刻錄聲音的歷史

　　近日，美國科學(xué)家成功將1878年錄制在錫箔上的一段聲音轉(zhuǎn)移到電腦上。這段錄音被記錄在愛迪生發(fā)明的留聲機(jī)上，雖然聲音嘈雜并且只有短短78秒，但卻是現(xiàn)代人能夠聽到的最古老的可播放錄音，也是歷史上第一段被記錄下來的音樂演出。
　　錄音，顧名思義，就是將聲音信號記錄在媒質(zhì)上的過程。隨著人類科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，錄音方法走過了從機(jī)械錄音、電聲錄音、磁帶錄音到數(shù)碼光學(xué)錄音的歷程。
　　圓筒留聲機(jī)時(shí)代
　　人類最早記錄聲音的儀器，是1857年法國科學(xué)家斯科特發(fā)明的聲波記振儀，這是一種利用聲波產(chǎn)生的振動(dòng)來記錄聲波“圖像”的儀器。盡管聲波記振儀并不能展現(xiàn)聲音本身，但它卻使人類首次實(shí)現(xiàn)了對聲音信號的轉(zhuǎn)化，也為真正的錄音設(shè)備——留聲機(jī)的發(fā)明吹響了號角。
　　1877年，偉大的美國科學(xué)家托馬斯·愛迪生發(fā)明了人類史上第一臺留聲機(jī)，這架“會說話的機(jī)器”轟動(dòng)了全世界，也正式開啟了人類記錄聲音的歷史。愛迪生將一張錫箔卷在刻有螺旋槽紋的金屬圓筒上，讓一根短針的一頭輕擦著錫箔轉(zhuǎn)動(dòng)，另一頭和受話機(jī)連接。曲柄搖動(dòng)金屬圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，短針被起伏的聲音所振動(dòng)，并在錫箔上刻出深淺不同的槽紋。當(dāng)短針沿著槽紋重復(fù)振動(dòng)時(shí)，便會發(fā)出原來的聲音。這件機(jī)器被人們稱為“19世紀(jì)的奇跡”，愛迪生也因此名聲大噪。然而，剛剛誕生的留聲機(jī)錄音時(shí)間短、聲音小且不清晰，愛迪生便馬不停蹄地繼續(xù)推進(jìn)研究，終于研制成功了第二代留聲機(jī)。在第二代留聲機(jī)的話筒上，愛迪生加了一個(gè)喇叭形的音筒，作為擴(kuò)音器；然后用蠟筒代替錫箔，這樣蠟筒可以重復(fù)使用；同時(shí)在機(jī)箱里裝上了驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，每次只要上緊發(fā)條，就可以自動(dòng)錄放。改進(jìn)后的圓筒留聲機(jī)，聲音清晰逼真，由此也開始了商業(yè)運(yùn)用階段。
　　然而，早期的圓筒留聲機(jī)錄音流傳很少，其最主要的原因便是還沒能解決拷貝復(fù)制的技術(shù)難題。在當(dāng)時(shí)，如果要錄制樂隊(duì)演奏的樂曲，即使使用10臺大喇叭留聲機(jī)同時(shí)工作，并且樂隊(duì)耐心地把同一曲目反復(fù)演奏20遍，也僅僅能得到200份圓筒拷貝?；谶@樣昂貴的制作成本，這些圓筒留聲機(jī)很難推廣普及。
　　唱片留聲機(jī)時(shí)代
　　1891年，德國工程師伯利納研制成功了以鍍金的銅模作為母盤，用蟲膠為原料進(jìn)行澆注拷貝的唱片復(fù)制法，正式拉開了唱片留聲機(jī)取代圓筒留聲機(jī)的序幕。唱片留聲機(jī)仍是以人工上弦作為動(dòng)力，同樣是基于唱針劃過唱片槽紋而發(fā)聲的原理，只不過是從原來的圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)更新為圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。唱片誕生伊始，由于其復(fù)制簡單，可以量產(chǎn)，所以唱片留聲機(jī)獲得了極大的推廣。但由于技術(shù)限制，當(dāng)時(shí)的唱片轉(zhuǎn)速很快，每分鐘78轉(zhuǎn)，這直接導(dǎo)致唱片每面最多只能錄不到3分鐘。因此，整個(gè)20世紀(jì)前期，美國的流行音樂都是短小精悍的。78轉(zhuǎn)唱片統(tǒng)治錄音界數(shù)十年，直到二戰(zhàn)期間，蟲膠的最主要來源地印度被封鎖。那時(shí)唱片公司要求買主上交一定數(shù)量的舊唱片才能換得新唱片，這一政策導(dǎo)致了78轉(zhuǎn)唱片上許多珍貴的錄音都消失了。二戰(zhàn)過后的1948年，美國哥倫比亞唱片公司的首席工程師格德·馬克發(fā)明了一種全新的唱片。馬克采用鉆石做唱針，乙烯基塑料為唱片材料，把唱片轉(zhuǎn)速降到每分鐘33.3轉(zhuǎn)，并增加溝紋密度，使得一張12英寸的唱片每面可放20多分鐘的音樂。這就是人們常說的“密紋唱片”，又叫“長時(shí)唱片”。密紋唱片的誕生，極大地促進(jìn)了流行音樂市場的繁榮，也使唱片留聲機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的輝煌時(shí)代。
