实验音乐考古研究中所蕴藏的逆向工程思维与方法.pdf

HUANGZHONG（Journal of Wuhan Conservatory of Music）黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期文章编号：1003-7721（2023）02-0119-09实验音乐考古研究中所蕴藏的 逆向工程思维与方法潘子敬訾威摘要：实验音乐考古是基于中国音乐考古学研究中大量复原、复制工作的积累，近年来逐渐总结已得经验，而形成的具有极强学科特色的方法论。“复原”是实验音乐考古研究中的主要手段，而在其“复原”过程中所体现的内在逻辑实则与工程学领域下“逆向工程”这一理论高度契合。该文立足于中国音乐考古学学科基本结构理论，将实验音乐考古中所蕴藏的逆向工程理论进行阐明，并梳理其研究目的、研究流程中的共性与特性。关键词：实验音乐考古；研究方法；逆向工程中图分类号：J609.2文献标识码：ADOI：10.19706/42-1062/j.2023.02.010收稿日期：2023-02-23作者简介：潘子敬，男，郑州大学河南音乐学院2021级在读硕士研究生，导师：王子初教授；訾威，男，博士，郑州大学河南音乐学院助理研究员（郑州 450001）。1 王子初：碎金风华：音乐文物的复制、复原研究，北京：科学出版社 2021 年版，第 432452 页。2 方建军：音乐考古学通论，北京：人民音乐出版社 2020 年版，第 262 页。3 朱国伟：“中国实验音乐考古”研究方法初论，音乐研究2022 年第 3 期，第 67 页。近年来随着中国音乐考古学的发展，古乐器复原、复制工作大量进行，诸多学者也累积了丰富的复原、复制研究经验与心得。王子初先生在 2021 年出版的碎金风华：音乐文物的复制、复原研究中将数十年来所进行的古乐器复制、复原项目进行集锦，提出了“中国音乐考古学”的建设问题；1方建军先生也在其所著的音乐考古学通论中将“模拟实验”单独作为章节进行了详细论述，并指出：“音乐考古学的模拟实验，是借鉴实验考古学的方法，运用实体或虚拟制造的手段，对考古发现的音乐遗存进行复制、仿制或模型重建，以探索古代人类的音乐行为和过程。”2 可见由古乐器复制、复原工作经验凝练升华而产生的“中国实验音乐考古”已然成为音乐考古学学界广泛关注与探索的前沿研究方法。朱国伟博士将中国实验音乐考古定义为：“根据考古资料及相关数据，通过对文物本身和制作过程的复原或模拟，来实现对音乐文物或相关事象的材料、结构、成形过程、功能，以及声音特性/音乐性能等方面的认知或检验，进而在古代音乐相关技术和音乐行为方面得到更深的实证性认知。”3实验音乐考古研究方法的操作细节与尺度在此得到了一个较为科学的理论指导与规范。黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期 120从以上三家观点可以看出，对古代音乐遗存的复原与模拟是贯穿中国实验音乐考古研究的主要方法与手段。通过“复原”4的过程、结果来得到尽可能接近历史上音乐原本面貌的认知，是实验音乐考古研究的核心思路。值得注意的是音乐作为一种即时性的艺术形式，其在历史长河从所遗存的“考古资料”并非是音乐本身，而是音乐各个环节发生时所使用、附着、映射的实体物质，故而中国实验音乐考古的研究目标并非是单纯地复原所得的具体实物，而是破译附着于音乐遗存上的古代音乐信息。王子初先生所主持的曾侯乙编钟、江都王刘非墓编磬等复原研究工作，采用较古代更为先进的铸造工艺与生产设备，其最终所产出的“复制”结果在音乐性能上甚至高于“出土原器物”。可以看到其所追求的不仅是复原出土古乐器的音乐性能、外在面貌，同时还应当还原受制于古代生产技术不能被完全体现于古乐器中的古代音乐认知水平。这在研究逻辑、方法流程中体现出与工程学领域下“逆向工程”这一理念高度重合。一、逆向工程与科技考古的概念和关系逆向工程（ReverseEngineering）5又被称为逆向技术、反求工程，最初是在计算机软件上使用，包括反汇编、反编译、程序分析技术、软件理解工具、功能分析技术，目的是使得软4 这里借用“复原”一词，指代复原、复制、仿制、模拟等一切通过收集考古信息，对音乐遗留进行模仿、构建的行为。而本文对于复原与复制区别的认知主要采用王子初先生的观念（参见王子初：碎金风华：音乐文物的复制、复原研究，第 432452 页）。5 参见中国大百科全书（第三版）（网络版）“逆向工程系统”词条。网址：https:/ 年 3 月 6 日。