「趣談」留聲機是怎樣發明的?

2021-01-15 人民資訊

我大聲說完一句話,機器就會回放我的聲音。我一生從未這樣驚奇過。

——愛迪生

留聲機能夠記錄聲音並隨時播放聲音。長期以來,人們聽到聲音的唯一途徑就是在發出聲音的現場,但自從有了留聲機,過去轉瞬即逝的聲音便能夠永久保存。因此,當愛迪生最初宣稱發明了留聲機時,人們都認為這是一個魔術。

留聲機的發明有力地促進了音樂產業的發展和家庭娛樂的興起。錄音機、唱片、錄音電話、電唱機、廣播電臺、磁帶錄音機、光碟、MP3播放器以及今天所有的在線音樂播放,都可以追溯到愛迪生發明的留聲機。

1876年,愛迪生在新澤西州門羅公園中建造了自己的研究室。正是在這所研究室裡,愛迪生成功發明了世界上第一臺留聲機和第一個可供商業生產的電燈泡。愛迪生於1886年搬離了門羅公園,但門羅公園作為愛迪生最初創業並且成功的實驗室,一直以來被世人稱為人類歷史上最偉大的實驗室。如今,門羅公園是愛迪生紀念中心和博物館的所在地。

發明留聲機的物理研究

為了把瞬間消失的聲音保存下來,人類早就進行了大膽的嘗試和實驗。1855年,法國人利昂·斯科特·德·馬丁維爾把喇叭和薄膜附在金屬的記錄針上,在旋轉滾筒上記錄聲波。

但是,他使用這種設備的目的是研究聲音的本質,他形象地記錄了聲音,研究了儀器畫出的聲波線,但卻從未想到研究如何回放聲音。但是,馬丁維爾的設備是人類記錄聲音的首次嘗試。

1873年,年僅26歲的愛迪生因為發明了股票行情自動收報機,並改進了電報機。1876年初,為了發明實用型電話,愛迪生一直在同亞歷山大·格雷厄姆·貝爾和以利沙·格雷進行著研發競賽,但是最後貝爾獲勝了。愛迪生被迫轉向改進貝爾電話的音質和發明更精良的話筒與揚聲器方面。

1877年愛迪生發明的留聲機,是一種原始放音裝置,其聲音以聲學方法儲存在唱片(圓盤)平面上刻出的弧形刻槽內。唱片置於轉臺上,在唱針之下旋轉。留聲機唱片能較簡易地大量複製,放音時間也比大多數筒形錄音介質長。圖為1879年生產的愛迪遜·帕拉牌留聲機。

1877年初,愛迪生正式著手發明聲音錄製機器,他稱之為「會說話的機器」。在研製電話的過程中,愛迪生知道了如何把聲波轉換成電流脈衝,以及如何把電流脈衝還原成聲波的物理振動。

愛迪生打算在這兩個轉換裝置中間加入一個能記錄並存儲聲音的裝置。他設想自己的錄音機器依靠擺動式金屬唱針來運轉,金屬唱針的振幅同所接收聲波振幅相同。

愛迪生拆開電話聽筒,裡面的電線纏繞著一枚小型金屬棒。電流通過電線,產生磁場,推動磁化的小金屬棒附著於來回振動的紙制振動板。

所以,愛迪生決定用金屬唱針代替揚聲器振動板。磁場增強或者減弱時,金屬針會來回振動,這一物理運動就代表最初在電話話筒處引發電流的聲音。

留聲機的發明

為了解決記錄並保存金屬唱針的物理運動,愛迪生試驗了100多種材料,最終選定用錫紙裹住金屬滾筒,金屬滾筒又與手動曲柄相連。

維克多曾經是全球最大的留聲機製造商,其註冊商標從1901年一直延續到1929年被收購。在29年中共設計製造了280多種型號的留聲機,產量達上千萬臺。維克多於1905年推出櫃式留聲機;1909年推出第一部內部喇叭桌面型留聲機;1910年後,維克多重點生產櫃式留聲機,因而被譽為櫃式留聲機的「鼻祖」。

滾筒轉動並慢慢前移時,金屬唱針上下振動,在錫紙上劃出言語模式和音量圖。而聲音回放時將此過程顛倒過來,彈簧針被迫重複錫紙條上記錄的振動刻痕。

1877年8月,愛迪生錄製了他的首條聲音記錄「你好,你好」,以及第二條「瑪利有隻小羊羔」。這樣,愛迪生自稱其「最喜愛的發明」——留聲機誕生了。

1878年4月24日,愛迪生留聲機公司在紐約百老匯大街成立,並開始進行銷售業務。他們將這種留聲機和用錫箔做成的圓筒唱片配合起來,出租給街頭藝人。

1879年,愛迪生用脆蜂蠟滾筒代替了錫紙滾筒,從而使聲音更加悅耳。最早的家用留聲機是1879年生產的愛迪遜·帕拉牌留聲機,當時每臺售價為10美元。

【本文來源於人民出版社出版的《話說世界(11):工業時代》】

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