中研院物理所研制十一孔新笛探究

摘要：十一孔新笛是遵從我國傳統律學理論——十二平均律改造竹笛而發明的新樂器，最早是由國立中央研究院物理所（簡稱“中研院物理所”）所長丁西林①帶領團隊研制成功，并進入國樂隊使用。對十一孔新笛的研制過程、制作方法、演奏方法及其特點，一直缺少比較全面深入的研究。本文基于丁西林及其研制團隊核心人員發表的文獻、民國音樂界十一孔笛著名演奏者的實踐經驗等，對十一孔笛做更為全面的考察，從而加強對民族笛類樂器及其近代音樂史的學術認識。

關鍵詞：中研院物理所 "改良 "十一孔新笛

一、十一孔新笛的誕生背景：國樂改造

1919年五四運動之后，新文化新思想的輸入在音樂界蕩起漣漪，人們逐漸了解了西方音樂世界，并將其與中國音樂的發展形成了對比。在當時，學界、音樂界公認中國民族音樂的發展自清朝后就開始不斷的退步。以民族樂器為例，主要有兩方面的不足：首先民族樂器的律制不統一，轉調不方便；其次民族樂器的制作缺乏科學規范，導致音準出現偏差。這樣的原因使民族樂器無法組成類似西洋管弦樂隊的合奏形式，始終以單聲部旋律發展為主，未能產生多聲部立體化音樂效果，音響形式略顯單一。鄭覲文曾在《簫笛新譜》中提道，清朝時所用的定弦主樂器為笛，一孔一調，七孔七調，只有七律。因定弦樂器笛音律的不全，導致其他弦類管類樂器只有七律，與此同時，西方大多樂器可以隨意轉調；制造科學、音準統一，這是他認為中國音樂退化的重要原因之一。無論在形制抑或律制方面，中國民族樂器落后的觀點在音樂界形成激烈的討論。

那么關于如何振興中國民族音樂的討論，同樣引起音樂界理論家們的共鳴。音樂教育家陳仲子早在1920年發表文章《欲國樂之復興宜通西樂說》陳述其觀點，他認為，一味高談古樂與單純醉心西樂“二者皆非也。”與此同時，鄭訓寅認為音樂家要介紹研究西樂，“非謂盡棄國樂，改弦而更張之。”因此，國樂改造這個觀點和行動就在學界和音樂界產生并進行了。1938年蕭友梅在《音樂月刊》答中國音樂如何復興的問題時這樣認為：“與其說復興中國舊樂，不如說改造中國音樂較為有趣?！眹鴺犯脑斐蔀閷W界討論的熱門話題，樂器作為國樂發展的一項重要的內容，也呈現出“樂器改造”的重要命題。鄭覲文《簫笛新譜》中專門有一節寫道“舊笛制必須改造之理由”。他認為當時社會上的笛子，做工粗糙，音準不好，有的相差一音，有的相差半音；舊法做的笛子，無法與中國傳統十二等程律相和，也無法與西樂相和。鑒于此，鄭覲文提倡要改造舊笛，要與國際音準相接軌，以“A”作為標準音，采用古代十二等程律，制作能奏十二個半音的笛子等等。

時任中研院物理所所長的丁西林在從事物理研究的同時，攜物理所專門實驗人員，與音樂界業內人士合作，開展卓有成效的民族樂器改造研究。丁西林領導的中研院物理所改造樂器工作，在中研院1934年和1935年的年度工作報告中均有記錄。1934年報告中特別提道：“改良中國笛、笙、琴各項工作?！?935年報告中敘述的“所內工作”中包括：“各種改良新笛。”研究團隊人員的合理配置，以及大家的團結努力，共同締造的最早的成果即改良而成的十一孔新笛。1935年和1936年，丁西林分別在第6期《科學畫報》和第5期《音樂教育》兩家期刊，發表名為《新笛》的文章，詳細介紹了新笛的制作原理和具體制作方法及他們的成功數據等。兩篇文章內容幾乎相同，但《科學畫報》發表的文章有新笛的尺寸以及各孔之間具體的距離；而在《音樂教育》的文章中還提道，除新笛外，中研院物理所即將完成新笙，并附有簡要的關于新笙的說明。1940年胡彥久在《樂風》中發表的文獻《樂器改良漫談》以及高子銘發表專著《現代國樂》（1959年）和《新笛專輯》（1977年）中均談到新笛的改造過程與演奏結果。遺憾的是，其后隨著1937年“七七事變”的發生，全國拉開了抗日戰爭的序幕，中研院物理所關于傳統樂器改造和推廣等工作，由此中斷；值得一提的是，抗戰結束后高子銘先生回到臺灣，仍然對新笛加以研究和運用，并且為新笛創作了許多新曲目，他將其理論成果和新曲目收錄于著作《新笛專輯》，使得十一孔新笛繼續沿用。