　　在唱片留聲機(jī)流行的年代，錄音形式也發(fā)生了革命性的變化。在20世紀(jì)20年代以前，音樂采用的還只是一種純“聲學(xué)”或者說純“機(jī)械”的形式來錄制，這種形式迫使音樂家們錄制音樂時(shí)都要痛苦地?fù)頂D在錄音室的大喇叭口，并且得到的唱片音效較差。隨著廣播和無線電報(bào)等方面的技術(shù)進(jìn)步，電聲錄音崛起。1924年，貝爾實(shí)驗(yàn)室成功地進(jìn)行了電聲錄音實(shí)驗(yàn)，人類錄音史開啟了電氣化時(shí)代。電聲錄音就是設(shè)法先把聲波轉(zhuǎn)化成電信號，再通過這些電信號對唱片進(jìn)行刻錄。電聲錄音有兩大優(yōu)勢：首先，電聲錄音可以把聲音更加真實(shí)地錄制和還原，尤其是1945年Decca公司的寬頻技術(shù)推廣應(yīng)用后，使錄音頻率上限達(dá)到14000赫茲，接近人耳的極限，這大大改進(jìn)了錄音的效果，尤其是弦樂的音色更加細(xì)膩逼真；其次，電聲錄音催生了麥克風(fēng)等擴(kuò)音設(shè)備，麥克風(fēng)是依靠電容對極板厚度的靈敏反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對聲音的放大效果的，它的出現(xiàn)可以令音樂家們在更加寬松的環(huán)境下自如地演奏。可以說，電聲錄音的出現(xiàn)是唱片留聲機(jī)發(fā)展歷程上的一個(gè)質(zhì)的飛躍。
　　磁帶錄音機(jī)時(shí)代
　　其實(shí)早在20世紀(jì)初，丹麥科學(xué)家鮑爾森便發(fā)現(xiàn)了磁化的鋼絲可以儲存聲音信號，但鋼絲笨重不便，影響了這種錄音方式的普及。到了20世紀(jì)30年代，德國科學(xué)家福勞耶瑪將磁性鐵粉涂在紙帶和塑料帶上，這才有了現(xiàn)代磁帶的雛形。磁帶是一種載有磁層的帶狀材料，通常是在塑料薄膜帶基上涂覆一層顆粒狀磁性材料或蒸發(fā)沉積上一層磁性氧化物而成。磁帶錄音的原理也是始于電聲錄音機(jī)理，首先通過傳感器把聲音振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱跟隨聲音變化的電信號，然后錄音磁頭按照強(qiáng)弱變化的電信號，改變其線圈特性，磁化磁帶上的磁性物質(zhì)，并且根據(jù)電信號的不同，磁化后的物質(zhì)特性也不同，從而記錄了聲音信號。二戰(zhàn)期間，德國廣播電臺已經(jīng)開始大量運(yùn)用磁帶錄音機(jī)，但此時(shí)的磁帶還僅用于記錄和播放軍事將領(lǐng)的講話。戰(zhàn)后，經(jīng)過美國人改良，磁帶錄音才開始和音樂接軌。磁帶相對于唱片來說擁有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，磁帶的錄音時(shí)間更加不受局限；其次，磁帶錄音易于編輯，不需要的片段可以很容易地被剪去，這種后期編輯修改技術(shù)的發(fā)展對錄音技術(shù)和演奏實(shí)踐產(chǎn)生了極大的影響；最后，磁帶錄音帶來了同步錄制多個(gè)軌道的可能，即可以通過多組麥克風(fēng)錄制的聲音可以分別被存儲在不同的獨(dú)立軌道中，錄音完成后再被混合起來，而這種多軌錄制方式最直接的產(chǎn)物就是立體聲錄音和多聲道錄音。然而，磁帶的壽命要比留聲機(jī)唱片差許多，一般的磁帶在儲存10年左右后，其內(nèi)部的磁信號便會明顯弱化，但上世紀(jì)二三十年代的唱片至今仍有存世，且音質(zhì)保持良好，二者差距明顯。單單的壽命優(yōu)勢并沒有影響磁帶撼動(dòng)密紋唱片的錄音統(tǒng)治地位。1963年，荷蘭飛利浦公司研制出盒式磁帶錄音機(jī)，由于盒式磁帶具有輕便、耐用、互換性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品一上市，便得到迅速的推廣和發(fā)展。到了20世紀(jì)70年代，盒式磁帶已經(jīng)作為一種廉價(jià)方便的音樂載體在全世界流行起來。
　　光盤CD機(jī)時(shí)代
