda 或 due corda），端由彈奏者自行判斷。

對於柔音踏板常會忽略的是音槌的整音狀況，如果你必需踩下柔音踏板才能彈出柔和的音感，或是當琴蓋合上時，較容易彈出最弱音（pianissimo），這時候，音槌就該進行整音（voicing）了。請參閱 2-XII-1 「整音」一節。如果音槌整音良好，既使不踩下柔音踏板，你應該可以任意彈出柔和的音色。對於耗損、被過度緊壓的音槌而言，是不可能彈出柔和的音色，即使使用柔音踏板，對於音色的改變也是有限的。這種情形下，踩下柔音踏板，可以幫助你彈出較柔和的音，但是音色上仍會有堅硬的成分。所以當音槌過度磨耗時，你將無法彈奏出柔音，就算踩下柔音踏板時也無法獲得那種絕妙的音色。在多數的情況下，音槌原有的特性，是可以透過整理音槌（整形或是用針整刺）來恢復的。

由於音槌狀況的不確定性，導致於柔音踏板的使用有許多爭議，許多演奏家使用柔音踏板，只是要彈奏出柔和的音色。就如在 2-VII-1 「整音」一節中所提到，由音槌移轉到琴弦的能量，在琴弦震動仍然很小時是最有效率的。被緊壓的音槌在接觸琴弦的瞬間（此時琴弦震動很小），就已經將大部分的能量傳給琴弦了。這也就是為何許多很老的平台鋼琴，觸鍵都較輕。因為較軟的音槌，在同一部鋼琴上，會感覺較重（如果其它條件不變）。 這是因為較軟的音槌接觸琴弦時，當音槌將能量傳給琴弦時，琴弦已經不在原有的位置上了。 這種情況下，能量的傳遞是較沒有效率的，彈奏者必需花較大的力氣，才能彈奏出相同的音量。很顯然的，對於琴鍵輕重的感覺，只與琴鍵本身的重量有部份關聯，因為它也與要用多少力量來彈出相同音量有關。所以調音師必需要在音槌的軟硬間做一個權衡，必需軟到可以發出柔美的音色，也必需硬到可以發出足夠的音量。除了最高等級的鋼琴外，大多數的鋼琴都要將音槌調到較硬的狀況，以求能彈出足夠的音量，及能有較輕盈的觸鍵，這會讓彈奏柔音變的困難些。這就是為何在原本不需要使用踏板的地方卻使用踏板的原委。

在大多數的直立鋼琴，當柔音踏板踩下時，所有的音槌都會向琴弦靠近，這會讓音槌的行程變短，而使音量降低。這與平台琴不同，直立鋼琴在柔音踏板踩下時，是無法彈出大的音量。但是直立鋼琴的好處是，當柔音踏板踩下一半時，有一半的效果。只有少數的直立鋼琴，弱音踏板的機制是與平台鋼琴相同的。

大多數的平台鋼琴，踩下柔音踏板，整個擊弦系統會往右移動半個琴弦間的距離（在同一個音有 3 條琴弦的區域，其琴弦間的距離）。這會使音槌只敲擊到 2 條琴弦，使得聲音變的柔和。這個移動的距離，不能夠是一個琴弦的間距，因為如此會使得音槌觸擊琴弦時，仍是在音槌凹陷的位置（譯注:在 3 條琴弦的位置，相對應的音槌上也有 3 個凹槽，這是音槌正常觸擊琴弦的位置）。因為這個位移無法相當精確的控制，所以會使得有些琴弦會落在音槌的凹槽上，有些則否，如此會造成音色不均勻。再則，使用音槌上凹槽間較不常用到的部位擊弦，會獲得較溫和的聲音。為了要瞭解柔音踏板對於音色的影響，我們必需去瞭解琴弦間共震的音響機制（參閱附錄中《美國科學雜誌》（Scientific American），譯注：台灣譯本名為《科學人》雜誌）。

