古琴一直是中国传统文化精粹之一，也一直被世人称为优美乐器的代表之一，古琴虽然备受人们喜爱，但是它的制作却十分困难，尤其是品质精良的好琴。而就在最近，科研人员成功发现借用红外激光等高端技术就可造出优秀古琴。

    为了破解古琴制作的难题，吉林省文化科技研究所联合中国科学院长春光学精密机械与物理研究所开始尝试以红外激光等高科技手段来干预制琴材料的微观结构，提高乐器用材的声学性能，取得了多项研究成果。由其承担的文化部科技创新项目“古琴及板腔共鸣体材料微观结构干预方法关键技术研究”得到了专家的高度肯定，并于日前顺利通过验收。

    制作不易导致良琴难觅

    2003年中国古琴艺术成功入选“人类口头和非物质文化遗产代表作”名录后，国内外掀起了一股古琴热。很多音乐院校开设了古琴专业，青少年习琴者保守估计达数万人之多，而国外的需求也与日俱增。在这样的情况下，购琴难，购良琴更难的问题日益凸显。

    良琴难觅，很重要的一条在于制琴不易。吉林省文化科技研究所所长张继勇说，影响古琴质量的因素包括工艺和材料两个方面。由于古琴具有3000年的历史传承，制琴师对古琴的制作工艺已经基本掌握清楚，对选作材料的木种也基本掌握清楚。不过，同一种材料，采伐的时间也是有讲究的。制作古琴所用的木材以时间越久越好，年久则木液已尽，音色更为松透。然而，有数百年历史的古木实在难找。

    能否采用高科技的方法将木材变 “古”？面对古琴制作遇到的难题，吉林省文化科技研究所的科研人员提出了这样的设想。

    从改变木材微观结构入手

    我国在乐器制作和研究方面有很长的历史，人们在漫长的实践中总结乐音发射的规律，找到了许多适宜于制作乐器的木材，如琵琶、筝、月琴和柳琴等，琴体一般都是用乌木、红木、紫檀、花梨或其他较硬、固有频率较高的木材制成，而它们的共鸣面板，都是用梧桐木制成。据张继勇介绍，此前，国内外的一些乐器研究机构和科研工作者还就木材声音振动特性在树种内的变异规律和影响因子开展了一些研究。不过，已有的研究多偏重于综合性描述和推理假说，没有确切的试验依据，而科学系统地探索适合于当今中国乐器用共鸣材的研究则更少。

    “事实上，木材是一种各向异性、多孔、具有纤微结构的有机高分子化合物胶体，植物细胞死亡后留下的空腔和管道是其主要特征。久放的木材实质上是其微观结构发生了变化，这种变化对古琴的音质起到非常关键的作用。”张继勇认为，材料的微观结构是决定古琴音质的关键，研究微观结构的特点及木材微观结构变化优质干预方法，便成为首当其冲的任务。

    2009年，他们联合中国科学院长春光学精密机械与物理研究所共同申报的“古琴及板腔共鸣体材料微观结构干预方法关键技术研究”被立项为文化部科技创新项目。

    用激光改变木材的振动特性

    由双方科研人员共同组成的课题组一方面从材料声学特性及发声原理着手，研究材料微观结构、制作工艺与乐器音质的关系，另一方面，从实验着手，通过测量琴或特定形状材料的声学传递函数，研究数学传递函数展开系数与材料微观特性参数、宏观工艺参数之间的对应关系，形成完整的理论体系。

    课题组组长张继勇说，在此基础上，他们开始尝试用红外激光对乐器材料微观结构进行干预，取得了多项可喜的成果。

    含水率高的木材不适宜制作乐器，乐器用材理想的含水率值应在8%以下。课题组用不同激光功率密度对木材进行照射后发现，木材的亲水特性发生很大变化，其亲水量明显降低。

    木材由于年轮、阴阳面及各相异性的原因，内部存在很大的应力，尤其是在切割不同形状的时候，内部应力会加大，导致所制造的乐器变形。而经激光处理后，内部应力得以释放，使变形减小，这一点对制造乐器非常重要。

    研究中，课题组副组长、中国科学院长春光机所副研究员朱万彬等采用激光多普勒测振技术对激光处理前后木材的振动进行测量，并对振动函数进行傅里叶分析，结果表明，激光处理后其振动特性变化明显，处理前后振动传递函数发生明显改变，从振动频谱上看，处理后谐波丰富，证实具有良好的振动性能。

    据张继勇介绍，目前，该项目的研究已引起专家及乐器制造业的关注，许多知名企业提出了合作意向。“下一步我们将把该方法应用于提琴、钢琴、古筝乃至二胡当中，并就光学对材料振动改性进行量化研究，将该课题推向更深一层次。另外，还要积极开展项目推广工作，着手产品批量生产及产业化，以满足乐器制造企业的迫切需求，推进我国乐器制造业的发展。”

    这一研究不仅让国人们感到高兴，也为其他国家热爱古琴的人们带来福音，而且还能更好的推动中国传统文化的传播与经济的发展。