14/11/2023
Đặc Tính Truyền Âm Thanh của Gỗ
VàVài Gợi Ý cho Đàn Dây Cổ Truyền Việt Nam
Nguyễn Lương Duyên
1. Sơ lược lịch sử đàn dây cổ truyền
Đàn dây hiện hữu trong âm nhạc của hầu hết các nền văn hoá xưa nay. Hai thành phần chính của nhạc cụ là dây đàn được căng theo chiều dọc của nhạc cụ và hộp đàn để khuếch âm. Âm thanh được tạo ra bằng cách gảy dây đàn hay kéo một cung vĩ ngang qua dây đàn. Những khám phá khảo cổ dựa trên hình vẽ trên vách động ở Geißenklösterle, thuộc miền Tây Nam Đức, cùng với hai ống sáo làm từ xương cánh thiên nga và một ống rỗng từ ngà khổng tượng, gợi cho thấy có thể sáo là dụng cụ âm nhạc làm từ vật liệu hữu cơ cổ nhất, xuất hiện cách nay độ 35.000 năm.
Hình ảnh đàn dây cổ nhất được tìm thấy trên vách một hang động ở Pháp có tuổi ước tính 13,000 năm, là một đàn kéo. Nhưng những khai quật dụng cụ âm nhạc ở nhiều nơi trên thế giới, dù niên đại muộn hơn, cũng gợi cho thấy dụng cụ âm nhạc từ vật liệu hữu cơ có thể xuất hiện độc lập tại nhiều vùng với nền văn minh khác nhau, có thể kể Lưỡng Hà, Trung Hoa, Ấn-Tích Lan.
Truyền thuyết phương Đông thì cho rằng đàn dây, đàn cầm và đàn sắt, được Phục Hy phát minh cách nay khoảng hơn 5000 năm, với thân đàn làm từ gỗ Ngô đồng (Firmiana simplex) mọc nhiều ở Nam Trung hoa tới Bắc Việt Nam. Tích tri âm Bá Nha – Tử Kỳ đàm luận về thanh âm đàn cổ cầm thời Xuân Thu, và thiên Nhạc Ký trong Kinh Lễ của Khổng Tử, một nhà hiền triết lớn của Trung hoa, có ảnh hưởng rộng lớn khắp Á châu, sống khoảng thế kỷ thứ VI trước Táy lịch, cho thấy đàn dây và nghệ thuật đánh đàn, cùng sự sáng tác, thưởng ngoạn âm nhạc, xuất hiện rất sớm trong văn minh Trung hoa. Âm nhạc đàn dây cổ cầm cũng được ghi nhận trong tích Tương Như -Văn Quân với khúc nhạc Phượng Cầu Kỳ Hoàng thời Tây Hán, khoảng thế kỷ thứ II trước Tây lịch. Và chắc hẳn người Việt nam thời cổ cũng đã biết đàn dây cầm, sắt, tuy có thể chỉ giới hạn trong tầng lớp cai trị. Đàn kéo hai dây ranavastron cổ của Ấn, được phát minh cách nay độ 5000 năm ở Tích Lan. Đàn dây cổ nhất khai quật được là Lyre xứ Ur có 4 dây, với niên đại cách nay khoảng 4500 năm, được dùng trong nghi lễ mai táng vùng Lưỡng Hà Mesopotamia.
Con đường tơ lụa, một mạng lưới trên bộ và trên biển, nối liền Đông Tây. Con đường tồn tại từ thế kỷ thứ II trước Tây lịch khởi xướng từ Trung hoa, thời nhà Hán, kéo dài đến giữa thế kỷ XV. Đây là trục lộ giao lưu kinh tế, văn hoá, tôn giáo, khoa học, và cả chiến chinh, thời cổ. Âm nhạc cũng do sự giao lưu này mà tiếp thu lẫn nhau, cải thiện và phát triển. Giao lưu qua Con đường Tơ lụa trở nên quan trọng từ thế kỷ thứ VII (triều đại nhà Tuỳ), đạt mức hưng thịnh triều đại nhà Đường trong 300 năm, và duy trì sự thịnh vượng. Thời kỳ này Việt nam, còn lệ thuộc Trung hoa, cũng bắt đầu tiếp thu nghệ thuật âm nhạc trong dân gian. Tầm quan trọng của Con đường Tơ lụa kéo dài đến giữa triều đại nhà Minh, khoảng giữa thế kỷ XV. Nền âm nhạc Việt Nam với cung cách sáng tạo của người Việt manh nha ngay sau thời kỳ tự chủ, độc lập với Tàu, từ thời nhà Đinh ở nửa cuối thế kỷ X. Nền âm nhạc thời Lý (thế kỷ XI) chịu ảnh hưởng của cả Ấn độ và Trung hoa, nhận thấy trên những chạm trổ ở tảng đá đế của cột đình chùa Phật Tích. Các chạm trổ ở chùa cũng trong vùng Vạn Phúc, được xây từ triều Trần cho thấy các nhạc công sử dụng đàn dây còn tồn tại đến hiện nay. Các đàn dây trong bức chạm trổ là đàn cầm, đàn gáo và tỳ bà. Ba triều đại Lý-Trần- Hậu Lê, là thời kỳ có những bước tiến đặc sắc của nền âm nhạc Việt, phổ cập trong dân gian, Các công trình của những nhạc sư trong khoảng thời gian này còn lưu truyền đến nay.
