邵申弘 高晨

[內(nèi)容提要]自動鋼琴是傳統(tǒng)鋼琴的一種衍生樂器。自19世紀90年代起，自動鋼琴從結構工藝的設計到演奏性能的應用，始終伴隨著鋼琴文化藝術的繁榮與科學技術的進步而不斷推陳出新，經(jīng)歷了從紙卷自動鋼琴、電磁自動鋼琴到智能化自動鋼琴的不同歷史發(fā)展時期。尤其是進入21世紀以來，智能自動化控制技術與互聯(lián)網(wǎng)信息技術的廣泛應用，極大地豐富了鋼琴的功能與作用，自動鋼琴的創(chuàng)新對鋼琴藝術發(fā)展的促進作用更加突出。因此，梳理自動鋼琴的演變歷程，分析自動鋼琴在鋼琴藝術發(fā)展中的地位與作用，對于豐富鋼琴藝術發(fā)展史研究以及探索智能鋼琴的未來發(fā)展方向，都具有積極的學術價值與現(xiàn)實意義。

對自動鋼琴的表述，因年代差異而各有不同。在《牛津簡明音樂詞典》中，它被論述為“這類樂器裝有一種設備，用它來代替手指觸鍵發(fā)力而進行演奏。它通過踏板和風箱產(chǎn)生的風力或是靠提供電力壓縮空氣。壓縮空氣控制打孔的紙卷運行，根據(jù)樂曲所制定這些孔對應于不同音高和音樂表情符號進行演奏，紙孔不受雙手（或四手）所能彈奏的音符的數(shù)量所限制”，“利用將演奏轉錄成磁帶或其他載體的技術，通過計算機的輔助進行自動演奏的鋼琴”。

本文將自動鋼琴定義為：一種不改變傳統(tǒng)機械發(fā)聲原理、不以人的手指作為擊鍵動力、安裝有特殊裝置能夠自動演奏的鋼琴。同時，依據(jù)其型制和工作原理以及產(chǎn)生年代的不同，將其分為紙卷自動鋼琴、電磁自動鋼琴、智能化自動鋼琴。

一、誕生：時代特征與歷史背景

（一）自動鋼琴誕生的產(chǎn)業(yè)發(fā)展因素

自動鋼琴的創(chuàng)新觀念最初產(chǎn)生于19世紀90年代。在自動鋼琴誕生之前，傳統(tǒng)機械鋼琴（也有稱其為“聲學鋼琴”）的制造工業(yè)已逐步成熟，鋼琴的結構工藝和設計性能也日臻完善，同時，臥式鋼琴擊弦機的復振奏聯(lián)動裝置、交叉排列張弦系統(tǒng)、全鑄鐵力學支架結構等，都在大工業(yè)生產(chǎn)的背景下被廣泛采用。在19世紀末至20世紀初，伴隨著產(chǎn)業(yè)競爭和品牌文化的建立與推廣，鋼琴在社會經(jīng)濟與文化生活中的影響力迅速提升并且遠遠超過其他樂器。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，當時歐美各國每年購買鋼琴的人均比例非常龐大，就美國而言，其人均比例為1:260，英國是1:360，僅就1910年來說，英國家庭約擁有400萬架鋼琴。在鋼琴產(chǎn)業(yè)飛速增長和龐大的購買力持續(xù)上升的同時，人們對于學習鋼琴演奏和練習的苦惱也隨之產(chǎn)生。如何做到不用刻意練習就能輕松體驗鋼琴演奏的快樂與成就感，成為了人們新的追求目標和夢想，也正是這一夢想，顛覆了人們以往的生活娛樂方式，也奠定了自動鋼琴創(chuàng)新與發(fā)展的思想基礎，并對當代的鋼琴音樂藝術發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。

