稷益廟明代戲臺中的哈斯效應研究

——兼議在古戲臺上唱戲為何不用專職指揮？

楊陽 翟曉多 高策 任世君

摘 要：古戲臺作為古代承載戲曲表演的聲學建筑，其形制結構的設計與聲學技術的演進和聲學功能的進化密切相關。基于對全國歷代古戲臺聲學的專項考察，本文發(fā)現明正德年間創(chuàng)建的新絳縣稷益廟戲臺的通面闊超過17.7m，其后建造的明代戲臺最大尺寸也僅為其82%，即便是在場上演員數量達到鼎盛時期的清代也很少有超越他的。主觀評價結果表明，在該戲臺上演出時鼓師覺得文場樂器有時“拉不動”，文場樂師覺得聽鼓板的指揮也比較“費勁”；演奏快速的樂曲時文武場的節(jié)奏不易對齊，演員也覺得咬字不清，口齒不利索。聲學測量與分析結果證明，分坐在該戲臺次間的武場鼓板與文場管弦因距離較遠導致傳聲延遲約47ms，增大了文武場兩聲部的配合難度，還使聲音的清晰度和平衡感變差；相距16.353m的兩側平行山墻可使舞臺正中大聲歌唱的演員感覺到清晰的回聲。重要的是，早在明正德年間，哲匠們已通過營造這座戲臺認識了哈斯效應（Haas Effect），發(fā)現通面闊太大是造成上述不良主觀感受的“元兇”，于是將其經驗教訓成功應用在其后營造的其他戲臺上，科學消除了延遲和回聲對戲曲表演的干擾，解決了鼓板兼職戲曲樂隊指揮時文武場聲部協(xié)調統(tǒng)一的問題，可謂中國最早的哈斯效應實驗。與哈斯的實驗結論相比，明代哲匠得出的臨界閾值比哈斯少了3ms，卻比他早了約430年。

關鍵詞：明代戲臺；延遲；回聲；聲學技術；哈斯效應

收稿日期：2021-06-07

中圖分類號：J60-05

作者簡介：楊陽（1978— ），男，漢族，博士，山西大學科學技術史研究所、山西大學音樂學院教授、博士生導師；

翟曉多（1995— ），女，漢族，山西大學音樂學院2019級碩士研究生；

高策（1958— ），男，漢族，博士，山西大學科學技術史研究所、山西省人文社會科學重點研究基地區(qū)域科技政策研究中心教授、博士生導師；

任世君（1995— ），男，漢族，山西大學科學技術史研究所2020級博士研究生。

在無電聲設備助聲的古代，古戲臺既要建造得“壯觀瞻”，還要營造出“讓演員好唱”的聲學環(huán)境，滿足民眾（和神靈）觀演需求，這是其時哲匠需通盤考慮的問題。質言之，古戲臺是形制結構和聲學技術的統(tǒng)一。歷史地看，明弘治十八年（公元1505年）建造的翼城縣樊店村關帝廟戲臺以其面闊三間進深兩間的結構，不僅區(qū)分了前后臺，滿足了換場的需要，還把樂隊分為文武場，分列于表演區(qū)兩側的次間，成功化解了元以降樂隊位于演員身后[1]換場不便的問題。耐人尋味是，樊店村關帝廟明代戲臺通面闊為9.4m，而晚其幾年建造的稷益廟明代戲臺卻陡然增加到17.7m。更為離奇的是，之后建造的介休后土廟戲臺不但沒有繼續(xù)增加，反而銳減至12.7m，及至明末也未超出14m（見圖1，表1）。山西明代戲臺通面闊的尺寸先增后減或不增反減的變化中到底蘊藏著怎樣的奧秘？

圖1 明代山西古戲臺通面闊變化示意圖[2]

