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键盘乐器上的键盘布局有什么合理性?为什么钢琴在 Mi 和 Fa 中间没有黑键?

这是一个很有趣的问题。要回答这个问题,我会就以下两点进行论述: 从历史来看,为什么钢琴的琴键是这样的? 在今天,琴键这样布置是否仍然是合理的?是否存在更合理的排列方式? 1、键盘的…

这是一个很有趣的问题。要回答这个问题,我会就以下两点进行论述:

  1. 从历史来看,为什么钢琴的琴键是这样的?
  2. 在今天,琴键这样布置是否仍然是合理的?是否存在更合理的排列方式?

1、键盘的发展简史

钢琴虽然是当今最流行的键盘乐器,但它在键盘乐器的发展史中,事实上只是一个小弟弟。以下是主要键盘乐器的发明时间:

  • 管风琴发明于公元前 3 世纪,一般认为由亚历山大港的克特西比乌斯发明。这种管风琴与现代管风琴不同,是水压式管风琴。
现存最古老的管风琴,位于瑞士城市锡永的瓦莱里圣母圣殿,一般认为建于 1435 年

管风琴图片:现存最古老的管风琴,位于瑞士城市锡永的瓦莱里圣母圣殿,一般认为建于 1435 年
  • 羽管键琴(也叫大键琴或拔弦古钢琴)发明于中世纪末期。在 1397 年,意大利帕多瓦的一句法律专家写道:一位叫 Hermann Poll 声称他发明了一件叫 Clavicembalum (当时羽管键琴的名称)的乐器。
现在最古老的羽管键琴,藏于英国皇家音乐学院(Royal College of Music)。它是一台立式羽管键琴,这种乐器被称为 Clavicytherium。

现在最古老的羽管键琴,藏于英国皇家音乐学院(Royal College of Music)。它是一台立式羽管键琴,这种乐器被称为 Clavicytherium。
  • 击弦古钢琴发明于十四世纪早期。在 1404 年,德国诗歌 Der Minne Regeln 提到了 Clavicembalum 和 Clavichordium(击弦古钢琴在当时的名称)。需要注意的是:击弦古钢琴和拔弦古钢琴都不是钢琴!这两个翻译不是十分准确:它们被翻译成“击弦(古)键琴”和“拔弦(古)键琴”更为合适。
一架由 Johann Adolph Hass 生产于 1760 年的击弦古钢琴

一架由 Johann Adolph Hass 生产于 1760 年的击弦古钢琴
  • 钢琴则是意大利的乐器制作师克里斯托福里于 1698 年左右发明的。他生于帕多瓦,后来在为佛罗伦萨的美第奇家族工作时发明了钢琴。
克里斯托福里于 1720 年制作的钢琴,现藏于美国大都会艺术博物馆。

克里斯托福里于 1720 年制作的钢琴,现藏于美国大都会艺术博物馆。

下面让我们再仔细看看上图这架钢琴的键盘是什么样子的。

克里斯托福里于 1720 年制作的钢琴的键盘

克里斯托福里于 1720 年制作的钢琴的键盘

我们可以看出,这个键盘在排列上与现代钢琴并没有什么不同,也是 e 和 f 之间,b 和 c 之间没有黑键。看来,钢琴自诞生之日起,键盘大体就是现在这个样子,虽然细节之处有所不同(比如键盘的长度和宽度,使用的材料,等等)。

然而,钢琴的键盘事实上是借鉴更古老的键盘乐器的结果。克里斯托福里把他制作的钢琴称为“Un Arpicembalo di Bartolomeo Cristofori di nuova inventione,che fa’ il piano, e il forte, a due registri principali unisoni, con fondo di cipresso senza rosa…” 。翻译成英语就是: “Arpicembalo (harp-harpsichord) by Bartolomeo Cristofori, of new invention that produces soft and loud, with two sets of strings at unison pitch, with soundboard of cypress without rose…”。看来,克里斯托福里把他制作的钢琴看作一件“改良版的羽管键琴”。虽然他制作的钢琴像击弦古钢琴一样使用击弦的方法发声(事实上还很不一样),但从图片中我们就可以看出,琴体的设计是完全模仿羽管键琴的。

我们现在就梳理一下早期键盘乐器的历史,来看看键盘的发展经历了哪些阶段。

我们先来看看古希腊的管风琴。下图是亚历山大港的希罗(公元 10 年—70年)制作的一台管风琴:

亚历山大港的希罗制作的一台管风琴的示意图片

管风琴图片:亚历山大港的希罗制作的一台管风琴的示意图片

从这张图中,我们可以看出,早期的管风琴键盘上根本就没有黑键(这里的“黑键”以位置而不以颜色区分,下同)。

这是为什么呢?