Công việc sắp xếp tiến hoá các nhạc cụ dây có nhiều khó khăn, vì nhiều yếu tố phức tạp đan xen lẫn nhau trong giao lưu văn hoá nghệ thuật như sáng tạo hay tiếp thu, vật liệu, sự khéo léo, mục đích sử dụng, quan niệm trong nền văn hoá. Tổng quát có thể như sau trong tương quan tiến hoá với các dụng cụ đàn dây khắp nơi:
Hàng trên cùng là nhóm đàn Lyr, đươc xem là nhóm thuỷ tổ đàn dây
1: nhóm Hạc cầm hay Không hầu
2: nhóm Đàn gảy lute, bao gồm tỳ bà, đàn nguyệt, đàn tứ...
3: nhóm Đàn kéo, bao gồm đàn nhị hồ, đàn gáo, đàn rebab
4: nhóm Đàn tranh
Nhạc cụ từ hình dạng đến cách thức đánh, có nguồn gốc Ấn độ, đặc biệt nhóm đàn gảy, có ảnh hưởng đến nền âm nhạc của Thái, Khmer, Lào sâu đậm hơn ở Việt Nam.
2. Đàn dây cổ truyền Việt Nam
Nền âm nhạc của Trung hoa có rất sớm, và như mọi học thuật thời cổ, chịu ảnh hưởng của quan niệm Dịch lý. Nhạc cụ cổ truyền thống của Trung hoa dựa trên vật liệu tạo âm thanh, hình dạng dụng cụ hợp với lý thuyết Âm Dương, và nhạc cụ được xếp thành bát âm. Nền âm nhạc Việt nam chắc cũng chịu ảnh hưởng triết lý bát âm, nhưng có lẽ ngay từ thời độc lập nhà Ngô, Đinh, thế kỷ X, đã hình thành quan điểm bát âm dựa trên cách thức tạo âm thanh, không rập khuôn của phương Bắc. Về thang âm, tuy cũng là ngũ cung, nhưng Hò Xự Xang Xê Cống của Việt cũng không như Cung Thương Giốc Chuỷ Vũ của Trung hoa trong diễn tả.
Đàn dây có một vị trí quan trọng trong Bát âm Việt nam. Công thức vật lý xác định tần số f của dao động tuần hoàn chính (cơ bản) của dây đàn, tức cao độ của âm thanh, là f = 1/2L * √ (T/m)
×√ trong đó T là sức căng dây đàn, L là chiều dài dây đàn giữa 2 đầu chốt (ngón tay bấm, lược đàn và ngựa đàn), m là khối lượng dây đàn trên đơn vị chiều dài. Sức căng càng lớn âm càng cao, chiều dài và trọng lượng càng lớn âm càng trầm. Khi đánh đàn bên cạnh âm chủ chính còn có nhiều bồi âm kèm theo tạo nên một tổ hợp âm thanh là âm sắc đặc trưng cho từng loại đàn dây.
Lực gảy hay kéo đàn không làm thay đổi tần số, chỉ ảnh hưởng cường độ âm thanh. Âm thanh tạo ra do độ rung của chính dây đàn rất yếu. Âm thanh vì vậy cần được khuếch đại nhờ hiện tượng cộng hưởng “dao động không khí” trong hộp đàn từ “dao động mặt gỗ” do dây đàn truyền qua cầu đàn (ngựa đàn) xuống gỗ mặt đàn. Tần số của các đàn dây hiện tại thông thường được chỉnh căn bản trong khoảng âm trầm tới mức trung cao, khoảng 82Hz (Mi2) tới 1320Hz (Mi6).
Cấu tạo nền tảng của đàn dây là hộp đàn, với lỗ thoát âm. Hông đàn và đáy đàn vừa làm khung, vừa duy trì rung động của mặt đàn, và tạo hốc cộng hưởng dao động của sóng âm thanh không khí trong hộp đàn. Vài loại đàn có thể có các thanh nối giữa ngựa đàn và đáy đàn, tạo nên hai mặt tiếp âm. Tần số cộng hưởng không khí (tức là tần số dao động của âm thanh có biên độ lớn nhất) của hộp đàn có thể ước tính bằng công thức cộng hưởng Helmholtz f(r)= v/2π * √ (A/VL) với v là vận tốc âm thanh trong không khí (340 m/s), A là diện tích lỗ thoát âm, V là thể tích hộp đàn, L là bề dầy lỗ thoát âm.
Cộng hưởng là hiện tượng phức tạp, phụ thuộc vào vật liệu và hình dạng (chữ nhật, tròn, xoan…) mặt đàn, các vật liệu tạo cần đàn, khung đàn, vật liệu dây đàn…Tất cả các yếu tố tác động hổ tương, tạo nên sắc thái rất riêng cho từng loại đàn. Các loại đàn thường được thết kế để âm thanh có cường độ thuận tai trong khoảng 60 đến 110 dB (tương đương cường độ nói chuyện bình thường đến tiếng cưa xích chạy) cho tần số từ 100 đến 4500 Hz.
Lỗ thoát âm của đàn giúp sự lan toả của sóng âm trên mặt đàn dễ dàng hơn, và giúp cải thiện chất lượng sóng âm thanh cộng hưởng của không khí thoát ra từ thùng đàn, đặc biệt những âm thanh ở tần số thấp. Nếu không có lỗ thoát âm, âm thanh rung động của không khí trong thùng đàn bị nén-giãn như lò xo, và làm tắt giảm mức rung của mặt đàn. Âm thanh phát ra có thể chỉ còn 70% mức hữu hiệu. Nhạc cụ dây không có lỗ thoát âm cộng hưởng vẫn nghe được tiếng, nhưng ám thanh không còn vang lớn và không ngân dài. Đàn nguyệt là một đàn không có lỗ thoát âm.
