У канцы 16 стагоддзя фізік Порта заявіў: «Гук не знікае бясследна, і яго можна як-то захаваць». Многія навукоўцы таго часу біліся над рашэннем гэтай праблемы. Яны спрабавалі рознымі спосабамі «закансерваваць» гук, захаваць яго для нашчадкаў. Але толькі ў пачатку 19 стагоддзя фізіку Юнгу ўдалося зафіксаваць след гукавых ваганняў на закопченной паперы. Спатрэбілася яшчэ паўстагоддзя, каб француз Скот сканструяваў прыбор, які мог «распісвацца» почыркам, уласцівым любому гуку. Не спыняючыся на падрабязнасьцях канструкцыі такога прыбора, скажам толькі, што ён меў рухомую іголку, якая пад уздзеяннем гукавых ваганняў прыводзілася ў рух і процарапывала бесперапынную крывую лінію на рухомай закопченной паперы. Такую крывую лінію навукоўцы назвалі гукавым следам. Натуральна, што для кожнага гуку гукавы след розны. Але запісаць «малюнак» гуку - гэта толькі палова рашэння задачы, званай звукозаписью. Іншая палова гэтай задачы - прымусіць наяўную тонкую звілістую лінію, гукавы след, загучаць і перадаць у дакладнасці тыя гукі, якія былі запісаныя.

Доўгі час ні ў каго нават не ўзнікала думка аб магчымасці выкарыстоўваць гукавы след для атрымання гукавых ваганняў, то есць аб звароце гукавога следу ў чутны гук.

Першым, хто выкарыстаў гукавы след для запісу і прайгравання гуку, быў амерыканскі вынаходнік Томас Альва Эдысан, які ў 1877 годзе прадэманстраваў сканструяваны ім апарат для запісу і прайгравання гуку, названы фонографом.

З гэтага моманту і пачынае сваё летазлічэнне гісторыя гуказапісу.

Мал. 1. Так выглядаў першы гуказапісвальны апарат - фанограф. Побач з ім яго вынаходнік Томас Альва Эдысан.

Фанограф Эдысана ўяўляў сабой прыбор, у якім валік, абгорнуты алавянай паперай, здзяйсняў вярчальны-паступальны рух. Пры кручэнні валіка іголка, жорстка звязаная з мембранай рупара, ўціскаецца ў алавяных паперу. У залежнасці ад сілы гуку, вымаўляецца перад рупарам, іголка ўціскаецца на розную глыбіню, у залежнасці ад ваганняў мембраны. Пры кручэнні валіка ён перасоўваўся ўздоўж восі кручэння і іголка прочерчивала спіральны гукавы след зменнай глыбіні.

Для прайгравання зробленай такім чынам запісу гуку трэба было паставіць іголку на пачатак канаўкі і прывесці валік ў вярчальны рух. Тады іголка, вынікаючы па канаўцы, пачне вагацца ў такт з запісаным гукавым следам, перадасць гэтыя ваганні мембране, злучанай з рупарам, і ў рупары будзе чутная запіс гуку.

Фанограф быў першым апаратам механічнай запісу гуку. Гэты спосаб гуказапісу называўся механічным таму, што гукавы след атрымліваўся шляхам механічнага змены формы носьбіта гуку.

Мы маглі б падрабязна распавесці, як алавяная папера на валіку фанографа была заменена васковым валікам, як на змену фонографу прыйшлі грамафон, а затым патэфон, як валікі замяніла граммофонная пласцінка і як яна набыла форму сучаснага знаёмага нам чорнага дыска, як граммофонная пласцінка стала доўгайграючы і які ўклад у гэта ўнеслі рускія і савецкія навукоўцы і вынаходнікі. Але мы не будзем спыняцца на пытаннях гісторыі механічнай гуказапісу. Наша задача - расказаць аб магнітнай запісу гуку.

Некалькі слоў пра фотооптической запісу гуку.