6 朱三元、刘霄：国内外软件逆向工程综述，计算机应用与软件1990 年第 4 期，第 111 页。7 郑澄：我国纺织工业与技术引进的逆向工程，科技进步与对策1994 年第 3 期，第 5354 页。8 乌克兰Dennis Yurichev：逆向工程权威指南（上册），Archer、安天安全研究与应急处理中心译，北京：人民邮电出版社 2017 年版，第 14 页。9 美兰登书屋辞书编辑室：兰登书屋韦氏大学英语大词典，北京：商务印书馆国际有限公司 2016 年版，第 1433 页。10许智钦、孙长库编著：3D 逆向工程技术，北京：中国计量出版社 2002 年版，第 2 页。件系统便于理解、修改和维护。620 世纪 80 年代，欧美的高校和工业界开始注意到这一领域，他们认为这种逆向思维模式有利于促进工业生产和工程的维护，于 90 年代初各国学术界逐渐开展逆向工程应用于实际生产方面的研究。逆向工程率先在我国纺织工业中得到应用。7时至今日，丹尼斯 尤里切夫（DennisYurichev）在逆向工程权威指南中认为逆向工程仍是计算机软件领域广泛使用的技术。8经过数十年的发展，逆向工程在情报学、管理学、工程学等领域中也形成了各自相对完备的理论体系。笔者将韦氏词典中“逆向工程”定义译为：“通过研究或分析，了解某一产品设计和构造的细节，以便于生产其复制品。”9在制造领域中，逆向工程理论通常是以工程方式执行某一模型的仿制工作。10其基本原理是通过对已得实体模型的全方位测量统计、拆解分析，逆向推导模型的设计结构、生产技术等相关信息，破译其设计、生产等各环节中的完整思路，最终得到完整的设计图纸或虚拟模型用于实物制造的过程。在考古学领域，逆向工程也有了较为丰富的探索与实践。在国内的研究中，一类是逆向工程的应用，如河南工业大学先进制造研究所使用三维激光扫描与 3D 打印技术，对发掘得到的古人类骨骼进行激光扫描，获得完整数字化信息进行存档，并通过 3D 打印获得高精度实验音乐考古研究中所蕴藏的逆向工程思维与方法 /潘子敬訾威 121的复制品用于陈列，避免展览过程中可能造成的损害。11西安工程大学刘凯旋教授等基于逆向工程和人机交互技术，对唐代壁画服饰进行了三维仿真修复，并对复原效果进行了模糊综合评价（Fuzzycomprehensiveevaluation）。12另一类是对逆向工程在文物上应用的技术方法进行深化，如上海工程技术大学与巩义市文物考古研究所进行合作，对于“如何有效利用逆向工程进行文物复制”这一问题进行了技术层面的探讨。13逆向工程在国外的考古研究中同样有着用武之地，鲁丹 斯米利科（RudanSmiljko）使用逆向工程方法，对古代船舶倾覆事件进行了复杂的流固耦合分析，通过重建船舶模型，探索了倾覆事件的可能性原因。14阿萨纳西奥斯 斯蒂利亚迪斯（AthanasiosD.Styliadis）讨论了从历史摄影的原始二维图像，利用逆向工程的方法恢复古代纪念碑并实现三维形态的还原问题，15其后他对该方法进行了完善。16欧美学者习惯将使用激光扫描技术从而获得的高精度遗迹、遗物信息的研究方式称之为“数字考古”（digitalarchaeology）。同时亦在积极探索3D 打印技术服务于文物修复、陈列方向的技术革新与适配，2023 年印度那格浦尔大学塔莫11张云龙、惠延波、周颖、朱康、白路遥：古人类骨骼的数字化重建与 3D 打印，科技与创新2023 年第 3 期，第114116 页。12Liu Kaixuan,Wu Hanhan,Ji Yanbo,Zhu Chun,“Archaeology and Restoration of Costumes in Tang Tomb Murals Based on Reverse Engineering and Human-Computer Interaction Technology,”Sustainability,2022,14(10),p.6232.13刘雅辉、刘淑梅、曹向珂、高永帅、于秋华：CAD 和 3D 打印技术在文物考古中的应用，上海工程技术大学学报2014 年第 2 期，第 154157 页。