單簧管的泛音鍵理論

譯自：單簧管記

按下單簧管上的泛音鍵就可以吹出基音之上一個八度半的第三泛音，是不論哪個吹單簧管的人大概都知道的事。不過，似乎泛音鍵（正確來說是泛音孔）的物理學理論，尚未得完全的分析解釋的樣子。

在日本物理學會發行的期刊Journal of the Physical Science of Japan的２０１４年１２月號上，刊了一篇九州工業大學的高橋教授等人合著的論文，就是在報告泛音鍵的物理機制（譯註：原文連結在：http://journals.jps.jp/doi/abs/10.7566/JPSJ.83.124003。老實說，別說是正文那些導正式，光摘要就很令人頭大）。自從單簧管發明以來經過了三百年以上的時間，終於在泛音鍵的機制上稍微有點研究的進展了。

就像下圖（引自該論文）一樣，泛音孔如果是設在管身１／３長度的地方，理論上打開該孔就可以發出第三泛音。不過，位在單簧管的高音音域（Clarion Register）中的五線譜上第三線Si到上加兩線Do為止的各個音，其實都有不同的發音長度，但卻是都使用位在同樣位置的泛音孔。好比說，雙簧管在樂器上就設有三個八度泛音鍵，但單簧管卻是只靠一個泛音鍵來應付所有的音（譯註：但大型的家族樂器如低音單簧管等，就不得不設計有第二個泛音孔）。

論文中太難的東西在此就省略不談，但看起來泛音孔的直徑要比其他音孔小很多，似乎就是能只靠一個泛音鍵來對應所有音高的關鍵。以前我也寫過Ｒ１３的發展變遷一文（譯註：參照以下補充說明），其中提到了ＲＣ的泛音孔要比Ｒ１３更加接近吹嘴端３ｍｍ左右，就是ＲＣ的設計特徵（但最新版的ＲＣ與Ｒ１３說不定又有改動），可知泛音鍵的直徑、位置、泛音管（譯註：嵌在泛音孔上的小管）的長度等等設計參數，都是經過反覆試誤而改良出來的。如果能在物理理論上針對泛音孔有更深入的理論推導，說不定就能開發出更容易吹響、更不容易吱吱叫的單簧管呢。

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參考：Ｒ１３的發展變遷

由於之前談到了我有一把１９８０年製的Ｒ－１３，所以想在這裡談一談Ｒ－１３的發展變遷。Ｒ１３是在１９５５年由當時巴菲公司（Buffet Crampon）的工廠廠長羅勃．卡赫（Robert Carree）所開發出來的。到現在已經超過五十年以上，特別是在美國都還是熱門的暢銷樂器。順便一提，羅勃．卡赫也開發了以他的姓名縮寫為名的ＲＣ單簧管。

Ｒ１３以前也曾因為音準的問題而經過很多次的改良。當然，隨著音準的改善，音色也跟著發生了變化。這方面，在克拉克．富比世（Clark Fobes）先生的文章中有詳細的探討。

第一代（１９５５年～１９６９年）：非常有彈性，但１２度太寬。

第二代（１９７０年～１９８１年）：音色很棒。音準也有改善。Ｃ＃／Ｇ＃鍵的機構由板狀彈簧改為針狀彈簧。但正中央的Ｓｉ（五線譜第三線的Ｓｉ）音準太高。

第三代（１９８２年～１９８７年）：變更內徑的設計，而使得吹奏的阻力改變。音準獲得更進一步的改善，但正中央的Ｓｉ還是偏高。

第四代（１９８８年～現在）：正中央的Ｓｉ的音準再度改良。

初期的Ｒ１３整體的音準設計有相當的問題，特別在Ａ調上更加明顯。這讓巴菲公司（以及母公司的布濟霍克斯=Boosey & Hawks）不惜打亂整個產品線的特色而小心翼翼地處裡，將若干的改良點加在了其他的新機種樂器上。最大的變更則是將泛音孔的位置往吹嘴方向移動了３ｍｍ左右。這個改變，先是ＲＣ加以採用，然後很後面出現的Festival也使用了同樣的設計。而ＲＣ在上管設計上是比第三代Ｒ１３的內徑稍微寬了一點，形成了上下兩個反圓錐的形狀。到１９５０年代為止，通常上管的設計是單純的圓筒形或單純的反圓錐形。不過Ｒ－１３的多圓筒形的內徑設計獲得了獨特的音色與阻力，這也是它長年受到許多人歡迎的原因。此外，Ｒ－１３整體的特性比較容易管理，特別是因此導出了Prestige的衍生機種。

第一代的Ｒ１３的內徑規格是１４．９５ｍｍ，並且使用的是沒有斜度的調音管（Barrel），但後面的幾代改成了１４．９６～１４．９９ｍｍ之間。其理由是為了補正第三音域（最高音區＝Altissimo Register）的音準偏低問題。這也和當時巴菲公司做的吹嘴偏短、內徑偏小有關（約５３ｍｍ長）。因為種種理由，後來喜歡帶有斜度內徑較寬的Kasper型吹嘴（長約５５ｍｍ）變多了起來。而大家就追求起能解決第三音域偏低問題、以及內徑較寬的吹嘴接在內徑較小的上管所產生出來問題的調音管。於是倒圓錐形內徑的Hans Moennig調音管就出現了。不過這倒不是甚麼特別新奇的創意，因為這樣的設計早在德式單簧管上行之有年了．．．。

富比世先生原本的文章是在１９９５年與１９９７年刊登的，此外其內容也和特別喜歡Ｒ１３的美國當地使用習慣有關。在刊出此文的當時，美國有很多人還是在追求第一代或第二代Ｒ１３的音色，因此使得中古的Ｒ１３行情水漲船高。因此不難想像，後續出現的Ｒ１３-Vintage或Ｒ１３-Prestige就是根據這種需要而開發出來的。

日本在１９８０年代為止，也和美國一樣比較喜歡Ｒ１３。當時大家會有Ｓ－１比較尖銳、ＲＣ太冷，還是Ｒ１３的音色比較溫暖的印象。不過，這單純是討論降Ｂ掉的講法，當時Ａ調的Ｒ１３的音色反而給人有強烈的粗俗印象，造成要使用Ｒ１３或ＲＣ的意見爭論。另一方面，當時也不像美國一樣是一面倒向巴菲公司的樂器，使用賽爾瑪（Selmer）或德奧樂器的人也不少。此外，之後Ｙａｍａｈａ勢力的抬頭也很值得注意。

我自己則是有第二代Ｒ１３的降Ｂ調兩把、ＲＣ的Ａ調一把、Ｒ１３-Vintage的Ａ調一把，合計四把而持續在這樣的時代潮流中使用下去，但我也有和現在主流相比，自己的音色比較細的自覺。

到了現在，Ｒ１３不過就是一種中階的樂器罷了。在同級中，搞不好具有圓厚音色而個體差異較小的Ｙａｍａｈａ ＳＥ系列或是具有德式風味的ＣＳ系列比較有魅力吧？就算喜歡巴菲公司的音色，也有托斯卡（Tosca）或Festival等個性豐富的樂器可選，如果以德奧音色為目標的話，也可選擇Ｙａｍａｈａ更高級的Ｉｄｅａｌ。但如果以史托茲曼（Richard Stoltzman）等美國派音樂家為目標的話，Ｒ１３還是不錯的選擇。