З тых часоў як у 1895 годзе браты Агюст і Луі Люмьер ўпершыню прадэманстравалі вынайдзены імі сінематограф, кіно прарабіла вялікі шлях і стала адным з любімых народам відаў мастацтва. Вашы дзядулі і бабулі, напэўна, памятаюць, як кіно называлі «вялікім нямым». Праўда, спробы «агучвання» кінафільмаў прадпрымаліся неаднаразова. Так, напрыклад, у 1908 годзе на экраны кінатэатраў быў выпушчаны першы рускі гульнявой кінафільм «Понизовая вольніца» («Стенька Разін»). Спецыяльна для яго была напісаная вядомым рускім кампазітарам М. М. Ипполитовым-Івановым музыка, якая ілюструе кадры з гэтага фільма. Музыка была запісаная на граммофонных пласцінкі, якімі карысталіся пры дэманстрацыі фільма. Аднак такое новаўвядзенне не апраўдала сябе па многіх прычынах: з-за нізкага якасці гучання, з-за непазбежнага несупадзення глядзельнай шэрагу з гукавым суправаджэннем, з-за малой гучнасці гучання грамафона, з дапамогай якога адбывалася так званае агучванне фільма; акрамя таго, пласцінкі хутка зношваліся і г. д. і да т. п. Словам, ад такога «гукавога кіно» прыйшлося хутка адмовіцца. Але ідэя «агучвання» кінафільма не пакідала многіх вынаходнікаў.

Тады ўзнікла думка: гук трэба запісаць на той жа стужцы, на якой зняты малюнак. Гук трэба сфатаграфаваць!

Так, так. Гэта не агаворка. Менавіта трэба сфатаграфаваць гук і разам з выявай размясціць яго на адной кінаплёнцы. Толькі ў гэтым выпадку можна будзе дамагчыся супадзення гуку з выявай або, як прынята казаць, толькі тады будзе забяспечана сінхроннасць выяўленчага шэрагу і гукавога суправаджэння.

Гукавыя хвалі непасрэдна ўбачыць нельга. Але тое, што гук - хвалевай працэс, ведае цяпер кожны школьнік. Як жа сфатаграфаваць гук?

Усе мы добра ведаем, што фатаграфія - працэс аптычны, звязаны са святлом, або, выяўляючыся дакладней, са светлавым патокам. Значыць, гук трэба ператварыць у святло, а дакладней, гукавыя ваганні пераўтварыць у ваганні светлавога патоку. Але як гэта зрабіць?

Фотооптический спосаб запісу і прайгравання гуку прайшоў шлях ад першых досведаў нашых суайчыннікаў А. Викшемского ў 1889 годзе і. І. Палякова ў 1900 годзе да сучаснай старанна адпрацаванай сістэмы, якая сумесна з электроннымі прыладамі шырока выкарыстоўваецца ў кінематографе. Праўда, на аснове фотооптического спосабу запісу і прайгравання гуку ў пачатку саракавых гадоў рабіліся спробы стварэння таннага прайгравае апарата індывідуальнага карыстання (напрыклад, апарат «Гаворачая папера»). Нягледзячы на прастату тыражавання, якое магло ажыццяўляцца друкарскім спосабам, такія апараты распаўсюджвання не атрымалі з-за невысокай якасці гучання і грувасткасці прылад.

У наш час самае шырокае распаўсюджванне атрымаў трэці спосаб запісу і прайгравання гуку, званы магнітным.

Ён заснаваны на здольнасці некаторых матэрыялаў намагнічваюцца, праходзячы праз магнітнае поле, і захоўваць сваё намагнічаныя стан, званае рэшткавым намагничиванием, пасля выхаду з магнітнага поля.