14Rudan,Smiljko,RadiRossi,Irena,“Application of the State-Of-The Art Engineering Methods in Nautical Archaeology,”Pomorski zbornik,2018.15Athanasios D.Styliadis,“Historical photography-based computer-aided architectural design:Demolished buildings information modeling with reverse engineering functionality,”Automation in Construction,2008,18(1),pp.51-69.16Athanasios D.Styliadis,Lazaros A.Sechidis,“Photography-based faade recovery&3-d modeling:A CAD application in Cultural Heritage,”Journal of Cultural Heritage,2010,12(3),pp.243-252.17Tanmoy Howlader,“Digitization of archaeological remains:the pathway of future archaeological research,”TIJER-International Research Journal,2023,10(1),pp.42-61.18胡耀武：科技考古研究范式之思考，人类学学报2022 年第 5 期，第 955 页。伊 豪拉德（TanmoyHowlader）在考古遗迹数字化：未来考古研究的途径一文中对近年国外数字考古中所运用的数据收集、3D 打印、三维建模技术进行归纳思考。17可见，当前逆向工程在考古学中的应用是在逐步深化和完善的。20世纪80年代末期我国出现的“科技考古”一词，也缘于自然科学家的命名，18科技考古的定义就是应用自然科学等相关学科的方法和技术开展考古学研究。如碳十四测年、稳定同位素、古 DNA 等领域，以及对样品的处理、提取以及分析技术等皆可以被称之为科技考古。近四十年来，先后出现了“实验室考古”“现代实验技术在考古学中的应用”“科技考古”“考古科技”“科技考古学”和“多学科合作”等相近的词句，尤其是近几年来，人们对于“科技考古”能否代表一个学科或科学领域提出了不同看法。针对这个问题，袁靖教授认为科技考古是一个过渡性用语。由于现在属于科技考古范围内的各个研究领域还有待于成熟，一些新的研究领域还在逐步开发，所以科技考古这个词还会存在很长一段时间。但随着科技考古各个领域的研究逐步完善和独立，在有机地融入黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期 122考古学的发掘和研究之后，科技考古这个词将逐渐消亡。19笔者赞同袁靖教授的观点，从这个认识出发，当前迅速发展的“实验音乐考古”即是科技考古在音乐考古学领域的专业化发展方向。逆向工程是作为一种适用于多学科领域的技术模式，科技考古则是特定时代背景下，利用自然科学方法开展考古学研究的统称。如果把逆向工程应用于考古学的研究，则也可以视作是一种科技考古方法。近年来广泛被实验研究采用的“3D 打印”技术正是基于逆向工程原理的实践应用型研究手段，方晓阳教授团队的贾湖骨笛的精确复原研究20将“3D 打印”运用于贾湖骨笛的复制研究，正是将逆向工程技术应用于实验音乐考古领域的经典案例。同时实验音乐考古领域中大量的古乐器“复原”研究，其基本逻辑是经历“数据测量与收集数据处理建立模型生产制造”几个基本环节，与逆向工程理论中“数据测量建立模型生产复制”的基本流程完全吻合。二、实验音乐考古与逆向工程在思路与目的上的异同（一）高度接近的研究思路通过目前学界对于实验音乐考古的几种定义，可以看出“复原”的思路贯穿了实验音乐考古研究的始终。“复原”既是研究的过程，亦是研究成果的组成部分。音乐考古学者也正是在大量的复制复原过程中得到古代音乐相关技术和音乐行为方面的过程性知识。故而“如何19袁靖：“科技考古”名称的由来，中国文物报2017 年 2 月 24 日第六版。20方晓阳、邵锜、夏季、王昌燧、潘伟斌、韩庆元：贾湖骨笛的精确复原研究，中国音乐学2012 年第 2 期，第100105 页。21叶学贤、贾云福、周孙录、吴厚品：化学成份、组织、热处理对编钟声学特性的影响，江汉考古1981 年第 S1 期，第 2636 页。22王子初：碎金风华：音乐文物的复制、复原研究，第 433 页。23王子初：中国音乐考古学，北京：人民音乐出版社 2020 年版，第 2 页。科学地设计实验音乐考古的研究过程”这一问题本身亦是中国实验音乐考古在发展过程中亟待探讨的重点研究内容。