文 / 化學系戴桓青副教授

今年四月，俄羅斯NTV電視台的科普節目《科技大觀》(Chudo Tehniki)，對理學院化學系戴桓青副教授進行專訪，談論為何三百年來無人能在製琴領域超越義大利大師史特拉底瓦里(Antonio Stradivari, 1644-1737)。為何探索名琴的秘密需要詢問化學家呢？因為名琴的秘密就藏在木材分子結構之中，而分析化學家就像偵探一般，可以還原古代大師當初的秘方。

戴桓青教授目前帶領跨國合作團隊，以多種尖端工具進行生物複合材料研究，尤其擅長木材纖維素的奈米結構分析。此團隊包含美國Argonne與PNNL兩所國家實驗室、瑞士聯邦理工大學、瑞士PSI同步輻射中心、愛沙尼亞塔琳大學、台灣國家同步輻射研究中心，中央研究院與多所大學。本團隊近期在固態核磁共振領域，以世界紀錄的150 kHz魔角旋轉，解析木材纖維素的分子構型，由化學系陳振中教授作為通訊作者，登上知名化學期刊Chemical Communications四月份封面。

戴教授平時喜愛音樂與音響，嘗試將生物材料分析專長應用於聯合國非物質文化遺產的義大利小提琴與中國古琴，並長期與奇美博物館合作。他從木材結構特性出發，剖析中西名琴的發聲特質，研究成果豐碩，備受國際關注，曾獲得紐約時報報導，也接受英國國家廣播公司專訪。

為何俄羅斯的電視台會熱衷探討義大利名琴？這是因為俄羅斯民眾對於義大利名琴耳熟能詳。俄國政府繼承了沙皇留下的義大利名琴收藏，全世界排名第二，而排名第一的是台南的奇美博物館。前蘇聯與俄羅斯政府一向不吝於將義大利名琴出借給優秀演奏家進行全國巡演，從黑海到白令海的廣袤國土都有名琴的足跡。二十世紀前五名的小提琴大師，就有三位出自於俄羅斯音樂教育體系：海菲茲(Heifetz)、米爾斯坦(Milstein)與歐伊斯特拉赫(Oistrakh)。他們喜愛使用的小提琴都是來自克里蒙納的史特拉底瓦里與瓜奈里(Guarneri)名琴。當台灣小提琴家曾宇謙在俄羅斯的柴可夫斯基大賽奪冠時，也是使用奇美博物博物館出借的瓜奈里名琴；其他四位得獎選手，也都使用史特拉底瓦里、瓜奈里與瓜達尼尼等義大利名琴。

當主持人詢問史特拉底瓦里有何秘密時，戴教授表示，秘密可能有三項。第一是木材經過特殊化學處理，第二是複雜的上漆工序，第三是組裝後的調音修改。其中第一項，是眾多專家以前忽略的。直到最近，針對維修名琴所刮下的木屑進行化元素分析，才發現含有許多添加物。硼酸與金屬硫酸鹽是為了抑制黴菌、草木灰與石灰是加速老化、明礬是加強分子交連、食鹽是防止乾裂。克里蒙納三大製琴家族都有自己的祕方，不斷進行化學實驗。附近藥房裡的化學家(煉金術士)可能提供了相關的材料與建議。化學處理加上老化，改變了木材內部分子排列，到目前還無法被複製。

主持人又問道，名琴研究對現代社會有什麼意義呢？戴教授表示，其實聽覺的科學是五官裡面最難理解的。要電腦合成出逼真的小提琴聲音都很困難，更不要說合成出名琴的餘音繞樑之聲。如果我們真正理解名琴好聽的原因，要合成出好聲音就很簡單了。與奇美博物館的合作時，我們發現了史特拉底瓦里名琴可以模仿女性唱歌的聲道共振峰，可能因此比較甜美明亮。名琴還有一種強大的穿透力，可以讓聽眾在遠處聽得特別清楚，若能找出原因，將有助於設計更好的播音系統。此外，我們仍不了解材料性質對音色的影響，還有很多研究空間。事實上，東西方還有許多帶有琴弦與響板的樂器，例如吉他、鋼琴、琵琶與古琴，都有可能藉由木材處理提升音質。現代人不停收看各種大小螢幕，造成大腦極大負擔。戴教授相信視覺的過度刺激需要聽覺來平衡，連微軟公司最近也建造了全世界最安靜的無響室來進行聽覺研究，未來三十年將是聽覺研究逐漸融入主流科技的時代，而讓千萬人著迷的名琴古代科技是很好的研究案例。

此期的《科技大觀》節目所討論的古代科技，除了義大利天籟名琴外，還有來自中亞削鐵如泥的大馬士革鋼，蒙古人用來征服歐亞的複合強弓，以及數百年來閃亮如新的俄國金箔。其中最難被複製的，當今工藝仍無法超越的，就屬史特拉底瓦里小提琴。戴教授希望未來能加強與歐洲研究者的合作，共同闡明史特拉底瓦里的秘密製琴工序。