（二）自動鋼琴誕生的音樂文化因素

任何一種樂器的發(fā)展都離不開音樂文化的時代要求。自動鋼琴最初產(chǎn)生于19世紀90年代，這一時期浪漫主義音樂已經(jīng)達到了輝煌鼎盛的高峰，開始向現(xiàn)代主義音樂過渡。但是，在廣泛的市民文化氛圍當中，浪漫主義音樂思潮依然興盛，尤其這一時期鋼琴的音樂注重表達個人思想和情懷，因而創(chuàng)作多采用即興曲、隨想曲、狂想曲、諧謔曲以及標題音樂等多樣性風格的體裁和題材，在創(chuàng)作技法上常采用非協(xié)和和弦，如七和弦、九和弦、音束以及半音轉調等來抒發(fā)和呈現(xiàn)獨特、自由的精神世界，這些都敦促作曲家和演奏家們?nèi)ネ诰蚰軌蚋镁幣藕捅磉_這種復雜和弦和可以演奏的鋼琴產(chǎn)品。因此，自動鋼琴采取了多只木手指的演奏方式，以及對于復雜音樂形態(tài)的表達可以遠遠超出人手的能力范圍并在自動演奏程序中都能夠得到比較完美表達效果的特征，迎合了專業(yè)人士以及普通市民的審美追求和取向。

（三）自動鋼琴誕生的科技因素

自動鋼琴誕生初期正值歐洲第二次工業(yè)革命爆發(fā)，人類歷史進入電氣化時代。在19世紀末至20世紀初，人類新的發(fā)明不斷涌現(xiàn)，并與社會大工業(yè)生產(chǎn)緊密結合，科學技術對于推動社會經(jīng)濟和生產(chǎn)力發(fā)展產(chǎn)生了重要的作用。在自動鋼琴的發(fā)展歷程中，首先包括了應用電機技術，以鼓風機鼓風方式代替了早期的腳踏式鼓風方式，改變了紙卷自動鋼琴的動力輸出系統(tǒng)；其次包括了電磁感應原理的應用，為電磁自動鋼琴的出現(xiàn)提供了理論基礎和技術支持；運用無線電傳播技術、傳感控制器系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)等，在音樂科技領域邁出了更大的步伐。

二、演變：從鋼琴的自動化到鋼琴的智能化

(一）紙卷自動鋼琴：在結構上由表及里的變化

紙卷自動鋼琴（player piano）依據(jù)其形制分為兩種：一種是安裝于鋼琴外部的外置式紙卷自動鋼琴；另一種是安裝于鋼琴內(nèi)部，最終可以記錄音樂家實況演奏的內(nèi)置式紙卷自動鋼琴。

1.外置式紙卷自動鋼琴

外置式紙卷自動鋼琴（pianola）也被稱為“柜式紙卷自動鋼琴”，于1897年由美國的愛德文·沃提(Edwin S.Votey)發(fā)明并獲得專利[1]Harvey N Roehl，Player Piano Treasury，United State：Taylor Trade Publishing，2009.（如圖1所示）。它的結構為三大部分：風動能量部分、紙卷卷軸部分、演奏激發(fā)體部分[2]楊萬鈞.從自動鋼琴看計算機音樂發(fā)展及特點[J].演藝科技，2011，7.（如圖2所示）。

圖1.

圖2.

其自動演奏程序是將柜式演奏裝置外置于鋼琴樂器前，其背部探出的一排鍵槌（早期設計為65鍵，后發(fā)展為88鍵)連接在鋼琴鍵盤的上方，由打孔紙卷帶動和傳遞風能的方式達到敲擊鋼琴琴鍵的彈奏效果，從而代替鋼琴家進行演奏樂曲。而打孔紙卷則相當于樂譜，任何未經(jīng)練習的人踩動踏板亦能演奏，因此，對于普通藝術愛好者來說，它具有實用性和可操作性，在當時深受喜愛，十分流行。

2.內(nèi)置式紙卷自動鋼琴

（1）內(nèi)置紙卷自動鋼琴設計初期

內(nèi)置紙卷自動鋼琴的改革與創(chuàng)新主要是針對外觀柜式紙卷自動鋼琴附加移動笨重柜體存在的弊端，在鋼琴的內(nèi)部安裝有一個自動演奏系統(tǒng)，結構分為三部分：能量輸入體、傳導體、激發(fā)體（如圖3所示）。

圖3.

