Hi Fi 基礎談 六十:神木.神銅.神鋼 – 釘之神話

上期,在報導光悅 Urushi 一文裏,我提到了玩音響的「諧振運用」竅門,坦白道出了今日 Hi End 界有意無意的「諧振處理」技術。

個人認為,世界上一切避振方法,都不能將物體本身的振動 100% 驅出體外,亦不能與體外的振動 100% 分隔。

先看物體本身振動的來源:揚聲器是一件振動最劇烈的活動體,用 3D 雷射掃描,在螢光幕上清楚看見喇叭箱在放音時四邊扭曲及膨脹收縮的情況。CD 機、LP 唱盤、卡式座等均有本身運作時產生的機械振動。而上述所有器材,都有本身的諧振點,有的甚至不止一個諧振點(Resonance point)。

諧振點即是諧振週率

諧振點即是諧振週率,即是每件物體的自由振動週率(Free Vibration)。譬如用槌去敲一面銅鑼,那面鑼便發出它的自由振動,聲響由強而弱,聲響的基本週率,也是鑼的諧振週率。物理上,用頻率產生器造出這諧振週率,向著銅鑼發射,銅鑼響應到它的自然振動週率,便發出聲響。只要頻率產生器發射出足夠的響度去激勵銅鑼的自然振動,鑼聲便會愈來愈強,振動不斷加劇,直至銅鑼破裂。

諧振是會產生許多大災難的東西,例如雪山深處一聲槍響可以引起大雪崩,西雅圖—條大橋因颶風吹襲觸發諧振而倒塌。歷史上,張飛喝斷長板橋,Caruso 唱破水晶燈,Ella Fitzgerald 迫爆高腳杯等,都是人聲激勵物體諧振的記載。顯然,張飛嗓音很低,Caruso 和 Fitzgerald 却都是高音。

喇叭的諧振點可能有兩個,一是低音單元音圈諧振,二是聲箱諧振。設計者可以在兩個諧振點上大做文章,操縱低音的個性。聲箱諧振,一般叫「箱聲」,是發燒友面對的大題目。至於其他看似靜止的器材,都有振動,例如電子振動和變壓器振動等。

電聲學上,最潔淨的音響重播,是 0 諧振重播,理論上,只有 0 諧振才克臻至 100% 傳真度。音樂在演奏現場所引發的一切堂音、殘響、泛音、和差音,都捕捉在錄音裏了,重播時絕不應滲染了器材和聽音室的渲染。這是 Hi Fi 最終指標,也是 Hi Fi 最大諷剌。

人類不能接受 0 諧振

Hi Fi 器材的振動,包括一切被動及主動,都是渲染重播的色素。起初,人們只知機械振動是干擾音質的染色體,後來又發現電子振動,包括由機械振動引起的電子振動都能干擾音色。電聲學界一致公認,最接近 0 諧振境界的音響重播是聽耳筒。無疑,發燒友可從 Hi End 耳筒聽到最純正的現場音響,可惜聽覺構造極脆弱,抵受不起大動態,一般人只能抵受在耳邊產生的 85dB 瞬間音壓。耳筒 Hi Fi 動態,不宜超越 65dB 界限,否則對聽覺有害。很明顯,聽耳筒是很高級但很斯文的 Hi Fi 享受。而四分一世紀以來,電聲界亦深知喇叭放音的 0 諧振重播是一項完全不能接受的聽覺體驗。何解?聲源經揚聲器轉換音波通過空氣傳至耳朶的程序,竟然會如斯嚴重地改變了聲響的原質。這裏大有學問,既然接受了 0 諧振放音效果不佳的物理、心理現實,却又大聲疾呼一切避振法術均以臻達消除或吸收諧振之目的為基礎,是否能自圓其說呢?是否自相矛盾呢?

如果把一切避振法術稱之為控制諧振之技術、或甚至藝術,英文寫成 The Art of Controlled Resonance,會不會更冠冕堂皇—點?

控制諧振的藝術中一項最藝術的法術,是本期講的神釘。木銅鋼邊樣好聲?

