留声机发明者爱迪生

2018-08-14陈仁政

百科知识 2018年15期

关键词：布兰登录音机纸带

陈仁政

“别上来了！别上来了！挤不下了！”面对闻讯蜂拥而来的记者，《科学美国人》的主编—“发明大王”托马斯·爱迪生的老朋友俾契诙谐地说：“楼板快塌了！”

这是1877年12月7日在《科学美国人》杂志社楼上俾契的办公室里的一幕。

那么，这里发生了什么轰动性新闻，让记者们趋之若鹜呢？

只见一个30岁的小伙子把带有尖针和薄膜的圆头状的东西，放在一个锡纸的圆筒上，然后转动和圆筒相连的手柄。此时，这个装置就说起话来：“早晨好，亲爱的先生……”

这就是“会说话的机器”—留声机。发明它的小伙子就是这天早晨搭乘头班火车来到纽约的爱迪生。

爱迪生是怎么在众人“荒诞不经”的质疑声中发明留声机的呢？

“我用一块带尖针的膜片，对准急速旋转的蜡纸，声音的振动就非常清楚地刻在蜡纸上了。试验证明，只要把人的声音贮存起来，什么时候需要就什么时候放出来，是完全可以做到的。”1877年7月18日，爱迪生在他的记事簿上写道。接下来当年11月21日爱迪生宣布发明了圆筒式的留声机和录音唱片，并于1878年取得了发明专利。

爱迪生轰动的表演之后，美国最大的科普杂志—《科学美国人》特地刊载了一篇报道新机器诞生的文章：《当代最伟大的发明—会讲话的机器》

1931年10月18日，拥有白炽灯、留声机、炭粒话筒、电影放映机、摄影机与改进后的铁镍蓄电池等1093种发明专利的爱迪生在美国新泽西州西奥兰治辞世。3天后的10月21日，全美国熄灯以示哀悼。

留声机的“改进版”—录音机

留声机的发明是必然的。

有记载说，法国物理学家夏尔克罗是留声机的最早发明者—1877年4月16日（比爱迪生早大约7个月），他发明了留声机。但是，由于夏尔克罗当时是个穷困潦倒的诗人，图纸设计出来后，无钱投资制造。因此，人们无法断定这台机器造出之后是否能运转。

爱迪生发明留声机之后仅仅10年的1887年，出生在德国的美国技师埃米尔·贝林纳就把爱迪生的圆筒式留声机，改进为滚筒式留声机。第二年，他又发明了圆盘型留声机和平面唱片（刻有螺旋形槽纹的转盘），并逐渐取代了圆筒式留声机。

但是，上述录、放音设备运用的都是机械方式，都有声音微弱、失真以及需要体积大的喇叭播放等缺点。

1898年，丹麦发明家瓦尔德马尔·鲍尔森又发明了磁性钢丝录音机—第一次把机械方式变成电磁方式。他还在1900年的巴黎世界博览会上展示了这种录音机。

1924年以后，有了电声录音法。

1928年，出生在德国的奥地利工程师弗里茨·波弗劳姆发明了录音磁带，他还与AEG（伊莱克斯）公司合作制作了一台磁带录音机。在1939年的音响博览会上，这台被命名为“磁带录音机K1”的新产品—所有磁带机的鼻祖闪亮登场。

1936年，德国发明家把鲍尔森的要求很高的钢丝改为纸带，发明了携带较为方便、价格便宜的磁性纸带录音机。

但是，磁性纸带录音机也有缺点：针尖在钢丝或纸带上划动，只有接触处才被磁化，从而不能在钢丝或纸带上均匀地录音；纸带容易受潮、折断。1937年，美国发明家马文·卡姆拉斯把纸带换成塑料带，革命性地发明了载有“高频偏振电流”的磁头，才克服了这些缺点。加上后来他加入了立体声、高保真技术，磁帶录音机才具有优美的音色，进入了实用阶段。

随着20世纪30年代初至40年代初分别出现的立体声、高保真技术，人们已经能够在固定场合悠然自得地欣赏美音妙乐了。而1957年和以后改进的卡式录放音机，当时主要用于汽车上。

但是，这些录、放音设备，都只能在“桌子前”使用，不能“边走边听”。

不能“边走边听”的遗憾，终于在1963年被打破。这一年，荷兰菲利浦公司发明了小型盒式磁带录音机（有的是“单放机”，有的是“录放两用机”）与盒式磁带。这种革命性的玩意儿，一时成了人们—特别是时髦的年轻人的“囊中之物”。它让大家“边走边听”，一直风靡世界30多年。

留声机的“现代版”—MP3

青山依旧，人事易老。然而，英姿绰约的盒式磁带录音机毕竟是西下的夕阳—音质不好、体积偏大、耗电较多、寿命不长是它的致命伤。

于是，又一轮红日升起，它就是布兰登堡在1987年发明的、曾红极世界的MP3。

仅仅几年，小巧玲珑的MP3播放器，就以它的五彩光环成为当时最高端的超小型数码音频设备。

录、放音设备终于从“桌子前”移到了“脖子前”。

MP3是如何发明的呢？

20世纪80年代末，以苹果公司麦金塔电脑为代表的个人电脑，已开始具有包括能播放音乐在内的多媒体功能。所有这些电脑都是采用Wav音频格式保存音乐文件，但这种格式文件的最大缺陷就是体积过大：一分钟的CD音乐拷到硬盘上至少要占据60Mb的空间。而在当时，顶尖级的电脑也只有300Mb的硬盘。因此，在电脑上播放音乐根本无法普及。

1986年，德国发明家卡尔因茨·布兰登堡率先提出“数字音乐压缩技术的构想”—可以通过一种编码重组技术将音频文件大幅度压缩，然后在播放的时候使用专门的解码技术进行还原，以达到减小体积、保持音质之目的。

一年后，布蘭登堡成功地把一首《骑兵进行曲》的CD音乐压缩到原来的1/5。当然，这要求电脑速度不能过慢，因为太慢了就无法正常解码。布兰登堡认为，这样的技术如果不加改进，就毫不实用。

功夫不负有心人。布兰登堡与汉堡的一家音频研究机构合作，最终于1990年底开发出了MP3。测试的结果是，音频文件的压缩和解码都非常顺利，而且能把CD音质的音乐文件压缩到原来大小的1/12，实现了数字音乐实时压缩。

此时，思维敏锐的布兰登堡已经强烈地意识到MP3的巨大市场，于是他就赶在圣诞节前向德国政府申请了专利。1993年，MP3技术得到国际标准组织（ISO）的认可，从而成为主流音频格式。

1997年3月，韩国三星公司的部门总裁Moon先生在洛杉矶飞往汉城的航班途中，正在笔记本电脑上浏览总部发来的一份市场调查报告。这份报告是由图像、文字和MP3音乐合成的多媒体演示文件。为了保持飞机上的安静，Moon从行李包里取出耳机进行收听。听完了报告，Moon准备休息。可是，就在他摘下耳机的瞬间，无意中看到邻座一位乘客正在用MD听音乐。于是，一个异乎寻常的“火花”被“点燃”了：能不能将MP3音乐播放功能从电脑上独立出来，变成像MD随身听那样可以移动的音乐播放器？