Звукозапись сегодня - не только развитая отрасль шоу-бизнеса с многомиллионным денежным оборотом, но и (что значительно важнее) часть музыкальной и социальной культуры, которая формирует эстетические и этические позиции молодежи мира. Тот факт, что 97 процентов слушателей знакомы с классическими произведениями не в живом концертном исполнении, а в записи, никого не удивляет. Ежегодно проводятся интердисциплинарные конференции и семинары, посвященные как проблемам стандартизации, так и проблемам сохранения и восстановления записей, созданию международных аудиоархивных ресурсов. Специалисты ведут бесконечные споры о достоинствах и недостатках различных методов преобразования сигналов в звукотехнике, скорость морального старения звукозаписывающей и воспроизводящей аппаратуры за пределами звукового барьера. Все это делает задачу историко-технического анализа развития звукотехники более чем актуальной.
С чего же все началось? Когда музыка и техника вступили в союз, благодаря которому мы имеем удовольствие слушать Глюка, Гайдна, Моцарта, Бетховена, а также Beatles, Doors, Pink Floyd, Sex Pistols, Joy Division, Cocteau Twins, Coldcut, Gus Gus и сотни тысяч других групп, композиторов и исполнителей? Кто впервые задался благородной целью сохранить эту тонкую материю - звук? Список вопросов бесконечен…
В поисках ответов на эти казалось бы простые вопросы мы обнаружим, что история развития звукозаписи - тема сложная, а количество разнородного фактического материала, который необходимо свести воедино, дабы получить логичную картину развития области, потребует от нас навыков, родственных работе звукорежиссера с многоканальной аппаратурой. Тишина в студии! Начинаем…
ЧАСТЬ 1. НЕМАЯ ЗВУКОЗАПИСЬ
История звукозаписи неисчерпаема. С чего разумно ее начать? Можно с мифов. Можно с автоматов Герона Александрийского. Можно с идей о возможном сохранении ранее прозвучавшего, которые робко высказывались уже с начала XVI века Джованни Баттиста де ла Порта (1589 г.), Иоганном Кеплером (1634 г.), Сирано де Бержераком (1656 г.), Францем Грюндлем (1680 г.) и другими. Но по отношению к нашей теме все это будет даже не настройкой инструментов, а лесозаготовками для будущей сцены. Особый, живой интерес представляют первые практические работы, создавшие необходимые предпосылки для возникновения современной техники звукозаписи. С них и начнем.
В начале XIX века акустика превратилась в одну из самых активно изучаемых областей физики. Появились первые работы по теории звука, возросло количество исследований и, как следствие, появилась необходимость создания измерительных и демонстрационных приборов.
Итак, первая нота в нашей теме - за физиками. Они задались целью изучить природу звука. В частности, получил распространение следующий опыт: камертон, снабженный острым штифтом, чертил кривую на закопченной поверхности стеклянной пластинки, которую равномерно двигали в направлении, перпендикулярном к колеблющемуся острию камертона (рис. 1).
Разновидностью этих опытов явилась запись биений, возникающих при сложении колебаний двух камертонов (рис. 2). Один камертон неподвижно скреплялся с закопченной стеклянной пластинкой, а другой, снабженный пишущим острием, перемещался в направлении, указанном стрелками. Образцы получаемых записей приведены на рис. 31.
В 1807 году английский ученый Томас Юнг описал более совершенный способ записи колебаний камертона на поверхности вращающегося барабана (рис. 4)2. В ряде немецких книг первая запись звуков приписывается физику В. Веберу, хотя запись колебаний камертона (на плоскости) описана им лишь в 1830 году.
В 1842 году физик Вильгельм Вертгейм, исследуя скорость звука, применил подобный же способ записи, однако вел запись не на плоскости или цилиндре, а на поверхности вращающегося диска с тем лишь отличием от записи на грампластинке, что запись его велась по окружности, а не по спирали.