發燒友是世界上最不講理由的動物,尤其對發燒配件(Hi Fi Accessories)售價不講理。舉例說,最近潮流興 LED 電子鐘改善 CD 音色,美國 TAS 介紹一款 Hi End 專用的竟賣 US$450!

各位有沒有考慮到,一條 HK$1,800 的 Hi Fi 專用電源綫有什麼料?

將 Hi End 價位炒高的大師,是美國 Lyric HiFi 的 Mike Kay。他的理論,替 Hi End 行業賺來最高利潤比率,他認為將 Hi End 售價提高才會有更多人幫襯。年前,VPI 產品便被迫將零售價大幅調高來獲取 Lyric HiFi 的訂單。

Hi End 配件的成本絕不重要,最重要的是它能否提供如傳說所講的效應。在這方面,神釘是最立竿見影的產品。事實上,任何發燒友可以用任何想得出的東西墊在任何 Hi Fi 器材之下,音響效果也必有變。而神釘就更加顯著了;木有神木聲、銅有神銅聲,鋼有神鋼聲。

邊樣好聲?

雷明老實話你知,要自己試。但玩家可憑個別需要,去為組合加上木聲,銅聲或鋼聲。至於哪種質料諧振點較高或較低、哪種質料吸收諧振,和釘尖向上或向下的「導振」率孰高等問題,則有更科學化的解答。但,在繼續下去之前,若各位反對我的 Controlled Resonance 理論,請到此為止,多謝收睇。

先講諧振點,木、銅和鋼當然都有諧振點,但單講諧振點高或低是絕無意識之舉。以同樣重量或同樣體積的物料來互相比較諧振點,也極之不切實際,諧振點是個別性的。例如一隻用 3/4″ 神木造的 LS3/5A 喇叭箱諧振點在 XHz, 而用 3/4″ 鋼或 3/4″ 銅造的LS3/5A箱的諧振點就分別是 YHz 和 ZHz 等。X 或 Y 或 Z 並不重要,因為經加工處理後,它們的諧振點都一定可以造到設計師的需要。世界上還未有人玩銅或鋼喇叭箱,因為不切實際。木仍是主要材料,其他水泥、灌沙、石膏都不斷有人嘗試,無非想用較有效辦法控制諧振吧。

歷史上最早推出神釘的牌子,是 Tip toe,將音響器材用 Tip toe 承起,音響畫面分析力增加,3D 感改善,低頻收緊,透明度提升。用木墊 Hi Fi 的玩法,沿自日本,80 年代流行的實木喇叭架,用鐵路軌枕木墊起大 JBL 等,均具創意。最能徹底吸收振動的墊物,是鉛座 Lead Console,也是日本發明,它有效吸收振動,隔離性能絕佳。

台灣的 Kegel 的杜克禮兄對神釘物理作出深入研究,創製了一系列 Kegel 神釘,很理論化。適當運用,能臻達預期效果。Kegel 的矽油緩衝方式富說服力,筆者跟他談了一小時神釘心得,覺得此人精通物理學。向他請教以 Acrylic 圓環包鈍銅釘的可行性,他的解答,真是瞭如指掌,還建議試加矽油緩衝。

釘的靚聲原因

法國 Goldmund 的 Pierre Lurne,對神釘物理徹底研究後,發表了一套具體化的機械接地點理論(Mechanical Grounding)。他主張先找到物體的「振動中心」,然後經此處以單釘或一點落地,物體的 2 或 3 點支撐,不用釘而用硬膠腳。

Goldmund創製的神釘,以銅錐為身,硬鋼為釘尖,錐的內部注滿矽膠。此釘製法複雜,釘尖與銅錐接合圓周誤差不超過 1/1000″,要動用 300 噸油壓機將釘頭嵌入銅錐。但,在筆者所玩過的各式神釘之中,製作難度最高者首推上述 Acrylic 圓環包純鋼的兩件頭(釘尖、釘座)套裝。不過,這也是用在解碼器上最靚聲神釘。