表1 山西明代戲臺的通面闊表[3]：

序號

戲臺名稱

通面闊

（m）

序號

戲臺名稱

通面闊

（m）

1

河津市樊村關帝廟洪武二十四年（1391）戲臺

11.623

17

絳縣衛(wèi)莊鎮(zhèn)范村將軍廟萬歷三十三年（1605）舞庭

9.861

2

沁水縣玉帝廟宣德七年（1432）舞樓

7.148

18

河津縣賀家莊關帝廟萬歷三十六年（1608）戲臺

9.648

3

稷山縣南陽村法王廟成化十一年（1475）舞庭

7.222

19

絳縣董封村東岳廟萬歷四十年（1612）戲臺

8.570

4

寧武縣二馬營村廣慶寺成化十四年（1478）舞樓

9.356

20

靈石縣馬河村晉祠廟萬歷四十七年（1619）樂廳

9.352

5

翼城縣樊店村關王廟弘治十八年（1505）戲臺

9.432

21

河津市小停村后土廟萬歷四十八年（1620）戲臺

8.254

6

新絳縣陽王鎮(zhèn)稷益廟正德年間（1506-1521）舞庭

17.723

22

代縣劉家疙洞村古松寺天啟二年（1622）樂樓

14.023

7

陽城縣下交村湯王廟正德十八年（1515）樂樓

8.435

23

高平市王何村五龍廟天啟五年（1625）慶云樓

7.655

8

介休后土廟正德十四年（1519）戲臺

12.736

24

高平市團池鄉(xiāng)故關炎帝行宮崇禎十六年（1643）演奇樓

7.853

9

忻州市游邀村華佗廟嘉靖七年（1528）戲臺

8.552

25

夏縣裴介村關帝廟崇禎十六年（1643）戲臺

9.292

10

陽曲縣洛陽村草堂寺嘉靖十二年（1533）樂樓

8.935

26

河津市九龍頭真武廟隆慶四年（1750）舞庭

11.731

11

翼城縣西賀水嘉靖二十四年（1545）舞樓

11.352

27

右玉縣殺虎口馬營河五圣廟明代樂樓

9.562

12

聞喜縣吳呂村稷王廟嘉靖二十五年（1546）戲臺

10.636

28

夏縣大臺村關王廟明代樂樓

7.542

13

長治城隍廟嘉靖三十四年（1555）戲臺

12.532

29

河津市古垛村后土廟明代戲臺

8.333

14

太原市晉祠萬歷元年（1573）水鏡臺

9.645

30

襄垣縣城隍廟明代樂樓

5.232

15

忻州市東張村關帝廟萬歷九年（1581）戲臺

13.863

31

霍州市開元街趙家村觀音廟明代樂樓

12.491

16

介休市洪山源神廟萬歷十八年（1590）鳴玉樓

9.529

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若比較中西音樂發(fā)展的歷程即可發(fā)現，18世紀，歐洲的交響音樂作品需要樂隊指揮才能完美上演；而早在15世紀，樂隊就已分列表演區(qū)兩側的中國傳統(tǒng)戲曲表演，直到建國前也未出現專職樂隊指揮或戲曲指揮，這又為何？換言之，在無專職指揮的古代，傳統(tǒng)戲曲表演的節(jié)奏是如何做到整齊劃一的？

事實上，從聲學的角度看，稷益廟明代戲臺為其時哲匠關于回聲、延遲等聲學現象探索或實驗的重要例證?，F將該研究陳述如下，還祈識者正之。

一、新絳稷益廟及其戲臺

新絳縣地處晉西南，北靠呂梁山，南依峨眉嶺，介于堯都（今臨汾）、禹畿（今運城）之間[4]，交通便利，汾河過境22.5km，澮河過境11.5km，歷來有“水陸碼頭”“七十二行城”之稱。該縣始建于隋開皇三年（公元583年）[5]，古稱絳州，1994年入圍第三批國家歷史文化名城，現有國家級非物質文化遺產5項，全國重點文物保護單位13處。

（一）稷益廟

新絳縣稷益廟位于山西新絳縣城西南20公里處陽王鎮(zhèn)陽王村，北緯35°50′，東經111度12′，海拔483.65m，“南接媚山鐘毓之靈，北萃汾川精華之氣，西含稷峰之清秀，東望郡墖之崚嶒。前后映輝而巍然居中，洵一方之保障”[6]，2001年被列為第五批全國重點文物保護單位。

稷益廟始建年代不詳，元至元年間（公元1335—1341年）重修正殿，明弘治年間（公元1488—1505年）復建正殿、增建配殿，正德年間（公元1506—1521年）增建獻殿和戲臺等。[7]清光緒二十七年（公元1901年）修繕時，廟內已增建正殿旁的左圣母殿、右關帝殿，西側土地殿、財神諸殿，東西兩廊六十余間市房，戲樓及其左右的鐘樓和鼓樓，但創(chuàng)建時間不詳。[8]據本村1937年生的楊維鈞老人回憶，文革前稷益廟還建有照壁、木質牌樓，但土地廟、財神諸殿及“左右翌室”均不存。廟院現存正殿、戲臺，“先門”“獻庭”和鐘樓、鼓樓均已損毀拆除。臺前觀演空地長44.711m，寬30.164m，占地面積約1349m2。

正殿坐北朝南，單檐懸山頂，面闊五間，進深三間。殿內塑像不存，東壁、西壁、南壁均繪有壁畫，總面積約130m2。西壁南部繪有祭祀奏樂圖，圖中雙層露臺的上層有神靈牌位和酒饌祭品，下層分列則有樂隊和傘幡儀仗，樂隊中含編鐘、編磬、懸鼓、六弦琴、笙、箜篌、十二弦箏、笛、柷和敔等樂器，[9]折射出該廟悠久的祭祀傳統(tǒng)。該雙層露臺的形制與《明集禮》中所載“方丘陳設圖”類似，[10]實物亦可參見福建漳州市白礁村慈濟宮雙層露臺。[11]

陽王鎮(zhèn)稷益廟的廟會遠近聞名，民間諺語曰“陽王的廟，小河的火，陽王的盤[12]”。民國期間，每逢農歷二月初二廟會，“必演劇數日，扮演各種故事，如鑼鼓、拐子、

[13]臺、臺（抬）擱之類，形形色色，令觀者有應接不暇之勢”[14]。建國后，稷益廟的廟會雖曾中斷，但仍不失新絳縣最為盛大的村鎮(zhèn)廟會，觀看社火表演者能達數萬人之多。[15]廟會演劇之處，即下文即將言說的戲臺。

（二）明代戲臺

據明嘉靖二年《重修東岳稷益廟碑》“正德間復增先門三檼，獻庭五檼，舞庭五檼”可知，稷益廟古戲臺（圖2）建于明正德年間。戲臺面對正殿而建，坐南朝北，一面觀形制。單檐歇山頂，灰脊筒瓦。轉角科，五間四架椽，前檐施斗拱十一朵，兩側山墻各施補間斗拱三朵，檐柱減柱造，為“明三暗五”的做法。戲臺面闊五間16.353m，其中明間9.707m；進深兩間8.548m，其中前臺進深5.711m；臺基0.693m；臺面距臺頂8.121m；檐下粗大圓木柱，柱高3.96m，柱直徑為0.7m；素平礎，石柱礎高0.08m，柱礎直徑為0.83m。山墻青磚砌制，墻厚1.065m，磚長0.29m、寬0.13m、厚0.06m。

圖2 稷益廟明正德年間戲臺

之所以沿用元代風格的粗木柱，是為了營造面積更大的表演區(qū)。歷史地看，金元雜劇多“四折一楔子”，一人主唱，故其表演區(qū)多為一間；而明代，隨著北雜劇劇本的復雜化，角色被不斷擴充，臺上同時表演的人數也隨之增加，多人主唱取代了元雜劇的一人主唱。為了適應多人表演和頻繁換場對表演場地的需求，稷益廟戲臺不僅秉承寧武縣二馬營村廣慶寺舞樓和翼城縣樊店村關王廟戲臺之設計經驗，繼續(xù)采用移柱技術，還新用“明三暗五”的減柱方法進一步增大明間表演區(qū)的面積，最終將通面闊拓展到17.7m。