二、十一孔新笛形制特征及其制作方法

（一）形制特征

十一孔新笛（如圖1所示），顧名思義，即一支橫笛共挖制十一個笛孔，一律一孔，加上管底算作一孔，共為十二孔，采用十二平均律。十一孔新笛沒有加鍵，都是用手指來按孔，因此，音孔是順著手指自然設置的，而非一條直線。“上面四孔較直，兩孔稍歪，另四孔居于兩側，一孔則在下面?！保▓D2）

關于新笛的材質，胡彥久在其發表的文獻中說明，最初共有三種材質的新笛：竹管、木管、銅管。新笛演奏者高子銘在其著作中寫道，新笛有竹質（福建鳳眼竹和普通竹）和木質（紅木或硬木）。新笛還有套裝：“木質新笛制成兩節，用鐵質鑲好，再裝銅質管子套起來，還可以伸縮調音?！倍∥髁衷凇缎碌选返奈墨I中著重介紹的竹質新笛制作的原理、材質和尺寸等內容。通過三者文獻的比證可知，十一孔新笛的改良在最初嘗試了三種不同的材質，經過實踐演奏使用考量之后，將竹質新笛作為中研院物理所著重推廣的材質。

十一孔新笛共研制兩種調，一種是C調笛，基音為C；一種是D調笛，基音為D。兩種笛的音域都有三組，“C調笛有三十六音，D調笛有三十四音。并且因為內徑和吹孔及音孔，都是用儀器算好了，量準了，用車床車的，所以它的音階本身很準。音色非常美麗，音量也相當充沛。”

（二）制作方法

在現有文獻中，胡彥久的《樂器改良漫談》記載了三種材質新笛的制作細節。三種不同材質的笛步驟均相似：第一步：用車床車竹管的內徑，制成規定大小，并將內徑一致的竹管內部磨光。今天看來，這一步較為容易，而在1930年，這一步是最難的，往往用廢幾百根竹管才能達到目的，其具體做法是：

用一根如手指大小的鐵桿，長約三四尺，首端裝一個極鋒利小刀：這刀正如同鋼筆尖尾部的形狀與大小，竹管是裝在車床的牙齒里，刀桿固定不轉，但極慢地向右移動。車床開動之后，竹管便不停地轉動，刀桿慢慢地移動，等到刀桿上的小刀在竹管里走完，這根竹管的內徑便已制成規定的大小了。

這樣嚴謹的做法仍會有問題發生，如：車床速度快導致溫度過高，竹管破裂；車床速度太慢，使內部不平滑，有一圈圈的紋路，因此車床的速度調試需要不斷的試驗。再如：每根竹管都有節，節的部分最堅硬，小刀力度使用不當也容易破裂。

（三）新笛制造尺寸

由專業物理學家的角色所決定，丁西林對于傳統樂器的改造過程中，嚴格遵照現代科學追求準確與實證的精神，充分采用了現代科學的實驗試做與測量驗證的方法，這使得他們的工作最終能凝結成完全可以復制的標準化制作方法，而不再是傳統工匠憑借經驗和感覺的樂器制造手法。丁西林在他的《新笛》文章中，詳細地介紹了笛子的尺寸，并對所用的制作工具有詳細的介紹，以備其他人制作時參考和模仿：

D調新笛各部的尺寸為：笛管內徑：17mm，音孔直徑：8mm，笛管外徑：約25mm，吹孔直徑：10mm，全笛總長：約62cm，膜孔直徑：8mm，塞子至吹孔中心之距離：約20mm。

新笛各孔中心至管底之距離（如表1所示）。這些數據使制造新笛不再存在任何難題，完全可以大批量生產。

三、新笛演奏方法與技巧

高子銘是第一位將新笛吹奏成功的演奏家，他高度評價新笛為“我國近代改良最成功的一件樂器”。在他的著作中專門總結了12個演奏步驟。

1．先求吹響：對于零基礎學習者而言，第一步先練習將笛吹響，手先不要按孔，雙手捧著新笛，慢慢送到嘴邊，對準吹孔，將氣平吹，經過吹孔，慢慢發出聲音。吹響之后，經過日積月累的練習，慢慢去找口風。

2．認識音位：圖3為高子銘在《新笛專輯》中所整理的新笛音位指法配孔調名圖表，圖中畫了十一孔新笛具體的位置以及各孔的指法分配；圖中所列固定調名的各音名稱、各音的按孔記號以及D、G調中首調唱名的音位。新笛的音區從小字一組的d到小字三組的b，將近三個八度，34個音。值得一提的是，新笛仍然沿用傳統橫笛常用的D、G二調，發明者盡力保持傳統音樂的調性風格。