我們聽到的鋼琴聲音幾乎都是琴弦震動的常態模式（Normal Mode），這也是為何，鋼琴的聲音總是一致與合諧的。常態模式通常可以分解成兩個模式，水平震動與垂直震動。聲音的波長是琴弦長度的整數分數（即 , 1/1, 1/2, 1/3, 1/4…… ）。為何琴弦總是發出常態模式的聲音，而不是其它波長的聲音？當音槌鎚擊琴弦的一瞬間，琴弦是會發出各種不同波長的聲音。如果你將手放在鋼琴上，你會發覺鋼琴會震動一下子。這就像背景雜音（White Noice）一般，能量分布在很寬的頻譜上，這些能量很小，所以我們聽不到。這些能量很快的在琴弦震動幾次後便消失。這發生在幾個毫秒間，由於時間太短，我們並沒有辦法聽出來。

只有常態模式的震動會持續在琴弦上。因為在常態模式的情形下，琴弦兩端是節點，在節點上，琴弦不會震動。因為在沒有震動的情形下，能量不會傳遞出去，所以常態模式的震動會持續在弦上。但是琴弦的兩端並非絕對靜止，琴橋與琴弦在設計上就有一些彈性，以利於琴弦將能量傳到響板上。這就是鋼琴如何產生合諧基頻的機制。只有這些諧音會停留在琴弦上，因為只有這些音的節點會重疊在琴弦兩端。因為音槌垂直敲擊琴弦，所以常態模式基本上都是垂直的分量。一架便宜的鋼琴，無法使用像高價鋼琴一般的堅固材料，所以節點都會較鬆，這會使琴弦的能量容易消散。所以較便宜的鋼琴，聲音的延續性較差。較大的鋼琴由於琴弦較長，所以能夠產生較大的音量，琴弦的張力較強，也能儲蓄較多能量，較重的琴架，較堅固的節點，也較能防止能量的散失，所以聲音的延續性也較佳。

將三條琴弦的端點放在一起，那它們的常態模式又會如何呢？琴弦可以朝同一個方向震動，鋼琴會被拉往這個方向，或是琴弦朝相反方向震動，這種情形下鋼琴本身是不會跟著移動的。這種相反震動的模式稱之為對稱模式（Symmetric mode），此時，琴弦繞著琴弦的重心，依相反方向震動。琴弦的重心在此時是不動的。因為鋼琴本身的重量太重，以至於非對稱模式的震動很快就消失，只有對稱模式會持續下去（對 3 條弦而言）。在 3 條弦的情形下，垂直震動只有一種常態模式存在，就是中間的弦往一個方向震動，旁邊兩條往相反的方向震動，但是振幅只有一半。水平分量有兩種常態模式：一種是中間的弦不動，旁邊的弦朝相反的方向震動，另一種是中間的弦往一個方向震動，旁邊的弦朝相反方向震動，且震幅只有一半。對於雙弦的系統，沒有垂直震動的常態模式！一條弦往上，另一條往下的震動模式不是常態模式，這種模式會扭轉整個鋼琴。只有一種水平震動的常態模式存在，就是兩條弦往水平不同的方向震動。缺乏對稱震動模式，是位於低音段的雙弦與單弦系統的基音較弱的原因，但是它仍然可以維持相當的諧音。琴弦的震動可以是各種常態震動的組合。不同組合的常態模式震動，決定了琴弦震動的極化（ Polarization）特徵。極化特徵隨著時間改變，也改變了鋼琴的音質，特別是我們所不願見到的拍頻現象（Beats）。

現在我們可以解釋一下當音槌敲擊到三條琴弦時會發生甚麼現象。在剛開始的時候，琴弦大多是常態模式的垂直震動。這種垂直震動的常態模式會很有效率的將震動傳至鋼琴的響板（響板在這個方向是較具有彈性的，意即，響板在這個方向較薄），此時會產生一個較大的聲響。由於這種有效率的聲音傳導，響板會像鼓面一樣震動，而產生類似鼓一樣的敲擊聲。由於琴弦兩邊的部位不是對稱的，垂直震動會產生一些側位移動，會讓垂直震動的能量轉化成水平震動的能量。水平震動的能量傳遞至響板的效率較差，響板在水平方向相對較厚，且無法在水平方向震動。這也會在響板激發出不同的震動模式，因而使音色改變。因此，水平震動的狀態會比垂直震動的狀態持續的更久，而產生「延續音（ After sound ）」，這種聲音持續較久，而且有著不同的特質（ Scientific American, P.120 ）。因此，當三條弦系統被音槌敲擊後，會有一個明顯的敲擊聲，接著是較柔和的延續音。