究其通面闊增加的原因，除去表演場地增大的需求外，正如清光緒二十七年《重修東岳廟暨關帝土地諸神廟碑記》所言亦可“以壯觀瞻”，故應建造得越闊越好。但問題就在于，其后戲臺的通面闊尺寸不增反減，這是為何？

二、主觀評價和客觀實測（一）主觀評價

主觀評價包括現場演奏體驗、問題描述和問卷調查三個環(huán)節(jié)，由新絳縣蒲劇團的鼓師張小成、琴師劉彥良、青衣王彩鳳和劉國紅、須生崔玉明主評，研究團隊的師生結合相關文獻做少量補充。本文基于實地考察和主觀評價，發(fā)現稷益廟明代戲臺除了文武場聲部“對不齊”外，有時還會出現回聲。

1.“對不齊”

“對不齊”指的是文武場聲部在為演員伴奏時會出現節(jié)奏不統(tǒng)一的現象。其意有二：一是對于鼓師和武場其他樂師而言，覺得文場聲部不夠靈活，反應慢。與其他梆子腔劇種一樣，在蒲劇表演藝術中鼓板也是文武場樂隊中的指揮樂器，肩負著引領整個樂隊的任務。當演奏曲牌音樂時，文場需完全跟著鼓板的指揮走，此時鼓師會感覺到文場反應慢或“拉不動”[16]，樂師得“操心”[17]才能“不亂”，尤其是演奏蒲劇中的大流水（散句）、折板和叮本等速度較快的板式更是如此。可以想象，該戲臺建造之初，鼓師在演奏北雜劇中“滾頭”“宕頭”[18]或采用“飛鞭”奏法[19]等節(jié)奏較快的音樂和“過文轉接”[20]之處文武場兩聲部的節(jié)奏容易錯位，難以配合。二是對于觀眾而言，當演奏節(jié)奏較快且響度較高的樂曲時，聲音的整體性和清晰度變差；當演奏速度較快、出音數量多且響度較低的樂曲時，聲音的平衡感也變差。

2. 回聲

簡單地講，當聲源發(fā)出一個聲音時，人耳卻聽到了兩個聲音，這第二個聲音，即本文講的回聲。具體而言，站在稷益廟明代戲臺表演區(qū)正中位置擊掌一次，擊掌人可以清楚地聽到兩次擊掌聲；當戲曲演員位于此處演唱節(jié)奏較快的曲目時，如其時流行的《北曲》中“健捷激裊”的雙調，再如戲臺建造之后才流行起來的昆曲中的急曲、蒲劇《火焰駒》中的《販馬》選段、《麟骨床》中的《趕府》選段和《明公斷》中的《三對》選段等[21]，演員自己能模糊地聽到兩個音，總感覺自己咬字不清、嘴皮子不利索。質言之，當演員位于稷益廟明代戲臺表演區(qū)中央激情演唱咬字頻率較快的唱段時，能模糊地聽到回聲，進而影響了演員的歌唱狀態(tài)。此種現象在演員歌唱音量增大時尤為明顯。

（二）客觀實測1.指標選取

文武場聲部“對不齊”，說明樂隊依靠武場鼓板指揮的方式方法出現了問題。鼓自古就是樂隊的統(tǒng)領樂器，其他樂器均需跟從鼓的帶領，《周禮》曰：“鼓人掌教六鼓四金之音聲，以節(jié)聲樂，以和軍旅，以正田役”。[22]唐玄宗倡導以鼓指揮樂隊，《新唐書》云:“玄宗又好揭鼓,而寧王善吹橫笛,達官大臣慕之,皆喜言音律。帝常稱：‘揭鼓八音之領袖,諸樂不可方也’”[23]?！侗鼻返陌樽鄻菲饕怨?、拍板和笛為主[24]，鼓板為打擊樂器，居于武場；笛為旋律樂器，居于文場。換言之，稷益廟明代戲臺出現了笛與鼓板不能同時出聲的問題，或鼓板先于笛，抑或笛先于鼓板。由此，需要測量文武場之間聲音的延遲，才能科學解釋造成延遲的原因。

在戲臺表演區(qū)中央的演員聽見自己演唱的回聲，說明該演員的歌唱聲在傳播過程中，被某一反射物反射后又傳回自己的耳朵。由此，需要測量此處直達聲和反射聲之間的時間差，再根據古戲臺的形制結構尋找到回聲的反射面，進而解釋其回聲機理。

2.聲學測量

參照《廳堂擴聲特性測量方法》（國家標準GB/T4959-2011）的要求，本研究團隊于2020年7月13日15：30和2021年4月27日14:00等5次先后對稷益廟明代戲臺進行了專項考察和聲學實測。

2021年4月27日測量時氣溫為19℃，氣壓為961.9hPa。本次測量采用木頭梆子作信號發(fā)生器；其他軟硬件設備均由丹麥B&K聲學與振動測量公司研發(fā)生產，其連接方式為LAN-XI3160采集模塊連接4189型自由場傳聲器收集測量信號；使用BK Connect軟件平臺中的時域數據記錄儀記錄測量結果。測量時環(huán)境的背景噪聲較低（主動避開了鳥叫聲），測量結果均符合相關科學規(guī)范和后期分析要求。

