¿Por qué una misma campana antigua puede producir dos tonos?
一口古钟,为什么能敲出两个音?
同一口古钟,换个位置敲击,听到的可能不是同一个音变响,而是另一个高低不同的音。
Al golpear una misma campana antigua en otro lugar, puede oírse un tono de distinta altura, en vez de que el mismo tono simplemente suene más fuerte.
这件事出现在一些中国古代青铜钟上。
Esto ocurre con algunas campanas de bronce de la antigua China.
钟没有换,大小也没有变,为什么音高却能改变?
La campana sigue siendo la misma y su tamaño no ha cambiado: ¿por qué puede cambiar la altura del sonido?
先看看钟口:这类钟的横截面不是圆形,而接近两端较尖的杏仁形。
Primero, observemos la abertura: la sección transversal de este tipo de campana no es circular, sino que se parece a una almendra con los extremos algo puntiagudos.
这种外形不只是装饰,也影响钟身怎样振动。
Esa forma no es solo decorativa; también influye en cómo vibra el cuerpo de la campana.
敲钟时,我们听到的声音来自钟身的振动。
Cuando se golpea una campana, el sonido que oímos procede de sus vibraciones.
钟身可以按多种不同的方式振动,而不是整体只用一种方式来回动。
La campana puede vibrar siguiendo varios patrones, en vez de moverse entera de un lado a otro de una sola manera.
研究者把这些有规律的振动方式叫作“振动模态”。
Los investigadores llaman modos de vibración a estos patrones regulares.
在这种不圆的结构中,一些模态成对出现,两个成员的振动频率并不相同。
En esta estructura no circular, algunos modos aparecen en pares cuyos miembros tienen distintas frecuencias de vibración.
频率就是振动快慢的量度;它与声音的高低有关。
La frecuencia mide la rapidez de la vibración y está relacionada con la altura del sonido.
敲击不同部位,会让不同的振动成分更明显,于是可以突出不同的音。
Golpear en distintos puntos hace que destaquen diferentes componentes de la vibración y, con ello, distintos tonos.
所以,关键不只是“敲得有多重”,还有“敲在什么地方”。
Por tanto, la clave no es solo la fuerza del golpe, sino también dónde se da.
为了观察这种机制,研究者曾研究一口苏州制造的现代双音钟。
Para investigar este mecanismo, unos investigadores estudiaron una campana moderna de dos tonos fabricada en Suzhou.
他们用仪器测量钟身的振动,并用全息干涉的方法观察振动模态。
Utilizaron instrumentos para medir las vibraciones de la campana e interferometría holográfica para observar sus modos de vibración.
研究者认为,这两种音的音高,似乎主要取决于两个最低的振动模态。
Los investigadores consideran que la altura de estos dos tonos parece depender principalmente de los dos modos de menor frecuencia.
不过,钟声包含更多振动成分,不能把整个声音都简化成只有两个模态。
Sin embargo, el sonido de la campana contiene más componentes de vibración, por lo que no puede reducirse en su conjunto a solo dos modos.
现代实验能够帮助解释古钟的声音,却不能单凭这口现代钟,就还原古代工匠的全部制作方法。
Los experimentos modernos pueden ayudar a explicar el sonido de las campanas antiguas, pero esta campana moderna por sí sola no permite reconstruir todos los métodos de los artesanos de entonces.
同样,也不能把所有古钟的两个音都看成完全相同的音程。
Del mismo modo, no puede suponerse que el intervalo entre los dos tonos sea exactamente igual en todas las campanas antiguas.
原来,一口钟不必改变大小,也能靠自身的结构和敲击位置,让两个不同的音显现出来。
Resulta que una campana no necesita cambiar de tamaño para hacer aparecer dos tonos distintos: su estructura y el lugar donde se golpea pueden lograrlo.
形状、振动和手下的落点,合在一起,才是这个“两音秘密”的线索。
La forma, la vibración y el punto del golpe ofrecen, juntos, las pistas de este secreto de los dos tonos.


