老子雲：“大音希聲。”然而這只是壹種哲學範疇的意境。設若壹切至大至美之音皆以無聲少音為終極，那麽世上何談“音樂”二字？在上古的中國，更是以“黃鐘大呂”作為追求的音樂至境！
? 說到“黃鐘大呂”，自然而然要提到奏出音樂來的媒介物—樂器。
而說到古老的中國樂器，就不得不要言及青銅樂器，而其中又以青銅編鐘格外受人矚目。
青銅編鐘的發展史概略
（壹）起源期（西周以前<公元前1046年之前>）
現在壹般認為，原始時代已有鐘的雛形，材質為竹、木之類。而考古發現證明，最原始的鐘是陶制的，[1]其最重要的特點在於具有腔體模截面且呈非正圓的形狀。而青銅編鐘真正的濫觴則是二裏頭遺址出土的銅鈴(約公元前2100年)，[2]因其有“合瓦形”結構，符合中國式編鐘的基本特征。而真正意義上的青銅編鐘是在江西新幹的大洋洲商墓中被發現的最早的鎛鐘，[3]但當時尚未盛行。
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圖壹，二裏頭出土銅鈴
興盛期（西周至戰國<公元前1046年—公元前221年>）
當鎛作為青銅編鐘的三種形制之壹（另外二種是甬鐘和鈕鐘）開始盛行時，已是春秋戰國時期。[4]考古發現，陜西眉縣出土的3枚鎛屬西周中期，[5]為迄今所知比較完備的壹套編鎛。最早的甬鐘出自陜西寶雞伯格墓，學界有“南來”、“北來”、“南北交流”幾種說法，而以“南來說”最具說服力。成型後的甬鐘以其特殊的結構而常懸掛，側懸或直懸。如此有利於甬鐘的編列使用。[6]晉侯穌編鐘大約作於周厲王時期，展示了西周甬鐘的發展演變歷程。[7]最早的鈕鐘是河南陜縣虢太子墓出土的9枚壹組，屬西周末至春秋初。[8]
圖二，江西新幹大洋洲商墓出土鎛鐘
最蔚為壯觀的壹套青銅編鐘，是1978年在湖北隨縣曾侯乙墓出土的戰國早期編鐘，全套編鐘***計65枚，其中甬鐘45枚，鈕鐘19枚，另有楚王贈送的鎛1枚。[9]是迄今聲律最為齊備，鑄造最為精良的青銅編鐘。每個鐘可發兩個樂音。[10]
圖三，湖北隨縣出土曾侯乙編鐘
這壹時期是編鐘從定型成熟到盛行的黃金時期，名副其實的興盛期。
衰落期（秦漢至清<公元前221年—公元1911年>）
孔子曾雲：“克己復禮”。從某種程度上說明到春秋時期，周禮已多少受到些許破壞。而至戰國末期，則真的是禮崩樂壞了。這壹時期貴族僭越禮樂制度，既使得青銅編鐘得到大發展，又為其盛極而衰埋下伏筆。[11]
秦漢時代，周朝以來的禮樂制度徹底崩潰，編鐘發展的興盛期結束，雙音鐘制作隨之失傳。[12]
其後各朝代雖有想恢復周禮古制，如制造雅樂用的鐘、鎛等，但均不能與先秦時代青銅編鐘同日可語。如清代制作的編鐘沒有壹套是合律的。[13]由此可見青銅編鐘的衰落何其甚也！
青銅編鐘的聲學原理
若幹年前，滬上的電視臺舉辦家庭演唱賽，最後獲得冠軍的家庭采用了別具壹格的伴奏形式----碗琴。碗琴的音調高低和加水的多少有關，在碗裏加上不同量的水，碗裏剩下的空氣的量也就不同，[14]如此，即可敲擊出不同的聲音，並且有音階變化，產生出美妙的樂聲。同理，編鐘也是采用了類似的聲學原理，只是材質、制造技術不同罷了。
青銅編鐘的聲學原理無疑要比碗琴復雜得多。歸結起來，主要有三：1、鐘體結構的特殊性。
由於編鐘具有合瓦形的結構，其發音機制就是彎曲板的板振動，能夠產生兩種基頻振動的模式，使壹鐘雙音成為可能。[15]宋沈括曾雲：“古樂鐘皆圓如合瓦。蓋鐘圓則聲長，扁則聲短，聲短則節，聲長則曲。”可認為是對編鐘合瓦形特殊結構的肯定。[16]
圖四，甬鐘各部位名稱說明圖
2、鐘體各部位幾何尺度的特殊性。
? 編鐘鐘體的尺寸與聲學性質密切相關。可通過調整銑長及鐘體厚度改變編鐘的振動頻率。[17]以曾侯乙編鐘為例，它的定音鐘頻率經實測為256.4Hz，與當今鋼琴上的中央C頻率接近。[18]
