作者：杨婉雨

周杰伦在《不能说的秘密》里斗琴片段让人印象深刻，不禁让我思考钢琴是如何发出这么美妙的声音的。

钢琴的结构及其发声原理

被誉为“乐器之王”的钢琴音色不同于其他任何乐器。如果仅仅是聆听，听者可能永远都猜不到它是如何发声的。

像在肖邦的《f小调第二钢琴协奏曲》中，充分使钢琴表现出像弦乐器一样具有呼吸的良好“歌唱”能力。而听一听像巴托克这样的作曲家的音乐，你会经常听到钢琴敲击的声音，就像敲鼓一样。

其实钢琴可以看做是两种不同的乐器合二为一：一方面它是弦乐器，因为声音是由琴弦振动而发出的；但同时它也是一种打击乐器(像编磬)，因为当琴弦被敲击时，就会发出敲击的声音。

那么含有6000多个精密部件的钢琴究竟是怎么发声的呢？事实上，对钢琴音色其决定作用的部件是琴弦、音板和脚踏板。

现代钢琴总共有88个键，包含7个完整的8度音阶。高音区的每个键后面都连着三根弦，中音区的每个键后面都连着两根弦，低音区的每个键后面都连着一根弦。

基音越高（基频越高）对应的琴弦越短越细，基音越低（基频越低）对应的琴弦越长越粗。基频是指弦振动最低的固有频率，而这样频率的振动发出的音就是基音。

从发声部件来讲，钢琴可归结为弦乐器的一种，由弦槌敲击琴弦而发声，中间应用了杠杆原理。

当按下琴键时，控制杆的另一端(在琴盒里)就会弹起，迫使包裹着羊毡的弦槌迅速向上敲击琴弦而发音。与此同时，在锤杠杆的末端，另一个叫做阻尼器的机械部件也被向上推起。当琴键松开时，弦槌和阻尼器回落。阻尼器安装在琴弦的顶部，主要用来抑制琴弦的振动，迫使音符迅速结束。

琴弦的振动模式

琴弦的振动可以简化成一维模型，弦槌敲击琴弦后，琴弦进入自由振动状态。

假设琴弦是两端固定的（事实上不可能完全固定），且假设的时间内弦在击弦点处受到一个常力F的作用，其振动方程为：