Ідэя выкарыстоўваць з'ява рэшткавага намагнічвання для запісу гуку была выказана яшчэ ў канцы мінулага стагоддзя. Першым такі апарат пабудаваў дацкая фізік В. Паульсен ў 1898 годзе. Паглядзіце, як гэты апарат, названы аўтарам «Телеграфоном», падобны на фанограф Эдысана. Адрозніваюцца яны толькі носьбітам запісу. Апарат Паульеена таксама ўяўляў сабой прылада з які верціцца барабанам, але ў ім, у адрозненне ад апарата Эдысана, замест алавянай паперы была выкарыстаная сталёвая дрот, намотанная на барабан з некаторымі адлегласцямі паміж віткамі. Электрычны ток ад мікрафона перадаваўся ў абмотку стрыжневага электрамагніта, які пры кручэнні барабана перасоўваўся ўздоўж яго восі і, дакранаючыся дроту, намагничивал яе ў такт са гукавымі ваганнямі. Пры прайграванні зробленай такім чынам запісу гуку руху барабана і электрамагніта паўтараліся з той толькі розніцай, што цяпер да абмотцы стрыжневага электрамагніта падключаўся тэлефон (слухаўка). Пры гэтым у абмотцы электрамагніта индуцировалась электрарухаючая сіла (э. д. с.), якая адпавядала запісаным гукавым ваганняў, а з дапамогай тэлефона гэтая э. д. с. пераўтваралася ў гукавыя ваганні, дазваляючы праслухоўваць зробленую запіс гуку. Праўда, гучнасць гучання прайграванай запісу была вельмі малая і суправаджалася прыкметнымі скажэннямі гуку.

Аднак развіццё магнітнага спосабу запісу гуку, як, зрэшты, і фотооптической запісу, тармазілася у тыя гады з-за адсутнасці тэхнічных сродкаў. Толькі вынаходніцтва электроннай радиолампы і развіццё радыётэхнікі дазволіла ўдасканаліць апаратуру магнітнай запісу гуку і пашырыць вобласці яе прымянення. Так, у трыццатыя гады ўжо некалькі фірмаў займаліся вытворчасцю апаратаў магнітнай запісу гуку, якія працавалі на тонкай стальной дроту або стужкі і выкарыстоўваліся ў якасці дыктафонаў і для рэпартажных запісаў у радыёвяшчанні. Але прымяненне сталёвы дроту або стужкі тармазіла шырокае развіццё магнітнай запісу гуку з-за таго, што шпулькі з дротам або стужкай былі даволі цяжкія і грувасткія. Дрот часта рвалася, блыталася, а злучаць яе было нялёгка, пры руху ў апараце дрот перекручивалась, якасць запісу заставалася нізкім. Натуральна, што ў такіх умовах магнітная запіс яшчэ не магла канкураваць з механічнай запісам, якая перажыла свой дзіцячы ўзрост і якая атрымала ўжо дастатковую распаўсюджванне.

Аднак патэнты таго часу сведчаць, што працы ў галіне магнітнай запісу гуку не спыняліся. Энтузіясты гэтага віду гуказапісу шукалі шляхі ўдасканалення апаратуры.

У першую чаргу даследчыкі звярнулі ўвагу на носьбіт запісу. Пошукі матэрыялу для носьбіта запісу паказалі, што, па-першае, прымяненне матэрыялу з рознымі магнітнымі характарыстыкамі істотна ўплывае на якасць запісу гуку, і, па-другое, выявілі тыя магнітныя характарыстыкі матэрыялу, якія найбольш прыдатныя для запісу гуку. І тут адбылося нечаканае. Аказалася, што ні адна сталь або сплаў не валодаюць тымі магнітнымі характарыстыкамі, якія патрэбныя для запісу гуку. Затое найбольш блізкія да шуканым магнітныя характарыстыкі мае карычневы парашок вокісу жалеза або, кажучы прасцей, вядомая ўсім жалезная іржа.

Але як яе выкарыстоўваць?

У 1925 годзе савецкі інжынер І. І. Крейчман ўзяў патэнт на новы носьбіт магнітнай запісу. Гэты носьбіт складаўся з дзяўчынцы асновы, пакрытай з аднаго боку пластом магнітнага парашка «з вялікай затрымлівалай сілай», растворанага ў злучным рэчыве. Вынаходства дзіўна дакладна предвосхитило сучасную магнітную стужку. Але, на жаль, яно ў той час засталося незаўважаным і практычнай рэалізацыі не атрымала.

