從材料談木吉他的二三事

受疫情的影響，我們的外出活動範圍大大減少了，宅在家的時間變得多了起來。這個時候，我們就需要找一些在家裡就能做的事情，把閒散的時間利用起來，讓自己不那麼空虛、寂寞、冷。

這時候，學習一門樂器無疑是一個非常好的選擇，尤其是學習吉他。因為，吉他本身具有易於攜帶，方便調試、彈奏的特點。當我們學習時間長感到疲憊萬分的時候，拿起吉他，彈奏出美妙的音符，想像自己是登峰造極的吉他大師（bushi），音樂的魔力便可以瞬間驅散討厭的疲勞感。那麼，是什麼原因讓吉他可以發出美妙至極的聲音呢？

首先還是得簡單介紹一下吉他：吉他是一種木質的彈撥弦樂器，通常有六根弦，在不同風格的音樂中都扮演著重要的角色。吉他有一大特點：就是它擁有富於變化、可抑可揚的聲音，而與之對應的是不同吉他木材的使用。

因為木吉他的發聲原理是純粹的振動發聲，琴弦振動產生的聲音通過琴碼（固定琴弦的零件，與琴體相連）、音孔進入到琴體內部，經過內部強烈的共振使空氣壓縮振動產生聲波，再通過音孔傳出。因此，不同的木材製成的琴體會產生不同程度的共振，聲波的波形就會不同，從而產生不同的音色。大致如下圖所示：

不同品種的吉他，甚至是同一把吉他的不同部位，都需要用到不同的材料。這是一門成熟的學問，其中蘊含的是人們留下來的豐富的材料學知識。

因為聲音是直接從面板和上面的音孔傳出的，所以面板無疑是最能影響吉他音色的部位。那麼順理成章，我們首先介紹的是木吉他面板材料。

第一種常用的木吉他面板材料是雲杉木，是目前使用範圍最廣的一種木材。它是中國寶貴樹種，主要分布在華北地區、西北地區。從生長規律來看，它需要30年左右植株才能結實，有充分的時間來改善、雕琢自己的內部分子結構，所以雲杉木面板形態紋理一般會顯得規整、均勻，以它為介質發出的聲音也會更加的飽滿。

雲杉木的紋理

雲杉木面板吉他的低音渾厚，高音清亮，琴聲清晰。從物理性質來看，雲杉木的優點是質量輕，韌性強，既符合吉他易於攜帶的特點，也滿足了使用壽命的要求。吉他加工者通常會充分利用雲杉木韌性強的優勢，在保證使用壽命的情況下儘量減小面板的厚度，以獲得更加靈敏的共振響應和清亮的聲音，也就是吉他演奏者們經常說的「更好的動態」。在這裡需要引入氣幹密度作為考量的指標，其概念是木材在一定的大氣狀態下達到平衡含水率時的重量與體積之比。氣幹密度越大，說明木材強度越高。雲杉木的氣幹密度為0.4~0.52(單位：克每立方釐米),雖然不屬於強度特別高的範圍，但作為樂器木材已然綽綽有餘。

雲杉木面板的吉他

雲杉木在木材界猶如體操運動員一般擁有優雅但不容忽視的力量。那麼為什麼它會具有較高的強度呢？雲杉木屬於針葉樹材，在針葉樹材中有一種沿樹幹主軸排列的狹長狀厚壁細胞，它們統一被稱為管胞。管胞兩端封閉，內部中空，形狀細而長，猶如一棟樓房中密集分布、錯綜複雜的水管，具有運輸水分的功能。同時管胞本身也具有一定的強度（厚壁的緣故），因此還能起到機械支撐樹冠的作用。

管胞有三種細分種類，分別為軸向管胞、樹脂管胞和索狀管胞。第一種是所有針葉樹材都擁有的管胞，是針葉樹材最主要的組成部分；後兩種在極少數針葉樹材中才具有，形狀特徵與軸向管胞略有差別。有了管胞同志們的有力支持，雲杉木才能堅挺起來，在保持柔韌性的同時抵禦外界環境的破壞。然而，輕盈的體態也帶給了它一些缺點，使它不宜在高溫狀態下長期保存，會發生開裂、變形等現象，在溼度較大的環境中也容易吸入過多水分，導致膨脹。因此，要想讓自己的雲杉木吉他保持良好的音色，保護措施必不可少。