例如武汉机械研究所在进行编钟复制研究工作中，叶学贤等技术人员通过铸造“试钟”，在其加工过程中探索出热处理工艺对编钟声学特性的影响这一过程性知识。21其铸造“试钟”的实验方法与过程亦是当下学者进行实验音乐考古研究所需理解消化的重要内容。逆向工程与之相同，亦是在研究过程中产生大量的过程性知识，且获得这些过程性知识也是逆向工程的任务之一。实验音乐考古与逆向工程整体研究思路高度吻合，对于研究对象的研究认识主要通过“复原”的过程直接获得或总结提取获得。在研究的基本步骤上两者亦具有高度共性，“复原”过程中呈现出“数据收集、测量数据处理与模型建立模型输出呈现”的基本流程。整体比对实验音乐考古与逆向工程的研究思路与主要研究步骤，可以直观地看出两者研究理论、研究过程的内在逻辑存在着极强的相似性。（二）研究目标、技术手段上存在的差别实验音乐考古作为服务于音乐考古学的一种研究方法，22其研究的最终目标应当与音乐考古学研究目标保持高度一致，从王子初对于音乐考古学的定义“通过对古代音乐文化遗迹和遗物的调查发掘，并对由此所得的实物资料进行分析判断来研究音乐历史的学问。音乐考古学同样应该是音乐史学的一个分支或部门”23，可以看出音乐考古学研究目标是通过对历史遗留实验音乐考古研究中所蕴藏的逆向工程思维与方法 /潘子敬訾威 123的破译、解读，研究认识音乐历史。故而实验音乐考古的目标是形成对于音乐历史的相关认知，换言之实验音乐考古目标在于尽可能“还原”历史中的音乐生活面貌与探索历史中的音乐理论认知。而逆向工程的主要研究目标是对目标模型进行复制生产与获得制造技术相关认知，并将所得认知用于提升已有生产技术。两者研究目标的不同主要体现在，实验音乐考古研究目标是探索古代音乐遗存材料所体现的古代音乐认知水平；而逆向工程的研究目标是在探索目标模型认知的基础上，将其已有认识运用于实际生产，或用于提升当前技术水平。逆向研究中得到认识所能带来的“产能”上的提升才是其研究的实际目标。与实验音乐考古以历史认知面貌的最终目标存在区别。另一不同之处在于目前两者研究所惯用的具体技术手段存在一定的不同。本文亦将通过对两者研究各步骤所使用不同技术进行对比讨论，探索两者所使用研究技术在日后的研究中是否具有互用共通的可能。目前的实验音乐考古研究中有关编钟的复原研究案例较为丰富，研究思路、步骤较为成熟，能够较为直观的体现实验音乐考古研究中的逆向思维，故而此处以编钟复原研究为例在研究流程上与逆向工程进行比较，图 1、图 2 是两者研究中所使用的基本流程及手段示意图。图 1 的编钟复原研究流程在曾侯乙编钟复原工作24、大云山编钟乐音性能复原铸造的研究25等诸多具体实验中都有较为直观的体现。而当下广泛应用于工业制造领域的逆向工程虽有着24湖北省博物馆：经多学科研究，曾侯乙编钟复制已基本成功，江汉考古1981 年第 S1 期，第 8891 页。25王子初、李明安：江苏盱眙大云山 1 号墓出土西汉编钟的复制研究，艺术百家2018 年第 1 期，第 98110 页；李一辉、李明安：大云山编钟乐音性能复原铸造的研究与实践，特种铸造及有色合金2021 年第 41 卷第 10 期，第 13181320 页。26所引用图片中将“CAD 模型重构”单独作为一个步骤，此步骤实际上是对已收集数据进行组装处理，故而本文在研究逻辑上将其与“测量数据的处理”共同理解为广义上的“数据处理”。27该图为笔者根据编钟复原实践经验绘制。28张军翆、张晓娜主编：先进制造技术，北京：北京理工大学出版社 2013 年版，第 26 页，原图 2-8。与之共同的研究逻辑，但所惯用的研究手段各具学科特色。逆向工程所使用的具体技术更新迭代速度是较快的，且主要依靠计算机、精密扫描仪器等手段完成整体研究中各个步骤。图2 所示，目前逆向工程研究在实际运用中并不拘泥于某种具体的技术手段，而是广泛采取多种测量、分析仪器与软件达到研究目的。26图 1实验音乐考古中编钟复原流程示意图27图 2逆向工程工作流程示意图28总体上中国实验音乐考古研究与逆向工程理论具有高度相似的主体逻辑，在研究最终目标上存在着一定差异。在研究所用的具体手段黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期 124上，目前大多实验音乐考古所用技术手段是基于传统“翻模铸造”思路，借用多种测量、分析、铸造手段形成的；逆向工程则是依托数字化测量仪器、计算机编程模拟等信息化手段进行复原研究。但可以明确的是两者在具体手段上并不排斥借用领域之外的先进技术。