編者按：童年的動畫片里，藏著我們最初的好奇心。那些看似夸張的情節(jié)，其實常常連著真實世界的自然規(guī)律與科學原理。《童年動畫大科普》系列，帶你重新審視這些陪伴過我們的經典角色：哪些設定源自真實生物學？哪些橋段背后藏著物理、生態(tài)或認知科學？當我們回望童年，會發(fā)現科學從不枯燥，它一直潛伏在動畫的縫隙里，等你再次發(fā)現。

在你的童年記憶里，是否還有《貓和老鼠》中這經典的一集？湯姆化身鋼琴家在臺上演奏，小老鼠杰瑞卻忙著給他添亂。可是，這場圍繞鋼琴展開的貓鼠大戰(zhàn)，卻恰到好處地變成了一場音樂的盛宴。

在許多觀眾的眼里，這就是《貓和老鼠》這部經典動畫片中“最藝術”的一集。甚至有鋼琴師扮演成湯姆，復刻了動畫中的場景與音樂——這首專門為湯姆和杰瑞改編的李斯特《匈牙利狂想曲》第二號，也成為了動畫史上的經典。

鋼琴師扮演湯姆還原動畫中的音樂 圖片來源：YouTube / WB Kids/ Yannie Tan

也許對很多人來說，這一集動畫，是他們人生中第一次“看見”鋼琴內部的結構。那么，這其中到底藏著哪些細節(jié)，湯姆彈的鋼琴到底有多真實呢？就讓我們和“鋼琴家”湯姆與杰瑞一起一探究竟吧！

從琴鍵到琴槌：鋼琴怎么發(fā)出聲音？

在這一集故事中，最引人注意的就是這些白色的“錘子”了：只要湯姆按下琴鍵，它就會隨之抬起，敲擊琴弦，讓鋼琴發(fā)出聲音。這就是鋼琴的琴槌，正是因為它像“錘子”的特點，它變成了湯姆攻擊杰瑞的第一大“武器”。

故事的開始，湯姆按下琴鍵，觸發(fā)琴槌，驚醒了睡覺的杰瑞圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

動畫片中的琴槌，可以說畫得很還原了。和下圖的實物相比，不說一模一樣，也有九分的相像。

鋼琴廠家斯坦威展示其生產的鋼琴琴槌 圖片來源：wikimedia commons

那么，手指敲擊琴鍵的力量，又是怎么轉化成琴槌敲擊琴弦的呢？這其中有著一套精巧的機械結構，這就是鋼琴發(fā)聲的關鍵：擊弦機。它通過層層杠桿的傳動，使得手指按下琴鍵的同時，琴槌就能擊打琴弦，讓相應的琴弦產生振動，發(fā)出聲音。

而且，它還能完美地傳遞手指給到的強弱信號：手指觸鍵的力度小，琴槌擊弦的力度也小；手指觸鍵的力度大，琴槌擊弦的力度就大。這給鋼琴師們創(chuàng)造細膩的藝術表達提供了條件。

一個正在工作的三角鋼琴的擊弦機 圖片來源：維基百科

不過，《貓和老鼠》作為動畫片，還是有一些做了簡化的地方：

例如，三角鋼琴的琴槌設計在琴弦的下方，從下往上敲擊琴弦。而在動畫片中，琴槌卻出現在琴弦的上方，這樣的設計，是為觀眾看得見湯姆和杰瑞的互動提供更好的視覺觀感。

另外，在動畫片中，每一個琴槌都對應著一根琴弦，但在真實的鋼琴中，因品牌和專利設計不同，大部分琴槌需要同時敲擊3根或2根相同音高的琴弦，才能使音色達到更好的效果。

還記得這個扳手嗎？這也不是隨便畫的！

湯姆用扳手攻擊搗亂的杰瑞 圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

當杰瑞再一次開始搗亂，氣憤的湯姆拿起鋼琴琴身里的一個扳手，向杰瑞砸去。杰瑞立刻被砸暈了，湯姆終于又有了短暫的安心演奏的時間。可是，為什么會突然出現一個扳手，它和鋼琴有什么關系呢？