（2）復奏紙卷自動鋼琴

復奏紙卷自動鋼琴早期，在獲得人們普遍認可和歡迎的同時，自身存在的問題也比較明顯與突出。首先，打孔紙卷都是手工制作，生產(chǎn)規(guī)模有限，生產(chǎn)速度緩慢，生產(chǎn)成本偏高，難以形成價格優(yōu)勢，無法滿足廣大市民需求。其次，科技水平和制作工藝受到一定限制，難以保證大規(guī)模的精工細作，造成演奏效果無法達到音樂家實際演奏的精彩程度，因而受到消費者的挑剔和非議。為此，在1904年，德國發(fā)明家埃德溫·沃爾特（Edwin Welte）研制出一種可以“錄音”的自動演奏鋼琴，被稱作“復奏紙卷自動鋼琴（reproduction-piano）”。它在原有內(nèi)置紙卷自動鋼琴的結構基礎上加入了一項新的部件，當演奏者彈奏鋼琴，該裝置電路系統(tǒng)則通過特殊的記錄方式在紙卷上進行記錄。后來，維爾特·米格農(nóng)（Welte-Mignon）公司在此基礎上發(fā)明使用水銀柱來記錄鋼琴鍵的精確壓力，使其可以記載音高、時值、音量以及演奏速度、力度起伏等細微表情變化。這時的自動演奏完全能夠再現(xiàn)出演奏家的個性風格和更加細膩的音樂處理，由此制造企業(yè)可以將最流行的鋼琴演奏家的演奏實況錄制到鋼琴卷軸上，消費者可以在家就身臨其 境地感受音樂大師的演奏，于是，紙卷自動鋼琴的發(fā)展邁入成熟時期（如圖4所示）。但隨著1925年電唱機的誕生，以及1929年美國經(jīng)濟危機爆發(fā)、第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)等因素，使得自動鋼琴發(fā)展受到嚴重制約而逐漸衰落。

圖4.

（二）電磁自動鋼琴：在原理上由此及彼的跨越

從20世紀60年代開始，隨著世界經(jīng)濟的全面復蘇，音樂藝術與科學技術發(fā)展日新月異，引發(fā)了樂器企業(yè)重新生產(chǎn)自動鋼琴的愿望。而這一時期，將電磁原理創(chuàng)新性應用于傳統(tǒng)機械鋼琴，設計出音樂播放系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、數(shù)字接口與控制系統(tǒng)、機電轉換系統(tǒng)四部分結構的自動演奏系統(tǒng)。

電磁自動鋼琴與復奏紙卷自動鋼琴不同，其中，音樂播放系統(tǒng)負責采集音樂數(shù)據(jù)，并且與軟盤、CD或U盤等進行鏈接，裝置一般安裝于鋼琴鍵盤的右下方（如圖5所示），也有少數(shù)安裝在鋼琴琴體內(nèi)部。處理器負責對數(shù)字接口（MIDI）信號進行編輯，然后傳遞給處理及控制系統(tǒng)。機電轉換系統(tǒng)與鋼琴鍵盤和踏板連接，使在鍵盤中安裝對應的螺線圈發(fā)出電子脈沖并產(chǎn)生磁力，為琴鍵演奏提供動力；同樣，踏板系統(tǒng)也是接受電子脈沖發(fā)出的信號，獲得控制踏板的動力（如圖6所示）。

圖5.

圖6.

電磁自動鋼琴使用MIDI制作，對傳統(tǒng)的音樂創(chuàng)作風格提出了挑戰(zhàn)，也改變了傳統(tǒng)的音樂播放方式，最大程度地記錄和還原演奏者的實況演奏，同時也為鋼琴這一原聲樂器更廣泛參與現(xiàn)代電子音樂以及樂器智能化發(fā)展打開了一扇大門。

