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椭圆形钟（中国编钟），无论敲击其正面中央或侧旁不出现双节线的振动，它们的基音都是4节线。高次谐音很快消失，最后剩下的是基音。基音时间约1秒或稍多些。而对乐音干扰甚大的嗡声只在较大的（镈）和钟壁较厚的钟中存在。因此，椭圆形钟可以作为慢节奏的乐器使用。它的物理特性如图3.10所示。
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由于其形状、钟口、枚乳及其内壁声弓结构的独特性，中国编钟可以摩锉调谐出两个基音：一个在中鼓，一个在侧鼓，分别称为中鼓音和侧鼓音。这样的钟称为双音钟，其双音的音程约为三度（或大三度，或小三度）。敲击中鼓与侧鼓，钟的振动节线位置不相同；中鼓音的节线恰好为侧鼓音波腹，而侧鼓音的节线恰好为中鼓音的波腹。通俗地说，这双音的振动节线（或波腹）恰好错开了。换句话说，敲击中鼓音位，这位置是侧鼓音节线所在，侧鼓音不被激发；同理，敲击侧鼓音位，这位置是中鼓音节线所在，中鼓音不被激发。这就是中国编钟所以有双基音的道理。
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周代大量编钟有双音，且成三度关系。双音钟的侧鼓有标识纹饰或乐律文字。这表明古代铸钟师是有意制造的双音钟。自汉以降，制钟技术衰落，以致人们不识钟有双音。英国瑞利勋爵（Lord Rayleigh, 1842～1919年）的《声学》（Theory of Sound）于1878年成书。他根据欧洲圆钟判定：一钟一音。1970年4月24日，我国第一颗卫星“东方红一号”上天，其上播放的《东方红》乐曲就是用1957年在河南信阳出土的楚国蒚编钟（13个一套）演奏的。当时只知一钟一音，《东方红》乐曲中某一音却不能奏出，便临时在某一钟的钟柄上找到一相似音代之。1970年代中期，音乐家吕骥、黄翔鹏等人在全国普查音乐文物，偶然发现编钟的双音现象，当时很多人难以置信。笔者曾参与讨论，却也一时不明双音机理。直到1980年，中国科学院声学研究所陈通教授（时为副所长）等，以一个模型编钟实验，才揭开了如上所述的双音钟奥秘。
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历史上有关编钟的设计、铸造、调音及其声学知识的文字记述也很丰富。感兴趣者可参阅相关声学史。《周礼·典同》记述了十二种钟的形状及其发声状况，其中“回声衍”三字描述了钟体圆、声音延展、延长音多。周朝的音乐家和铸造师以此否定圆钟作为乐钟的可能。《考工记·凫氏》详细记述了编钟从设计铸造到调音的一系列问题，指出“钟已厚则石，已薄则播”，“钟大而短则其声疾而短闻；钟小而长则其声舒而远闻”。宋代，发生了一场关于编钟形状、如何悬挂、甬之长短的长久而激烈的学术之争，参与争论者有铸钟师、调音师、经学大师李照、胡瑗，科学家燕肃等人。根据这场争论，沈括作出以下结论：
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古乐钟皆扁如合瓦。盖钟圆则声长，扁则声短。声短则节，声长则曲——节短处皆相乱，不成音律。后人不知此意，悉为圆钟急叩之多晃晃尔，清浊不复可辨。
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这是历史上关于圆钟和扁钟不同发声性状的科学结论。
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六、中国编钟在文化史上的意义
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世界各国都有钟，或普通钟、或歌舞乐钟。
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但是，在欧洲，9世纪才有少量圆铃组成的编钟乐器。11～12世纪期间，才有关于铸钟的文字记载。14世纪，欧洲人演奏编钟如图3.11所示，钟铃内已有钟舌。演奏者又用木槌敲击，5个钟铃组成的编钟最多是一个五声音阶。但其后，他们就开始创制演奏编钟的机械装置，到17世纪后半期，已有52个钟铃组成的编钟。18世纪，有木制键盘，形成一个像样的钟琴。在20世纪初，圆形钟调音技术失传后，人们就以管子钟代替圆形钟。所谓管钟（或又称为排钟）就是类似水暖管一般的钟，其大小长短不等，令其发出乐音并构成音阶关系。但是，据设计者告知，这样的排钟，其中央C音的管子重达23吨。于是，有人说，若将它搬上舞台演奏，不仅舞台难以承重，音乐厅内会产生可怕的震动波灾难。非但耳朵，甚而墙壁也未必能抵挡住它的震动波浩劫。因此，他们断定，“青铜钟成为乐器还有很长很长的路，这类乐器是否可用，还令人怀疑”。
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由是，1950年代就产生了电子钟琴（如图3.12所示），是以青铜杆代替钟的仿钟乐器。它只不过满足人们对青铜金属的音色的爱好罢了。
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然而，我们回头再看看曾侯乙编钟。它的C音钟到底多重？会否产生振动波灾难？
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曾侯乙编钟的总重量才2.5吨，仅有发C音管子钟重量的近12％。发C音的曾侯乙钟为119.3公斤，为同音管子钟重的1/193甚至于低八度C音的曾侯乙钟也仅为203.6公斤。曾侯乙编钟决不会有振动波灾难。迄今可断论，中国的编钟是世界上所有钟类乐器中最佳形状和结构的钟。它在两千多年前已经走上音乐舞台，即使将它搬到今日大型歌舞台和音乐厅内，也不会出现什么灾难。西方近现代难以解决的钟类乐器的音乐或声学问题，恰恰让古代中国人找到了解决它的办法。
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类似编钟的壳振动并作为乐器使用的还有缶錞于。同样，以壳振动令人陶醉的有喷水鱼洗，但它不是乐器，而是宫廷的娱乐用具。本文限于篇幅，不再述及它们。
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七、乐律学：三分损益律
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乐律学是古代中国特有的学科门类，包括乐学（音乐学）、律学（乐律）与度量衡。乐律学实为计算振动体与乐音关系的科学，因为计算振动体大小、长短需要考虑历代度量衡的变化，度量衡就置于该学科内。计算方法的不同，就产生了不同律制，如三分损益律，十二等程律等。
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“三分损益”是科学史和人类历史上第一个以数学描述的自然规律。将固定两端的同一弦线（也即同质、同张力）之长分为三份，去其一份称为“损”（在数学上即乘以2/3），加上一份称为“益”（在数学上即乘以4/3），合称为“三分损益”。以此数学方法确定弦长与其音高，称为“三分损益法”； 由此方法得到的各乐音音高关系，称为“三分损益律”。“律”也就是音乐的音。
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在西方，与“三分损益律”相同的律制，称为“五度律”。但仅用五度法定音，往往要移位（音位），即超出八度的音要移到所计算的八度内。而三分损益法总是在一个八度内完成十二律的计算，它比五度法更简捷。只要计算时记住古代人总结的经验：“先下后上，蕤宾重上。”
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古代中国有见识的音乐家或数学家都将八度分为十二律。十二律及其音阶名称如表3.2所示。
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