Если до сих пор мы говорили только о записи колебаний камертона, то Дюамель (Duhamel) с помощью своего виброскопа (vibroscope) мог записывать колебания самых различных тел и музыкальных инструментов (рис. 5, 6)3. Для этого дека музыкального инструмента при помощи жесткого проводка связывалась с пишущим острием виброскопа. Запись на виброскопе производилась по винтовой линии на закопченном стеклянном цилиндре.
Виброскоп Дюамеля, как и его предшественники, делал возможной лишь запись колебаний самого звучащего тела. Наличие механической связи ограничивало расстояние от источника звука, с одной стороны, и, нарушало чистоту эксперимента, с другой.
Первая мысль о записи звуковых колебаний без механической связи записывающего аппарата с звучащим телом принадлежит Леону Скотту, назвавшему свой аппарат фонаутографом (phonautograph), и относится к 1857 году. Это был первый записывающий аппарат с мембраной (вторая нота темы - тоже за физиками!). Существенной частью аппарата является эллипсоид, в одном из фокусов которого помещалось звучащее тело, чьи звуки подлежали записи. Записывающим телом служило маленькое страусовое перышко (рис. 7).
Внешне конструкция фонаутографа имеет немалое сходство с фонографом Эдисона, что послужило впоследствии причиной иска со стороны Скотта.
Аппарат Скотта усовершенствовали Кениг и Барлоу. Первый из них заменил эллипсоид параболоидом, сделав тем самым прибор восприимчивым не только к звукам, помещенным в определенной точке (фокусе эллипсоида) (рис. 8).
Вместо мембраны пробовали применить и взятые из человеческого уха барабанную перепонку и косточки: это делал известный Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell). Белл также занимался преподаванием глухим детям по системе своего отца "Видимая речь", работал над "музыкальным телеграфом", но наиболее известен как изобретатель телефона (1875). Для Белла акустика была родной стихией - видимо, сказалась любовь к музыке и устному слову, привитая в раннем детстве. "Если бы Белл был чуть-чуть более сведущ в электричестве, он бы никогда не изобрел телефон", - не уставал повторять известный электрик-изобретатель того времени Мозез Г. Фармер4.
В перечисленных до сих пор случаях имела место только поперечная запись (распространенная в практике грамзаписи и сейчас, 200 лет спустя).
Во всех приведенных приборах запись применялась только с целью изучения звуков. Впрочем, сам Скотт производил записи речи своих домашних, но это рассматривалось как пустое занятие и вызывало насмешки5. Звукозапись той эпохи оставалась "немой" - вы могли лишь визуально изучать записанные звуки, но физики и не ставили себе иной задачи.
Идею об обратимости звукозаписи впервые высказал, и притом с полной ясностью, не физик, а поэт Шарль Кро6 (рис. 10) в своем письме Французской академии наук, переданном в канцелярию 30 апреля 1877 г., вскрытом и оглашенном на заседании академии 3 декабря того же года. Вот это письмо:
Процесс записи
и воспроизведения явлений,
воспринимаемых слухом
В основном мой способ состоит в получении следа переменного движения вибрирующей мембраны так, чтобы можно было воспользоваться этим же самым следом для воспроизведения ее первоначальных вибраций с сохранением их прежних взаимоотношений по длительности и интенсивности с помощью той же мембраны или другой, приспособленной к передаче звуков и шумов, определяемых этой серией колебаний.
Следовательно, задача состоит в том, чтобы преобразовать такие весьма деликатные следы, как штрихи, получаемые от скольжения тонкого острия по вычерненной сажей поверхности, в рельефные или углубленные кривые, обладающие такой прочностью, чтобы они могли вести подвижной штифтик, передающий свои движения звучащей мембране.
Легкий штифтик укрепляется в центре вибрирующей мембраны; он заканчивается острием (металлической проволочкой, гусиным пером и т. п.), которое упирается на вычерненную сажей поверхность диска, совершающего одновременно два движения - вращательное и прямолинейно-поступательное. При спокойном состоянии мембраны острие прочертит на диске простую спираль, когда же мембрана вибрирует, то спираль вычерчивается зигзагами, которые в точности изображают все колебания мембраны как по времени, так и по интенсивности.