（三）智能化自動鋼琴：藝術與科技的高度融合創(chuàng)新

進入21世紀以來，自動鋼琴以智能化功能為發(fā)展趨勢，其特點不僅體現(xiàn)在自動演奏應用各種智能教學軟件方面，還體現(xiàn)在智能電子音源的應用以及對傳統(tǒng)鋼琴聲學體系進行改革創(chuàng)新，將傳統(tǒng)鋼琴的原有藝術表現(xiàn)力與自動演奏的高科技性能充分融合發(fā)展，使鋼琴自動演奏系統(tǒng)更加智能化、精細化、精準化。在這一領域，最具代表性品牌是美國施坦威公司研制的SPIRIO高解析度自動演奏鋼琴（如圖7所示）。它首先是一架具有優(yōu)質性能的施坦威傳統(tǒng)機械鋼琴，其次，它具有科技創(chuàng)新的高解析度的自動演奏系統(tǒng)，包括力度分級、無線控制、錄音功能、視頻功能、伴奏功能、施坦威簽約鋼琴家現(xiàn)場錄制曲庫類型、移動設備、電腦、MP3播放設備、APP應用教學等先進技術。目前，我國許多鋼琴制造企業(yè)對各自產(chǎn)品進行智能化的自主研發(fā)與后期添加，改革和拓展其產(chǎn)品的結構性能和實用功能。這一領域的代表品牌是FIND旗下的UFIND系列（如圖8所示），以及STRAUSS旗下的ST-125-1系列等，他們都是以傳統(tǒng)機械鋼琴為基礎的附加設備型智能化自動演奏鋼琴。

圖7.

圖8.

智能化自動鋼琴作為傳統(tǒng)機械鋼琴的衍生品，在充分保持傳統(tǒng)鋼琴的組成結構和發(fā)聲原理基礎上，還結合互聯(lián)網(wǎng)技術的創(chuàng)新發(fā)展思路，不斷提升樂器性能，使其結構與功能日臻完善，推進鋼琴制造行業(yè)跨時代的變革邁上新的歷史階段。

三、價值：對鋼琴藝術發(fā)展的滲透與影響

縱觀鋼琴藝術整體發(fā)展，涵蓋了創(chuàng)作、表演、教育、傳播、樂器產(chǎn)業(yè)等諸多方面。自動鋼琴對于鋼琴藝術發(fā)展的作用與影響，從最初的“伴其左右”，到目前已成為“舉足輕重”的局面，尤其在當代音樂與科技緊密結合的互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化時代，樂器自動演奏功能在鋼琴藝術發(fā)展中的地位角色發(fā)生著質的改變，它所具有的普及性、實用性和靈活性在現(xiàn)代音樂藝術生活中占據(jù)了重要的地位，并產(chǎn)生了深遠的影響。

（一）推動了音樂欣賞與娛樂方式的改變

自十九世紀末自動鋼琴誕生以來，以突出的娛樂性和功能的多樣化迅速吸引非專業(yè)的音樂愛好者。在自動鋼琴出現(xiàn)之前，音樂的傳播與欣賞局限在音樂家實時演奏的過程中，而鋼琴演奏人才和鋼琴家的培養(yǎng)本身并非易事，自動鋼琴的出現(xiàn)讓更多人可以不用學習演奏就可以盡情享受和欣賞音樂。尤其當自動鋼琴被廣泛地使用在咖啡廳、餐廳、商場、酒店等商業(yè)場所和娛樂場所，使得人們社會生活中的欣賞音樂和娛樂方式得到前所未有的改變。

（二）提供了音樂創(chuàng)作與表演的多元化形式

自動鋼琴在音樂演奏方面能夠摒棄傳統(tǒng)鋼琴演奏中手指演奏的局限性，充分利用手指數(shù)量打破演奏技巧和音域的限制。同時，在音樂創(chuàng)作方面，能夠更好地應用浪漫主義音樂創(chuàng)作的復雜和聲語言和節(jié)奏形態(tài)，以及“無調性音樂”和“十二音體系”等非傳統(tǒng)調性體系的作曲技法，充分體現(xiàn)浪漫主義音樂作品豐富、個性化的特征。如：斯特拉文斯基曾為紙卷自動鋼琴創(chuàng)作了練習曲op.7 no.1，美國作曲家康侖·南凱羅幾乎全部的音樂作品都是為自動鋼琴進行創(chuàng)作，他們的作品極具特色和奇思妙想。

此外，20世紀前期的美國“新爵士樂時代”，音樂創(chuàng)作追求炫技、自由即興的演奏風格，使書面形式的樂譜很難流傳，卻因復奏紙卷的記錄得以留存，對于藝術史研究尤為珍貴。同時，自動鋼琴鍵盤的律制分區(qū)功能，也為21紀音樂風格多元化發(fā)展奠定了堅實的基礎。

