作者：杨阳（国家社科基金冷门秘学研究项目“中国古建筑声学声学技术抢救研究”主任、山西大学音乐学院教授） 任世军（山西大学音乐学院博士研究生） (山西大学科学技术史研究所)
中国古代建筑有一种特殊类型，即声学古建筑。每次提起，世人想到的只有四大古代回响建筑，即北京天坛回音壁、山西普救寺迎婴塔、河南宝轮寺塔和大帝石琴。四川佛寺，是声学古建筑，更接近古人。古戏台和钟鼓楼这两座声学古建筑并没有受到世人太多的关注。
古声建筑包括汉唐时期的古塔、古戏台、钟鼓楼、佛寺讲堂等多种类型。其中，古戏台和钟鼓楼具有明确的声学目的、突出的声学功能、清晰完整的声学技术演变。从遗存数量来看，金、元、明、清时期的戏楼有万余座，明清钟鼓楼百余座。数量相当可观；从声学技术角度看，古代戏楼、钟鼓楼综合利用了直达声、反射声、混响声、共鸣声。以及隔音、降噪等各种技术；从音响效果来看，古戏台和钟鼓楼能产生“演晋戏听秦腔”、“京城十里之内皆轰动”等令人惊叹的音响效果。作为古代人们应用声学原理的重要宝库，古戏台、钟鼓楼等古代声学建筑的发展历史和综合价值值得我们深入探究。
古代舞台的声学价值
古代舞台与戏曲有着密切的关系。在近千年的戏曲表演历史实践中，古戏台作为戏曲表演的特定声场环境，肩负着扩声、传声的历史使命。既要满足演员“唱”的需要，又要满足观众“听”的需要。 ，协调发展过程中遇到的各种观赏问题与歌剧表演，其华丽的外观和特殊的结构隐藏着独特的声学设计。
晋源舞台孕育了戏曲的唱法和唱腔。金代杂剧表演场地为四面观武阁和大山面观武阁。四面舞亭，台基为方形，角柱四根，内顶有藻井，外顶为山形。唯一的舞台声音反馈组件是平台屋顶。大型三面舞亭是在四面舞亭的基础上增加了后山墙。舞台声音反馈部件是舞台顶板和后山墙。元代杂剧表演场地为小三面观武阁和单面观武阁。小三边舞亭是以大三边舞亭为基础的。两侧后三分之一处有柱和墙。柱间挂帘，以区分前后。舞台声音反馈部件为舞台顶板、后山墙及两侧后第三山墙。单面舞亭是在较小的三面舞亭的基础上设计的。两侧山墙完全用砖石砌成。舞台声音反馈部件是舞台顶板、后山墙和两侧山墙。从声学技术的演变来看，金源剧场的声反射面由少变多，隔声量由小变大，声能向主厅方向集中，实现历史逻辑和技术逻辑的统一。更重要的是，作为中国传统戏曲的原始表演声环境，其形状无论从四个侧面还是从一侧看都是一个半开放的声场，这影响了演唱者的发声状态、方法甚至发声风格，对传统戏曲产生了重要影响。歌唱产生的重要因素。
明代，由于变换场地的需要，乐团分为文用场地和军用场地，分布在表演区两侧，舞台宽度增至12米。由于追求“威大”、“雄伟”，新绛县集一寺舞厅宽度增至17.7米。但之后修建的舞台不再加宽，而是降低至14米。原因是什么？研究结果表明，17.7米宽的表面意味着文昌和武昌部分距离太远。在文昌听盘古指挥会产生47ms的声学延迟，会影响声音的完整性和清晰度；它位于舞台的中轴线上。歌曲中的歌手可以听到回声，感觉自己的发音不清楚。明代哲学家借鉴新绛县集义寺歌舞厅的声学原理，成功地消除了后来修建的舞台中的延迟和回声，比德国声学学家哈斯的相关研究早了400多年。
清代舞台创新性地应用了多种腔体传声技术，产生了优良的音响效果。其空腔辅助音响技术包括“台下洞”、“墙上瓮”、“台下瓮”、“后台洞”、“台下方空腔”等。如山西介修院寺明玉楼的明代“台下洞”戏台，台基下建有五孔窑洞；每面山墙内嵌有七个陶瓮；山西朝山寺清代“后台窑洞”戏台，以及后台建造的“三十字形”窑洞；建造了“敞口形”窑洞；清代陕西米脂县李自成行宫的戏台，台下有“瓮”，“台基下埋有瓷罐数十个”。嗯，井里的圆柱形空腔可以放大声音。正是这些穿着中山装的古代戏台，在特定的声场环境下，产生了“台上歌声不费力”、“阮庄唱戏人人听”等出色的音响效果。研究结果表明，汾阳县古龙天寺戏台的音瓮的固有频率可以与山西省蒲州梆子戏的骨干或彩声产生共鸣；古戏台洞的“后台洞”腔体，还可以放大山西中路梆子戏的骨干和色调。由此可见，一些古代戏曲舞台不但能“养声”、“乐”，而且还能“助调”、“乐”。
钟鼓楼及其传声机构
钟鼓的声音可以作为音乐，也可以作为声音信号来指挥军队的进退或控制人们的作息。自战国时期起，钟鼓声就被用来作为行军打仗时控制军队进退的信号。 《荀子·仪兵》记载：“闻鼓声进，闻金声退”。自东汉以来，钟鼓声就被用作城市中规范人们作息的信号。崔湜的《政论》记载：“钟声若不再敲响，洛阳城内不准任何人”。为了阻止人群。故夜漏去，鼓声使之升。白天漏水消失后，钟声一响，漏水就会停止。”