Істужачны носьбіт запісу валодаў патрэбнымі магнітнымі характарыстыкамі, быў значна лягчэй сталёвы дроту і каштаваў у некалькі разоў танней. Але самае галоўнае годнасць магнітнай стужкі заключалася ў магчымасці злучэння асобных кавалкаў простым склейваннем, што значна спрашчала карыстанне апаратурай магнітнай запісу гуку і вырашала праблему асобных запісаў, то есць злучэння самастойных запісаў у адзінае цэлае.

Іншым вынаходствам, значна повысившим якасць магнітнай запісу гуку, была распрацаваная нямецкім інжынерам Шюллером так званая кальцавая магнітная галоўка, якая замяніла стержневую магнітную галоўку. Сучасныя магнітныя галоўкі амаль цалкам паўтараюць прынцып дзеяння першай галоўкі Шюллера.

Усе гэтыя работы падрыхтавалі з'яўленне новага віду апаратуры для запісу гуку. Годам нараджэння апарата для магнітнай запісу гуку можна лічыць 1934 год, калі ў Германіі быў распрацаваны і выраблены такі апарат і магнітная стужка для яго.

Гэты апарат атрымаў фірмовае назва «Магнетофон». Такое яго назва для апаратуры магнітнай запісу гуку захавалася і да нашых дзён, праўда, у некалькі змененым выглядзе. Дэманстрацыя магнітафона на Берлінскай радыё-выставе ў 1935 годзе зрабіла сапраўдны фурор і адразу вылучыла яго на першы план сярод гуказапісвальнай апаратуры. Пачынаючы з 1937 года, магнітафоны былі ўкаранёны германскім радыёвяшчаннем у пастаянную эксплуатацыю. Услед за радыёвяшчаннем магнітафонамі зацікавілася і германскае ваеннае ведамства, якое выкарыстоўвала іх у службе радиоперехватов, для шыфравальных работ і для запісу тэлефонных размоў. Гэта акалічнасць вызначыла хуткае развіццё вытворчасці магнітафонаў і магнітнай стужкі ў Германіі. Але дзіўней за ўсё тое акалічнасць, што ў іншых краінах Еўропы і ў ЗША ў той час не звярнулі ніякай увагі на новы выгляд апаратуры для магнітнай запісу гуку. А бо магнітафоны па тых часах мелі найбольш высокія якасныя паказчыкі.

Наступны якасны «скачок» магнітафоны зрабілі ў 1940 - 1941 гадах, калі на змену пастаяннага току быў уведзены асаблівы высокачашчынны рэжым запісу, або, як яго называюць спецыялісты, рэжым запісу з высокачашчынным подмагничиванием. Хоць прапановы аб такім рэжыме запісу вылучаліся задоўга да яго ўкаранення (Карлсанам і Карпентером ў 1927 годзе, Нага і г. д., у 1937 годзе), практычнаму ажыццяўленню папярэднічаў даволі кур'ёзны выпадак.

Два работніка нямецкага радыёвяшчання вялі запіс вельмі адказнай перадачы. Падчас запісу, яны заўважылі, што ўзмацняльнік магнітафона самовозбудился, то ёсць пачаў выпраменьваць ваганні звышвысокай гукавы частоты, якіх не было ў складзе рэальнага гукавога сігналу. Выключыць магнітафон і тым спыніць запіс яны пабаяліся, вырашыўшы, што пасля заканчэння запісу паспрабуюць выратаваць фанаграму. Якое ж было іх здзіўленне, калі, праслухоўваючы зробленую запіс, яны пачулі гучанне найчыстае без шуму і шоргатаў у паўзах, без характэрных скажэнняў які запісваецца сігналу. Аналізуючы прычыны такога «загадкавага» здарэнні, нямецкія інжынеры Браунмюль і Вэбер (а гэта яны вялі «злашчасную» запіс перадачы) прыйшлі да высновы, што замена рэжыму запісу з пастаянным токам на высокачашчынны рэжым рэзка павышае якасныя паказчыкі магнітафона. Яны ж практычна распрацавалі сістэму запісу з высокачашчынным подмагничиванием, якія дайшлі да нашых дзён амаль у нязменным выглядзе. Гэта новаўвядзенне адразу высунула магнітафон на першае месца як па якасці запісу, так і па зручнасці карыстання, значна апярэдзіўшы механічны і фатаграфічны спосабы запісу гуку, якія да гэтага моманту былі ўжо дастаткова добра вывучаны, і было распрацавана іх прамысловая прымяненне. Адзінае перашкода да шырокаму распаўсюджванню магнітафонаў заключалася ў даволі высокай кошту апаратуры.

