Инструмент играет сам.

Век атома, век космоса, век электроники… Но вот в одной радиопередаче

промелькнуло еще одно такое определение – век звукозаписи. Справедливо

ли оно?

Да, если отсчитывать историю звукозаписи с фонографа, изобретенного

Эдисоном в 1877 году. И нет, если вспомнить все, что было сделано раньше.

Ч

Что же было до Эдисона?

И звукозапись, и звуковоспроизведение. Только другими способами.

Предыстория.

Все

вы

хорошо

помните

прекрасную

сказку

Ганса

Христиана

Андерсена «Соловей». И многим из вас поющая механическая из этой сказки

кажется чистейшей выдумкой автора. Но это не так. Подобную игрушку

(правда, не столь совершенную) придумал и сделал еще за целый век до

нашей эры замечательный греческий инженер Герон Александрийский.

По нынешним понятиям конструкция, разработанная Героном, была

очень простой. Птичка сидела на крышке герметического сосуда. В этот

сосуд вливалась вода. Она вытесняла воздух в трубку, которая была

проведена в горлышко птички. Когда сосуд заполнялся доверху, птичка

умолкала, вода из сосуда автоматически выливалась, через сифон, а затем все

повторялось сначала.

Поющая

птичка

Герона

еще

не

была

самоиграющим

музыкальным инструментом: она издавала всего один звук. И вообще до

таких инструментов было еще очень далеко. Но чтобы стало яснее, на какой

почве они появились, желательно хотя бы коротко проследить одну из линий

прикладной механики.

В середине века были изобретены механические часы. Это

событие имело как бы двойное значение. Во-первых, появился измеритель

времени, более точный и надежный по сравнению с предыдущими. Во-

вторых, часовой механизм стал основой для многих автоматических

устройств.

На первых порах эти устройства лишь прилагались к часам: например,

механизм башенных часов Страсбургского собора приводил в действие не

только стрелки, а еще и самые разные фигуры людей, и животных. Затем

многие забавные устройства отделились от часов и обрели самостоятельную

жизнь. Появились механический петух, механический орел, механические

куклы и т. д.

Часы постепенно совершенствовались, уменьшались в размерах и в

конце концов дошли до карманного объёма. Конструкторы механических

развлекательных устройств умело использовали это: если раньше привод к

игрушкам подводился извне и его приходилось как-то прятать, то теперь весь

механизм умещался внутри игрушки или в небольшом ящичке, на котором

эта игрушка стояла.

Все

знают,

с

каким

необычайным

мастерством

строил

свои

замечательные часы русский механик Иван Петрович Кулибин. Но не всем

известно, что из - под его рук вышло немало забавных заводных игрушек, и

среди них «придворный бал» с танцующими дамами и кавалерами.

Многие развлекательные изделия знаменитых механиков сохранились

до сих пор, они демонстрируются в музеях. А некоторые даже не потеряли

способности действовать. Эти действующие игрушки и в наши дни приводят

зрителей в изумление: кажется, невероятным, что можно так оживить металл.

Но люди, причастные к технике, знают, что основа всех этих конструкций

проста: движущей силой служит часовой механизм, а движения любого типа

можно смоделировать помощью рычагов, шестеренных передач, кривошипов

и некоторых других издавна известных технических элементов. Так что

изумлять

должно

не

то,

что

металлические

фигурки

движутся,

а

изобретательность и невероятное трудолюбие их авторов. Некоторые

автоматы содержат тысячи деталей, и почти все они изготовлялись в ручную.

Попробуйте сделать в ручную хотя бы не большую шестеренку, и вы

убедитесь, как это легко.

Кое

-

кто

может

сказать:

а

стоило

вкладывать

столько

изобретательности и труда в игрушки? Дело в том, что игрушек механизм не

редко переходил к более серьёзным вещам.

В семнадцатом- восемнадцатом веках прикладная механика достигла

расцвета. Мы увидели, что механизмы под руководством людей научились

тончайшим движениям и действиям. А теперь посмотрим, как они попутно

научились исполнять музыку.