Полученная таким образом модулированная и просвечивающая спираль посредством хорошо ныне известного фотографического процесса переводится в форме выпуклой или углубленной такого же вида и размеров линии на какое-либо прочное вещество (например, сталь).
Полученную таким образом поверхность кладут в аппарат, сообщающий ей вращательное и поступательное движение той же самой скорости и характера, какие имела поверхность записи. Металлическое острие, если линия углубленная (или штифтик с выемкой, если она выпуклая), удерживается пружиной на линии следа; при этом несущая острие державка укреплена в центре мембраны, способной издавать звуки. При таких условиях мембрана придет в колебание, но уже не от действия воздушных вибраций, а в силу движения острия, направляемого линией следа, побуждающего мембрану к совершению вибраций, по продолжительности и интенсивности подобных тем, каким подвергалась мембрана при записи.
В спирали одинаковым промежуткам времени отвечают возрастающие или уменьшающиеся длины пути. В этом нет ничего дурного, если используют только периферическую часть вращающегося круга для очень плотной спирали, однако при этом пропадет центральная поверхность.
Во всяком случае, предпочтительна запись по винтовой линии на цилиндре, и я стараюсь сейчас найти практическое решение этой задачи"7.
Мы видим, что Кро не только изложил сущность воспроизведения звуков, но указал на метод выполнения воспроизведения как с помощью валика, так и с помощью диска, на котором запись производится по спирали (т. е. то, что мы называем грампластинкой).
Письмо Кро ценно тем, что обнаруживает логическое решение сознательно поставленной физической задачи.
С точки зрения дальнейшего хода событий очень интересно привести еще несколько дат. Статья Кро не была единственной публикацией о его изобретении. 10 октября 1877 года до оглашения письма Кро в академии Леблан поместил в "La Semaine du Clerge" заметку, в которой обстоятельно сообщалось о сделанном Кро изобретении, которое он надеялся показать на большой Международной парижской выставке в 1878 году. В этом описании, между прочим, предлагается назвать прибор фонографом. Прибор этот описывается именно с валиком, а не с диском, т. е. в том виде, который вскоре после этого придал своему фонографу Эдисон.
Кро не добивался патента, а вместо этого направил письмо в Академию наук. Там идея не получила никакого движения или поддержки, и его имя оказалось почти забытым.
Примечательно, что именно французский поэт Кро оказался первым теоретиком звукозаписи. Достаточно вспомнить почти болезненное стремление французских поэтов и писателей к красоте слова - красоте прежде всего фонетической, которое было свойственно и Малларме, а в XX веке было унаследовано большинством французских литераторов, вплоть до Мориса Бланшо и Жака Деррида. Вероятно, Кро чувствовал необходимость сохранить эту красоту в первозданном виде.
Кропотливые работы физиков, теория поэта - все это было приближением того дня и часа, когда сэр Томас Алва Эдисон… Впрочем, это уже тема для следующего очерка!
Сноски:
1 Калашников Л. А. Очерк развития техники механической записи звука. М., 1959.
2 Joung Th. A course of lectures on natural philosophy and the mechanical arts. London, 1807.
4 Уилсон М. Американские ученые и изобретатели. М., 1964.
5 "Мы серьезнейшим образом рекомендовали ему не заниматься ничем иным, кроме записи согласных", - пишет аббат Муаньо (Moigno), редактор журнала Cosmos.
6 Кро вошел в мировую историю, прежде всего, как поэт. Кроме поэзии он интересовался физикой, химией, филологией, медициной, музыкой. В 1867 г. он изобрел "аутографический телеграф". Ему приписывается изобретение принципа телефона и процесса трехцветной фотографии. Занимался вопросами межпланетных сообщений(!). Известен также как талантливый писатель-фантаст и юморист, и в этом жанре считался мастером.
Роман Артеменко, научный сотрудник
Института истории естествознания
и техники им. С.И. Вавилова
Российской академии наук.