3．練習按指：熟悉了新笛音位指法配孔圖之后，經年累月的練習會達到較好的效果。新笛所有的孔都比較好按，有難度的是在按第九和第十孔時，左手食指尖按第九孔，左手食指腹按第十孔，一指要控制兩孔的開閉，實則是相當有難度了。

4．吹練中音：新笛這件樂器的低音比較難吹，因為低音需要11孔全閉，不經過長期練習導致總有孔按不牢，最低音發不出來，因此，先從中音練起。練習中音從小字二組d（圖3第13位）起到小字三組d（圖3第25位）止，這個音區吹出來的是新笛最美麗的音色。

5．練習音階：練習音階先從半音階（Chromatic）開始，根據圖4來看，全按孔是小字一組d，然后根據半音，一音開一孔，因此，先反復練習半音階，熟悉孔位。練過半音階后練習全音階（Scale，也就是自然大調式音階）和大音階（Arpeggio，dol-mi-sol-dol）。

6．吹練低音：將中音區和音階吹熟練后，練習吹奏低音，低音也是從高到低下行練習，從小字二組d（圖3第13位）下行吹奏到小字一組d（圖3第1位），低音吹響吹好，其他音就不算難了。

7．蘊氣吞氣：要想把新笛的音吹準，熟悉按指和音孔是一方面，學會用氣也是重要的環節。吹笛用氣時盡量節省，所以講究節氣、輸氣、運氣、儲氣、換氣、蘊氣、吞氣的技術。

8．吹練高音：根據圖3音位配孔圖得知，高音組從小字二組d（第25位）到小字三組b（第34位）止。高音組的配孔與中音組、低音組均不同，比它們更復雜并且像低音組一樣難吹響。因此，手指既要放對位置，也要用氣正確，需要專門花時間去練習，才能吹上去。

9．練習打指：打指這項技術是笛類樂器的基本功之一，是在吹奏某音時，在它的上面一個或兩個孔用手指打音，使它發出trill，也就是一種震音。震音的演奏效果務必達到圓滾，如玉盤走珠一般，手指打下去要快且勻，新笛中除了第十一孔外，都可以進行打指練習。

10．練吟行韻：這里的“吟”指得是“Vibrato”，顫音。這種技術主要是用氣息來控制，如同弦樂上的按指一樣，發出來的音色起了一點小波浪，增加美感，顯得音色豐厚許多，練會了“吟”的技巧無形之中可以行韻了，最終要達到吹出泛音的效果，音色極輕且清晰。

11．吹練習曲：高子銘創作了25首練習曲，囊括四個調，他建議先學D調，從中音開始吹練，由簡入繁到低音和高音，天天練習。

12．吹獨奏曲：在高子銘的著作《新笛專輯》中，共有11首獨奏曲的譜例，分別為：《懷鄉曲》《幽思》《憶鄉曲》《往事》《蘭巖唳鶴》《暮春》《追憶》《獨步青云》《南山玉笛》《漣漪操》《杜鵑啼》。

四、十一孔新笛的優勢

（一）豐富的低音、優美的音色

丁西林在發表的《新笛》文中談道：“中國的樂器，最缺乏的是洪亮的低音。”音色明亮、音域偏高是中國民族音樂通常的審美習慣，盡管也有專門的低音樂器，但是通常管長很長，樂器笨重，因此，丁西林在新笛的低音方面做了工夫，在不改變樂器的重量之前提下，研制出有小字一組c和d兩個基音的笛子。改良之前最常用的橫笛一般是D、G兩調笛，基音是從標準音A開始。

新笛初制是帶笛膜的，后來因為笛膜容易潮濕，影響音色，索性不用了。不用笛膜后有一種新的音色，正如高子銘所說：“柔美，雅靜，毫無火氣。與橫笛和簫的音色完全不同，倒有點相似西洋長笛”，新笛在國樂隊里多半代替簫的用途，與橫笛搭配起來，出現兩種不同的音色，非常美麗。

（二）能自由轉調：改造的主要目標

十二平均律最早是明代朱載堉所發明的律制，它應用于樂器當中的優勢是可以自由轉調，改造的十一孔新笛也采用的是十二平均律，正如丁西林所說：“我們所制的新笛，多采用的十二平均律，所以凡是西洋長笛所能演奏的樂曲，我們的新笛也都能演奏。這是我們改良中國舊笛最重要的一點”。

（三）物美價廉

十一孔新笛的發明除了能達到隨意轉調的目的，還有一個重要的作用是要將其發揚光大，那么物美價廉也是中研院物理所比較看重的一點。在當時，Boehm笛②每支的價值近百美金，十一孔新笛的成本加上人工也不過一元左右。新笛在演奏的效果上，該有的優點卻毫不遜色，稱得上是物美價廉。