音槌敲擊琴弦所發出的聲音，會分為兩個部份，一開始是包含各種頻率的震動，接著是常態震動模式。因為一開始的聲音，音量通常很大，這也是會損害耳朵的聲音，尤其是一些磨耗的音槌，會在音槌接觸弦的瞬間，釋放大部分能量。請參閱 2-VII-1 節中關於整音（ Voicing ）的敘述，當中會有關於磨耗的音槌與弦的交互作用。對於一部音槌磨耗的鋼琴，蓋上琴蓋或許是聰明的抉擇（對於大多數的鋼琴擁有者或許都會這麼做，因為這時候鋼琴的聲音實在令人難受）。這時候能做的只有將音槌好好整音。

上面的敘述顯然的將問題過度簡單化。就連《美國科學雜誌》（Scientific American）的文獻都未能適切的解釋三條弦的系統。這個文獻中大多是討論一條弦的系統，以及兩條弦在簡化的理想狀況下的交互作用。文中並無三條弦系統的討論。多數的討論都是在於弦的橫向震動，由於這是最顯而易見的，文中也解釋了基頻與和聲。由於節點並不會傳遞橫向震動，然而卻會傳遞弦的張力。在「整音」一節中會提到，弦的張力是不可以忽略的，因為它比橫向震動的力量大多了，並主宰了整部鋼琴的音效。上述常態模式的結果會受到耦合常數（ coupling constant ）的影響很大。對於較小的耦合常數，整個系統會成為耦合及非耦合運動的總成，這會允許相當多的組態存在。上述的討論，對於鋼琴真正音響的成因，只有一些特性的描述，並沒有量化的討論及精確的機制描述。

對於鋼琴音響的了解，有助於我們能正確使用鋼琴的延音踏板（damper pedal ）。如果我們在彈下一個音以前先踩下延音踏板，一開始的「泛音（White noice）」會激發所有的弦，而產生一個嗡嗡聲的音效。如果將手指放在弦上，你會感覺到弦的震動。當然八度音及其它和弦音，比其它弦有較大的振幅。這可以解釋為何一開始的泛音並不是在每個音頻都有著相同的振幅，而是會有較大的能量是在常態模式。這是可以預期的，因為當音槌敲?琴弦時，琴弦的兩端是固定的，這會抑制非常態模式的震動。鋼琴不只選擇性的讓常態模式留在鋼琴中，還會選擇性的發出常態模式的音響。如果在彈下一個音之後再踩下延音踏板，此時就只有八度音及一些和弦音的弦會受到影響而震動，其它的弦幾乎都不會受到影響而保持靜止狀態。這會產生一個乾淨的延續音。這裡所要學的是， 延音踏板要在彈下音之後馬上踩下，而不是彈下音之前就踩下 。這是一個要培養的好習慣。

上述的解說，大多可以由實驗來獲得驗證。弦的震動可以由很多現有的儀器來量測。第二個方法是利用弦震動的線性模式，意即，振幅是隨著時間呈指數型衰減。如果將弦的振幅依時間畫在一個指數座標上，它會成一條直線（參閱美國科學文獻）。然而實際上我們會得到兩條線，一條較陡的直線（衰減較快），另一條較平緩的線。這兩條線表示著我們之前提到的初始音以及延續音。

