鋼琴在發(fā)展的300多年中經(jīng)過了多次改革，進入20世紀總體上已定型，為追求音色更完美，張弦系統(tǒng)不時有改進，鋼琴的聲音也確實是越來越好。但是鋼琴的擊弦機近60年來卻基本上無創(chuàng)新、無大改動。這一現(xiàn)象說明鋼琴擊弦機結構已趨完美，但更為本質的原因是鋼琴演奏者的認同問題。因為鋼琴演奏者練習技藝十分艱辛，為提高演奏技藝，經(jīng)幾百年來現(xiàn)代鋼琴的演奏技術已形成了一套完整的訓練方法，展現(xiàn)了鋼琴所能表現(xiàn)的極弱的音到極強的音都能自如地、豐富地表現(xiàn)出來，甚至連各種斷續(xù)音、連續(xù)音等都能敏銳而隨意地表現(xiàn)出來。
    當一位鋼琴演奏者正在全神貫注地演奏鋼琴時，他很少會考慮到在他用手指按鍵與發(fā)出音響之間，會產(chǎn)生什么樣的一系列力學過程。但是他憑借他多年的豐富經(jīng)驗，知道如何用高深的彈鍵技巧，才能在鋼琴上演奏出抑揚頓挫的聲調來。按琴重一些，就會發(fā)出較強的音響，這是人盡皆知的道理，但也是一個基本前提。鋼琴之所以比電子琴更能動人心弦，就是因為電子琴的音響大小，基本上只與預先的調節(jié)狀況有關，很少再取決于每次按鍵時用力的輕重，而鋼琴則不然。對于一位鋼琴演奏者來說，當他想要表達他的內心感情時，他能否把自己的力量始終保持在演奏一段強力樂章的狹窄作用范圍內，以及在鋼琴上強制做到平靜和抑挫，是十分重要的。只有在樂曲本身的豐富感、感情內容與演奏者的動人彈奏的共同作用下，才會造成把演奏者的自我感受再傳播給聽眾。
    有些鋼琴教師給學生講解鋼琴力學，告訴學生在琴鍵運動與琴弦振動之間發(fā)生了什么樣的力學過程。這時，了解下面這一事實是十分重要的：弦槌在頂桿的推動下以轉擊器軸心為圓心運動擊弦，為了保證琴弦充分振動，弦槌擊弦歷時必須很短（弦槌撞擊琴弦時與弦接觸的時間為3ms），為保證弦槌擊弦歷時盡量短，弦槌距弦2~4mm時，頂桿靠調節(jié)鈕作用，使頂桿從轉擊器下部脫出，弦槌靠慣性擊弦（即弦槌碰擊琴弦前所運動的最后一段路程，是自由下落的）；也就是說，這時已經(jīng)脫離了演奏者的實時手指控制。因此，對于隨后所發(fā)生的聲學過程來說，弦槌的速度，比按鍵技術因素，和鋼琴構造特性更為重要。這些構造特性包括：弦槌的重量與強度，琴弦的張力與粗細，以及弦槌自由落到弦上所經(jīng)過的路程等。這就意味著，對演奏者來說，最終決定音響大小的，僅是弦槌運動速度的大小，而不是彈鍵用的力。
    因此，如果想在一組和聲中加重某一單音，只要使與該音有關的琴鍵，比其他琴鍵運動得快一些就可，通過適當?shù)亟M合好手和手指的動作，就完全可以達到這一點。
    弦槌只要有每秒數(shù)厘米的速度，就足以引起琴弦振動；要使鋼琴產(chǎn)生極強音響，就需要弦槌最后行走的速度達到每秒數(shù)米。這時所產(chǎn)生的振動，不僅強弱不同，而且波形也不同，因此聲譜也不相同。這種研究弦槌與琴弦間動力學行為的關系是數(shù)學方面的課題。
    弦槌擊弦時激發(fā)出來的聲譜與弦槌、琴弦的質量之比有很大關系。對于打擊琴弦中部這一特殊情況來說，原則上講總是存在著一個由基音到較高諧音，其音響大小逐漸減弱的聲譜。聲譜中伴陪諧音的成分與所謂的“質量比例”有關。和一個質量與琴弦相等的弦槌相比起來，弦槌較輕的，其伴陪音就微弱一些；弦槌較重的，其聲譜就更為豐滿。這種差別在八度音上還不十分明顯，而在高兩個八度上則往往會達到相當劇烈的程度，當弦槌減輕到四分之一或加重到四倍時，音量大小的變化將達3分貝，而且對于更高的諧音，其變化還要大一些。
不但諧音與基音之比與弦槌、琴弦的質量大小有關，就是基音本身的振幅，以及聲音的總的響度與弦槌、琴弦質量比例也有關系（這里假定弦槌到達琴弦時的速度相同）。如果減輕弦槌重量，使之等于琴弦之半，則其振幅將降低到弦槌、琴弦重量相等時的65%；再減輕弦槌重量到四分之一時，振幅進一步下降到35%。如果弦槌重量加重一倍時，基音振幅增大1.6倍；弦槌重量增加三倍時，振幅增大2.3倍。了解這種物理現(xiàn)象，對于人們考慮從鋼琴最低音到高音單根琴弦變化多大范圍，以及弦槌放置多遠才能適應這種重量分布，都是有好處的。這里要注意到，重要的是整根琴弦的重量，而不是每厘米琴弦的重量。
    研究弦槌與琴弦間作用的力也是有趣的，因為正是這種打擊于琴弦上的力引起了聲譜中的高頻伴陪諧音，這里的力并不是隨著時間作簡單的上下升降，而是一種復雜的曲線變化。這表明：根據(jù)這種力學規(guī)律，這些力一方面有改變鋼琴音質的可能性，另一方面在相鄰琴弦重量比例不適時，在奏出的音階中就會產(chǎn)生一個不正常的音響。
    從1965年前后開始，以西德為中心發(fā)表了許多面向鋼琴設計實用化的諧音計算、弦的張力計算、靜力學、鋼琴聲學等方面的論文。據(jù)此，被視為鋼琴生命的音色、觸感等等，在其設計階段即可事先在某種程度上確定了。只有通過耐心學習和研究鋼琴結構的物理性能及不斷實踐改進，才能使鋼琴擁有柔和、純美的音質和卓越的演奏性能。