1 引言

　　自從1951年芬達(dá)電樂器制造公司推出了首款大批量生產(chǎn)的電貝司，名為“精確貝司”(Precision Bass)，通常簡稱為“p貝司”[1]（如圖1[2]）。至今，電貝司的發(fā)展已經(jīng)走過了60多個年頭。在這60多年里電貝司得到了充分的發(fā)展，與樂手的配合也越來越默契。探究電貝司發(fā)展的核心，需要從認(rèn)識電貝司的發(fā)聲原理開始。
           
　　2 電貝司的發(fā)聲原理

　　電貝司的發(fā)聲原理與電吉他的發(fā)聲原理基本一致。首先由人撥動琴弦，產(chǎn)生琴弦的振動。琴弦的震動的幅度對應(yīng)著音程。由于電貝司各弦粗細(xì)不同，張力也就不同，各弦的音程也就不同。品位的存在使得各弦的發(fā)聲更加豐富，按住不同的品位，琴弦能夠產(chǎn)生震動的長度就會發(fā)生變化，發(fā)出的聲音也會變化。通過不同的品位與不同粗細(xì)的弦之間組合，就可以得到豐富的振幅，也就是我們聽到的音程。但是，這時的信號僅僅是機(jī)械震動信號，作為電聲樂器，電貝司還需要將機(jī)械震動信號轉(zhuǎn)換為電信號。這就需要拾音器的介入。
　　機(jī)械震動信號轉(zhuǎn)換為電信號是通過磁導(dǎo)體在磁場中運動得到的。弦的震動引起磁導(dǎo)體的運動，磁導(dǎo)體的運動導(dǎo)致磁場的變化，磁場的變化將會引發(fā)電流的變化。這樣信號的轉(zhuǎn)化過程就完成了。這一過程發(fā)生在拾音器中，所以電貝司的好壞在一定程度上取決于拾音器的好壞。
　　之后電信號流向音箱，此時信號比較微弱，會存在噪聲。因此通常樂手會額外購置效果器，效果器除了可以放大電流外還可以改變音色和疊加音響效果。當(dāng)然這是額外的配置，不屬于電貝司自身的系統(tǒng)。
　　根據(jù)發(fā)聲原理，可以把電貝司分為發(fā)聲系統(tǒng)、捕獲聲音系統(tǒng)和傳遞聲音系統(tǒng)。其中發(fā)聲系統(tǒng)的優(yōu)劣在于電貝司本身的材料屬性（電貝司琴身主要為木質(zhì)，以楓木為佳，琴弦主要為不銹鋼或是鎳，變化相對較少），而捕獲聲音和傳遞聲音系統(tǒng)的好壞很大程度是取決去拾音器的，因此電貝司發(fā)展的核心就是拾音器技術(shù)的發(fā)展。

　　3 拾音器技術(shù)發(fā)展的簡要TRIZ分析

　　1932年鋁制夏威夷電吉他使用了第一款電磁拾音器[3]，由兩個馬蹄形磁鐵和一個線圈組成，雖然體積相比現(xiàn)在的要龐大，但是可謂是革命性的發(fā)明。從TRIZ理論的角度來分析，這項發(fā)明運用了40條發(fā)明創(chuàng)造原理的第18條原理—由電震動代替機(jī)械震動，從而實現(xiàn)了聲音信號的轉(zhuǎn)化，為今后的拾音器技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從今天的角度來看，這款拾音器自身沒有電源，只是被動的接受聲音信號，所以屬于被動拾音器。盡管此時的電信號是模擬信號，但是由于被動拾音器內(nèi)沒有模擬電路，因此無法對信號進(jìn)行運算。主動拾音器的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。
　　第一款主動拾音器誕生于20世紀(jì)70年代。主動拾音器解決了被動拾音器的噪聲問題。主動拾音器由于加入了電池，可以修飾電信號，聲音更加響亮。這里同樣體現(xiàn)了TRIZ理論的反饋原理與替代機(jī)械系統(tǒng)原理。相比1932年的產(chǎn)品，拾音器體積更小，效果更好。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著數(shù)字信號的廣泛應(yīng)用，數(shù)字拾音器應(yīng)運而生，進(jìn)一步除去噪聲，縮小拾音器的體積。
　　根據(jù)TRIZ理論中的技術(shù)進(jìn)化模式分析，拾音器技術(shù)的進(jìn)化發(fā)展如圖2所示?？梢园l(fā)現(xiàn)電貝司的進(jìn)化就是步步實現(xiàn)理想化的過程，即百分之百吸收琴弦的振動信號。具體體現(xiàn)在不斷提高系統(tǒng)的可控性，也就是不斷提高對聲音信號的控制。例如，主動電路出現(xiàn)后，去除噪音信號的處理能力不斷加強(qiáng)。除此之外，還體現(xiàn)在宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)進(jìn)化方面，由開始的宏觀機(jī)械系統(tǒng)向著更微觀的電磁系統(tǒng)，再到最后的數(shù)字虛擬系統(tǒng)進(jìn)化。

