Фонограф Эдисона

Фонограф Эдисона — это первое в истории устройство для механической записи и воспроизведения звука, запатентованное американским изобретателем Томасом Алвой Эдисоном в 1877 году. Аппарат относится к классу акустических (механических) звукозаписывающих приборов, в котором звуковые колебания преобразуются в механические бороздки на цилиндрическом носителе, покрытом оловянной фольгой или восковым слоем. Изобретение фонографа положило начало эпохе звукозаписи и стало предшественником граммофона, патефона и современных цифровых аудиосистем.

История создания

Предпосылки и ранние эксперименты

Идея механической записи звука возникла задолго до Эдисона. В 1857 году французский изобретатель Эдуард-Леон Скотт де Мартенвиль создал «фотоавтограф» — устройство, которое записывало звуковые колебания в виде кривой на закопчённой бумаге, но не могло воспроизвести записанное. В 1877 году француз Шарль Кро предложил концепцию «палефона» — аппарата для записи и воспроизведения звука с помощью вращающегося диска, однако не сумел реализовать её на практике.

Работа Эдисона

Томас Эдисон приступил к разработке фонографа в середине 1877 года в своей лаборатории в Менло-Парке (штат Нью-Джерси). По одной из версий, идея пришла к нему во время экспериментов с телеграфным ретранслятором, когда он заметил, что вибрации мембраны оставляют следы на движущейся бумажной ленте. Эдисон решил, что аналогичным образом можно зафиксировать звук на вращающемся цилиндре.

Первая рабочая модель была собрана в ноябре 1877 года. 29 ноября 1877 года Эдисон продемонстрировал устройство в редакции журнала «Scientific American», а 19 февраля 1878 года получил патент США № 200 521. Первой записью, сделанной на фонографе, стало детское стихотворение «У Мэри был ягнёнок» («Mary Had a Little Lamb»), произнесённое самим Эдисоном.

Коммерциализация и усовершенствования

Первые фонографы были несовершенны: запись длилась всего несколько секунд, качество звука было низким, а оловянная фольга быстро изнашивалась. В 1880-х годах Эдисон совместно с инженерами усовершенствовал конструкцию: заменил фольгу на восковой цилиндр, улучшил механизм подачи и увеличил время записи до 2–4 минут. В 1888 году была основана «Edison Phonograph Company», которая начала серийное производство аппаратов.

Конкуренцию фонографу составил граммофон Эмиля Берлинера (1887 год), использовавший плоские диски. Несмотря на преимущества граммофона (более высокая громкость, удобство тиражирования), фонографы оставались популярными до 1910-х годов, особенно в сфере диктофонной записи и домашнего использования.

Устройство и принцип работы

Основные компоненты

Фонограф Эдисона состоит из следующих ключевых элементов:

• Цилиндр — вращающийся носитель записи. Первоначально изготавливался из металла и покрывался оловянной фольгой; позже — из твёрдого воска или целлулоида.
• Звуковая мембрана — тонкая пластинка (обычно из стекла или слюды), соединённая с рупором. Колеблется под действием звуковых волн.
• Игла — металлический или сапфировый стержень, закреплённый на мембране. При записи прорезает бороздку на цилиндре; при воспроизведении движется по уже существующим бороздкам.
• Рупор — коническая труба, усиливающая звук. При записи служит для направления звука на мембрану; при воспроизведении — для вывода звука.
• Механизм вращения — ручной или пружинный привод, обеспечивающий равномерное вращение цилиндра с постоянной скоростью (обычно около 120–160 оборотов в минуту).
• Винтовая подача — механизм, перемещающий мембрану вдоль цилиндра при его вращении, чтобы игла записывала или считывала спиральную дорожку.

Процесс записи и воспроизведения

Запись звука происходит следующим образом: звуковые волны, попадая в рупор, заставляют мембрану колебаться. Игла, жёстко связанная с мембраной, вырезает на поверхности вращающегося цилиндра спиральную канавку переменной глубины (вертикальная запись, в отличие от поперечной записи в граммофоне). При воспроизведении игла движется по этой канавке, её колебания передаются мембране, и звук усиливается рупором.

