一年多前，
台灣大學戴桓青教授的團隊
歷史性地揭開了史特拉底瓦里小提琴
音色動聽300年的秘密！
獨家專訪戴桓青，
給你想像不到的答案
近 300 年來，由義大利北部克里蒙納（Cremona）生產的提琴，尤其是 安東尼．史特拉底瓦里（Antonio Stradivari）和 朱塞佩．瓜奈里（Giuseppe Guarneri，或稱耶穌．瓜奈里）及其家族所製作的琴，至今依然為世界頂尖小提琴的代名詞。
這兩大琴師在 17 世紀末、18 世紀初製作的小提琴，不論後人怎樣研究、模仿、製作，或者分析其塗漆的成分或塗層技巧，仍始終無法超越這些古琴的音色水準，也成為樂器史上最傳奇的秘密之一。
【戴桓青 簡介】
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現任：
臺灣大學化學系助理教授 -
學歷：
臺灣大學化學系學士、加州理工學院化學博士、哈佛醫學院暨麻省綜合醫院博士後研究員 -
榮譽：
李遠哲化學獎學金、美國加州菸害疾病研究獎學金、美國健康援助基金會阿茲海默症研究獎學金
🎻 國際矚目的發現
然而，2016 年 12 月 19 日，權威的《美國國家科學院院刊》（PNAS），刊載了一篇由台灣大學化學系戴桓青教授發表的論文，這篇名為《史特拉底瓦里名琴的楓木和現代樂器木材間的化學差異》（Chemical distinctions between Stradivari’s maple and modern tonewood），可能解開了古董小提琴音色動聽的秘密。
其實戴桓青主要研究領域是阿茲海默症相關的神經化學，但由於他本身愛玩音響，也是古典音樂發燒友，在因緣際會下開始研究小提琴。他結合自己的化學分析專長、歷史考據及聲音測量，解開了古董名琴的秘密。
經過他和團隊的實驗分析所得出的發現，不但受國際學術認證肯定，也受到各大國際媒體如《紐約時報》與倫敦《泰晤士報》的報導關注。
🎻 與奇美博物館的合作
小提琴的聲音振動特徵，主要由雲杉材質的前板，和楓木材質的後板所決定。德州農工大學的退休教授 納吉瓦里（Joseph Nagyvary）曾經發表兩篇研究論文，指出史特拉底瓦里與瓜奈里小提琴中的楓木曾經過化學處理，是最早提出古琴的秘密可能蘊藏於木材中的人。
2002 年，戴桓青在加州理工學院攻讀博士時，就已聽說納吉瓦里教授的研究；2006 年，戴桓青到德州拜訪納吉瓦里，之後承續其研究，開始踏上這條沒人走過的路。
在名琴收藏獨步全球的台灣奇美博物館的協助下，戴桓青總共分析了４把史特拉底瓦里與１把瓜奈里名琴的木材。這些木材都是在修復小提琴時所移除的，由戴桓青從世界各地輾轉蒐集而來，其中一個樣品來自於奇美博物館。
🎻 發現１：木頭中含鋁、鈣、銅等元素
戴桓青發現，名琴的木頭原料經過特殊的化學處理，成分包括鋁、鈉、鉀、鈣、銅、鋅等元素。由於當時已經有一些煉金術，人們也經常會使用明礬、硼砂、硫酸鋅和硫酸銅。像鋁，可能來自於明礬；銅和鋅來自硫酸銅和硫酸鋅；硼來自於硼砂；鈉可能就來自食鹽；鉀元素則可能來自草灰水溶液。
研究團隊推測，當時用礦物質處理的目的，主要是為了木材的保存，如防蟲或防腐。而銅、鋅、硼，可以抑制黴菌、蛀蟲的生長；氯化鈉可以調控木頭的濕度，避免在冬天時收縮、乾裂，古代其實很多木材都會用鹽來處理。而當時人們處理木材的方法，可能是浸泡或塗抹。
戴桓青認為，史特拉底瓦里名琴的迷人音色，關鍵可能就是其木材經過特殊的礦物處理。當時每種成分可能有不同的用處，但也許經過十年、百年、幾百年後，人們才發現它們對聲音有一些微妙的影響。
研究樹木的田納西大學葛李斯諾梅耶（Henri Grissino-Mayor）指出，現代製琴師都不曾這樣處理小提琴的原木，戴桓青的論文是首見相關理論，頗具說服力。
可惜的是，人們目前無法考證，當年的製琴師們，是否預知化學處理會對琴的音色產生什麼效果，或只是偶然的巧合。
🎻 發現２：古琴木材水份低了25%
納吉瓦里曾指出，提琴的水份愈少，音色愈出色。而戴桓青的研究發現，古董小提琴木材所含的水份，比現代小提琴少 25%。原因可能是楓木中有一種叫「半纖維素」的成分，已經因年歲久遠而分解，這是木材自然老化的現象，也使得它會自然吸收水氣。
戴桓青解釋，樹木的細胞壁中有三種主要纖維：纖維素、半纖維素和木質素。其中半纖維素的吸水力最強，所以其分解會導致木材比較不會吸收濕氣。
🎻 發現３：楓木分子可能受長期震動影響
研究團隊還發現，史特拉底瓦里小提琴樣本加熱氧化時，有異常現象反應。
戴桓青說明，任何木材拿去燃燒，都會出現兩個波峰，因為木頭的纖維分子經常是互相鎖在一起的。但史特拉底瓦里小提琴卻會呈現三個波峰，表示細胞壁的三種纖維分子是分開燃燒的。
但只有在小提琴看到這個現象，大提琴則沒有，雖然當初這些木材都同樣做過化學處理。
對此，戴桓青團隊認為最合理解釋是，大提琴是低頻震動 300 年，小提琴是高頻震動 300 年；而高頻震動比較可能造成木材分子的重新排列。
儘管我們已經揭開了木頭材料的部分秘密，然而，當時確實的配方跟程序仍不得而知，它將需要大量的實驗去找出答案。但即使找到了答案，木材的老化過程所帶來的變化，以及是否去演奏它、震動它，卻需要百年時間的驗證，來看出這些因素對音色的影響。
化學處裡、老化分解與長期振動，三個要素交互作用，其綜合效應非常複雜，我們理解的還不多。戴桓青說，即使 100 年前所製作的琴，到現在還是沒有辦法達到史特拉底瓦里的音色效果，所以當時的製琴師，一定有一些他特殊的知識和技巧，而我們可能還沒有掌握到。這或許可以解釋過去 100 年來，無論使用什麼方法，都難以複製出史特拉底瓦里名琴的音色。
但是很明顯的，史特拉底瓦里的楓木與現代楓木，在化學成份與特性上有許多顯著不同之處。
然而，目前的研究只涵蓋了歷史名琴的楓木，可是由雲杉所製成的前板，對於音色影響其實更大，臺大與奇美博物館的團隊已經對於雲杉展開研究，未來會不會發現更多的秘密，值得期待。
♩【聲活美學貼士】♩
這把由安東尼．史特拉底瓦里（Antonio Stradivari）於 1721 年製作的小提琴「布朗特女士」（Lady Blunt），在 2011 年 6 月 20 日，以 1590 萬美元賣出，目前為世界拍賣紀錄第二貴的樂器。
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文章資料來源：
台灣大學官方網站及臉書