Đàn dây truyền thống Việt Nam, cũng như nhiều nước khác trong vùng chịu ảnh hưởng văn minh Trung hoa, có hình thức tương đồng với các nhạc cụ cổ của Tàu. Nhưng cũng như nhiều dân tộc khác, người Việt có những sáng tạo, cải cách, phát triển qua nhiều thế hệ, để dân tộc hoá và bản địa hoá cho phù hợp với tiếng nói và thẩm mỹ âm nhạc của riêng mình. Vua Lê Thái Tông, 1433-1442, đã sai Nguyễn Trãi và Lương Đăng định chế cho nhạc Việt từ nhạc cung đình đến dân gian và giáo dục nhạc cung đình được ghi nhận trong chính sử. Những sưu tập cho thấy ở tất cả vùng miền trong nước, có khoảng 200 nhạc cụ các loại, trong đó đàn dây, với đủ 3 hình thức gảy, kéo, gõ trên dây đàn; có một vị thế trung tâm từ xưa đến hiện nay.
Dưới đây là các loại đàn dây cổ truyền được sử dụng phổ biến trong âm nhạc truyền thống hiện nay:
1 Đàn Tam, 2 Đàn Tranh, 3 Đàn Tỳ bà, 4 Đàn Đáy, 5 Đàn Nguyệt (Kìm), 6 Đàn Bầu
7 Đàn Nhị (Cò), 8 Đàn Gáo (Hồ),, 9 Đàn Sến, 10 Đàn Tứ (Đoản), 11 Đàn Tam thập lục
Đàn bầu hay còn gọi là Độc huyền cầm, là đàn một dây, đánh bằng que gảy đàn, một nhạc cụ thuần tuý của người Việt nam. Thời điểm xuất hiện đàn bầu còn nhiều mơ hồ. Đàn hộp gỗ dài khoảng 1.1m, hai đầu rộng 9 và 12 cm, cao 10 cm. Mặt và đáy đàn thường làm với gỗ nhẹ và xốp như Ngô đồng (Firmania colorata), Vông nem (Erythrina variegata), Thông 3 lá (Pinus kesiya), hay Tung (Tetrameles nudiflora). Lỗ thoát âm chữ nhật ở đáy đàn. Thân đàn bằng gỗ cứng như Trắc, Cẩm lai (Dalbergia spp), Mun (Diospyros mun). Đầu nhỏ có cần đàn (vòi đàn) và bầu đàn. Que gảy đàn dài 5-10 cm. Cách đánh đàn là dùng kỹ thuật bồi âm và thay đổi tần số bằng vòi đàn. Âm vực của đàn bầu rộng 3 bát độ. Âm sắc được coi là đẹp, sâu lắng, thiết tha, ngọt ngào rất quyến rũ. Cung thanh tiếng mẹ, cung trầm giọng cha được dân gian gán cho đàn bầu.
Đàn đáy, cũng là một nhạc cụ do người Việt chế tạo khoảng thế kỷ XVI, triều Hậu Lê và nhà Mạc. Tên ban đầu là Vô đề cầm (đàn không đáy), có lẽ do lỗ thoát âm rất lớn choán gần hết mặt đáy đàn. Đàn có kích thước dài nhất, cẩn đàn dài tới 1.3 m bằng gỗ cứng, có 3 dây, lên cách nhau quãng 4. Thùng đàn hình thang, đáy 25 và 20 cm, cạnh đàn 35 cm. Hông đàn cao 9 cm. Mặt đàn là gỗ xốp nhẹ. Đàn có 10 phím, 8 trên cần đàn, 2 trên mặt đàn, dựa theo thang âm 7 cung đều. Âm vực đàn đáy trên 2 quãng 8. Âm thanh đàn đáy được cho là nhuốm buồn, nỉ non.
Đàn nhị, còn gọi là Đàn cò, Nhị líu, Nhị hồ, là đàn dây có cung vĩ, với hai dây đàn. Đàn có nguồn gốc từ Ấn độ và Trung Á, theo người Hồ nhập vào Trung hoa với Con đường Tơ lụa khoảng từ thế kỷ I đến III. Đây là đàn hiện diện lâu đời ở Việt Nam, từ thế kỷ X, bắt đầu từ thời kỳ tự chủ. Đàn cò có mặt trong tất cả mọi dàn nhạc cổ truyền, cung đình lẫn dân gian, từ đó đến tận nay. Đàn có bộ phận tăng âm rỗng (bầu nhị), và cán nhị bằng gỗ cứng. Dây đàn chỉnh theo quãng 5. Cung vĩ mắc lông đuôi ngựa, lòn giữa 2 dây đàn, do vậy không tách riêng với đàn. Âm vực rộng hơn 2 quãng tám, khoảng 300 đến 3000 Hz. Âm thanh mềm mại, trong sáng, cao hay âm thanh xa vắng, lạnh buồn, mơ hồ tuỳ kỹ thuật diễn tấu.
Đàn gáo hay còn gọi là Đàn hồ, là một loại đàn nhị có cỡ dài, lớn, âm trầm, ấm áp, và chắc. Bầu đàn là một nửa gáo dừa khô, mặt bịt gỗ.
Đàn tam, là nhạc cụ dây gảy, có 3 dây, xuất xứ Trung hoa. Bầu đàn hình hộp chữ nhật cạnh tròn khoảng 20 cm, bằng gỗ cứng, lỗ thoát âm ở đáy, đặc biệt mặt của bầu đàn bịt bằng da trăn. Thành đàn độ 5 cm. Đàn dài 95 hay 122 cm, cần đàn không có phím. Âm thanh được cho là ấm, sáng, vang ở âm cao, đục như tiếng trống ở âm trầm. Âm vực khoảng 3 quãng tám.