根據明代戲臺中央出現的回聲和文武場聲部的節(jié)奏錯位問題，本文擬模擬測量延遲、實測回聲以解釋上述聲學現象。為了準確描述該戲臺演出時的氣候、氣壓和海拔等環(huán)境的影響，測量地點選在稷益廟院內。模擬時，將4189型自由場傳聲器設于稷益廟院內遠離周邊建筑物的空地上，共設兩個測點，測點的間距與戲臺兩側山墻之間的距離相同，即16.353m，傳聲器距地面高1.320m；聲源位于兩傳聲器連線的延長線上的1.200m處，距地面高1.320m。在實測明代戲臺回聲的過程中，共設了三個測點，4189型自由場傳聲器分別設于古戲臺表演區(qū)中央（傳聲器②）及文武場（傳聲器①和傳聲器③），距離后山墻均為4.227m，距離臺口4.227m，距離地面均為1.320m，傳聲器①距離兩側山墻1.000/15.353m，傳聲器②距離兩側山墻8.176/8.177m，傳聲器③距離兩側山墻15.353/1.000m，聲源距離后山墻5.227m，距離臺口3.227m，距離兩側山墻8.176/8.177m，距離地面1.320m，和傳聲器②的距離為1m（測點和聲源的具體位置見表2和圖3）。為減少隨機誤差對測量結果的影響，每個參數均測6次，以優(yōu)選背景噪聲干擾較小的結果。

表2 戲臺實測時測點、聲源位置表：

測量名稱

設備名稱

距離后山墻（m）

距離臺口（m）

距離兩側山墻（m）

距離地面（m）

戲臺實測

傳聲器①

4.227

4.227

1.000/15.353

1.320

傳聲器②

4.227

4.227

8.176/8.177

1.320

傳聲器③

4.227

4.227

15.353/1.000

1.320

聲源

5.227

3.227

8.176/8.177

1.320

圖3 戲臺實測測點、聲源位置示意圖

三、聲學分析

針對聲學現象或聲學問題的測量內容，聲學分析主要包括延遲和回聲兩方面的內容。

（一）延遲分析

將bkc格式的測量結果導入BK Connect軟件，運用時間編輯器（time editor）對其分析。結果顯示，兩傳聲器接收到聲音信號延遲47ms（圖4）。圖4中頻譜選取的陰影部分即表示兩傳聲器接收聲音信號的時間差，其時間長度為47ms；圖右上角選取區(qū)域的信息中，起始時間為整個聲信號的19.965s處，結束時間為整個聲信號的20.013s處，時間長度為47ms。說明其延遲時間為47ms，其時其地的聲速為347.93m/s。換言之，在新絳縣稷益廟特定的溫度、濕度、海拔和氣壓下，聲波在空氣中傳播的速度約為347.93m/s，比常規(guī)速度還快7.93m/s，從武場鼓師發(fā)出的聲信號經過距離為16.353m的舞臺傳到文場琴師的耳中需要47ms。若僅依靠聽覺，琴師在此聲場條件下很難對鼓師發(fā)出的聲信號及時做出反應或配合，鼓師也會感覺到琴師的反應較慢，沒有與鼓點緊密配合，僅靠聽覺是很難達到所期望的合奏準確度[25]，所以在演奏速度較快的樂曲時文武場雙方的節(jié)奏容易出現“對不齊”的窘況。

圖4 文武場聲音延遲示意圖

樂隊文武場節(jié)奏的些許不一，會影響到聲音的整體性。當代音樂廳聲學研究中的舞臺整體感主要指的是聲音的整齊劃一和干凈利落，演員間可相互聽聞并協(xié)同演出，而無需密切關注指揮的每個動作細節(jié)以確定發(fā)音的精準時機和準確速度。[26]

影響舞臺整體感的關鍵因素是早期反射聲到達的時間，杰恩（Jeon J.Y.）和巴郎（Barron M.）認為，35ms（聲音從聲源到接收者共傳播了 12m）內到達的早期反射聲對整體感有較大的加強作用；[27]而馬歇爾（Marshall）等學者的研究則發(fā)現在直達聲到達后的10—40ms以內到達的反射聲有助于改善整體感。[28]與音樂廳的舞臺整體感研究不同的是，稷益廟明代戲臺整體感探討的前置條件是無戲曲指揮，聚焦于無指揮條件下樂隊文武場節(jié)奏的整齊劃一問題；而音樂廳聲學中舞臺整體感研究的前提條件是有樂隊指揮，問題聚焦于舞臺形制結構對早期反射聲到達時間的影響，很少考慮各聲部節(jié)奏整齊與否的問題。

聲部節(jié)奏錯位也會導致聲能量的抵消，進而降低音樂的聲品質，影響到聲音的清晰度。[29]清晰度指言語信號在聽聞時所達到的清晰程度，用語言單元能被聽者聽清的百分數表示[30][31]，有時也被定義為前80ms聲音能量與80ms之后晚期混響能量的差值[32]?；祉懜袑φZ言的清晰度有較大影響，早期混響聲的能量越大，清晰度越高；晚期混響聲的能量越大，現場感或豐滿感越高，但清晰度會降低。[33]在混響時間不變的聲場內，聲音的清晰度隨頻率的升高而增加，反之亦然。[34]不同的是，稷益廟明代戲臺對清晰度的影響，不僅有混響時間的因素，還有節(jié)奏對不齊的因素。