  • 众所周知,从毕达哥拉斯开始,西方音乐的律制中就有了 12 个音。这是因为,如果以五度进行生律,那么每向上生律一次,基频就提高到原来音的 1.5 倍,而 [公式] ,也就是说向上生律 12 次得到的音大概与比这个音高 7 个8 度的音重合(对那一点误差的分配方案就对应不同的律制)。这样就产生了一个“近似的闭环”,也就是在音乐中可以只使用有限个音,而不是去生成无穷个音。因为 [公式] 没有正整数解(前者不是整数而后者是整数),所以不可能形成“完美的闭环”,因此人们只能寻找近似的闭环。当然,这种近似的闭环并不唯一,但 12 音方案是一种既有较好的精确性、又不引入太多音的做法,因此比较流行。
  • 然而,生律时产生 12 个音,不代表在音乐实践中,12 个音就都被使用。从古希腊一直到文艺复兴早期,音乐一直采用各种中古调式(mode):它们都只是依次使用“白键”上的音,区别只是起始音的不同。另一方面,那时的音乐既也没有现代意义上的转调,也没有所谓的标准音高。因此,在那时,没有使用黑键的理由。

随着音乐的发展,在文艺复兴晚期、巴洛克早期,乐器制作师开始制造有黑键的键盘乐器,以满足音乐家对于调性色彩的发掘(那时还没有等律,每个调的色彩非常不同)和对转调的需要。除了我们今天常见的键盘形式,当时还有“更复杂的键盘”:

具有两排黑键的键盘,图片版权归维基百科用户 Joachim Mohr 所有

具有两排黑键的键盘,图片版权归维基百科用户 Joachim Mohr 所有

在这种键盘上,平均律中的等音在它使用的中庸全音律下并不相等,比如升 C 和降 D 就由两个琴键分别表示,两者甚至相差 117-76=41 音分(在平均律下,一个小二度是 100 音分)!在这种键盘设计中,E 的 F 之间可是有黑键的!

另一种当时常见的做法,是在最低的一个八度使用“短八度”(short octave)的设计。这种设计略去了一些在低音中基本不使用的音,而对其他音进行了重新排列。下面是一种常见的短八度设计方式:

巴洛克时期短八度的一种设计方式

巴洛克时期短八度的一种设计方式

在这种设计中,E 和 F 中间不仅有黑键,还有白键。

另外,键盘并不一定非要按 12 音方案来设计。比如,Adriaan Fokker 就设计过 一个八度包括 31 个音管风琴:

Adriaan Fokker 和他设计的 31 音平均律管风琴

Adriaan Fokker 和他设计的 31 音平均律管风琴

这种键盘的布局图如下:

键盘布局图:Adriaan Fokker 设计的 31 音平均律管风琴

键盘布局图:Adriaan Fokker 设计的 31 音平均律管风琴

2、为什么现在仍然采用钢琴最初的键盘设计?

一种设计,即使有悠久的历史,在面临一种比它有很大优势的设计时,一般也会逐渐退出历史舞台。那我们就可以想一想,在每个八度包含 12 个音的律制下,是否存在更优的键盘设计方案呢?

我们不妨想一下,既然一个八度有 12 个音,我们为什么不能把它设计成 6 个白键加 6 个黑键呢? 这种设计思路事实并不是什么稀奇的想法。它曾经出现在早期的打字机上:

意大利发明家 Giuseppe Ravizza (1811-1885)发明的 Cembalo scrivano(羽管键琴式打字机)

意大利发明家 Giuseppe Ravizza (1811-1885)发明的 Cembalo scrivano(羽管键琴式打字机)
美国发明家 Christopher Latham Sholes 在 1868 年 6 月 23 日申请的打字机专利

美国发明家 Christopher Latham Sholes 在 1868 年 6 月 23 日申请的打字机专利

我们可以看到,两位打字机的先驱发明者不约而同地借鉴了键盘乐器的布局方式,而他们又都把键盘布局改成了黑键白键均匀排列。那么,键盘乐器制作家当然不可能不会想到这种思路。那他们为什么不使用呢?况且,这种排列至少有两大优点:

  1. 八度之间的跨度变小了。两个相邻的 C 音中间只有 5 个白键而不再是 6 个白键。这使得我们可以演奏更大的跨度。
  2. 各个调之间指法变得更统一了。演奏十二个大调音阶的指法只有两种:一种从白键开始,一种从黑键开始。

既然有这么大的优势,为什么这个方便不被采用呢?我们不妨想象一下,在这种键盘上演奏一下 C 大调音阶会发生什么。C、D、E 是白键,F、G、A、B 是黑键,也就是要连续弹四个黑键,那要怎么设计指法呢?只有两种可能:要么大拇指上黑键,要么用小指弹 B 然后用大拇指弹相邻的 C。如果你会弹琴的话,就可以想象一下这种指法是多么地别扭。而且,是六个从白键开始的调都一样地别扭。其余六个调的指法倒可以比较合理的设计:2341231……。而对于共性时期的音乐来说,音阶是非常重要的,整个的或部分的音阶在音乐片断中随处可见。所以,这种键盘设计虽然更紧凑,但却给演奏大部分曲目带来了极大的困难。

看来,目前的钢琴键盘布局,不管从历史的角度来看,还是从现实需要的角度来看,都是合理的。当然,只要你愿意,你可以随意地设计键盘布局,但最终哪种键盘会流行并取得统治地位,则在很大程度上取决于它本身的合理性。

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作者: 岳耀

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