Классификация фонографов

Фонографы Эдисона можно разделить по нескольким признакам:

По типу привода

• Ручные — вращение цилиндра осуществлялось вручную с помощью рукоятки. Использовались в ранних моделях.
• Пружинные — оснащались заводным пружинным механизмом, обеспечивающим автоматическое вращение в течение нескольких минут.

По назначению

• Демонстрационные — использовались для публичных показов и лекций.
• Диктофонные — применялись в офисах для записи речи (например, «Edison Business Phonograph»).
• Музыкальные — предназначались для воспроизведения музыкальных записей.

По типу носителя

• С оловянной фольгой — самый ранний и недолговечный вариант.
• С восковым цилиндром — стандарт для коммерческих моделей (1880–1900-е годы).
• С целлулоидным цилиндром — более прочный и долговечный носитель (появился в 1900-х годах).

Применение

Звукозапись и музыка

Фонограф стал первым средством массовой звукозаписи. В конце XIX — начале XX века на цилиндры записывались выступления певцов, оркестров, комиков и политических деятелей. Компании «Edison Records» и «Columbia Phonograph Company» выпускали тысячи наименований цилиндров.

Диктофонная запись

Фонографы активно использовались в бизнесе и юриспруденции для записи диктовок и стенограмм. В 1890-х годах Эдисон выпустил модель «Edison Business Phonograph», предназначенную для офисной работы.

Научные и образовательные цели

Устройство применялось в лингвистике для фиксации произношения, в этнографии — для записи фольклора, а также в медицине (например, для записи сердечных тонов).

Домашнее использование

В начале XX века фонографы стали популярны в быту: они позволяли прослушивать музыку и записи речей в домашних условиях. Однако высокая стоимость (около 100–150 долларов в 1900 году) делала их доступными лишь состоятельным семьям.

Критика и ограничения

Фонограф Эдисона имел ряд существенных недостатков:

• Низкое качество звука — запись была монофонической, с узким частотным диапазоном (примерно 200–3000 Гц) и высоким уровнем шума.
• Короткое время записи — стандартный цилиндр вмещал 2–4 минуты звука.
• Неудобство тиражирования — каждый цилиндр записывался индивидуально; массовое копирование было трудоёмким и дорогим.
• Хрупкость носителей — восковые цилиндры легко ломались и царапались, что приводило к потере качества.
• Необходимость ручного управления — ранние модели требовали постоянного вращения рукоятки.

В 1910-х годах фонографы были вытеснены граммофонами и патефонами, использовавшими более удобные диски. Однако в некоторых областях (например, в диктофонной записи) они применялись до 1930-х годов.

Интересные факты

• Первая публичная демонстрация фонографа состоялась 29 ноября 1877 года. Эдисон произнёс в рупор «Здравствуйте! Как поживаете? Вам нравится фонограф?» и затем воспроизвёл запись.
• В 1878 году Эдисон основал «Edison Speaking Phonograph Company», которая занималась продажей и демонстрацией аппаратов.
• В 1908 году компания «Edison Records» начала выпуск «Амберольных цилиндров» (Amberol cylinders) — четырёхминутных записей, ставших последним поколением цилиндров.
• В 1929 году Эдисон прекратил производство фонографов, сосредоточившись на других изобретениях.
• В России фонографы появились в конце 1870-х годов. Первая демонстрация прошла в Санкт-Петербурге в 1878 году. В 1880-х годах их использовали для записи голосов русских писателей и композиторов, в том числе Льва Толстого и Петра Чайковского.

Наследие

Фонограф Эдисона стал революционным изобретением, открывшим эру звукозаписи. Несмотря на технические ограничения, он заложил основы для развития аудиотехнологий. В 2003 году фонограф Эдисона был внесён в список «100 величайших изобретений всех времён» по версии журнала «Time». Сегодня оригинальные фонографы и цилиндры являются ценными музейными экспонатами, а их звукозаписи — важными историческими документами.

Источники

• Патент США № 200 521 от 19 февраля 1878 года.
• Эдисон Т. А. «Автобиография» (издание 1908 года).
• Журнал «Scientific American», декабрь 1877 года.
• Книга «The Phonograph and Its Uses» (1890, автор — Джон Ф. Хейл).
• Статья «History of Sound Recording» (Encyclopedia Britannica, 2020).
• Материалы Музея Томаса Эдисона (Менло-Парк, США).
• Архив Российской государственной библиотеки (записи фонографов в России).