（四）弘揚中國民族音樂文化

丁西林早在1935年發表的文章中特別強調，其新笛改良工作是對中國舊笛的改良，而不是西洋長笛的仿制，旨在弘揚中國傳統民族文化而非全盤西化的改革。其理由有五：第一從材料是新笛采用傳統竹制而不是金屬；第二新笛用膜，能發出中國笛的特有音色；第三新笛一如舊笛用手指按孔；第四新笛遵循中國發明數千年的十二平均律；第五新笛所用的十二律是十二平均律，這是明代朱載堉所極力提倡的。丁西林認為有此五點特征的新笛只能歸于中國傳統民樂的延續，而不是西洋樂器的模仿。

五、余論：新笛改良之我見

筆者以為，十一孔新笛的誕生對于20世紀早期樂器改造活動的意義重大，學界應當給予充分的關注。

第一，中研院物理所在傳統樂器橫笛的改良過程中，嚴格遵照現代科學標準與實證的精神，充分采用了現代科學的實驗與測量驗證的方法，規避了傳統工匠憑借經驗制作樂器時音不準等多種問題，使得他們的改良為后人提供可復制的標準化制作方法。

第二，從樂器本質的改變方面而言，十一孔新笛的誕生在當時乃至中國近代民族樂器史上屬于改造成功的第一例。著名音樂教育家蕭友梅先生在其1937年發表的文章《十年來音樂界之成績》中寫道：“自從音樂教育復興以來，改造國樂之議常常被提及，但能夠切實做到者并不多見。”他在此文中評價了大同樂會創制的一大批舊式樂器，多半是照著前清會典內樂器圖的尺寸仿造，有一部分樂器仿造還不夠嚴謹，隨意增加樂器弦數，對樂器的共鳴作用全然不顧，比如箜篌只有形體相像，但并不能發出響亮的聲音。蕭友梅認為這樣的設計者并沒有對樂器徹底的研究。隨后，他較高評價了丁西林先生所在的物理研究所根據數理改良樂器的道路是正確的，已成功仿照西法制造旋轉銅鼓，其根據數理改造十孔長笛（此處筆者認為是蕭友梅筆誤或者當時信息不夠準確，實際為十一孔新笛）雖然尚在研究期內未大批制造銷售，但是只要破除成見，虛心研究，必會有好的效果產生。

第三，十一孔新笛的改良促進了中國近代早期國樂隊的發展，正如高子銘文中所道，舊式橫笛多用于獨奏，在清代作為昆曲的主要伴奏樂器之一，伴奏稍有音不準并無傷大雅，但是應用到純樂器的國樂隊合奏里，由于律制不統一產生的相對音高不準，就很難在樂隊里應用了。改造后的新笛不僅能應用于國樂隊合奏，還能夠作為主要樂器，擔任主要旋律部分的演奏任務。改進的國樂隊以及十一孔新笛同樣得到了國外僑胞的認可與贊嘆。僑胞對于我們的國樂隊開始并不抱太高的希望，甚至有點懷疑，“認為中國的國樂，也不過是敲敲鑼鼓，吹吹嗩吶而已?！钡锹犕陣鴺逢牭牡谝粓鲅葑嗪箢嵏擦擞^眾們的認知，在后續的幾場演奏會均高朋滿座，人山人海。然而，“招待國際友人，都是聆聽前后參觀樂器，而這驚奇的據點又轉到‘笙’和‘十一孔新笛’上來了?！彼麄儗τ谶@兩件樂器贊嘆不已，愛不釋手。

注釋：

①丁西林（1893～1974），原名丁燮林，字巽甫，我國著名物理學家、劇作家、社會活動家、樂器工藝家。

②Boehm笛指德國長笛演奏家、樂器改革家、作曲家波姆（Boehm，Theobald）于1847年發明的環鍵式長笛。波姆規定笛子的長度66厘米，為內徑2厘米的約30倍，使這一樂器標準化。這些改良措施使長笛日益完美，具備了豐富柔和明亮的音色，寬廣的音域范圍，被稱為“波姆式長笛”（Boehm flute），流傳至今。

參考文獻：

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[11]蕭友梅.十年來音樂界之成績[J].音樂月刊，1937，1（2）：1-6.

作者單位：姜 "楓 "山西藝術職業學院

厚宇德 "山西大學科學技術史研究所

項目來源：山西省研究生教育創新項目（項目編號：2021Y029）“20世紀早期丁西林對傳統樂器改良實踐與創新經驗研究”階段性成果；2022年度山西省藝術科學規劃課題（編號：22BD024）“十一孔新笛的特征、研發過程及影響研究”階段性成果。