3、鐘的合金成份的特殊性。
? 編鐘的合金成份在先秦的《考工記》中略有記載：“六分其金（即銅），而錫居壹”。[19]以曾侯乙編鐘為例，含錫量在12%-14.5%。含鉛量在1%-3%，余為銅及少量雜質。含錫量低於13%時，音色單調、尖刻；含錫量在13%-16%時，音色豐滿、悅耳。是否加鉛直接影響到鐘聲的傳遞，鉛能很好地起到阻尼作用，加快鐘聲的衰減，有利演奏，又不影響音色。[20]
青銅編鐘的鑄造技術
上節中已提到青銅編鐘的合金成份與發音相關。而正確的合金配比就是編鐘鑄造技術成功的關鍵之壹。如上所述《考工記》載：“金有六齊，六分其金而錫居壹，謂之鐘鼎之齊。”[21]含錫量在七分之壹，即14.3%，可見當時鑄造技術已經比較規範了。另外，我國各地出土的青銅編鐘均采用分範合鑄法鑄造。[22]現代科學鑒定表明，以曾侯乙墓出土的各種青銅器物為例，其制作工藝大致有渾鑄、分鑄、錫焊、銅焊、雕刻、鑲嵌、鉚接、熔模等鑄造技術。[23]
青銅編鐘的理化分析與測年方法
理化分析
? 根據陳鐵梅《科技考古學》壹書第五章《冶金考古概述》所述，對於青銅編鐘之類金屬遺物進行自然科學方法研究的手段主要有四種，試簡略轉述如下：
化學組成測量；
? 化學組成測量，在20世紀中葉以前，都采用傳統的濕化學定量分析方法。隨著分析儀器的進步，目前比較常用的儀器分析有：原子發射光譜儀（AES）；
原子吸收光譜儀（AAS）；
X熒光光譜儀（XRF）；
電子探針（EPMA）；
電感耦合等離子質譜（ICP-MS）和中子活化分析（INAA）。[24]
顯微結構觀察；
? 青銅制品的機械性能則是由其合金內部的顯微結構決定的，觀察、研究的儀器主要有：
實體顯微鏡；
圖五，實體顯微鏡
光學金相顯微鏡；
? 圖六，光學金相顯微鏡
電子顯微鏡。[25]
圖七，電子顯微鏡
物相分析；
? 利用青銅制品表面產生的銹蝕產物進行礦相分析，主要方法有：
X射線衍射譜儀（XRD）；
紅外吸收光譜儀（IRAS）和傅裏葉變換紅外光譜儀（FT-IR）；
激光拉曼光譜儀。[26]
鉛同位素分析。
測量鉛同位素比值的儀器主要是質譜儀。[27]
測年方法
由於青銅器的特殊性質決定了其測年是十分困難的。包括青銅編鐘的測年目前也只能通過間接法測得，比如個別青銅編鐘上可能殘留有黏土質或砂質的鑄造模具，由此可采用熱釋光測年，測得青銅的制作年代。[28]
目前，許多研究單位在對青銅器具做直接測年的研究，我們有理由樂觀地認為，在不久的將來，編鐘等青銅制品壹定會能夠實現直接測年的可能。
計算機及數學在青銅編鐘考古中的應用
如今，計算機的應用可謂方興未艾，僅以青銅編鐘為例，其在考古上的應用就很廣泛，有發掘的計算機模擬與登記；繪圖中的計算機技術；問題的計算機模擬；信息的計算機管理等等。[29]比如湖北省博物館2007年在對館藏編鐘的修復過程中，就曾將編鐘原音收集到計算機中，恢復原音成為青銅編鐘修復的壹個新標準。[30]
另外，數學在考古中的應用也比較常見，如：考古中的數學模型；數理統計在考古中的應用；模糊數學在考古中的應用；系統論在考古中的應用。[31]
? 結語
? 時至2017年，人類的新興科技層出不窮。如今，人工智能已然戰勝了人類的圍棋高手。AR、VR等等技術不斷更新。3D技術日趨成熟，誰說未來不能用3D技術修復或復制出青銅編鐘呢？如前所述，實現編鐘等青銅制品的直接測年日益成為可能。可以預測：各種新技術必然會應用於青銅編鐘的考古中，人類會理性地應用各種新技術，解開我們的祖先許多難解的智慧之謎，造福於今人和後人。也許，這就是我以青銅編鐘為例對科技考古學的意義進行些許探討的目的所在。
參考文獻
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文中圖片均來自互聯網。