釘的靚聲原因,在物理學上有最明顯解釋,是退耦(Decouple)作用及機械接地作用。機身振動沿釘尖傳至接地點,神釘最好兼有退耦及導振用途,將機身振動卸去,却又能抗拒外來振動。

將整件器材的重量用 3 或 4 顆釘尖承起時,釘尖所施於接觸面的單位壓力極之龐大,對能量傳輸的阻力相應降低。能量傳輸與電傳輸特性一樣,喜歡揀易走的路(低阻力)去鑽。釘尖遂成為能量傳輸的捷徑。但它並非單程路,若說釘尖方向就是能量傳輸方向,似屬一廂情願的看法。換言之,神釘的退耦效力只屬一般,單憑神釘,避振功夫未算徹底。

若話釘底有收集振動之效,釘尖傳輸能量程序有出無入,均屬表面證據而已。要徹底分析物理現象,最佳方法是把物理形態用幻覺放大了來看。1 千倍不夠嗎?1 萬倍如何?

大多數人認為,釘底是收集振動的 Collector,釘針是放射振動的 emitter,釘是單程路卸振器,外界振動不能沿釘尖傳入機身。這理論表面證據有利,眼見就是這樣。但是,既知釘底因有面積而收集振動,那末,將釘底面積擴展至機身大,豈不是收集到全部機身振動?再問,如果機身與地台(Ground)連成一體的話,地台又豈不是收集到機身的全部振動?答案是:Yes & No。

放大接觸面看看

釘尖絕不是振動移走的方向,釘底的收集振動效能也遠遠及不上釘尖。釘底的收集振動能量的移動,和電傳輸特性完全相同,當我們聽器材用釘承起時,釘尖與「地」接觸點所產生的單位壓力龐大無比,可能重過一架坦克車,這也是阻力最低的能量傳輸點。能量的移動,和電傳輸特性完全相同,喜歡揀阻力最小的通道走。「卸振」作用,是把物體的振動沿阻力小的捷徑,輸送至無振動的接地點。體外的「地」把經釘尖傳過來的振動吸收瓦解。另一方面,「地」所產生或感染的振動,若然比物體的振動更強烈的話,它一樣可以沿釘尖流入物體。

釘底收集振動的效能,一般來說絕對不會高於釘尖。因為,釘底與機底所構成的接觸狀態完全靠估靠運,一般都穩陣不過釘尖與「地」的接觸。

請用幻覺將釘底及機底面積放大 100 倍,我們看見,中央挖空少許的神木釘與噴上凹凸油的機底,二者表面都很粗糙,接觸狀態頗惡劣,容易引起搖滾(Rocking)情況。巨型光面神木釘底,打磨平滑,但和凹凸油機底的接觸狀況只略佳,也只有點或綫接觸,沒有面接觸。其他神銅、神鋼、神膠都是 50 步與 100 步之分。唯一能做到接觸面較大的辦法,是在釘底塗上薄薄一層 Silicone 矽膠,或索性塗上一層薄薄的 Patex。我的論點,是釘尖向上拮機底和向下拮「地」(無論是甚麼,都叫 Ground 也罷),分別在於接觸面之收集能量效率。用釘座把釘尖承住的方式,更產生多種變奏玩法,例如釘尖加矽油呀等。

我可無法預知府上加油或塗 Patex 會變甚麼聲,但肯定變聲。另一肯定,是兩頭尖的釘有最佳收集、傳輸效率,不過好難用。

至於用甚麼材料造的神釘最好聲這敏感問題的最佳答案,就是:乜都唔同聲!

聽覺視覺反應一致

首先講清楚一事,我認為釘的避振效能十分低級。物理學上,若找到物體的「振動能源中心」,從中心上引上 1 粒釘即接「地」,而其他支撐物料則採用較軟性的橡膠腳,就較易臻達卸振和避振的「單程路」功能。這是物理奇才 Pierre Lurne(Goldmund)發表的機械接地(Mechanical Ground)概念,物體的振動,從—個振動能源中心上集中,沿阻力最低的通道輸入「地」。中心點向外走的能量大於體外想鑽入物體的能量,所以產生方向性。而橡膠腳的避振(吸振)效能,則比較神釘的銅、銀或木好很多倍。

神釘是一件傳輸振動和臻達某程度退耦(Decoupling)作用的媒介(Interface),它本身的物理特性就是製造出千百種不同音色和音場的主體。木有木聲、銅有銅聲、鋼有鋼聲。這些形容字眼,極之貼切,聽覺和視覺的生理心理反應,完全統一了。

科學一點的解釋?有之至。可惜完全連少少的羅曼蒂克感性都付諸闕如,冇癮之至!

