紐約時報第二屆STEM寫作比賽獲獎文章： 木琴小提琴 一種不同的時間機器

木琴小提琴:一種不同的時間機器

高聳的音樂(le) 廳牆壁上充滿了期待，觀眾(zhong) 們(men) 屏住呼吸。突然，一段溫暖多彩的旋律響起，磅礴的聲音充滿了整個(ge) 建築。

這就是世界上最著名的小提琴——斯特拉迪瓦裏琴的神奇之處。斯特拉迪瓦裏琴是250多年前由意大利製琴師安東(dong) 尼奧·斯特拉迪瓦裏製作的。今天，這種價(jia) 值數百萬(wan) 美元的小提琴隻剩下幾百把了;用於(yu) 性能的就更少了。但如果我們(men) 能穿越回過去，找到重製它獨特聲音的方法呢?

多年來，許多人都試圖找出並重現是什麽(me) 讓這種樂(le) 器如此特別。然而，對於(yu) 小提琴家來說，斯特拉迪瓦裏琴仍然更勝一籌。然而，最近科學家們(men) 發現了斯特拉迪瓦裏火山如此難以複製的原因之一——全球變暖。

來自Empa應用木材材料實驗室的科學家弗朗西斯·w·m·r·施瓦茨解釋說:“如今，樹木生長得比17世紀某個(ge) 特定的寒冷時期更快、更不均勻，當時斯特拉迪瓦裏的儀(yi) 器所用的木材被砍伐了。”

在寒冷的氣候下，來自歐洲雲(yun) 杉的木材是均勻的:完美地創造了一個(ge) 具有統一結構的樂(le) 器。如今，隨著全球氣溫的升高，雲(yun) 杉生長的木材密度越來越大。這對樂(le) 器的振動也被稱為(wei) 聲波的特性產(chan) 生了負麵影響。

聲波就像微小的海浪一樣，有不同振幅的波峰和波穀。當聲波穿過琴板的振幅比琴弦上的力大時，樂(le) 器的聲音發射就會(hui) 增加。為(wei) 了達到這個(ge) 高的板振幅，用於(yu) 儀(yi) 器的木材必須有一個(ge) 高的輻射比:聲速和密度之間的比率。

為(wei) 了讓現代木材具備這一特性，施瓦茲(zi) 博士設計了一種不同的時間機器——這一發明可以帶我們(men) 回到木材生長和密度還未受全球變暖影響的時代。如何?通過利用一種不那麽(me) 秘密的活武器:白腐真菌來重現低溫對木材的影響。

在三個(ge) 月的時間裏，施瓦茨博士讓這些分解者盡情享用木材，直到木材的細胞萎縮，讓木材達到最佳密度，而不會(hui) 在很大程度上影響聲音在木材中的傳(chuan) 播速度。結果呢?更高的輻射比使新創造的“真菌”更接近於(yu) 斯特拉迪瓦裏使用的共振木——事實上，這足夠接近，以至於(yu) 在盲測中大多數聽眾(zhong) 都把經過真菌處理的小提琴誤認為(wei) 是原來的斯特拉迪瓦裏小提琴!

有了這些積極的結果，這項技術可以為(wei) 音樂(le) 家們(men) 提供高質量木材製成的樂(le) 器，即使原始材料已經丟(diu) 失。

我們(men) 試圖重現許多因氣候變化而消失的東(dong) 西，從(cong) 斯特拉迪瓦裏河精致的木材到美麗(li) 的自然景觀。雖然我們(men) 無法恢複一切，但像施瓦茨博士這樣的研究人員正在繼續尋找恢複過去的方法，同時我們(men) 繼續為(wei) 更可持續的未來而戰鬥。

Works Cited

Belluck, Pam. “A Strad? Violinists Can’t Tell.” The New York Times, 21 Feb. 2021.

Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology. “Biotech Violins.” Newswise, 16 Feb. 2018.

Garisto, Dan. “Sound Ways — Literally — to Move and Filter Things.” Science News for Students, 6 Dec. 2019.

Schwarze, Francis W.M.R. and Hugh Morris. “Banishing the Myths and Dogmas Surrounding the Biotech Stradivarius.” 16 April 2020.

“Stradivarius Violins.” Smithsonian.