　　4 基于物場模型與技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式的電貝司發(fā)展分析

　　4.1物場模型
　　根據(jù)電貝斯的基本功能，確定相關(guān)元素為：
　　S1—聲音；S2—弦；F—機(jī)械力。建立電貝斯的物場模型（如圖3）。
　　由于電貝斯包含3個系統(tǒng)，為了更好的分析問題，我們逐個系統(tǒng)的建立物場模型。
　　對于發(fā)聲系統(tǒng)，確定的相關(guān)元素為：
　　S1—聲波；S2—弦；F—人撥動弦的機(jī)械力。
　　對于捕獲聲音系統(tǒng)來說，相關(guān)元素如下：
　　S1—電磁波；S2—聲波；F—電磁場。
　　而對于傳遞聲音系統(tǒng)相關(guān)元素分析如下：
　　S1—數(shù)字信號；S2—電磁波；F—某種轉(zhuǎn)換場。
　　通過分析我們發(fā)現(xiàn)，電貝司的發(fā)展就是不斷的改良F場的應(yīng)用，通過場的替換來不斷提高聲音信號轉(zhuǎn)換的效率與完整度。
　　對于捕獲聲音系統(tǒng)和傳遞聲音系統(tǒng)來說，第一款電貝司運用的場僅僅是電磁場，效率很低，屬于效應(yīng)不足模型。因此應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法5，加入另外一場。也就是在被動拾音器的基礎(chǔ)上，加入電池，加入另外的電場來提高效應(yīng)。數(shù)字拾音器的出現(xiàn)則是應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)解法4，即用另外一個場替換原來的場，具體體現(xiàn)在傳遞聲音階段，用數(shù)字信號場替換了電磁場，進(jìn)一步提高效應(yīng)。
　　然而縱觀電貝司的發(fā)展，發(fā)聲系統(tǒng)中無論是S1聲音，S2弦還是F人撥動弦的機(jī)械力，基本上沒有發(fā)生變化。僅有的變化也只是在材料和形態(tài)層面的，在技術(shù)原理層面沒有根本性的變化。
　　針對現(xiàn)在最新的數(shù)字信號的電貝司，綜合電貝司的發(fā)聲過程，建立其物場模型（如圖4）。
　　依照理想化模型的標(biāo)準(zhǔn)來看，數(shù)字化的電貝司依然是效應(yīng)不足模型。根據(jù)TRIZ理論有三個標(biāo)準(zhǔn)解法解決這一問題，標(biāo)準(zhǔn)解法4、5、6。它們分別是用另外一個場來代替原來的場，增加另外一個場來強(qiáng)化有用的效應(yīng)，和增加1個物質(zhì),并加上另外1個場來提高效用。通過上述分析我們得知標(biāo)準(zhǔn)解法4和5在發(fā)展的過程中起到了很大作用。這三種中解法將如何繼續(xù)在未來發(fā)展中應(yīng)用，需要借助技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式分析得到。
　　4.2技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式
　　根據(jù)系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化路線模型（如圖5），可以分析發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)化的最好形式就是有場主導(dǎo)的模式。由拾音器參與的捕獲聲音系統(tǒng)與傳遞聲音系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到了最高形式。然而對于發(fā)聲系統(tǒng)來說，弦的調(diào)節(jié)是依靠蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的，弦的固定依靠的是螺紋連接（如圖6）。技術(shù)進(jìn)化最多處在多鉸接階段，相對原始，有很大發(fā)展空間。這一結(jié)果與物場模型中的分析結(jié)果相吻合。根據(jù)物場模型中的標(biāo)準(zhǔn)解法4，那么未來的發(fā)聲系統(tǒng)將用一種場來代替現(xiàn)有的弦來進(jìn)行發(fā)聲。如果根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)解法5，將引入一種場來協(xié)助現(xiàn)有的弦發(fā)聲系統(tǒng)。如果根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)解法6，將用一種新的物質(zhì)代替現(xiàn)有的弦，并且這種新物質(zhì)將在場的作用下發(fā)出聲音。

