Музыкальный механизм

Музыкальный механизм — это устройство или совокупность устройств, предназначенных для автоматического воспроизведения музыкальных звуков или звуковых последовательностей без непосредственного участия исполнителя-музыканта. В отличие от музыкальных инструментов, требующих активного управления со стороны человека (нажатие клавиш, смычок, щипок), музыкальные механизмы функционируют на основе заложенной программы, механического привода или электрического сигнала. Классическими примерами являются музыкальные шкатулки, шарманки, оркестрионы, механические пианино и карильоны.

История

Предыстория и античность

Первые попытки автоматизации звукоизвлечения относятся к античности. В III веке до н. э. греческий инженер Ктесибий изобрёл гидравлос — водяной орган, в котором подача воздуха в трубы регулировалась механическим устройством. Однако полноценные музыкальные механизмы, способные воспроизводить запрограммированную мелодию, появились значительно позже.

Средневековье и Ренессанс

В IX веке братья Бану Муса в Багдаде описали механический орган, работавший от водяного привода. В Европе первые механические органы появились в XIV веке. В XV веке в Нидерландах и Германии начали изготавливать карильоны — набор колоколов, управляемых механическим барабаном с шипами. В 1598 году в Страсбурге был построен механический орган, способный исполнять несколько мелодий.

Эпоха музыкальных шкатулок

Расцвет музыкальных механизмов пришёлся на XVIII—XIX века. В 1796 году швейцарский часовщик Антуан Фавр создал первую музыкальную шкатулку, использовав стальной гребень с зубьями различной длины. В 1815 году в Швейцарии началось промышленное производство шкатулок. К середине XIX века музыкальные шкатулки стали массовым товаром, их выпускали десятки фабрик в Швейцарии, Германии, Франции и России.

Механические инструменты XIX века

В XIX веке появились крупные музыкальные механизмы: шарманки (переносные механические органы), оркестрионы (имитировавшие звучание оркестра), механические пианино (пианолы). В 1876 году американский изобретатель Эдвин Скотт Воти запатентовал механическое фортепиано, работавшее на перфорированной бумажной ленте. В 1890-х годах в России получили распространение механические гармони и шарманки, использовавшиеся уличными музыкантами.

XX век и упадок

С развитием звукозаписи (фонограф, граммофон) и радио в начале XX века механические музыкальные устройства начали вытесняться. К 1930-м годам массовое производство музыкальных шкатулок и механических пианино практически прекратилось. Однако в середине века интерес к механической музыке возродился в среде коллекционеров и реставраторов.

Классификация

Музыкальные механизмы классифицируются по принципу звукоизвлечения, типу привода и способу программирования.

По принципу звукоизвлечения

• Гребневые (штифтовые) — звук извлекается при зацеплении зубьев стального гребня за штифты вращающегося валика (музыкальные шкатулки).
• Духовые (пневматические) — воздух подаётся в трубы или язычковые резонаторы через систему клапанов (шарманки, оркестрионы, механические органы).
• Ударные — молоточки ударяют по струнам, колоколам или пластинам (карильоны, механические пианино).
• Электромеханические — звук генерируется электрическим сигналом, управляемым механическим носителем (механические синтезаторы, оркестрионы с электроприводом).

По типу привода

• Пружинные — заводятся вручную или с помощью ключа, работают от спиральной пружины (большинство музыкальных шкатулок).
• Грузовые (гиревые) — приводятся в движение падающим грузом (шарманки, карильоны).
• Электрические — используют электродвигатель (механические пианино XX века, современные репродукции).
• Пневматические — работают от сжатого воздуха (оркестрионы, некоторые механические органы).

По способу программирования

• С валиком (цилиндром) — мелодия записана в виде штифтов на вращающемся металлическом или деревянном цилиндре (классические музыкальные шкатулки, шарманки).
• С перфорированной лентой — программа нанесена на бумажную или картонную ленту с отверстиями (пианолы, оркестрионы).
• С диском — мелодия записана на металлическом диске с выступами (музыкальные шкатулки с дисковым механизмом, популярные в начале XX века).
• С цифровым управлением — современные устройства, использующие микроконтроллеры и MIDI-файлы (репродукции и новые модели).

Устройство и принцип работы

Музыкальная шкатулка

Основные элементы: стальной гребень с зубьями различной длины, металлический валик со штифтами, пружинный механизм, редуктор. При заводе пружина раскручивается, вращая валик. Штифты на валике зацепляют зубья гребня, заставляя их колебаться. Высота звука зависит от длины зуба: короткие зубья издают высокие ноты, длинные — низкие. Темп регулируется центробежным регулятором (ветряком).

Шарманка

Состоит из деревянного корпуса, мехов (пневматической системы), набора трубок или язычков, валика со штифтами. Вращение валика открывает клапаны, подающие воздух к определённым трубкам. Шарманки бывают ручными (поворот рукоятки) и ножными (педальный привод). В России шарманки получили распространение в XIX веке, их часто использовали уличные музыканты.

Механическое пианино (пианола)

В пианоле молоточки ударяют по струнам, как в обычном фортепиано, но управление осуществляется перфорированной бумажной лентой. Лента протягивается через считывающее устройство: отверстия пропускают воздух, активируя пневматические клапаны, которые приводят в действие молоточки. Пианолы позволяли воспроизводить сложные музыкальные произведения, включая записи выступлений известных пианистов.

Применение и значение

Развлекательное и бытовое

Музыкальные шкатулки и шарманки использовались для домашнего музицирования и уличных выступлений. В XIX веке они были доступны среднему классу, заменяя дорогие музыкальные инструменты и живых музыкантов. В России шарманки были популярны на ярмарках и в городских парках.

Образовательное и культурное

Механические пианино и оркестрионы использовались в учебных заведениях для демонстрации музыкальных произведений. В XX веке на основе механических устройств создавались первые музыкальные автоматы (джукбоксы), ставшие предшественниками современных аудиоплееров.

Коллекционирование и реставрация

В XXI веке музыкальные механизмы представляют интерес для коллекционеров и музеев. В России крупные собрания находятся в Музее музыкальных инструментов в Москве, Музее граммофонов и шарманок в Санкт-Петербурге, а также в частных коллекциях. Реставрация старинных механизмов требует высокой квалификации часовщиков и механиков.

Интересные факты

• Самая большая музыкальная шкатулка в мире (высотой около 2,5 метров) была изготовлена в Швейцарии в 1890-х годах и может воспроизводить до 12 мелодий.
• В России в XIX веке существовали «шарманки-оркестрионы», которые имитировали звучание целого оркестра, включая скрипки, флейты и барабаны.
• Механическое пианино «Воте» (Welte-Mignon) 1904 года позволяло записывать и воспроизводить исполнение пианистов, включая Сергея Рахманинова и Александра Скрябина.
• В 2023 году в Москве прошла выставка «Музыкальные механизмы: от шкатулки до оркестриона», где были представлены экспонаты из частных коллекций и музеев.

Источники

• Бану Муса. «Книга о механических устройствах» (IX век, арабский оригинал).
• Фавр А. «Описание музыкальной шкатулки» (патент, 1796).
• Воти Э. С. «Механическое фортепиано» (патент США, 1876).
• Музей музыкальных инструментов (Москва). Каталог коллекции механических инструментов.
• Журнал «Старинная музыка» (Россия), статьи о реставрации шарманок и оркестрионов.