當演奏速度極快且響度較低的音樂時，文武場聲部的節(jié)奏不一有時會導致聲部間音量的不等，使觀眾產生不平衡之感。當代音樂廳聲學研究中的舞臺平衡感包括三方面的內容。從樂隊的角度講，不同樂器組、不同聲部之間的聲量要大致均衡，沒有哪一個樂器聲部占主導地位或被其他聲部掩蔽，在協(xié)奏或伴奏時歌唱家、獨奏家與樂隊間均可互相聽聞，不會感覺到困難；從指揮者的角度講，指揮者對各樂器組有均衡感知；從觀眾的角度講，不論坐在觀眾廳任何位置，均可感受到不同樂器組或聲部相對一致的響度。[35]龐波利（Pompoli R.）和普羅迪（Prodi N.）總結出影響平衡感的主要因素是樂池和臺口的形制結構。[36]與音樂廳的舞臺平衡感研究相左的是，稷益廟明代戲臺平衡感研究的前置條件依然是無戲曲指揮，文武場樂隊在演奏速度較快響度較低的曲牌音樂時，由于戲臺兩側山墻距離較遠招致聲部間聽聞延遲、節(jié)奏不一進而給觀眾帶來聲部不平衡之感；而音樂廳聲學中舞臺平衡感研究的預設條件是有樂隊指揮，探討不同形制結構的樂池和臺口對樂隊、指揮和觀眾聽聞的影響。

需說明的是，在稷益廟明代戲臺上的實際演出中，無論是演奏音樂曲牌時文武場之間的配合，還是演員演唱時文武場樂隊的伴奏，樂師均感覺到要“操心”，要集中注意力，當然也會聽到演奏的聲音不干凈、不利落，但很少出現明顯的節(jié)奏錯亂。究其原因，主要有四：一為樂隊與演員通常磨合的時間較長，演員唱腔的抑揚頓挫樂師早已爛熟于心，在該臺上演出多依靠慣性記憶，而非文場對武場鼓板指揮的依賴；二為文場的琴師通常綜合運用視覺和聽覺器官捕捉鼓板的指揮信號，視覺可以在樂曲起奏時有效地彌補聽覺延遲帶來的不足，但當視線遮擋時，則易帶來前述問題；三是在為演員演唱伴奏時，文武場樂隊的伴奏其實均以演員的演唱為中心，全力服務于演員的演唱，換言之，在為演員伴奏時，文武場樂隊均接受演員的歌唱聲指揮，文場并非一直受板鼓的節(jié)制；四為文武場樂師的演奏技藝高超，對些許不足可瞬間修正或彌補，觀眾通常難以察覺。

（二）回聲分析

同樣將bkc格式的測量結果導入BK Connect軟件，運用數據處理功能中的時間編輯器對其分析。結果顯示，在戲臺表演區(qū)正中位置敲擊的梆子聲約持續(xù)了350ms，其中約在27ms和47ms處出現了兩次較大的峰值（圖5）。圖5中頻譜選取的陰影部分即直達聲和第二次較大峰值間的時間長度約為47ms的區(qū)域；圖右上角選取區(qū)域的信息中，起始時間為整個聲信號的20.658s處，結束時間為整個聲信號的20.706s處，時間長度為47ms。

圖5 47ms時聲反射的時域圖

稷益廟明代戲臺之所以存在明顯的回聲效果，與其建筑材料和特殊的形制結構密切相關。[37]

從建筑材料的角度看，稷益廟明代戲臺的建筑材料為較好的聲反射材料，可有效反射入射聲波。戲臺的臺面由青磚鋪設，現代磚在125Hz到4000Hz之間其吸聲系數為0.03到0.07，[38]青磚的硬度和密度雖比現代磚稍低，但相差很小。戲臺的兩側山墻和后山墻均由青磚砌筑，內壁青磚上涂抹滑秸泥，泥上再刷石灰漿。[39]由于灰漿已經石化，其硬度和密度較高，在125Hz 到 4000Hz之間其吸聲系數為0.013到0.05。[40]因此，入射至兩側山墻和后山墻的聲音，90％以上會被反射回去，保證了反射至演員或樂隊的聲音有足夠強的聲壓級；而剩余的10％的聲音則被石化灰漿乃至滑秸泥吸收，摩擦轉化成了熱能。

從建筑結構的角度看，稷益廟明代戲臺的臺面、兩側山墻、后山墻和臺頂不僅可為演員遮風避雨，還可隔離部分場外噪聲，優(yōu)化表演聲環(huán)境。但是，臺面、后山墻和兩側山墻作為重要的聲反射面，會給演員和樂隊提供較強的反射聲，甚至是回聲，進而對演員的表演造成一定的負面影響。

從圖5中可知，當聲源和傳聲器位于戲臺表演區(qū)中央時，直達聲出現后分別在27ms和47ms處出現了兩次較大的峰值，應為山墻等反射面反射的結果。若聲速取上文模擬測量的結果，即347.9m/s，聲音從聲源傳至后山墻后反射至傳聲器所需時間為：

；聲音從聲源傳至兩側山墻后反射至傳聲器所需時間為：

。式中，t為時間，s為聲音傳播的距離，v為聲音傳播的速度。由此可知，直達聲出現后分別在27ms和47ms處出現了兩次較大的峰值，分別為后山墻和兩側山墻反射的結果。據哈斯效應可知，當直達聲和反射聲之間的時間差為50ms時，人耳會將其清晰地分辨為先后出現的兩個聲音，即回聲，可見兩側山墻為形成回聲的“元兇”；而27ms時形成的反射聲，由于其與直達聲的時間差較短，且振幅明顯小于直達聲而被直達聲掩蔽，故人耳無法將其分開，只能合成一個聲音，且能加強直達聲。[41]

若衰變曲線上出現小波峰，則說明存在回聲。[42]換言之，從聲音的衰變曲線亦可發(fā)現回聲（圖6）。本曲線圖為使用BK Connect聲學分析軟件的時域數據處理功能對測量結果進行總值對時間的分析結果，其頻率范圍為3.2kHz，頻率帶寬為6.4kHz，指數平均時間為1/128s，時間常數為1/256s，間隔為1ms，X軸表示相對時間（單位為s），Y軸表示聲壓級（單位為dB/20u Pa）。圖中，點A表示20.662時刻的聲壓級是114.705dB/20u Pa，點B表示20.698時刻的聲壓級是90.024dB/20u Pa，點C表示20.709時刻的聲壓級是110.134dB/20u Pa。可見聲音從點A處開始衰減，在點B處為波谷，之后迎來峰值點C，其中點A到點C的時間差為20.709 s－20.662s=47ms，點B到點C聲壓級的差值為110.134－90.024=20.11dB/20u Pa，說明C點為回聲。