　　5 未來電貝司發(fā)展的趨勢

　　隨著NUI（自然用戶界面）技術(shù)不斷發(fā)展，無弦貝斯的出現(xiàn)將成為可能。電貝司的人機(jī)交互將進(jìn)入下一個高級階段。NUI是基于傳統(tǒng)的人類本能的交互模式，因此也更加符合人的行為習(xí)慣。也就是說未來的貝司手不用改變其以往的演奏習(xí)慣（比如和弦的指法等）就能適應(yīng)無弦貝司的演奏。NUI在電貝司中的應(yīng)用本質(zhì)上就是應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解法4，用一種場代替了原來的弦。通過貝司手手指在指板品位上的按壓，NUI就能感受到信號，并且傳遞信號。這種信號已經(jīng)是數(shù)字信號，可以進(jìn)行后續(xù)的處理，而傳統(tǒng)的捕獲聲音系統(tǒng)將失去其作用。因此，無弦貝司將會是沒有拾音器的電貝司。由于舍棄了拾音器，電貝司的琴身結(jié)構(gòu)將會發(fā)生根本性的改變，未來無弦電貝司的造型對于工業(yè)設(shè)計師來說有極大的發(fā)揮空間，未來電貝司的造型將是多元化的，不可預(yù)測的。
　　當(dāng)然，現(xiàn)階段的NUI還存在一定問題的，相比現(xiàn)在的電貝司其效果還是不盡如人意的。由于樂器的特殊屬性，傳統(tǒng)的物理操作依然是不可替代的，尤其是一些特殊的彈奏技巧。但是無弦貝斯概念是電貝司的未來發(fā)展的一個可能方向。傳統(tǒng)電貝司在短時間內(nèi)不會消失，就象手動變速箱不會被自動變速箱取代一樣，傳統(tǒng)貝司還會沿著自身的進(jìn)化路線進(jìn)化，不斷進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整和改進(jìn)。傳統(tǒng)有弦電貝司很長時間內(nèi)將不會失去樂迷和樂手的喜愛。

　　6 結(jié)論
 
　　通過對電貝司發(fā)聲原理的分析，把電貝司分為發(fā)生系統(tǒng)、捕獲聲音系統(tǒng)和傳遞聲音系統(tǒng)。電貝司的技術(shù)核心就是拾音器技術(shù)，通過對拾音器技術(shù)發(fā)展的分析發(fā)現(xiàn)拾音器的進(jìn)化是有規(guī)律可循的。拾音器的發(fā)展經(jīng)過了電磁拾音器到壓電拾音器到最近的數(shù)字拾音器，電貝司的進(jìn)化實質(zhì)是朝著聲音信號損失越來越少的方向發(fā)展，也可以說是理想化程度逐步深化提高的過程。通過對電貝司的物場模型分析，分析電貝司三系統(tǒng)中的發(fā)聲系統(tǒng)還處在技術(shù)進(jìn)化較為原始的階段，單鉸接，雙鉸接的情況還是存在的。另外兩個系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到了場的層次，也是技術(shù)進(jìn)化模型中的最高層次，可以進(jìn)化的空間相對較小。因此未來電貝司發(fā)聲系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)化將是電貝司發(fā)展的突破口和重點所在?；贜UI技術(shù)的無弦電貝司的出現(xiàn)將成為可能，而且其拾音器也可能會消失，這將從根本上改變電貝司的造型，更加豐富多彩。

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     　　　　　　　　　　　　　　                        責(zé)編/王蒙