Đàn Tỳ bà Việt nam, là nhạc cụ dây gảy, dài khoảng 95-100 cm, bầu đàn dạng trái lê, có 4 dây, cần đàn có 8 phím, đã được bản địa hoá và cải tiến từ tỳ bà Trung hoa qua thời gian dài sử dụng, có lẽ từ thời kỳ tự chủ thế kỷ X. Nguồn gốc tỳ bà nhiều phần từ Ba tư theo con đường tơ lụa nhập vào Trung hoa. Đàn tỳ bà Việt đã thấy xuất hiện trên điêu khắc đá từ thời Lý, được ghi nhận là nhạc cụ dân gian trong sử sách đời Trần, và đến đời nhà Hậu Lê, tỳ bà là một trong những nhạc cụ dây chính của nhạc cung đình. Tỳ bà cũng hiện diện trong nhạc tôn giáo, nhạc tài tử dân gian. Mặc dù đàn có xuất xứ từ nước khác, nhưng qua thời gian dài sử dụng, tỳ bà đã được bản địa hoá thành một nhạc khí Việt nam.
Mặt đàn thường bằng gỗ nhẹ xốp, Ngô đồng được ưa chuộng. Cần đàn và thùng đàn liền nhau, hình dáng như trái lê cắt dọc, dài khoảng 95-100 cm. Đàn có 4 dây, lên theo hai quãng bốn, mỗi quãng bốn cách nhau một quãng hai, như Đô Fa Sol Đố. Âm vực là 3 quãng tám Màu âm tỳ bà Việt nam thường được coi là vui tươi, trong sáng, trữ tình.
Đàn tranh, có dạng hình hộp dài 1.1-1.2 m, một đầu độ 30 cm, đầu nhỏ 20 cm. Mặt tiếp âm hình vòm, các nhà chế tạo giữ truyền thống làm từ gỗ Ngô đồng (dân gian gọi là Bo rừng xanh), Firmiana simplex (tên cũ Sterculia platanifolia), ở VN chỉ gặp ở vùng tiếp giáp Trung hoa. Ngô đồng gặp tự nhiên ở rừng bán rụng lá miền Trung Việt nam, dân gian gọi là Bo rừng đỏ, Firmania colorata (tên cũ Sterculia colorata) một loài rất tương cận. Đàn có 16 dây lúc ban đầu khi nhập vào Việt nam khoảng đời Trần, nên có tên đàn thập lục, sau được cải tiến đến 21, 25, 26 dây. Âm vực đàn tranh rộng 3 quãng tám, thấp, trung, trung-cao, bao trùm tần số từ 150 đến khoảng 1,100 Hz. Âm thanh đàn trong trẻo, sáng sủa. Đàn tranh có thể độc tấu, hoà tấu, đệm cho hát, trong nhiều thể loại âm nhạc. Đàn tranh có địa vị rất tiêu biểu của nền âm nhạc truyền thống Việt Nam trong hiện tại. Số người ưa chuộng thưởng thức đàn tranh rất nhiều.
Đàn cổ tranh (13 dây) có xuất xứ từ Trung hoa, và là hậu duệ của đàn sắt.
Đàn thuộc loại đàn gảy, nhưng cũng có khi chơi kéo hoặc gõ. Cuối triều đại nhà Hậu Lê, đàn tranh không có mặt trong dàn nhạc triều đình mà được thay bằng đàn tỳ bà hoà chung với đàn nguyệt, đàn nhị, đàn tam. Nhưng đàn tranh lại được trọng dụng và là một nhạc khí quan trọng trong dân gian, là một trong ngũ tuyệt của Ca Huế. Đàn tranh Việt có thêm trục đàn để mắc dây, là một cải tiến đặc biệt của đàn tranh Việt nam. Qua tám thế kỷ sử dụng người Việt đã bản địa hoá thủ pháp, thang âm, điệu thức để đàn mang tính thẩm mỹ và nhạc ngữ dân tộc của riêng mình.
Đàn nguyệt, hay còn có tên là Đàn Kìm, đàn gảy có 2 dây, rất phổ dụng trong dòng nhạc dân gian lẫn cung đình. Đàn nguyệt xuất xứ từ Trung hoa, xuất hiện từ thế kỷ XI ở Việt Nam, và cho đến nay vẫn giữ một vị trí quan trọng trong sinh hoạt âm nhạc cổ truyền, độc tấu, hoà tấu, đệm cho hát và là nhạc cụ được sử dụng đa phần bởi nhạc công nam. Đàn nguyệt thường đóng vai trò điều khiển trong thể nhạc thính phòng cổ truyền Ngũ tuyệt Huế, nhạc hát Chầu văn Bắc bộ, và là linh hồn của Đờn ca Tài tử Nam bộ.
Cần đàn Nguyệt Việt Nam dài (cần đàn Nguyệt Trung hoa ngắn) làm từ gỗ cứng, có 8-11 phím nhô cao theo thang ngũ cung. Mặt đàn tròn, đường kính 30-40 cm, làm từ gỗ xốp nhẹ, có ngựa đàn, không có lỗ thoát âm. Chiều dài toàn đàn khoảng 100-105 cm. Dây đàn dài 73-75 cm. Hông đàn bằng gỗ cứng cao độ 7 cm. Lối lên dây giữa dây trầm và dây cao thường cách nhau là quãng năm (dây Bắc) hay sáu (dây Oán) đúng hay bảy thứ (dây Tố lan), sao cho phù hợp với từng bài, từng thể loại hùng vui, nghiêm lắng, dịu mềm. Âm vực đàn nguyệt rộng hơn hai quãng 8, khoảng âm giữa tốt nhất, thánh thót, vang đều, linh hoạt.
