B&K版国家宝藏 | 新年钟声又响起，藏着多少小秘密

 

再过不到两个月狗年就要到了

新年的钟声又要敲响了

全国那么多城市都有钟楼

但你们知道每年春晚直播撞的是哪一口钟吗？

 

在即将过去的2017年，B&K有幸受邀参与了一项研究测试，对这口著名的钟——现悬挂于北京钟楼的明永乐大铜钟，及钟楼的建筑声学进行了测试。这口钟铸造于1420年，也就是北京皇宫建造完毕，明成祖朱棣迁都北京的前一年。

 

钟楼及钟

 

现存的北京钟楼重建于乾隆十二年，钟楼上悬挂了一口大铜钟，重量达63吨，是我国体量最大、最重的古代铜钟之王。它的钟声悠远绵长，圆润洪亮，撞钟之时，数十里外耳听清晰明亮。

 

在古代每天黄昏戌时（19时至21时）定更、平旦寅时（晨3时至5时，即五更）亮更，均撞钟一百零八次报时，“都城内外十有余里，莫不耸听”。

 

https://v.qq.com/x/page/r0525f00bsv.html

（视频中仅截取了一段，完整钟声长达100+秒）

 

 

钟的振动信号分析

 

特别说明的是，本篇没有分析声音信号，因为测试时钟声触发了周围停放的汽车“防盗声”（测试中记录到撞钟声压级达到134dB），所幸振动信号未受环境干扰。

 

下图的数据使用PULSE LAN-XI记录安装在钟体上的加速度计所接收到的振动信号，利用Reflex Core中的FFT分析撞钟后的振动衰减过程。

 

 

从振动信号频谱可见，衰减时间最长且幅度最大的振动频率依次是26.5Hz、67.7Hz、

95.8Hz、146.9Hz…但在撞击后先听到的，并不是能量最大、最低频的声音，而是相对频率更高一些的声音，在衰减一定时长后低频声始能听到。

 

永乐大钟的声音与钟体材料、结构、形制都有关系。钟总重63吨，钟体高4.50米。喇叭口（钟唇）直径3.40米，钟唇直径与钟通高之比为0.613，近似于黄金分割值0.618，这一比例与钟声和谐悦耳不无关系。

   

北京钟楼永乐大铜钟（东侧）

 

深藏于钟楼的秘密

 

看过大钟不禁会问，在没有现代起重机械设备的年代，重约63吨的大钟搬是怎么运至23米高的钟楼二层的呢？

 

这就要提及一个今人无缘看到的设施了——原位于钟楼底层和二层间直径6米垂直柱形空腔，和底层十字交叉窑洞空腔。

 

假如有人穿越回永乐年间，或许能看到将大钟从钟楼底层沿着垂直柱形空腔吊至二层应是较简单的方法。底层十字交叉窑洞高6.7米、宽6米，垂直柱形空腔直径6米，吊装通高5.55米、直径3.40米的大钟从尺寸的角度看毫无问题。

 

这一空腔在声学上是否起共鸣放大声音的作用呢？由于空腔在1925年钟楼改作他用时被厚木板堵住，同时与底层十字窑洞相通的口也被密封，至今未能恢复，这个设想无法检验了。

 

期待有朝一日，空腔重开，古人的智慧能重见天日， 也能让我们有机会重测钟声。

下载PULSE记录的数据片段

进行更多分析

在2018年钟声敲响时

可能会收获更多感悟哦

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