三、数据测量与采集方式（一）实验音乐考古常用的数据测量、采集手段实验音乐考古中所需研究的古乐器遗存存留状态不尽相同，故而在数据测量、采集手段的选择上，通常针对不同种类古乐器的遗存特性进行具体分析。就古乐器保存而言，钟、磬类的金石乐器遗存情况相较于琴、瑟类的竹木乐器通常更好。故而进行复原研究时，往往钟、磬类乐器的信息采集工作相对竹木类乐器较为容易。就目前的编钟复原工作而言，数据测量与收集方式主要采用考古学中相对完善的研究手段：通过金相显微镜观察其金相组织，使用 X射线荧光光谱仪（ED-XRF）、SEM-EDS 等仪器对其进行光谱分析来检测合金成分，采用人工测量、硅胶翻模确定物理形态，辅以显微形貌分析对翻模所得尺寸信息进行细化矫正。琴、瑟等主体材质为有机材料的乐器进行复原研究时，在器物材质鉴别上目前主要采用人工经验识别为主，显微镜观察辅助；尺寸测量主要通过手工测量为主，三维扫描技术辅助。而目前国内的琴、瑟类乐器复原研究中只有极少部分采取了数字化测量手段，大多数研究仍然采用人工经验识别与手工测量。对于陶制响器、埙、磬、骨哨等制作材料29许智钦、孙长库：3D 逆向工程技术，第 34 页。30樊少荣、周明全、姬利艳：考古文物的数字化过程研究，微机发展2004 年第 12 期，第 2123 页。31訾威、王晓雨、童寅豪：复原西汉玻璃编磬的三维量测分析研究，数字印刷2021 年第 5 期，第 8391 页。相对单一，结构相对简单的器物则往往是由音乐考古学者结合考古学、音乐学认知经验进行传统的人工测量手段。（二）逆向工程常用的数据测量、采集手段而广泛应用于制造领域的逆向工程在对已知模型的材料数据收集与上文提及的编钟复原中所体现合金分析手段基本相同，均是使用金相显微镜与光谱分析为主。但在物理形态的采集上，形成了以利用 3D 数字化测量仪器得到精密的物理尺寸数据的成熟技术手段，29目前应用较为广泛的 3D 数字化测量仪主要可以分为接触式测量（三坐标测量仪）与非接触式测量（激光扫描仪）。3D 数字化测量仪自经过三十余年的发展，目前已形成了相对完善的操作规范，其非接触的测量方式无疑大大增强了研究中文物的安全性，最大程度的避免了文物材料的污染与破坏。随着测量技术不断发展，便携式三维扫描仪（3Dscanner）在一线考古现场逐渐得到普及，三维激光扫描设备亦在实验室考古文物修复方面得到广泛应用，30体现了文物展览、复原、研究的数字化趋势。訾威博士的复原西汉玻璃编磬的三维量测分析研究31立足于逆向工程“产品检测”这一功能，利用 3D 数字化测量仪器对“出土磬”与“复原磬”物理尺寸信息进行了精密的比对。可以见得目前实验音乐考古研究者正在自主地探索 3D 数字化测量技术如何有机的融入、服务于实验音乐考古研究之中。四、数据处理与模型构建在逆向的“复原”过程中无论是传统的测实验音乐考古研究中所蕴藏的逆向工程思维与方法 /潘子敬訾威 125量与翻模方法，还是使用更为精确的 3D 数字化测量技术，所测量收集的信息都不能直接输出结果，都需要经过不同方式数据处理与组合。（一）实验音乐考古复原研究中数据处理常用方式在目前大多实验音乐考古研究中，数据处理与组合针对所复原器物的不同，采用的具体手段亦不相同。如在编钟复原研究中，目前通常使用失蜡法进行铸造，通过在硅胶“范”注入蜡液，形成蜡制的钟体模型，这一步实际上正是将翻模所得数据进行解读，组合形成“模型”，而所得蜡模在铸造之前还需经过修整处理。在对蜡模修整时要特别关注钟体内腔的处理，出土编钟的内腔表面并不规则。目前通常所使用的处理方式是按照音乐考古学家对于音列认知的设计，计算出发音所需的钟体厚度，通过对内腔局部翻制模型进行参考，从而对蜡模进行修整处理，并适当的预留出一定厚度便于后期磋磨调音，使其在保证形态复原的同时，最大程度复原其音乐性能。这种蜡模的处理办法在曾侯乙编钟、洛庄汉墓编钟、大云山编钟的复原过程中都得到了应用。同时钟类乐器之外使用翻模这一手段进行复原音乐文物，大多都需要对所得蜡模进行修整，这亦是传统铸造工艺中不可缺失的一步。而在琴、瑟等漆木乐器的复原研究中，受制于漆木类乐器在历史中较难保存，目前能够直接发音的漆木类乐器相对较少，能从历史遗存中所得到的信息亦较为模糊。在对这一类乐器进行“复原”时，数据的处理就显得格外重要了。实验音乐考古在复原这一类乐器时通常32程丽臻：曾侯乙瑟复原研究，文物修复与研究2009 年第 00 期，第 384392 页。