钟鼓楼是什么时候出现在城里的？它又是什么时候位于城市中轴线上的呢？城内鼓楼的修建至少晚于东汉时期，四川省成都市新繁镇的汉代商人画像砖和河北省安平县的东汉墓室壁画就证明了这一点。城内钟鼓楼并存的情况可能始于北魏时期，当时称为“旗亭”。 《洛阳伽蓝记》记载：“(洛)阳曲北有简阳里，其内有土台，高三尺，上有精舍二把。 赵亦云：此台亦是旗亭。其上有两层楼，击之以钟，则闻五十里。”
寺庙钟楼的修建始于魏晋南北朝时期。唐代，钟楼建于宝塔、藏经塔对面，称“东钟藏”。例如，河北正定开元寺的钟楼与宝塔相对；苏州寒山寺的钟楼就在藏经阁对面。 《大相国寺碑记》记载：“数百工至，山中积物甚多。大雄宝殿依山而立，回廊舒展。左钟曰塔，经经”。右边说的是藏语。”明代，寺内建钟楼、鼓楼相对。例如晋祠钟鼓楼、平遥双林寺钟鼓楼等。
钟鼓楼建于首都中轴线上，始于元代。 《元一通志》记载：“元九年（1272年）二月，改名大都，迁居民施行，城内建钟鼓楼。” 《金志辨析》还记载：“钟楼位于北省都城东，鼓楼北，建于元代中期，有四阁三间。檐上挂着钟，远远地就听见了声音。”
至于钟声的深远影响，早在东汉洛阳，就有“击之闻五十里”的音响效果，唐诗《枫桥夜泊》云：“姑苏城外的寒山寺，客船上的午夜钟声敲响了”更是让钟声深远的音响效果家喻户晓。
古代以钟声作为信号，音响效果较为突出的遗迹以北京钟楼和山西五台山显通寺钟楼为代表。北京钟楼是乾隆年间重建的。它具有“京城内外，十余里外，皆可闻声”的音响效果，可以使皇室“按时统治”，城中百姓“劳作”。并按时休息”。北京钟楼的钟声之所以能传得很远，与永乐十八年铸造的圆筒形青铜古钟的声学性能密切相关。还要加上钟楼“斩云”的“高度”和“穹顶四面”。楼强有直接关系。钟楼的耦合腔体由三部分组成：二层顶部的拱形腔体、垂直的圆柱形腔体（“天井”）和底层的十字洞腔体。它就像人体的头腔、咽腔和胸腔的耦合，可以有效地放大钟声并帮助其传播很远。
五台山显通寺钟楼的钟声，是台怀镇与五顶僧人联系的重要途径。显通寺的钟声作为联络信号，可以传送到山顶的五座寺庙。从显通寺钟楼的造型和结构可以看出，钟楼二楼悬挂着重9999公斤的明代永乐钟。其下方有一个方形空腔，也能帮助声音传得更远。此外，山西平遥双林寺钟楼、河南洛阳关林寺钟楼，底层均设有方形空腔。虽然音响效果难以与北京钟楼和五台山显通寺钟楼相媲美，但采用了类似的技术。
苏巴什佛寺讲堂采用“地下通道”传声
作为丝绸之路上的重要节点，苏巴什佛寺采用的“地下通道”腔体声助技术也能诠释中西文明互鉴的意义。当时，唐玄奘西行取经途中经过吐鲁番高昌古城和塔什库尔干县石城。他曾路过龟兹古国，到苏巴什佛寺为僧人说法。古人在没有电子音响设备辅助的情况下，是如何让“千僧听”的呢？
作为古龟兹国的国寺，苏巴什佛寺遗址是西域五国中规模最大的。当然，这里也是古代丝绸之路上高僧圣贤讲经的主要场所。 “名闻四海”的鸠摩罗什曾在此讲授大乘经。当时龟兹古国有僧侣一万多人。玄奘因“灵山雪路不通”，在龟兹逗留了两个多月。当时龟兹古国有僧人五千多人。虽然文献并没有明确记载在苏巴什佛寺听玄奘讲法的僧人具体人数，但从古龟兹国的僧人总数、苏巴什佛寺的地位和规模等方面推断出来。事实证明，至少应该有一千名僧人同时在此聆听玄奘讲法。
采用探地雷达和高密度电法测量分析结果表明，苏巴什佛寺西寺古遗址距地面约1.5米至2米处，有一个约2米的结构物。宽（高度未知），总长约400米。十间通道贯穿大雄宝殿、讲堂及两侧僧房。其中东西向分布有六条通道，南北方向分布有四条通道，五条通道西墙讲课场的中心为集合点。这十个几乎相连的通道本质上是相互耦合的洞窟，这可能有助于鸠摩罗什和玄奘讲经的清晰度和距离。
有趣的是，法国努瓦永大教堂在唱诗班正下方还设有一个洞穴声乐室，可以辅助唱诗班演唱。洞内承音室长3.5米，宽4.5米，拱顶高3.5米。墙壁上嵌有64个粘土音瓮。从腔体位置和声学原理来看，其腔体传声技术与苏巴什佛寺遗址相似；从壁上瓮的工艺来看，与山西汾阳龙天寺的瓮工艺相似；从建造时间来看，苏巴什石佛寺比努瓦永大教堂还要古老700多年。
总之，中国古代声学技术源远流长，中国古代建筑声学文化博大精深。加强我国声学古建筑的系统研究，可以提升其科学价值，促进其科学保护，丰富传统文化的科学内涵，赋能文化旅游产业发展，为当代绿色自然声学设计提供理论参考。建筑物。更重要的是，对古代剧场原始表演声环境及其声学技术的演变研究，为中国戏曲及其表演声环境的独立知识体系奠定了基础。
《光明日报》（2024年10月16日第11页）
