在古代,世界各地都有钟,但它们都没有成为乐器,这是因为,这些钟的截面是正圆形的,声音持续时间太长.唯独中国的编钟,它的截面象两片瓦合在一起,因为钟体扁圆,边角有棱,声音的衰减较快,所以能编列成组,作为旋律乐器使用.
在湖北省随州市出土的曾侯乙墓编钟共有65件是迄今发现的最大最完整的一套编钟.曾侯乙墓编钟铸造于两千五百年前的战国时代,它气势恢宏,总重量达到两千五百多公斤,加上横梁、立柱等构件,用铜量达五吨之多,这在世界乐器史上是绝无仅有的.更神奇的是,每一个编钟都能发出两个乐音,这两个音恰好是三度的关系.
曾侯乙墓编钟的音域宽达五个半八度,而且十二个半音齐备,是世界上已知的最早具有十二个半音的乐器.
编钟的发声原理大体是,编钟的钟体小,音调就高,音量也小；钟体大,音调就低,音量也大,所以铸造时的尺寸和形状,对编钟有重要的影响.
即使在今天,铸钟仍不是一件易事.有的编钟形体很大,高度超过一米五,制造时需要用136块陶制的模子组合成一个铸模,灌注摄氏近1000度的铜水才能得到.从出土得编钟来看,它们不仅音调准确,而且纹饰极为精细,这说明商周时期对青铜模具的制造技术运用的极为熟练.
编钟在铸造时,除了考虑钟的美观,还要注意它的声学特点.这钟被称为枚的突出,就不仅仅是一种装饰,它还能加快声音的衰减.
青铜是一种合金,主要成分是铜,又加进了少量的锡和铅,各种金属成分的微妙的比例变化,对钟的声学性能、机械性能有重大的影响.青铜中锡含量的增加,能提高青铜的硬度.但含量过多,青铜就会变脆,不耐敲击.铜中加铅,可降低熔点,增加青铜熔铸时的流动性,还可以减弱因加锡导致的脆性,使所铸的钟耐击经用.但是,含铅量过高,钟的音色又会干涩无韵.而曾侯乙编钟里,铜、锡、前的含量达到了最合理的比例,可见春秋战国时期,人们已经对合金成分与乐钟性能的关系有精确的认识,正因为如此,铸出的钟才音色优美,经久耐用.
曾侯乙编钟在一个钟上能敲出两个准确的音乐,这一现象一度使人感到惊奇和困惑.经声学检测发现编钟能发双音的机制在于它的合瓦形状.当敲击钟的正面时,侧面的振幅为零,敲击侧面时,正面的振幅为零.这样双音共存一体,又不会互相干扰.
也许是过于复杂的缘故,汉代以后编钟的制造技艺就失传了.今天,人们借助现代科学的手段,才得以了解编钟的奥秘,领略古人智慧的光辉.