　　繼磁帶錄音風(fēng)靡全球后，1979年，荷蘭飛利浦公司首次展示了CD光盤系統(tǒng)，這標(biāo)志著一種新的存儲媒介——高密度光盤誕生。高密度光盤是一種不同于磁性載體的光學(xué)存儲介質(zhì)，它是利用盤內(nèi)一圈圈螺旋形排列的小坑槽來記錄信息的。光盤的錄音原理是：先將外來的聲音信號進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，變成脈沖信號去控制激光束，使激光束按照脈沖信號的規(guī)律發(fā)射出去，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚集投射到涂有光刻膠的原盤上，原盤在主軸電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，激光束便在光盤的信息軌道上打下一系列坑槽。這些坑槽的長度及間隔與控制脈沖相對應(yīng)，即包含了所要記錄的聲音信息。當(dāng)播放光盤的信息時(shí)，就是在一個(gè)激光頭的照射下，通過檢測光盤坑槽的反射光束來拾取信息。光盤刻錄中數(shù)字技術(shù)的引入，有效避免了信號的干擾和噪聲的困擾，所儲存的音頻信息干凈且不會失真。可以說，CD光盤的出現(xiàn)，在音樂產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)了一場技術(shù)革命，其出眾的音質(zhì)以及耐損性，標(biāo)志著數(shù)碼音樂時(shí)代的開啟。20世紀(jì)80年代，持續(xù)更新?lián)Q代的CD、MD、DVD等數(shù)字載體不僅在音質(zhì)上不斷出現(xiàn)新的飛躍，并且其存儲容量越來越大，體積卻可以做得越來越小。如1979年誕生的第一款CD光盤，直徑為12厘米，可以存儲74分鐘的高保真音頻信號，這和一盤普通磁帶的容量接近；而到了90年代，飛利浦研發(fā)推出的DVD光盤容量達(dá)到4.7GB，可以存儲接近1000首流行歌曲。1986年，CD機(jī)銷量首次超過錄音機(jī)；1988年，CD光盤的銷量首次超過磁帶。步入21世紀(jì)，磁帶錄音機(jī)終于淹沒在宏大的技術(shù)革新浪潮中，存封在人們的記憶里。
　　數(shù)字信息時(shí)代
　　然而，風(fēng)光無限的CD光盤也只是紅紅火火了二十幾年，從2005年開始，CD介質(zhì)的音樂銷量開始明顯下降。這是緣于在20世紀(jì)末及21世紀(jì)初互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)異軍突起，MP3等在線傳播方式發(fā)展迅速；同時(shí)，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)性能的不斷提高、存儲能力的不斷增大，各種錄音軟件和相關(guān)硬件設(shè)備的普及，音樂制作機(jī)構(gòu)開始走向工作室化和個(gè)人化。很多音樂家、音樂學(xué)子和音樂愛好者在自己的家里或者教室琴房里就可以隨時(shí)進(jìn)行高質(zhì)量的錄音，作為個(gè)人參考、相互交流、網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播甚至交付唱片公司正式出版。
　　在當(dāng)下的數(shù)碼時(shí)代，我們最常見和最常用的錄音設(shè)備是一種叫做錄音筆的數(shù)字錄音器，它造型如筆形，攜帶方便，同時(shí)擁有激光筆和MP3的相關(guān)功能。錄音筆的主體是存儲器，由于使用了閃存，再加上超大規(guī)模的集成電路內(nèi)核系統(tǒng)，整個(gè)產(chǎn)品又小又輕。錄音筆的錄音原理是通過對模擬信號的采樣、編碼，將模擬信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行一定的壓縮存儲。這種數(shù)字信號即使經(jīng)過多次復(fù)制，其聲音信息也不會受到損壞，能保持原樣不變。
　　如今，多樣化的移動(dòng)應(yīng)用程序讓我們的手機(jī)、平板電腦隨時(shí)隨地都能錄下自己的歌聲、談話，并可立即與朋友分享，錄音技術(shù)不再只屬于一個(gè)專有設(shè)備，而已經(jīng)成為了多媒體技術(shù)的一部分。留聲機(jī)、唱片、磁帶、光盤……都已經(jīng)漸成歷史，今天最先進(jìn)的技術(shù)可能在幾年后就被人遺忘，技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，誰知道今天的聲音明天將存往何處呢？
　　【責(zé)任編輯】張