針葉樹材的微觀結構

第二種常見的木吉他面板材料是紅松（紅杉）。它屬於常綠喬木，對土壤水分要求較高，在中國主要分布在長白山區、吉林山區及小興安嶺地區。其生長周期略短於雲杉，植株需要25年左右可以結實，形態、紋理、顏色也比較規整，同樣適合作為吉他面板。紅松木的氣幹密度為0.4~0.5g·cm^-3左右，通常比雲杉木小，是一位柔韌性減弱，但體態更加輕盈的體操運動員。因為強度的降低，紅松木在加工時通常需要具有較大的厚度以延長吉他的使用壽命，因此紅松面板吉他的共振更加深厚，聲音更加深邃、細膩，是古典吉他面板的好選擇。

紅松木的吉他面板

紅松木的紋理圖樣

當我們演奏紅松木面板吉他時，其低音低沉、有磁性，高音溫暖、有內涵，讓人不禁暗自讚嘆。紅松木同樣屬於針葉樹材，手下也擁有許多管胞士兵。除了質地輕軟、結構整齊以外，紅松木還具有耐腐蝕、耐水溼的優點，因此與雲杉木面板相比，紅松木面板在潮溼、細菌多的地方仍能保持較好的性能，這也是該面板的一大優勢。

如果說面板照顧的是觀眾聽覺的感受，那麼指板照顧的則是演奏者手指的感受。每一位吉他手都希望自己在演奏時擁有舒適的體驗，手指在琴弦、品絲間移動時如絲綢般絲滑，這樣演奏者的感覺到位，觀眾聽到的音樂自然也就變得悅耳了。

第一種常見的指板材料是玫瑰木，相當一部分吉他配備的都是該材料製作的指板。玫瑰木屬於小喬木，主要分布在中南半島、馬來西亞、巴西、印度等地區，在中國海南島南部也有少量變種分布。與雲杉木、紅松木不同，它屬於闊葉樹材，具有輸導組織——導管，為一連串軸向的細胞。同時，闊葉樹材也擁有幾種自己獨有的管胞，主要為維管管胞、環管管胞、纖維狀管胞。這些管胞有一些經過一系列的分裂分化形成導管分子，成為導管的基礎組成部分，負責輸送水、無機鹽和其他營養物質；另外的管胞則維持原來的形態，主要起到支持的作用。玫瑰木中含有導管，細胞排列整齊，因此比針葉樹材強度更大，結構更加均勻，紋理更加清晰、自然，耐腐性也會得到提升，這些優點使得玫瑰木指板不會輕易因為手指長期的按壓而變形，手指汗液、油脂也不會引起發黴變質。

下面的組圖裡，依次是玫瑰木指板、玫瑰木的表面紋理和以玫瑰木為代表的闊葉樹材的導管顯微結構：

第二種常見的指板材料是烏木（黑檀）。它是世界上最名貴的木材之一，屬於碳化木，是由埋入淤泥中的樹木經過缺氧、高壓、微生物作用等一系列反應後形成的材料。它在木材界像是一位看破紅塵、潛心修煉的僧人，歷經千萬苦難後終於修成正果，擁有堅韌不拔的高貴品質。

烏木的表面紋理

烏木的氣幹密度為1.16g·cm^-3，可沉於水，主要分布在印度尼西亞，菲律賓等地區，在中國多分布在四川、海南地區，海南還是中國烏木儲量最大、樹種最多的省份。烏木大多通體呈黑色或褐色，質地非常堅硬，打磨後手感細膩順滑，表面可以呈現出鏡子一般的光澤。由於在地下缺氧環境形成，因此木質含有多種天然防腐劑，造就了它永不腐朽的優良品質。

↑這就是「永不腐朽」的烏木指板

寫了這麼多，不知道大家有沒有耐心讀完，能讀到這裡的，都要好好表揚一下！

其實藝術和科學是互通的，我們不應該把這兩門學問分開來研究，需要兩面兼顧，多層次發展，才能更好地培養自己的興趣，取得更高的成就。當我們覺得理工科的知識有些枯燥時，不如多練習一下藝術，拿起一把吉他，或許那些知識又變得鮮活起來了。#科普#

參考文獻

1、《木材顯微構造》

2、烏木、玫瑰木、雲杉、紅松

3、《從吉他構造到常見吉他木材》

4、《闊葉樹材的微觀構造》

5、《木材的氣幹密度參數表》