Một loại đàn rất gần với đàn Nguyệt về cấu tạo và âm thanh, là Đàn Sến, hay còn gọi là Đàn Hoa Mai, do ở hộp đàn có hình lục giác dạng như hoa mai. Đàn có xuất xứ Quảng Đông, có lẽ theo người Triều châu du nhập vào Việt nam, bản địa hoá, đặc biệt dùng ở miền Nam, trong sân khấu Tuồng, Cải lương.
Đàn Tứ, hay còn gọi là Đàn Đoản, do cần đàn ngắn so với các loại đàn dây khác; đôi khi cũng gọi là Đàn Nhật (đối với Nguyệt, do thùng đàn gốc có mặt tròn). Đàn có ở nhiều vùng khác, du nhập vào Việt nam và được bản địa hoá thành nhạc cụ cổ truyền. Hộp đàn có dạng hình hộp chữ nhật, dài độ 35cm, dầy 7cm. Mặt đàn gỗ nhẹ xốp, có gắn ngựa đàn, có lỗ thoát ám. Cần đàn bằng gỗ cứng, ngắn, có 12 ngăn phím theo hệ thống bán âm. Đàn có 4 dây. Âm vực rộng hai quãng 8. Âm sắc giòn, khoẻ, vui. Đàn có mặt trong dàn nhạc sân khấu tuồng, cải lương, phường bát âm, hoà tấu tổng hợp dân tộc.
Đàn Tam Thập Lục, là nhạc cụ dây, dùng que để gõ của người Việt, căn bản có 36 dây. Đàn có hình thang, mặt đàn bằng gỗ nhẹ và xốp, có hai hàng ngựa đàn đặt so le, mỗi hàng 18 ngựa. Thành đàn bằng gỗ cứng, đáy đàn bằng kim loại. Đàn Tam thập lục châu Á có nguồn gốc từ đàn Santur của Ba tư, du nhập vào Trung hoa khoảng thế kỷ XVIII, được cải biến thành nhạc cụ có tên Dương Cầm (với Dương có nghĩa là ca tụng, không mang nghĩa đàn piano) chơi trong nhạc lễ cung đình. Đàn Tam thập lục du nhập vào Việt Nam khoảng thập niên 1960 qua cộng đồng người Hoa Chợ lớn, và được người Việt cải biến để hộp đàn rộng hơn, mắc thêm dây để đánh nhiều âm hơn, mở rộng âm vực từ hơn hai quãng 8 lên bốn quãng 8. Đôi khi người Việt gọi đàn này là Đàn Bướm, dựa theo hình dạng đàn. Âm sắc các âm trầm ấm và vang, các âm trung trong và đầy, các âm cao sắc và đanh.
Đàn có thể chơi độc tấu, hoà tấu, đệm cho hát, nhưng đàn Tam thập lục ít phổ biến trong cộng đồng âm nhạc Việt Nam.
Xin được gởi một link hoà tấu với các nhạc cụ cổ truyền, với đàn dây các loại có vai trò chính, điệu Lý Ngựa Ô Huế và Nam, để giúp thưởng ngoạn âm điệu các loại đàn:
3. Gỗ và Đặc tính Truyền Âm
Tính chất vật lý (nhẹ), cơ học (bền) và âm học độc đáo (khuếch đại âm trầm, giảm thiểu âm cao, dẫn âm hữu hiệu dọc sớ gỗ, dẫn truyền lan toả rung động của dây đàn tốt, giàu âm sắc…), vẻ thẩm mỹ của màu gỗ, sớ gỗ và vân gỗ, sự dễ dàng thao tác là những yếu tố giúp cho gỗ vẫn là vật liệu được chuộng chính để chế tạo nhạc cụ, cho dù hiện tại khoa học vật liệu cho ra nhiều sản phẩm. Các nhà chế tạo nhạc cụ trên thế giới sử dụng hàng trăm loài gỗ, trước đây qua quá trình thử nghiệm chọn lọc và gần đây qua nghiên cứu khoa học để tìm tòi những loài gỗ thích hợp cho gỗ mặt đàn, gỗ khung đàn, gỗ cần đàn, gỗ cung vĩ…cho nhạc cụ bộ dây, và các nhạc cụ hơi hay gõ. Dù vậy trong hiện tại, nói một cách tổng quát, có vẻ việc chọn lựa loài gỗ dựa chính yếu trên truyền thống văn hoá, mà ít chú trọng đến yếu tố thuần kỹ thuật cơ tính để mở rộng sự phong phú cho vật liệu
Một đặc tính nổi bật của gỗ so với các vật liệu nhân tạo là do cấu trúc không đẵng hướng, có nghĩa là gỗ có tính chất cơ học, âm học độc lập nhau theo theo 3 hướng của bản gỗ xẻ, dọc trục (dọc thân cây theo chiều sớ gỗ), tiếp tuyến (chiều tiếp xúc với vòng tăng trưởng), và xuyên tâm (chiều thẳng góc với vòng tăng trưởng). Về mặt cấu tạo, gỗ một hệ thống tế bào hình con thoi, thuôn, rỗng sắp xếp song song theo chiều dọc thân cây.Đặc tính, thành phần, và cách kết nối trong cấu tạo hiển vi của các tế bào làm nên mô gỗ, có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất vật lý, cơ học, truyền âm của gỗ. Vách tế bào gỗ được làm thành bởi những vi sợi cellulose, thấm lignin và khuôn hemicellulose, 5-10% chất chiết xuất như các dầu. Số lượng và cách phân bố các thành phần cấu trúc hiển vi này đặc
Vách tế bào gỗ được làm thành bởi những vi sợi cellulose, thấm lignin và khuôn hemicellulose, 5-10% chất chiết xuất như các dầu. Số lượng và cách phân bố các thành phần cấu trúc hiển vi này đặc sắc cho từng loài gỗ, ấn định khối lượng riêng và các tính chất cơ học, âm học của chúng.