（三）催生了音樂錄音與傳播方式的獨創(chuàng)性手段

自動鋼琴的錄音功能和錄音內(nèi)容，對于鋼琴藝術研究尤為珍貴。1904年，沃爾特（Edwin Welte）研制的可錄音自動鋼琴，標志著自動鋼琴邁入重要的成熟期。這時期自動鋼琴擺脫了早期簡單刻錄的形式，追求更加逼真的現(xiàn)場效果的完整記錄功能，將演奏家的個性風格展現(xiàn)得更加淋漓盡致，并能夠將當時最流行的鋼琴演奏家的演奏實況錄制到鋼琴卷軸上進行重復播放現(xiàn)場。隨后，智能化自動鋼琴的錄音功能，不僅可以最大程度地記錄演奏者的演奏風格，還可使演奏片段自行錄制成多種格式，通過MIDI接口直接傳輸供創(chuàng)作者使用，并能夠在現(xiàn)代計算機音樂的制作當中模擬跨界型智能化鋼琴的電子音源保障達到作曲家所需的理想音響效果。

（四）建立了音樂教育教學的創(chuàng)新模式與體系

自動鋼琴發(fā)展至“智能化自動鋼琴”階段，除了具有的自動演奏系統(tǒng)功能之外，還附加智能鍵盤功能、智能伴奏功能、遠程傳輸功能、智能評測功能等，這些對鋼琴音樂的教育模式產(chǎn)生了重要的影響。鍵盤的智能功能是通過安裝在鍵盤壓鍵檔上的指示彩色信號條的裝置，使演奏者能夠根據(jù)指示彩色信號提前提示將要演奏的下一個音符的鍵位，以此來幫助初學者提高其視譜能力，通過糾錯功能保證學習質量，提高學習速度；智能伴奏功能具有主旋律隱退、多樣化和聲織體伴奏、節(jié)奏型和速度的變化，來加強音樂即興演奏與伴奏能力的培養(yǎng)；遠程傳輸功能是一種智能教育平臺，通過改變傳統(tǒng)的教師當面教授的方式，使學生與教師在平臺上進行遠程教學，教師可以通過鋼琴系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進行更正和示范，以及與學生共享教學名師的教學、演奏視頻，同時，進行教學資源錄制以及開展線上同步公開課等；智能評測功能是通過一種自動測試評價系統(tǒng)，對演奏者彈奏各種音樂要素，如音準、節(jié)奏、速度、力度等進行自我檢測與分析，并將檢測的結果自動生成數(shù)據(jù)表格和圖形來客觀地顯示學習的成績與狀態(tài)，以提高學習效率。

自動鋼琴多種功能融合創(chuàng)建一種多元化的教學方式，打造包括教育、學習、分享、存儲等智能教育平臺，為音樂教育教學的創(chuàng)新模式與體系的建設開辟新的途徑。

（五）促進了樂器產(chǎn)業(yè)與行業(yè)新的機遇與創(chuàng)新發(fā)展

自動鋼琴的出現(xiàn)以及每一次的改革與創(chuàng)新，對于傳統(tǒng)鋼琴制造企業(yè)來說都是相互促進、繁榮發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。早在1904年，復奏紙卷自動鋼琴推向市場后，一直受到消費者歡迎，銷量持續(xù)上升，僅1920年全球總產(chǎn)量多達60萬架。而進入電磁自動鋼琴時期，在傳統(tǒng)機械鋼琴上安裝自動演奏裝置已經(jīng)成為企業(yè)家們的重要營銷手段，自動鋼琴的角色發(fā)生了重要的改變，它不再是鋼琴工業(yè)中概念性的非主流產(chǎn)品，而是與傳統(tǒng)鋼琴一起在鋼琴生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位。根據(jù)《音樂行業(yè)》（The Music Trades）統(tǒng)計，它的銷量曾經(jīng)比傳統(tǒng)鋼琴多出20%。進入21世紀，智能鋼琴和智能化的一系列衍生產(chǎn)品依然占總份額的18%，同比需求量增長2%。未來的自動鋼琴，將會更加廣泛地運用智能自動化控制技術與互聯(lián)網(wǎng)信息技術，進一步發(fā)揮和體現(xiàn)鋼琴產(chǎn)業(yè)與行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的時代特征。