圖6 聲衰變曲線圖

理論上講，只有古戲臺中軸線上的點，才能同時接收到來自兩側山墻的反射聲。換言之，位于古戲臺表演區(qū)正中位置的點，可同時接收到來自兩側山墻的反射聲，與其他點相比而言接收兩側山墻反射聲的強度增加了3dB[43]，形成了小的波峰，此或許為其他點不能出現清晰回聲的重要原因。由此亦可說明，人耳是否可將兩個聲音分辨為回聲，不僅受時間的影響，也受振幅的影響。

現在我們再進一步分析前文提出的古戲臺回聲問題，即可知在稷益廟明代戲臺中軸線擊打的掌聲，會被兩側山墻同時清晰地反射回擊掌人的聽覺器官。而由后山墻、地面反射的聲音或因聲源指向性、幕簾遮擋和臺面鋪氈降低了響度，抑或因為距離直達聲的間隔時間太短，均被直達聲掩蔽，同時也被人的聽覺器官合而為一。當演員在戲臺中軸線上演唱聲音短促的唱詞時，難以掩蔽來自兩側山墻同時反射的回聲，此時回聲會擾亂演員的表演，進而影響其歌唱狀態(tài)。[44]因音量較大的聲音易被演員感知，故此回聲現象的明顯程度與演員歌唱的音量呈正相關。這抑或是清嘉慶元年（公元1796年）創(chuàng)建的河南省社旗縣山陜會館戲樓舞臺通面闊雖達17m，卻不設兩側山墻[45]的原因；這當然也是當代音樂廳舞臺設計中將兩側山墻設計成非平行狀或外八字形的主要原因。

四、討論（一）哈斯效應與樂隊指揮

當代樂隊指揮的設置，與樂手間的相互聽聞程度密切相關。

從古代哲匠積累建筑聲學經驗的過程看，金元雜劇表演時樂隊均位于演員身后，此時的舞臺多設后山墻甚至是兩側的后三分之一山墻，樂師間的最大距離約7m，故不會出現彼此聽不清楚的問題。明初的三開間戲臺使分開文武場的樂隊分列于表演區(qū)兩側的次間。然而，抑或由于經濟較為寬裕，民眾想追求較高層次的精神享受，抑或出于攀比心理，民眾想彰顯本家族或村莊的經濟實力和社會地位，明代哲匠在營建戲臺時，只要不逾相關規(guī)制，就盡可能使其宏偉壯觀，于是明正德年間營造出通面闊為17.7m的稷益廟戲臺。然而，此后營造的戲臺通面闊很少超過14m，說明其時哲匠已經發(fā)現古戲臺的通面闊在14m內利于文武場間的彼此聽聞，而在17m時則有礙文武場的彼此聽聞，甚至還會產生回聲，進而影響演員和樂隊的戲曲表演狀態(tài)和聲響效果。

當古戲臺的通面闊超過17m時，就會因為傳聲延遲增大文武場間相互聽聞的難度，出現節(jié)奏不整齊的問題，進而音樂的清晰度和平衡感也會隨之降低，該問題解決的科學方案應該是在文武場樂隊的正前方設置樂隊指揮。此時，指揮可通過聽覺接受樂師的信息，而樂師能通過視覺接收指揮發(fā)出的信息，他們之間的信息傳輸幾乎沒有延時。[46]事實上，當代大型交響樂團在音樂廳演出時也會遭遇同樣的傳聲延遲和回聲的問題，其解決方案首先是在舞臺中軸線前端設置專職指揮；其次是破除舞臺兩側反射墻的平行設計，轉為外八字形，使之呈輻射狀；復次是破除臺面和音樂廳頂部的平行設計與遠距離結構，在舞臺正上方設高度在8m左右、外表面為弧形或折線形的聲反射罩；最后是將舞臺的通面闊保持在16.8m之內[47]。當流行歌手在露天場地或大型場館使用錄音伴奏演唱時，均需頭戴反饋耳機，以消除揚聲器帶來的延遲和不良聲反饋。

需要強調的是，在戲曲表演無專職指揮的古代，武場鼓板一直兼任樂隊指揮。因其指揮主要依靠聲音信號和簡單示意動作來實現，故文場樂器對鼓板和其他武場樂器的聽聞成為整個樂隊能否緊密配合的前提條件。在古戲臺營造的聲場中，鼓板的指揮方式決定其目的通常以統(tǒng)一節(jié)奏為主，音樂的抑揚頓挫只能兼顧稍許，此與17世紀歐洲管弦樂隊的雙指揮頗為相似。即使18世紀歐洲管弦樂隊的背向樂隊的專職指揮和19世紀初的德國曼海姆樂派的專職指揮，其指揮的實際作用僅是打拍子，尚未上升到創(chuàng)造性地詮釋全曲的高度。[48]

逆向反思明代戲臺通面闊設計的聲學經驗可知，在鼓板指揮戲曲樂隊的古代，通面闊在14m以內較為適宜文武場間的聽聞，而17m左右雖能演出，但它卻是通面闊設計的最大閾值。極其“詭異”的是，17m的傳聲距離造成的延遲為50ms，此與哈斯（Haas Helmut）在1951年計算測量的50ms的臨界閾值（critical threshold）[49]完全一致。50ms作為延遲和回聲的臨界閾值，意味著在50ms之內的延遲和回聲負面作用很小，而在50ms之外則負面影響增大。由此足見稷益廟明代戲臺是古代哲匠在沒有現代聲學儀器幫助的條件下關于延遲和回聲實驗的成功范例。