Cấu tạo hiển vi của gỗ lá rộng (diệp loại) và gỗ lá kim (tùng loại)
Khối lượng riêng của các loài gỗ trên thế giới thay đổi rất lớn, từ 150 kg/m³ cho gỗ nhẹ nhất là Balsa (Ochroma pyramidale) đến 1350 kg/m³ cho gỗ nặng nhất là Lignum vitae (Gaïac, Guaicum officinale) và Da rắn (Snakewood, Brosimum guianense); trị số cao này bằng các polymer-gia-cường-với-sợi-carbon (CFRP). Ở Việt Nam, có khoảng 500 loài gỗ được sử dụng trong công nghệ chế biến, được phân loại theo 8 nhóm dựa trên mức độ quý hiếm, độ bền, độ cứng. Đa số các loài thông dụng có khối lượng riêng từ 500 đến 800 kg/m³. Một trong những cây có khối lượng riêng nhỏ nhất là cây Gòn (Ceiba pentandra) khoảng 230 kg/m³, một trong các cây nặng nhất là Mun sừng (Diospyros mun) khoảng 1100 kg/m³.
Ứng suất đàn hồi E (Young’s modulus, là một hằng số mô tả tính đàn hồi vật liệu khi chịu nén/kéo dọc theo trục σ, và độ biến dạng ε; E=σ/ε), liên hệ chặc chẽ với tính chất vật lý, cơ học, âm học, tính chất rung động của truyền âm, có thể nhận định khái quát từ khối lượng riêng ρ. Ứng suất đàn hồi thẳng góc với trục chỉ khoảng 1/20 - 1/10 trị số dọc trục. Sự trao đổi ẩm độ giữa gỗ làm đàn và không khí cũng có ảnh hưởng đến tính chất truyền âm của gỗ do ẩm độ gỗ làm thay đổi ứng suất đàn hồi, co nhót làm biến dạng, tăng cản trở truyền âm. Xem chú thích cách đo E cuối bài.
Phẩm chất âm nhạc của nhạc cụ như độ vang, âm sắc, tính trầm bổng do sự rung động của gỗ phụ thuộc nhiều vào lý tính, cơ tính của gỗ. Gỗ làm đàn thường chia làm 2 loại, gỗ mặt đàn (gỗ tiếp âm) và gỗ hộp đàn (khung đàn lưng đàn) cần đàn (dọc đàn). Chọn lựa gỗ thích hợp cần lưu ý dựa trên một số chỉ số như:
· vận tốc âm thanh trong gỗ c, phụ thuộc trực tiếp vào ứng suất đàn hồi và trọng lượng riêng, c = √ (E/ρ). Vận tốc âm thanh theo chiều dọc trục của gỗ trong khoảng 3300 – 5000 m/s. Vận tốc hướng thẳng góc với trục chỉ từ 20-30% trị số dọc trục. Gỗ có vận tốc truyền âm cao thích hợp với đàn dây. Gỗ có khối lượng riêng trung bình thường có vận tốc truyền âm cao hơn gỗ nặng. Vận tốc âm thanh càng cao, tiếng đàn càng rộn rã, sống động.Chú thích cuối bài.
· độ cản âm z, đo sự đối kháng của gỗ với sự lan truyền sóng âm. Công thức z = cρ = √ (Eρ), là tích số của vận tốc âm thanh và khối lượng riêng của gỗ. Tính cản âm có vai trò quan trọng khi năng lượng rung chuyển đổi giữa hai môi trường khác nhau, như giữa dây đàn với mặt đàn. Sự cản âm của mặt đàn, ngoài tuỳ thuộc vào vật liệu, còn tỉ lệ với bình phương độ dầy của mặt đàn. Sự không tương thích cản âm giữa dây đàn và mặt đàn sẽ làm giảm chất lượng truyền âm rất đáng kể.
· hệ số toả âm R của vật liệu, được định nghĩa là tỉ số của vận tốc truyền âm c và khối lượng riêng ρ, R = c/ρ = √ (E/ρ³). Hệ số toả âm cho biết mức độ bị tắt âm tức giảm biên độ của sóng âm của gỗ. Nếu cần cho âm thanh vang lớn (biên độ sóng âm lớn), cần chọn gỗ có hệ số tỏa âm R lớn. Để không làm lệch quá nhiều âm chính bởi các bồi âm, cần lưu ý mật độ âm chính phải cao nhất. Biểu đồ cho thấy gỗ làm mặt đàn được sử dụng phổ biến thường có hệ số toả âm R cao, và hệ số cản âm z thấp. Gỗ làm mặt đàn cũng cần vận tốc truyền âm c cao.
 
· hệ số tắt âm, η, đo tính chất triệt tiêu năng lượng rung động dưới dạng nhiệt do nội ma sát. Diễn biến của việc triệt tiêu âm rất phức tạp và tuỳ thuộc vào nhiệt độ, ẩm độ, chất chiết xuất có trong gỗ. Hệ số tắt âm thay đổi từ 0.1 đối với gỗ nóng và ẩm độ cao xuống khoảng 0.002 cho gỗ ở nhiệt độ phòng và khô cân bằng với môi trường. Hệ số tắt âm ít phụ thuộc vào khối lượng riêng và ứng suất đàn hồi của gỗ, nhưng có tương quan nghịch khá rõ với ứng suất đàn hồi riêng (E/ρ). Biểu đồ cho biết những gỗ nằm trong vùng bên trên đường chỉ hướng tăng có khuynh hướng tạo cho âm chính vang lớn hơn so với gỗ nằm bên dưới trong biểu đồ. Biểu đồ cũng cho thấy gỗ làm mặt đàn đều có hệ số tắt âm η rất thấp.