33方晓阳、苏润青、巴达日乎：尺八内径精确测量方法研究，广西民族大学学报（自然科学版）2019 年第 2 期，第 5356 页；苏润青、方晓阳、潘伟斌：图像处理技术在贾湖骨笛三维重建模型中的应用，西部考古2019 年第 2 期，第 323332 页。34王培俊、高明主编：虚拟现实和逆向工程技术实验教程，成都：西南交通大学出版社 2006 年版，第 6970 页。还是使用最为传统的手工制作仿制办法，这就更加考验对原本文物信息的提取与处理环节了。通常在测量尺寸之后，需要通过研究者的经验对于内部结构进行分析，并绘制出三视图、结构图作为制作生产中所需的图纸。同时针对琴、瑟等弦类乐器，琴弦往往难以保存，故而“琴弦材质、如何定弦”等问题从历史实物遗存中难以获得有效信息。目前实验音乐考古学者通常利用文献学研究方法，从传世古籍中寻找蛛丝马迹，以此为“复原”琴类乐器定弦这一问题提供较为接近历史的设计依据。如曾侯乙瑟复原研究中通过大量古代文献分析，从而确定“复原”瑟的定弦。32近年来在实验音乐考古研究中亦在不断探索音乐文物的数字化处理、建模。方晓阳团队通过手工测量与 CT 扫描技术相结合的方式，成功构建出尺八的数字化三维模型，并在图像处理技术在贾湖骨笛三维重建模型中的应用一文中对使用 CT 扫描技术的中所用到的灰度插值、CT 图像滤波信息处理手段进行详细说明，旨在探索实验逆向工程信息处理技术、三维数字化模型技术在实验音乐考古研究中的可行性与操作规范。33（二）逆向工程中的数字化建模技术逆向工程中则是拥有一套完整的数字化数据处理、模型构建系统。其使用 3D 数字化测量仪器进行测量后得到的是数量极为庞大的离散数据点（PointCloud，又称点云），而离散数据点并不能直接使用，需要进行多点云注册、噪声消除、数据简化、数据补全等优化操作后才能通过模型重构技术构建出对应 CAD 模型。34CAD 模型构建时通过将数据点网格化处理，划黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期 126分曲面并进行曲面生成处理，其内容需要通过计算机处理、几何计算等相关技术得以实现，目前在计算机、机械工业领域中被广泛研究探讨，并不断优化其信息处理手段。数据的处理与模型的构建在逆向工程与实验音乐考古的“复原”研究中都是不可或缺的一环。这一步主要目的是将经过测量的数据进行修整、检验与组合，形成对已知模型一个较为全面的认知，通过 CAD 模型或绘制图纸将已得认知转化为可以运用于实际产出的具象形态。五、模型输出方式实验音乐考古运用虚拟现实技术将古代音乐遗存进行高质量的数字化模型呈现亦当属于其复原研究的范畴。模型的输出、研究成果的展示，可以分为实体制作与虚拟呈现两种外化产出方式。（一）实体制作方法的选择文物的仿制在我国由来已久，它来源于历史上古器物的仿制业，至少可追溯至春秋时期。35目前实验音乐考古中，古乐器的“复原”常用制造手段，主要以乐器制造手工业、传统冶金制造业等方法为基础，结合古器物仿制业所得经验，同时针对“复原”目标的具体类别与形制，借用化用多种制造领域的具体手段。目前诸多古乐器的复原制作，还是以传统手工制作为主体，同时借用现代生产工具。某种意义上，使用传统手工制作更能贴近历史原貌，朱国伟将实验音乐考古分为“外形复原实验、制造复原实验、功能性复原实验、体验性复原实验”36四类，“制造复原实验”这一类中详细35王月华：文物复仿制的历史和现状，碑林集刊2003 年第 00 期，第 314315 页。36朱国伟：“中国实验音乐考古”研究方法初论，第 79 页。37张军翆、张晓娜主编：先进制造技术，第 27 页。38陈晓皎、苗甜、唐晓腾等：文化遗产数字化保护及可视化，包装工程2022 年第 43 卷第 20 期，第 2637 页。阐述了使用传统工艺的意义所在，而目前完全严格模拟古人生产方法的实验音乐考古研究在国内较为少见。实验音乐考古正在自主的化用逆向工程的制造成型技术手段，最具代表性的是方晓阳团队的贾湖骨笛的精确复原研究，其研究在使用 CT 扫描技术建立贾湖骨笛三维模型的基础上，通过紫外激光快速成型技术将虚拟的数字化模型输出为实体。通过以上研究方法及手段，精准复原了贾湖骨笛，解决了“使用传统工艺难以高精度复制内外形状不规则的笛管”这一音乐考古学上的研究瓶颈。逆向工程作为制造领域的一种研究方法，所使用的模型实体化手段是不断变通的，通常形成虚拟模型后会在已得认知上进行优化设计，从而完成“产品优化”这一根本目的。逆向工程在不同领域的运用时，势必结合该领域的相关生产技术。