Якая пачалася другая сусветная вайна ў Еўропе часова прыпыніла далейшыя тэарэтычныя і практычныя распрацоўкі ў галіне магнітнай запісу гуку. Але ўжо адразу пасля заканчэння вайны ва ўсіх прамыслова развітых краінах магнітная запіс атрымлівае самае шырокае распаўсюджванне. Прычым калі ў еўрапейскіх краінах і ў Японіі асноўная ўвага ў той час было нададзена апаратаў для магнітнай запісу гуку, то ў ЗША такія апараты сталі выкарыстоўваць і для даследчых мэт.

У нашай краіне работы па магнітнай запісу гуку былі пачаты ў 1930 годзе пад кіраўніцтвам В. К. Віторскага. Група даследчыкаў, у якую, акрамя В. К. Віторскага, уваходзілі Л. Я. Юхнова, В. К. Магнушевский і інш., займалася пытаннямі магнітнай запісу на сталёвую дрот. Імі былі даследаваны фізічныя працэсы магнітнай запісу, выпрабоўваліся розныя гатункі сталевы дроту і распрацоўваліся гуказапісвальныя апараты. Адзін з такіх апаратаў доўгі час працаваў у дыспетчарскім пункце Мосэнерга для аўтаматычнай запісу тэлефонных размоў у выпадку ўзнікнення аварыйнай сітуацыі. Запіс у гэтым апараце выраблялася на сталёвую дрот дыяметрам 0,2 - 0,3 мм, двигавшуюся з хуткасцю 2 метра ў секунду, а частотны дыяпазон запісу распасціраўся да 4000 ваганняў у секунду.

Мал. 3. У гэтым апараце канструкцыі І. С. Рабіновіча ўпершыню быў выкарыстаны спосаб маленькай запісу гуку з чатырма магнітнымі галоўкамі.

У 1940 годзе былі пачаты работы па магнітнай запісу гуку на парашковую магнітную стужку. Іх узначаліў І. С. Рабіновіч. Ужо ў 1942 годзе былі выраблены першыя айчынныя магнітафоны для радыёвяшчання. І ў тым жа 1942 годзе І. С. Рабиновичем былі ўпершыню ў свеце пабудаваны магнітафоны з двухдорожечной запісам, якая потым шырока выкарыстоўвалася ў бытавых магнітафона і дажыла да нашых дзён. Ім жа і ў той жа час быў дэталёва распрацаваны спосаб з четырехголовочной маленькай запісам, прапанаванай яшчэ ў 1932 годзе К. Л. Юсупавым, і пабудаваны такі апарат, які працаваў на перфараванай магнітнай стужцы шырынёй 35 мм. Шмат гадоў праз гэты спосаб магнітнай запісу з'явіўся асновай так званага «спосабу фірмы Ампекс», якая ўжыла маленькую запіс з чатырма магнітнымі галоўкамі для магнітнай запісу тэлевізійных малюнкаў.