Độ vang hay cường độ âm thanh tỉ lệ với bình phương biên độ của sóng âm. Âm sắc của một nhạc cụ được ấn định tuỳ vào phổ của các tần số lan truyền qua gỗ và chuyển vào không khí. Mỗi thân đàn đều có tần suất cẩm ứng riêng, được ấn định từ hình dạng, kích thước của bản rung, loại vật liệu, và sức căng của dây đàn. Âm sắc của đàn tuỳ vào tần suất cảm ứng và cường độ của chúng. Tần suất cảm ứng cũng phụ thuộc vào phương pháp tạo chuyển động rung như gảy, kéo hay gõ lên dây đàn. Thời gian tắt âm cũng phụ thuộc hướng gảy hay kéo dây đàn so với mặt đàn, như thẳng góc, song song, hay xiên.
4. Việc chọn Gỗ cho đàn dây
Loài gỗ được ưa chuộng để làm đàn dây cổ truyền ở Việt Nam là gỗ Ngô Đồng (Firmania sp). Ngô đồng trong văn hoá Á Đông đươc trân trọng vì truyền thuyết là nơi trú ngụ của phượng hoàng. Ngô đồng có hai loài mọc tự nhiên ở Việt Nam, tỉ trọng khoảng 0.55. Các số liệu về đặc tính âm học của Ngô đồng không có nhiều, nhưng các nghệ nhân chế tạođàn truyền thống, dựa trên kinh nghiệm và văn hoá, chọn Ngô đồng làm loài gỗ chuẩn và các nhạc sĩ đa số hài lòng với phẩm chất tiếng đàn. Thân đàn cà cần đàn thường được làm với gỗ Trắc (Dalbergia cochinchinensis), do vẻ đẹp, độ cứng, và hiếm quý.
Nhưng nhìn ra các quốc gia lân cận có nhạc cụ cổ truyền tương tự như Nhật bản, chúng ta thấy các nhà chế tạo đàn tìm tòi, nghiên cứu và sử dụng khá rộng rãi các loài gỗ, kể cả nguồn gỗ các châu lục khác, để làm đàn cổ truyền như biwa (tỳ bà) hay shamisen (đàn tam Nhật).
Khi xem xét các biểu đồ biểu diễn sự tương quan giữa các tính chất vật lý, cơ học với những tính chất âm học của gỗ, chúng ta có thể có một ý niệm khái quát về những yêu cầu dành cho vật liệu, tương ứng với từng loại nhạc cụ. Các dữ kiện để lập các biểu đồ dẫn ra ở trên đã được nhà nghiên cứu mộc chất Ulrike Wegst và cộng sự dựa trên tài liệu của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence, Berkeley và các khảo sát khoảng 400 loại gỗ trên thế giới, được tuyển chọn qua kinh nghiệm dùng trong chế tạo đủ loại nhạc cụ, trong đó đàn dây có số lượng đáng kể, tập hợp lại.
Biểu đồ cho biết những gỗ nằm trong vùng bên trên đường chỉ hướng tăng có khuynh hướng tạo cho âm chính vang lớn hơn so với gỗ nằm bên dưới trong biểu đồ. Biểu đồ cũng cho thấy gỗ làm mặt đàn đều có hệ số tắt âm η rất thấp.
Gỗ làm mặt đàn không những cần toả âm tốt mà còn cầm độ cản âm thấp, giúp cho sự chuyển rung động âm vào không khí hữu hiệu. Gỗ làm thùng đàn cần độ cản âm cao giúp thùng đàn giữ vai trò của hộp phản âm tạo cộng hưởng.
Một chỉ số cũng được đề cập khi khảo sát tính chất âm học của gỗ là yếu tố Q. Trị giá của Q là nghịch đảo của hệ số tắt âm η. Trị giá cao của Q cho biết tỉ lệ mất năng lượng thấp và âm tồn tại lâu hơn.
Âm thanh phát ra từ chính dây đàn do gảy, hoặc kéo, gõ rất yếu, khó nghe vì chỉ một phần nhỏ không khí quanh dây đàn được kích thích rung động. Để âm thanh có thể nghe được rõ ràng, năng lượng từ dây đàn phải cần chuyển qua ngựa đàn, lan xuống mặt đàn, và kết hợp với thùng đàn qua hiện tượng cộng hưởng. Để có được kết quả tối hảo, dây đàn cần cùng hướng với sớ gỗ mặt đàn.
Gỗ thùng đàn, cùng với gỗ cần đàn, thường làm bằng gỗ cứng, để không bị cong lệch hay biến dạng dưới sức căng của các dây đàn. Hình dạng, kích thước, cách kết nối mặt đàn với thùng đàn, lỗ thoát âm…đều có ảnh hưởng đến âm thanh. Lỗ thoát âm thường hình tròn hay có dạng cung tròn. Ngoài lý do thẩm mỹ, hình dạng lỗ thoát âm còn vì cấu tạo trực hướng của gỗ. Gỗ rất dễ bị nứt tét dọc sớ, nhất là với những bản mỏng 2-3 mm như mặt đàn. Khoét lỗ hình cung tròn sẽ tránh được sự tập trung sức căng nơi các góc cạnh khi gỗ chịu lực căng thường xuyên. Gỗ mặt đàn có mắt sống có lẽ không ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất âm thanh, nhưng quan điềm này thay đổi tuỳ người thẩm âm.