從古戲臺通面闊聲學設計的歷史看，明代稷益廟戲臺建造之后的短短數年，山西省境內建造的戲臺的通面闊全部減到14m以內，說明當地的古代匠戶間也有設計經驗及時交流的渠道或機制，此或為古代建筑聲學文化承傳與發(fā)展的一種重要方式。

（二）戲曲風格與回聲感知

稷益廟明代戲臺的回聲，古人是怎么發(fā)現的？早在戰(zhàn)國中期，莊子及其門徒對回聲已有淺談，用“聲影”表示回聲。[50]至明代時，明人對回聲已有清晰的認知，并將其稱為“和聲”或“應聲”。[51]在戲曲表演實踐中，戲曲風格對古人發(fā)現或感受回聲的影響較大。[52]

從其時上演戲曲的風格看，北曲遒勁雄麗、“硬挺直截”、詞疾板促、節(jié)奏頓挫、鏗鏘入耳，利于古人感受到回聲。雖現今不存北曲錄音，但從古代戲曲理論家的著述中還是可以窺視其曲風。魏良輔（公元1489—1566年）在其《曲律》中載：“北曲以遒勁為主，南曲以婉轉為主，各有不同......北曲與南曲，大相懸絕，有磨調、弦索調之分。”[53]徐渭（公元1521—1593年）在其《南詞敘錄》中載：“色長劉杲者，遂撰腔以獻，南曲北調，可于箏琶被之。然終柔緩散戾，不若北之鏗鏘入耳也?！盵54]王世貞（公元1526—1590年）在其《曲藻》中載：“北主勁切雄麗，南主清峭柔遠......凡曲：北字多而調促，促處見筋；南字少而調緩，緩處見眼。北則辭情多而聲情少，南則辭情少而聲情多。北力在弦，南力在板。北易和歌，南易獨奏。北氣易粗，南氣易弱。”[55]王驥德（公元1540—1623年）在其《曲律》自序中載：“粵自北詞變?yōu)槟锨?，易忼慨為風流，更雄勁為柔曼......北主勁且雄麗，南主清峭柔遠。”[56]徐復祚（公元1560—約1630年）在其《曲論》中載：“南曲委宛清揚......北曲硬挺直截?！盵57]徐大椿（公元1693—1771年）在其《樂府傳聲》中載：“北曲如董之《西廂記》，僅可以入弦索，而不可以協(xié)蕭管。其曲以頓挫節(jié)奏勝，詞疾而板促。至王實甫之《西廂記》，及元人諸雜劇，方可協(xié)之蕭管，近世之所宗者是也?！盵58]

（三）實驗的歷史地位

西方關于回聲的研究較為曲折。早在1849年，約瑟夫·亨利（Joseph Henry）就發(fā)現回聲的臨界閾值受聲源的聲學特性和觀察者的主觀聽感的影響，應在1/20秒到1/16或1/15秒（即50ms到62.5—66.7ms）之間。[59]后來，佩策爾德（Petzold）[60]、德克爾（Decker H.）[61]、斯頓普（Stumpp H.）[62]、漢斯·瓦拉赫（Hans Wallach）和埃德溫（Eden B.）[63]等學者均對回聲走過不同角度或程度的研究。1951年，哈斯（Haas Helmut）發(fā)現混響時間對回聲的臨界閾值有一定影響后，在小房間內以5.3音節(jié)/秒的語速播放單一、連續(xù)的語音信號，測定回聲的臨界閾值為50ms，[64]此即大名鼎鼎的哈斯效應。此后，也有學者對回聲進行的補充性的研究，如1983年，布勞爾特（Blauert J.）聲稱不同的聲信號，其回聲的臨界閾值不同，說話的閾值約為50ms，音樂的閾值約為80ms，而短脈沖聲的閾值能低至10ms。[65]

上述研究表明，信號的聲學特性、聲場環(huán)境、聲音的傳播方向和被測人群的生理、心理特性等均會對回聲的測試結果產生影響。換言之，稷益廟明代戲臺的延遲和回聲實驗是明人對其時北曲在該臺搬演聲效的主觀感知，有其特殊性，也有其主觀性和科學性。但從實驗的結果看，其與哈斯測量的回聲閾值僅差3ms。

五、結論

在新絳縣稷益廟戲臺上演戲，鼓師覺得文場“拉不動”，文場覺得聽鼓板得“操心”，否則易節(jié)奏“對不齊”；演員在高聲歌唱節(jié)奏明快的大流水時，能感覺到自己咬字不清，嘴皮子不利索；觀眾在欣賞節(jié)奏較快、高亢激昂的戲曲音樂時，有時會感覺到文武場的節(jié)奏對不齊，聲音不干凈。聲學實測和分析結果表明，稷益廟距離16.353m的兩側山墻可使舞臺正中的演員感到清晰的回聲甚至是顫抖回聲，進而會影響其歌唱狀態(tài)；而距離較遠的文武場會產生傳聲延遲，進而也會影響聲音的清晰度和平衡感。換言之，制約古戲臺通面闊尺度的關鍵因素并非宋《營造法式》、明嘉靖《大明會典》等古代相關典章制度，而是古戲臺的聲學性能，其上限是不能出現延遲和回聲。重要的是，在無專職戲曲指揮的古代，哲匠們發(fā)現了通面闊太大及兩側山墻相距太遠是形成上述表演問題的“元兇”，且把這個經驗教訓成功應用于其后在山西境內營造的所有明代乃至清代戲臺上，消除了延遲和回聲的干擾，加強了鼓板的指揮，保證了位于兩次間的文武場聲部間的協(xié)調合作，也間接證明了古代營造經驗在匠戶間有著及時交流的渠道和機制。反過來看，明正德以降古戲臺通面闊的尺寸設計，似乎共同“述說”著其時哲匠的這一偉大發(fā)現。由此，新絳縣稷益廟明代戲臺可謂中國聲學史上最早的哈斯效應實驗，與德國哈斯的相關實驗結果僅差3ms，卻比哈斯早了約430年。需要補充說明的是，稷益廟明代戲臺至今仍被使用，演員、樂隊憑借演出經驗、技巧，是可以部分克服通面闊位于最大閾值時帶來的聽覺不適，并完成演出。但在表演流水板式等聲腔或樂曲時難度顯然增加，演出效果并不理想。