木感性派話,神木釘最靚聲,因為木最天然,音樂要用天然物料去激勵音樂感,千年神木靚過最靚,因為有靈性。

鋼感性派話,神鋼最靚聲,因為鋼無堅不摧,光輝燦爛,勁不可擋,焦點 sharp 到纖毫畢露。King Arthur 在 Avalon 戰場上打斷了一橛寶劍,用來造釘靚聲過最靚,因為有靈性。

銅感性派話,神銅最靚聲,因為銅兼有木之溫情及鋼之明亮,亦剛亦柔,彈跳力與金石聲一齊來。如來佛祖那口鐘上的神銅,用來造釘靚聲過最靚,因為有靈性。

物理點解派話,乜鬼釘都靚聲,只要將導振及卸振特點做到和器材相輔相成,就靚聲過最靚,因為電聲科技被人性化了。

「神」化的音色

控制諧振之藝術,The Art of Controlled Resonance(TAOCR)是電聲科技人性化的邏輯,大部份「音響春藥」(Audio Accessories)都含有 TAOCR 成份。每種物質的諧振特性都有不同,它們收集振動,也產生自己的振動,這是一種有損耗的「換能」作用。結果是,神釘將器材的振動部份「換能」為自振,而部份自振却經釘底(倒轉用的話,釘尖)回饋給器材。於是乎,機械振動又激勵了電子部份(半導體,真空管,零件綫路板任何東西),變成了最終混入揚聲器放送出來,被人耳聽到了分別的「神」化音色。(喇叭加釘是純機械 TAOCR)

我們無謂爭論木、鋼或銅哪種物質吸收聲波能量最多,物理學上,我們用「內部消聲率」數字來顯示物體在受到聲波激勵時的振動特性。內部消聲率愈高的物體,表示具有強大的吸收振動效能,聲波進入物體裏面,被迅速轉換成熱能,物體產生的諧振幅度極低,餘振時間又短暫。鉛是已知金屬中內部消聲率最高的東西,避振性能優異亦即所以喇叭座要灌鉛。沙、鋼沙、鐵沙等物,內部消聲特性都極高,遠遠高過實心的銅、鋼和木。但,自有 Hi Fi 以來,發燒友都知道用內部消聲率高的物料造避振會使聲音變呆的顧忌。最初我們玩夾沙障板(Sand filled panel,Wharfedale 最興)時,已發覺夾板藏沙的音色比混凝土板溫暖得多,後來流行過一陣的鉛唱盤座 Lead console,音色已及不上鉛與木並用的 VPI 避振座生猛。基本上,各類神釘改變音色的原因,都是諧振的回授,TAOCR 成為一門學問,應用得宜,實有化醜為妍之功效。

但是,任何一種神釘的採用,都必須適可而止,濫用神釘會走火入魔。筆者領教過「木魔」及「鋼魔」的組合,前者是大 mono,畫面又肥又矮,高音似豬油,低音似「通屋奇應」。後者音場闊而淺,畫面無連貫性,樂器一粒粒,像散沙,無 Size 之分,統統是細碼。高音尖峭,低音乾硬。

奉勸各位神釘迷,用釘之道,應由 0 開始。在無釘狀態下,先將聽音印象有系統地記錄下來。每加一釘,都應該對音響有改善。要注意表面上容易聽到的改變未必對,例如高音多了或低音多了不一定好。

我不贊成單用一種神釘調音,靈活思巧,擇善而從,利多於害,是用釘之道。 (原文刊於 1991 年 5 月《Hi Fi Review》,作者 雷明 先生)