Một điểm lý thú là đa số các nghệ sĩ đàn dây cho biết nhạc cụ càng “già”, càng được chơi thường xuyên, có âm thanh trội hơn hẳn so với các nhạc cụ mới chế tạo cùng vật liệu. Một vài khảo sát cho biết có thể ẩm độ gỗ và các từ biến (còn gọi là rão, là biến dạng của vật liệu dưới tác động ứng suất kéo dài) làm thay đổi tính chất âm học của vật liệu như làm giảm hệ số tắt âm, thay đổi độ cứng, sự giảm mức hemicellulose trong gỗ theo thời gian đưa đến giảm khối lượng riêng nhưng không làm giảm ứng suất đàn hồi, dẫn đến âm thanh vang hơn, âm sắc thánh thót hơn? Những nhận xét, khảo sát sơ khởi như trên chắc còn cần nhiều nghiên cứu để làm rõ trong tương lai.
Các yêu cầu vật lý cho gỗ mặt đàn thông thường là gỗ nhẹ nhưng không quá mềm xốp, không khuyết tật, sớ thẳng, gỗ có ẩm độ cân bằng với ẩm độ không khí do phơi sấy, dẫn âm tốt. Để đánh giá các phẩm chất trên phương pháp tốt nhất là quan sát với kinh nghiệm kết hợp với đo đạc khoa học. Độ cứng của gỗ giúp tính toán độ dầy của mặt đàn, thông thường từ 2-3.5 mm. Mặt đàn càng mỏng, âm thanh càng vang và rõ.
Đánh giá mức đáp ứng với âm thanh, thường có nhiều cách, đơn giản là rải mạt cưa mịn rồi quan sát cách định vị khi kích thích với một tần số nào đó, kết hợp với kinh nghiệm thẩm âm của nghệ nhân, để đánh giá.
5. Vài ý kiến từ góc độ kỹ thuật gỗ
Trên thế giới ước tính có khoảng 73,000 loài cây cho gỗ, trong đó vùng Đông Nam Á ước tính có khoảng 12,000 loài. Việt Nam có khoảng 500 loài gỗ được sử dụng trong nền kinh tế. Gỗ làm đàn dây, có hai loại khác nhau về mặt tính chất âm học, một thường nhẹ xốp để làm mặt đàn, và loại kia nặng cứng để làm thùng đàn và cần đàn. Việc chọn lựa loại gỗ (và cả loại dây đàn) ảnh hưởng đến phẩm chất âm thanh. Xin đơn cử một thí dụ trích từ Acoustic Guitar Forum làm thí dụ:
 Các dữ liệu về cơ lý tính của gỗ Việt nam còn thiếu thốn, nhưng với một số loài được đo đạc cho thấy triển vọng tìm được nhiều loài gỗ đáp ứng các tính chất âm học căn bản để làm đàn không phải là ít. Từ gỗ nhẹ như Mò cua (Alstonia scholaris) tỉ trọng 0.45 với ứng suất đàn hồi 8.9 GPa dến loài gỗ rất nặng như Mun (Diospyros mun) tỉ trọng 1.1, ứng suất đàn hồi đến 18 GPa, kể cả gỗ cây một lá mầm như Dừa (Cocos nucifera) tỉ trọng 0.8, úng suất đàn hồi 11.8 GPa hay với tre, tỉ trọng thay đổi tuỳ loài từ 0.45 đến 0.85, ứng suất đàn hồi cũng thay đổi từ 9 -14 GPa; đã cho thấy một phổ rộng rãi để chọn lựa nguyên liệu làm mặt đàn, thùng đàn, cần đàn, cung vĩ. Việc tìm kiếm vật liệu mới, cả bản địa lẫn bên ngoài, để cải tiến âm thanh của đàn hay tạo sắc thái mới sẽ có cơ sở khoa học hơn, tránh tình trạng làm hú hoạ tốn thời gian.
Nền âm nhạc cổ truyền Việt nam trải bao thế hệ luôn chứng tỏ có một sức sống trong nền văn hoá riêng của dân Việt. Trên thế giới chỉ một số không lớn các nước có dụng cụ đàn dây đặc hữu của dân tộc mình, sản sinh từ một nền văn hoá coi trọng âm nhạc trong sinh hoạt. Việt Nam là một trong những quốc gia đó với Đàn Bầu được thế giới biết đến, âm thanh được tôn ngưỡng như tiếng mẹ giọng cha. Bên cạnh đó Việt Nam cũng có phong phú những dụng cụ âm nhạc luôn được bản địa hoá theo dòng thời đại để thích hợp với ngôn ngữ và tình tự dân tộc. Cùng hình thức trái lê, cùng tần số âm thanh, nhưng người nghe không thể lầm lẫn giữa tỳ bà Việt nam với pipa của Trung hoa, hay biwa của Nhật bản, hay bipa của Đại hàn, hay biba của Mông cổ…
Tham khảo chính
• Yoshikawa, Shigeru, Wood for Wooden Musical Instruments, Kyushu University, 2014
• Phạm Duy, Khái quát Nhạc sử Việt nam, phamduy.com
Chú thích
• Hệ số đàn hồi E biểu thị độ dẻo của gỗ, đo tính chất gỗ lấy lại hình dạng ban đầu khi lực tác động không còn. Có vài phương pháp đo trong phòng thí nghiệm, căn bản nhất là đo biến dạng tĩnh.
Tính E bằng công thức: E = WL³ ÷ 4Dba³, với W là lực, L là chiều dài, b là chiều ngang, a là chiều dầy tấm gỗ, D là độ dịch chuyển thanh gỗ theo W.
Đơn vị E trong hệ thống đo lường dùng trong vật liệu học là MPa (Triệu-Pascal, 10⁶N/m²), 1kg/cm² ≈ 980.000 Pa
• Vận tốc âm thanh trong gỗ theo chiều dọc sớ rất cao, lên đến 3000 – 5000 m một giây. Một dụng cụ đo vận tốc hiện dùng là máy đo LucchiMeter.
|