由於這兩條線是筆直的直線，這告訴我們，線性模式是正確的 。在線性系統中兩條直線意謂著兩個不同的發聲機制（兩種不同的振動模式）。由於弦的震動力量，不足以使鋼琴產生變形，因此，從垂直震動轉換為水平震動的比例是固定的。這可以解釋，為何初始音與延續音的音量比例是固定的，與大小聲無關。也就是說，你不能僅僅藉由輕柔的彈奏來改變音色。然而要注意的是，音色至少由兩個因素所影響，一個是前述的初始音與延續音的比例， 另一個是泛音（ harmonic ），泛音會受到彈奏大小聲所影響，當音槌敲擊琴弦 的力量越大時，琴弦的變形就越大，產生越多的高頻分量。這些高頻的分量，使聲音聽起來較亮，也較尖銳。事實上，音槌的狀況，比彈奏大小聲對於音色的影響要大的多。因此，適當的整理音槌，對於能彈出悅耳的音色是必需的，特別是大聲彈奏時。

在踩下柔音踏板時，沒有被音槌敲擊到的弦，對於音色扮演著很重要的角色。這條弦（第三條弦）扮演著類似水庫的角色，可以讓另外震動的兩條弦，將能量儲存在這條沒被敲擊到的弦上。由於第三條弦的震動，與其它兩條的相位剛好相反，這會削減初始音的尖銳聲，因此這種震動模式，與三條弦同時被敲擊，並不相同。直立鋼琴的柔音踏板踩下時，三條弦還是同時被敲擊，因此直立鋼琴的柔音踏板，無法產生像平台鋼琴一樣的效果。

我們是否可以半踩柔音踏板呢？這是個有爭議性的問題，但事實上答案是肯定的。當你將柔音踏板踩下一半時，當然，你會獲得不同的音色。如果這樣能產生有趣的、特殊的效果，實在沒有理由去禁止鋼琴家利用這種方法。然而，這不是鋼琴設計時所賦予的功能，而我也沒有見過哪位作曲家在譜上標註半踩柔音踏板的記號。要注意的是，過度使用半踩柔音踏板，會使弦偏向音槌的一邊。如此會讓柔音踏板的行程，無法調整到所有的鍵都剛好敲到兩條弦。這時候，柔音踏板的效果會變的不平均，而且每一台琴都不同。除非，你想嘗試依些新的音效，對於平台鋼琴，不建議半踩柔音踏板。盡管傳聞半踩柔音踏板是存在的，但這或許正忽略了柔音踏板的真正機制。

在雙弦及單弦的部份，由於弦的直徑較大，當柔音踏板踩下時，音槌敲擊琴絃的位置，會落在音槌上溝槽的旁邊。這會讓琴弦有較多的水平震動，因而有較多的延續音，這種機制是非常有創意的。

要彈出很大的聲音，需要有很大的垂直震動分量，這解釋了為何連續快速的彈奏同樣的音可以產生極大的音響。這就是為何很多作品在有很大聲響的結束時，常常使用快速、連續兩個同樣的和弦。由於音槌是敲擊靠近琴弦尾端的部位，第一次的敲擊，產生琴弦上的震動，此時如果很快的接著第二次敲擊，會增加琴弦的震動能量，因而產生更大的聲響。第二次敲擊所產生的震動，不會像第一次敲擊的振動一般很快的消散，因為所有可能的震動都已經被激發。因此第二次敲擊能產生鋼琴所能發出的最大聲響。第三次敲擊的所產生的效果就較難以預測，因為此時琴弦已經開始震動，音槌與震動可能會在相反的相位，這種情形下，會讓聲音停止。

總而言之，柔音踏板這個名稱在平台鋼琴上是一種誤稱。它的主要功用是改變鋼琴的音色，如果你踩下踏板彈奏很大的聲音，這會跟沒有踩下踏板時的音量差不多，這是因為你賦予相同的能量來產生聲音。另一方面，所有的鋼琴，踩下柔音踏板都會較易彈出柔和的音色。如果音槌的狀況正常，既使在不踩下柔音踏板，你應該也可以彈出你要的柔和音色。半踩柔音踏板，會產生無法預期，不均勻的聲音，因此在平台鋼琴上是要避免的。

自《Piano Garden 基礎鋼琴練習法》