而在专门的逆向工程理论研究中最常使用的是快速成形技术，其中常见的有光固化成形（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、分层实体制造（LOM）和熔融沉积制造（FDM）等。37（二）模型的虚拟呈现模型的虚拟呈现目前在实验音乐考古的研究中运用并不十分广泛，因为采用传统的实体复原研究方法（例如铸钟、磨磬等）甚少将目标模型数字化，而模型的虚拟呈现是建立在数字化模型的基础之上的。随着计算机技术的发展，文博领域在“数字化展览”上不断探索，科技与艺术正在日益融合，“新兴数字化手段必将引领文化遗产发展的变革”38。考古领域也积极尝试使用计算机模拟来实验音乐考古研究中所蕴藏的逆向工程思维与方法 /潘子敬訾威 127实现考古学问题，近年的计算机虚拟技术在考古实验中得到实际运用。39方建军认为：“在音乐考古模拟实验方面，新技术的应用前景十分广阔，用虚拟仿真（virtualsimulation）和虚拟现实（visualreality）技术，对音乐考古遗存进行计算机数据建构，可能成为新的发展趋势。”40目前国外已有部分研究中使用 3D 模拟技术，对古代声音场所遗址进行了音响模拟实验。但国内实验音乐考古研究成果的虚拟呈现较少，更多的是立足于文博角度，将音乐考古学成果进行数字化展示，例如基于自然交互的编钟数字化展示研究41一文通过数字化手段将曾侯乙编钟建立虚拟模型，用于增强游览者的音乐体验。逆向工程中实际在模型建立后，虚拟模型就已直观的呈现于眼前。在零件制造领域中，使用逆向工程建立仿真模型之后，通过 ansys 等软件计算出模型的固有频率及响应，可以较为科学的对目标模型的本体振动情况进行模拟。这一技术手段对于实验音乐考古领域的发展应当具有极大助力，具体应当如何结合使用需要音乐考古学者通过进一步研究进行揭示。六、研究方法共用与融合可行性探讨目前的实验音乐考古正在自主地吸收逆向工程中的研究经验，化用逆向工程中发展成熟的数字化实验手段，并不断探索“如何将多种科技手段适用于实验音乐考古问题研究”的新方法。从目前的研究来看，使用逆向工程的成熟技术与思路，能够解决实验音乐考古研究中的微观问题。而正是历史遗存材料的多样性，使得实验音乐考古研究中的大量案例需要具体情况具体分析，应当结合遗存物的种类、遗存的情况等因素进行多维度的考量，从而做出实39金国樵、潘贤家、孙仲田：物理考古学，上海：上海科学技术出版社 1989 年版，第 313338 页。40方建军：音乐考古学通论，第 269 页。41蒋秋洁：基于自然交互的编钟数字化展示研究，武汉理工大学 2020 年硕士学位论文，导师：袁晓芳副教授。验的规划与设计。如乐器“复原”时应当结合乐器的发音模式选择合适的制作手段。方晓阳团队通过紫外激光快速成型技术将贾湖骨笛的数字模型进行实体化，这是基于“笛”是一种边棱振动气鸣吹管乐器，影响其发音的主要因素是管体的物理形态，管体的材质影响相对于音高影响不甚明显，快速成型技术的高精度特性成为了“骨笛”复原传统仿制技术难以企及的优势。但试想如若采用快速成型技术制作钟、磬等本体振动的体鸣乐器，则难以还原其本身应有的音乐性能。故而实验音乐考古在化用逆向工程研究技术时，需要依照具体问题考虑采用各技术之于研究的利弊，实现优势结合。同时逆向工程思维运用于实验音乐考古研究中也存在着一定的局限性。一则对于古代音乐生活面貌的认识应当是全面系统的，逆向工程思维的复原实验只能“复原”出研究目标的实体形态、部分音乐性能与认识实体生产过程中的部分技术，而无法了解乐器如何演奏、音乐的社会属性等问题。故而实验音乐考古研究在运用逆向工程思维与技术的同时需广泛结合考古学、文献学、音乐学等社科类学科的研究方法，方能形成较为系统的认识。二则是逆向工程所用的技术与思维方式建立于信息工程技术相对成熟的基础之上，故而在认知基础、信息获取、技术手段上与古人的意识形态存在难以跨越的鸿沟，无法以古人的文化语境进行器物的复原。从以上两点可以看出目前逆向工程思维较为适用于分析具体古代音乐遗存的微观研究，为音乐考古学全面认识古代音乐生活面貌提供案例支撑。七、结语上文对于实验音乐考古与逆向工程在方法（下转第 22 页）黄钟（武汉音乐学院学报）2023年第2期 22研究的专家，著述颇丰，但他们都非常钦佩赵如兰的研究，并愿意不断发扬光大。于韵菲还为我们的展览提供了很多专业上的支持。今年即将由上海音乐学院出版社出版的中译本赵如兰专著，就是一个宋乐研究晚辈对前辈的致敬。