У 1945 годзе група пад кіраўніцтвам І. С. Рабіновіча (у яе ўваходзілі А. Ф. Мілюцін, Г. І. Келлер, Б. П. Мацвіенка, с. С. Мыльников і інш.) распрацавала першы айчынны студыйны магнітафон СМ-45, изготовлявшийся серыйна. У гэтым жа годзе ва Усесаюзным навукова-даследчым інстытуце гуказапісу пачала працаваць і група пад кіраўніцтвам І. я. Горона. Ужо ў 1946 годзе гэтая група распрацавала магнітафон МАГ-2, дзе ўпершыню ў айчыннай практыцы выкарыстоўваўся высокачашчынны рэжым запісу. Гэты апарат знайшоў шырокае прымяненне ў радыёвяшчанні, тэатрах і клубах. А з 1948 года айчынная прамысловасць пачала выпускаць бытавыя магнітафоны «Эльфа», «Днепр», «Яуза» і іншыя.

З тых часоў магнітафоны прайшлі значны шлях. За гэтак кароткі у гістарычным значэнні адрэзак часу магнитофоностроение стала вялікай галіной навукі і вытворчасці. Бытавыя магнітафоны прыкметна змянілі сваё аблічча. На змену радиолампам прыйшлі мініяцюрныя паўправадніковыя прыборы. Двухдорожечная запіс пераўтварылася ў четырехдорожечную. Замест грувасткіх і нязручных ў звароце рулонаў з магнітнай стужкай сталі ўжываць кампактныя касеты, а сама магнітная стужка стала ў шмат разоў танчэй. Значна зменшыліся і хуткасці руху магнітнай стужкі. Усё гэта зрабіла магнітафоны кампактнымі, лёгкімі, зручнымі для пераноскі. Прыкметна павысілася якасць запісу і прайгравання. З'явіліся стэрэафанічныя і квадрофонические магнітафоны.

Што ж вызначыла шырокае распаўсюджванне ў даволі кароткі тэрмін магнітнай запісу гуку?

Па-першае, магчымасць досыць простым шляхам і пры адносна нескладанай апаратуры атрымаць высакаякасную запіс гуку ад розных крыніц гукавога напружання і гэтак жа высакаякаснае прайграванне зробленай запісу.

Па-другое, прастата працэсу запісу і імгненная яе гатоўнасць да рэпрадукаванню. Практычна зробленая запіс без якой-небудзь дадатковай апрацоўкі можа быць тут жа прайграная, прычым час, затрачаны з моманту заканчэння запісу да моманту пачатку прайгравання, вызначаецца толькі часам перамоткі магнітнай стужкі да пачатку запісанага ўчастка.

Па-трэцяе, практычная неизнашиваемость носьбіта запісу, то ёсць магнітнай стужкі. Сапраўды, зробленую запіс можна праслухоўваць колькі заўгодна раз без прыкметнага пагаршэння якасці прайгравання.

Па-чацвёртае, магчымасць шматразовага выкарыстання носьбіта запісу. Калі зроблены запіс састарэла або апынулася непатрэбнай, яе можна «сцерці» і на тым жа ўчастку носьбіта запісу і зрабіць новую запіс. Пры гэтым якасць носьбіта запісу не змяняецца, як не зменіцца і якасць прайгравання зноў зробленай запісу.

Па-пятае, магчымасць мантажу запісаў, калі зробленыя, напрыклад, у розны час запісу можна аб'яднаць у адну запіс шляхам разразання і склейвання магнітнай стужкі ў патрабаванай паслядоўнасці.

Да сказанага можна дадаць яшчэ магчымасць «накладання» новай запісу на раней зробленую, то есць атрыманне камбінаванай запісы або запісу з рознымі трюковыми эфектамі; магчымасць запісу «каманд» для выканаўчых прылад розных механізмаў без ўплыву на якасць прайгравання гуку і многія іншыя асаблівасці, уласцівыя толькі магнітнага спосабе запісу гуку.

Паралельна з апаратурай магнітнай запісу гуку былі распрацаваны і пачалі выпускацца прамысловасцю відэамагнітафоны для запісу і прайгравання тэлевізійнага малюнка, апараты для дакладнай запісу, для электронных вылічальных машын і іншых спецыяльных прызначэнняў. Магнітафоны сталі шырока выкарыстоўваць у навучальным працэсе ў школах і інстытутах.

Магнітафон выйшаў на шырокую столбовую дарогу.