其實，這個扳手雖然并不直接作用于鋼琴演奏，但也是鋼琴能發(fā)出美妙聲音的關鍵——它是用來給鋼琴調律的工具。

鋼琴調律師正在工作 圖片來源：wikimedia commons

每一根鋼琴的琴弦都有它固定的音高，琴弦的音高是由它的長度、張力與線密度（單位長度的質量）所決定的。每根琴弦通過弦軸釘和掛弦釘等部件固定在鋼板上，而琴弦內的張力，則需要轉動固定琴弦的弦軸釘來調整。

雖然在鋼琴出廠時，每個音都被調整到了標準的音高，但在鋼琴的使用過程中，琴弦被不停地敲擊，環(huán)境的溫濕度也不可避免地會變化，甚至還會有鋼琴整體的搬動……這些都會對琴弦的音高產生影響，導致鋼琴逐漸走音。

所以，每當鋼琴使用了一段時間，就應該對鋼琴重新調音，而畫面中的扳手，就起到了調節(jié)弦軸釘的松緊，從而微調琴弦中的張力，改變琴弦音高的作用。好的鋼琴調律師，不僅能夠把鋼琴的音高調準，還能優(yōu)化鋼琴的狀態(tài)，使它發(fā)出的音色更好，演奏起來也更舒適。

鋼琴琴凳為什么能升起來？

杰瑞把湯姆坐的琴凳擰高 圖片來源：《貓和老鼠》舊版第29集

隨著杰瑞的搗亂行為越來越“猖狂”，湯姆難掩心中的氣憤，一把抓住了杰瑞，把他放進了自己坐的琴凳里。可是，杰瑞并沒有就此消停，而是擰起了琴凳上的旋鈕，于是琴凳越升越高，上演了一出湯姆“倒立彈琴”的好戲。

雖然琴凳升到這么高，確實是動畫片的夸張?zhí)幚恚@處的劇情，也是根據真實的鋼琴琴凳的功能設計的。

鋼琴的演奏，需要十分復雜的技巧，只有有了合適的坐姿，才能有合理的發(fā)力方式去使用這些技巧，演奏美妙的音樂。可是，每個人的身高、體形都不一樣，需要的座椅高度也因此不同，怎么設計一款不同的使用者都能滿意的椅子呢？

鋼琴琴凳下面的螺桿升降裝置 圖片來源：YouTube / Roberts Pianos

因此，有許多鋼琴專用的琴凳都帶有這樣的高度調節(jié)功能：只要轉動座椅側面的旋鈕，它就會帶動琴凳底部的螺桿旋轉，使得支撐琴凳的支架升高或降低。

這就是為什么，當我們聆聽現場鋼琴演奏時，經常看到鋼琴師在演奏開始前有這樣的“小動作”——其實，他們正在找尋最舒適的姿勢，以最好地投入狀態(tài)，發(fā)揮自己的專業(yè)實力呢！

原來，雖然鋼琴表面上是一門藝術，在它的背后，卻離不開精妙的工業(yè)設計與制造技術的支撐。除了通過它產生的美妙的音樂，鋼琴本身也是一件制造業(yè)的發(fā)展所帶來的藝術品。

對于有些鋼琴來說，作為藝術品的價值甚至超過了作為樂器的價值。你見過這種奇怪的鋼琴嗎？圖片來源：廈門鼓浪嶼鋼琴博物館，作者拍攝

就像《貓和老鼠》，在流暢的動畫、配樂和劇情背后，也充滿著一幀一幀的考究，與無數的技術細節(jié)。看來，這一集動畫成為我們童年的經典，甚至是“藝術啟蒙”，也算是實至名歸！

作者：張一凡

審核：原丁 中央音樂學院管弦系鋼琴藝術指導教授

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