Сапфировый звук
125 лет назад, 21 ноября 1887 года, Томас Алва Эдисон объявил о создании фонографа.
О том, что звук способен разрушать крепостные стены, известно ещё с библейских времён, но о том, что звук, подобно древнему стилосу, способен оставлять автографы на воске стало достоверно известно только в XIX веке.
Создание звукозаписывающих и звуковоспроизводящих устройств (к созданию которых человечество двигалось как минимум двумя параллельными путями) – классический пример соединения творческой технологической мысли, коммерческого расчёта и научно-практических изысканий.
Немного опередив Эдисона, французский изобретатель Шарль Кро (Charles Cros) 30 апреля 1877 года представляет во Французскую Академию наук описание собственного изобретения, а точнее – устройства для записи и воспроизведения человеческой речи под названием «палеофон». Звук предполагалось записывать на специальный «валик» или «диск со спиральной записью», однако средств на осуществление данного проекта тогда не нашлось, и, что самое главное, Томас Эдисон раньше Шарля Кро патентует изобретённый им независимо от Кро фонограф.
Работу над фонографом Томас Эдисон начинает 18 июля 1877 года. 21 ноября 1887 он объявляет о его создании. 24 декабря того же года он подаёт патентную заявку, и уже 19 февраля 1878 года получает патент под номером 200521.
К идее фонографа Эдисон, как это уже случалось в истории науки и изобретений, пришёл окольным и достаточно случайным путём. Вот как он сам рассказывал об этом: «Однажды, когда я ещё работал над улучшением телефона, я как-то запел над диафрагмой телефона, к которой была припаяна стальная игла. Благодаря дрожанию пластинки игла уколола мне палец, и это заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи, почему бы пластинке не заговорить?».
Созданный Эдисоном аппарат был очень прост. Запись звука в фонографе осуществлялась специальной пишущей иглой (резец с сапфировым наконечником) на оловянной фольге (позднее фольга была заменена воском), обёрнутой вокруг валика, первоначально вращаемого вручную. Пишущая игла соединялась с мембраной, которая воспринимала или излучала (при воспроизведении записи) звуковые колебания. Поскольку ось валика имела резьбу, то при каждом обороте валик смещался вдоль оси вращения на одну и ту же величину (шаг записи). В результате этого пишущая игла выдавливала на фольге винтовую канавку. При воспроизведении записанного звука движущаяся по этой канавке игла и связанная с ней мембрана совершали механические колебания, производя звуки, аналогичные ранее записанным.
Применение покрытых воском валиков позволяло не только записывать, но и перезаписывать звук.
Фактически, фонограф повторил, только на новом этапе развития техники, один из способов древнего письма при помощи стилоса (stylos – палочка для письма в Древней Греции), когда текст наносился острым концом палочки на покрытой воском дощечке и, в случае необходимости, стирался другим, специально для этого расширенным, концом стилоса.
Эту аналогию хорошо иллюстрирует фрагмент посвящённой фонографу статьи из энциклопедического словаря Брокгауза и Евфрона: «В приборе имеются три пластинки. Одна из них, стеклянная, очень тонкая, снабжена острым штифтом, предназначенным для записывания на восковом цилиндре воспринимаемых ею звуковых колебаний; на другой, такой же, имеется более тупой штифт, служащий для воспроизведения колебаний, записанных на цилиндр; на третьей же, более толстой пластинке, укреплено остроконечие, с помощью которого можно сцарапать написанное на цилиндре и таким образом подготовить его для восприятия новых звуковых колебаний».
Гораздо более очевидную аналогию со стилосом древних греков позволяет провести устройство фонотографа (phonautograph) Мартинвилля. Эдуар-Леон Скотт де Мартинвилль создал этот прибор для графической визуализации звуковых колебаний (патент получен 25 марта 1857 года). Иными словами, фонотограф мог улавливать и отображать на материальном носителе издаваемые в непосредственной близости от него звуки. Устройство фонотографа Мартинвилля, как и фонографа Эдисона, было достаточно простым: звуковоспринимающий раструб, из которого звуковые колебания поступали на мембрану и прикреплённая к ней щетина, исполнявшая роль пера, записывающего звуковую линию на стеклянной пластине или на бумаге. Фонотограф, конечно же, не позволял воспроизводить звук, но, в числе прочего, использовался в акустических исследованиях и для установления частоты того или иного музыкального фрагмента.
Легко видеть, что фонограф Томаса Эдисон интересен не только сам по себе, но и как очень хорошая иллюстрация возникновения и развития научных изобретений, общности заложенных в них идей.
При подготовке статьи использованы следующие источники:
1. Большая Советская Энциклопедия, т. 45 (1956)
2. http://www.3dnews.ru/multimedia/istoriya_zvukozapisi
3. http://enc-dic.com/brokgause/Fonograf-71994.html
4. http://izobretenie.net/44-izobretenie-fonografa.html
Иллюстрации: 1. Цилиндрический фонограф. 2. Фонотограф. 3. Т. А. Эдисон, 1878 год.
21 ноября 2012
