古代文明煥發(fā)青春 設(shè)計者解密世博閉幕式磁懸浮編鐘

　　中新社合肥11月1日電 題：古代文明煥發(fā)青春 設(shè)計者解密閉幕式磁懸浮編鐘

　　作者 曾皓 楊保國 吳蘭

　　10月31日晚，上海世博會閉幕式在世博文化中心舉行。在開幕式上以“動感曲面系統(tǒng)”讓人驚艷的中國科技大學(xué)，又有一項高科技成果給觀眾帶來新的震撼——古代文明與現(xiàn)代科技完美結(jié)合的磁懸浮編鐘，在閉幕式上演奏出典雅華美的樂章。

　　古典藝術(shù)•現(xiàn)代科技

　　在上海世博會閉幕式舞臺上，隨著音樂響起，一個古色古香的龍門從舞臺下方緩緩升起在舞臺的中央，身著古裝的演員掀開絲綢，十個由小到大精美無比的青銅編鐘呈現(xiàn)在觀眾面前。演員敲擊編鐘，演奏出優(yōu)美的樂曲。

　　青銅編鐘是中國古代的一種打擊樂器，1978年出土的2400多年前的曾侯乙編鐘以其高超的鑄造技術(shù)和良好的音樂性能，改寫了世界音樂史，是中國古代人民智慧的結(jié)晶，也是中華民族的驕傲。而此次呈現(xiàn)在閉幕式上的場景，是古代文明與現(xiàn)代科技完美結(jié)合的磁懸浮編鐘，沒有繩索系掛，沒有支撐點(diǎn)，每個重達(dá)數(shù)十公斤的編鐘完全懸空，并在演員的重力敲擊下，保持高度的穩(wěn)定性。

　　據(jù)了解，磁懸浮編鐘由中國科大工程科學(xué)學(xué)院孔凡讓教授的科研小組專門為世博會閉幕式研制，該團(tuán)隊曾在開幕式和開園儀式上以“動感曲面系統(tǒng)”和“開園金鑰匙”令人稱奇。

　　挑戰(zhàn)難題•別出心裁

　　據(jù)孔凡讓教授介紹，磁懸浮編鐘的工作原理是：每一個編鐘的上面都有一個稀土元素制作的釹鐵硼強(qiáng)磁，其上有特制線圈，線圈中裝有傳感器，高精度的傳感器每秒鐘上千次地高速自動檢測青銅編鐘的懸浮位置，并通過控制電流作出及時的調(diào)整，使得編鐘一直保持懸浮的狀態(tài)。

　　孔教授說，研制這套磁懸浮編鐘需要克服三個難點(diǎn)。首先，編鐘每個約40至50公斤，如何才能將其懸浮？其次，現(xiàn)場電磁環(huán)境非常復(fù)雜，如何克服各種干擾信號，保證其懸浮？再次，在演員用力敲擊編鐘演奏音樂時，編鐘還須保持穩(wěn)定狀態(tài)，尤為困難。

　　“此前，磁懸浮青銅編鐘世界上還沒有人做過。”孔教授說，從確定這個項目起，十多名研究小組的成員每天都在做著復(fù)雜計算和大量實驗，走了不少彎路。經(jīng)過一個多月的反復(fù)實驗，創(chuàng)造了一種新的抗干擾控制方法，使磁場能夠及時跟隨干擾力的變化而調(diào)整。

　　但在實驗室反復(fù)調(diào)試穩(wěn)定的系統(tǒng)，到現(xiàn)場安裝時卻常出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。研究小組認(rèn)為不穩(wěn)定狀態(tài)是因現(xiàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾造成的。隨著電磁屏蔽、最優(yōu)接地、光電隔離等一系列措施的應(yīng)用，不穩(wěn)定的困擾終被解除。

　　磁泥變畫、偏振光空中變字、超高電壓禮花變字等幾十個方案也曾在孔教授及其研究小組中醞釀，但最后被“磁懸浮編鐘”替代。孔教授說，“如果讓現(xiàn)代科技磁懸浮與古典編鐘結(jié)合為觀眾表演，那將是一次古代文明與現(xiàn)代科技的完美融合。”

　　當(dāng)晚，看到磁懸浮編鐘在閉幕式上成功表演后，孔凡讓終于松了一口氣。