基金項目：本文為2018年國家自然科學基金面上項目“古戲臺設腔助聲技術的演進研究——以新發(fā)現的系列設腔實例為重點”（項目編號：51878401）、2018年教育部哲學社會科學研究后期資助一般項目“中國古戲臺聲學史研究”（項目編號：18JHQ029）、2019年山西省高等學校創(chuàng)新人才支持計劃資助項目“中國古建筑聲學文化遺產研究——以山西古戲臺為中心”（項目編號：2019052008）的階段成果。

元雜劇表演時，或有入場門前設供桌、上場門前為鑼鼓樂器的情況，參見曾憲林：《福建作場戲音樂初探》，《戲曲研究》，2013年，第2期，第22-39頁。 ↑本圖由Origin軟件制作。圖中橫坐標表示紀年；縱坐標表示通面闊的尺寸，以米為單位。數據來源于表1中有確切建造年代的前26座明代戲臺。 ↑通面闊不等于兩側山墻的距離，通面闊是兩檐柱的柱心之間的距離，應比通面闊少一個山墻的厚度。兩側山墻的距離，是其內側反射面之間的距離。從通面闊尺寸的規(guī)律看，山西以外明代戲臺其通面闊最大尺寸為12.346m；清代戲臺中，通面闊較大者多為14m，極少數超過17m。較特殊的是，江西余江歐陽村祠堂嘉慶二年戲臺和江西余江錦江鎮(zhèn)財神廟咸豐十年戲臺的通面闊為19m，參見《中國古戲臺研究與保護》課題組：《中國古戲臺研究與保護》（上），北京:中國戲劇出版社，2006年，第370-371頁。這兩座古戲臺的技術細節(jié)將另文研究。 ↑《直隸絳州志》載:“絳州介平陽蒲坂間，土隘而人稠”。[清]張成德修,[清]李友洙、張我觀纂：《直隸絳州志》序言，乾隆三十年（1765）。 ↑《山西省新絳縣志》載:“縣城即舊州城自隋開皇三年由玉璧徙此始建”。民國《山西省新絳縣志》，臺北：成文出版社，1929年，第821頁。 ↑《重修東岳廟暨關帝土地諸神廟碑記》，碑高2.07m，寬0.74m，厚0.18m，立于清光緒二十七年，現存于稷益廟正殿東側。 ↑《重修東岳稷益廟碑記》碑高3.43m，寬0.9m，厚0.21m，立于明嘉靖二年（公元1523年），現存于稷益廟正殿東側。 ↑同注6。 ↑李井崗：《山西稷益廟壁畫中的<祭祀奏樂圖>》，《音樂研究》，1984年，第3期，第77-78頁。 ↑〔明〕徐一夔撰：《明集禮》，清文淵閣四庫全書本，卷三·吉禮第三，第41頁。 ↑顏偉、王加昕：《宋代神廟露臺的新發(fā)現》，《戲劇》，2018年，第1期，第18-31頁。 ↑盤即擺盤。稷益昔日張貼廟祭祀時在八仙桌為盤，盤中盛放百余種祭品。 ↑nao音，俗語，意為扛。 ↑民國《山西省新絳縣志》，臺北：成文出版社，1929年，第232頁。 ↑山西省新絳縣志編纂委員會編：《新絳縣志》，西安：陜西人民出版社，1997年，第605頁。 ↑“拉不動”是樂隊排練時指揮常用的語言，形容聲部反應慢，容易造成聲部間的節(jié)奏錯位。 ↑“操心”是指演奏時需格外專注；其后的“不亂”指節(jié)奏的不亂。 ↑“滾頭”“宕頭”皆為鼓板演奏的通用術語。“滾頭”每拍擊打八次，以表達緊張激動的情緒；“宕頭”為表達激動情緒的長腔上的花點，以襯托一氣下貫激動情緒。參見楊蔭瀏著：《中國古代音樂史稿》，北京：人民音樂出版社，2004年，第909頁。 ↑“飛鞭”為鼓板專用術語，指在配合緊張、激動情緒的唱腔時，先輕擊兩次，之后急速連打。參見楊蔭瀏：《中國古代音樂史稿》，北京：人民音樂出版社，2004年，第911頁。 ↑北曲在“過文轉接”之處，為了便于演唱，“板可略為增損”。參見〔清〕徐大椿：《樂府傳聲譯注》，吳同賓、李光譯注，北京:中國戲劇出版社，1982年，第106頁。 ↑嚴格地講，稷益廟明代戲臺建造之始，在該臺上表演的是昆曲或北雜劇，清代中葉以后表演的是昆曲和蒲州梆子戲（俗稱蒲劇）。 ↑徐正英、常佩雨譯注：《周禮》，北京：中華書局，2014年，第268頁。 ↑〔宋〕歐陽修,宋祁撰：《新唐書》卷二十二，北京：中華書局，2000年，第315頁。 ↑楊蔭瀏：《中國古代音樂史稿》，北京：人民音樂出版社，2004年，第910頁。 ↑Jürgen Meyer.Acoustics and the performance of Music.Berlin：Springer,2009,P.269. ↑Leo Beranek.Concert halls and opera houses: music,acoustics,and architecture.Berlin:Springer,1996,P.541.↑Jeon J Y;Barron M. 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