随着国内对宋乐研究的不断重视，外加现代资讯的高效传播，海内外共同联手，相信会有更多的宋乐爱好者加入这个队伍，以告慰这位半个世纪前在海外孤军奋战的宋乐研究先驱。3.赵如兰著作的归纳整理及相关研究尽管赵如兰在宋乐、中国戏曲等方面有着非常深入的研究，著作颇丰，但在她退休后，并没有进一步归纳整理，而是全身心地投入到了 20 卷的赵元任全集的编纂工作中。与此同时，她还特意编辑了赵元任音乐作品全集，收集整理了赵元任编创的所有音乐作品，这个也放到了我们的展柜中。除了赵如兰捐赠的录音录像，我们也收到了一些零星的有关她的研究的咨询，特别是有关宋乐和戏曲研究的具体内容，还有一些关于中国演唱文艺学会的相关资讯等等，我们深感心有余而力不足，在和赵如兰的学生们交流之后，大家一致认为，整理出版赵如兰全集值得期待。展览已经落下帷幕，但我们对赵如兰教授的怀念与感激永存。这次展览使用的赵如兰肖像将与她拍摄的美国民族音乐学先驱查尔斯 西格像同时悬挂在哈佛大学音乐图书馆的西格阅览室里，而这个阅览室正是约翰 沃德教授捐赠的。沃德教授不仅是赵如兰当年的博士指导之一，也是后来的同事和朋友，让这样三个人在一起，也是一个伟大的成全，思考还在继续作者附言：文中所有照片受版权保护，如引用请联系版权人。（责任编辑孙晓辉）定位、研究目标、研究流程、结果输出上进行了比对。可以看出实验音乐考古与逆向工程在整体逻辑与方法定义上体现出高度的重合性，在研究目标上具有一定的相似性，在实际操作与手段上都呈现出善于吸收跨学科先进技术的特点。多学科视角、技术的相互交融是中国实验音乐考古研究方法的优势所在，亦是中国实验音乐考古在不断发展完善过程中亟待研究探讨的重要议题。本文立足音乐考古学视角，对实验音乐考古与逆向工程方法进行比对探讨，可知两种研究方法是“逆向工程思维”在不同学科中的体现，实验音乐考古研究中蕴藏了逆向工程的基本逻辑。通过本文的讨论希望能为中国实验音乐考古提供更多跨学科发展的新思路。中国实验音乐考古的发展还需要更多的实践与理论研究以作支撑。笔者在此所作刍荛之言，恭请雅正。作者附言：本文为秦始皇帝陵博物院青年开放课题“秦音乐文物的实验考古学研究”（编号：Qkfkt202102）研究成果。（责任编辑孙晓辉邱子浩）（上接第 127 页）HUANGZHONG(Journal of the Wuhan Conservatory of Music)No.2 2023 168The History of Chinese MusicA Study of the Music of Niuzhong Unearthed from the Tomb of Liu He(Marquis of Haihun)/WANG Qinglei,ZHANG Lingling,LI Wenhuan,and XU Changqing(88)Abstract:Thepaperexaminesindetailthetuningofasetofbellswithsemi-circularknobsontop(niuzhong),andthenoutlinesthe sampling and computerized measurement of the sounds of the bells.It explores the tone series of the bells,its relationship with“Tong Yun San Gong”(lit.three tones interchangeable in the same mode),and its pitch accuracy.Keywords:TombofLiuHe(MarquisofHaihun);asetofbellswithsemi-circularknobsontop;theWesternHanDynastyAn Introduction to the Music Literature of the Sui,Tang,and Five Dynasties(sequel)/WANG Xiaodun&CHEN Junlu(101)Abstract:The music literature of the Sui,Tang,and Five Dynasties includes:canons,pieces of writing,and miscellany.Among them,thereareabout152canonsofmusic,439piecesofwritingaboutmusic,andnearly50booksofnote