«Прелестная Катарина»

Почти триста лет назад в Италии появился музыкальный инструмент

для тех, кто не умеет играть. Крутишь ручку- раздается музыка. Чаще всего

звучал тогдашний шлягер «Прелестная Катарина» - по - французски

«Шарман Катарин». От названия песенки произошло одно из названий

инструмента – шарманка.

В науке есть понятие – черный ящик. Это когда ясно воздействие на

какой – нибудь аппарат или прибор, легко поддаётся наблюдению результат

такого воздействия, при этом остается загадкой то, что происходит внутри.

Короче, известен вход, известен выход, не известен процесс. Иногда по входу

и выходу удается исследовать и процесс. Вход шарманки – рукоятка, выход –

музыка. Слушая её, мы прежде всего можем уяснить, что внутри шарманки

есть трубы, поскольку звуки исходят явно органные. Раз трубы значит,

должно быть устройство для нагнетания воздуха. Трубы звучат не все сразу,

следовательно, существует механизм для открывания и закрывания клапанов.

И на конец, мы слышим не беспорядочное чередование звуков, а музыку,

значит, она каким-то образом заранее запрограммирована. Крутя ручку, мы

её воспроизводим.

Теперь от мысленного исследования перейдем к реальному. Откроем

стенку инструмента и посмотрим, что внутри. Действительно, тут и трубы, и

клапаны, и мехи. А самое интересное- мы видим валик, на котором

запрограммирована

музыка.

Вспоминаем

широкоизвестное:

основа

фонографа тоже валик с записанными на нем звуками. Разница правда есть и

существенная, мы до неё еще дойдем, а пока отметим главное: валик как

основа программного устройства не был новинкой задолго до фонографа.

Судьба

шарманки

удивительна.

Этот

инструмент,

способный

воспроизводить лишь простую, незамысловатую музыку, тем не менее был

очень популярен. Впрочем, «был» - не совсем верно. Шарманку хорошо

многие ныне живущие, а где-то она сохранилась до сих пор. Например, в

некоторых кавказских городах и сейчас есть шарманщики, нередко ради

экзотики их приглашают на свадьбу или на другое семейное торжество.

Шарманка

была

не

первым

инструментом,

в

котором

последовательность

звуков

программировалась

заранее,

а

потом

воспроизводилась. Первые упоминания о таких инструментах мы находим в

литературе шестнадцатого века. Самоиграющих инструментов за прошедшие

четыреста лет изобреталось много, и самых разных, поэтому нам лучше не

перебирать их по одному, а познакомиться с главными направлениями

развития механической музыки.

Железные музыканты

В западногерманском городе Касселе, в музее, хранится удивительный

экспонат – майский жук, выполненный в натуральную величину. Если

завести его ключиком, он поползет, забавно перебирая лапками. Усики у него

будут шевелиться, а крылышки приподниматься и опускаться, совсем как у

живого.

Жук этот не имеет к музыке ни малейшего отношения, а рассказал я

нем для того, чтобы напомнить о времени, когда начинался расцвет механики

и искусные мастера, казалось, умели всё. Например, они конструировали

механического писца, сажали его за стол, заводили и тот начинал писать!

Обмакивал ручку в чернила, стряхивал перо, выводил на бумаге буквы и

слова и пи этом следил глазами за написанным.

Сегодня, когда промышленные роботы умеют делать тончайшие

сборочные операции, устройство механического писца вряд ли кому-нибудь

покажется чудом. Но во времена своего появления механический писец,

наверное, производил на людей ошеломляющее впечатление. Да и сейчас

вряд ли можно остаться равнодушным, когда в музее демонстрируют в

действии эту диковинку: очень уж она похожа на живого человека.

Если можно сконструировать писца, то почему бы не сделать

музыканта? Да, таково одно из направлений механической музыки: за самый

обычный инструмент сажали машину, выполненную в виде человека и

одетую по последней моде. Так появилась девушка, играющая на клавесине.

А потом девушка, играющая на цитре. И девушка, играющая на арфе.

Если вы когда-нибудь учились играть на каком-нибудь инструменте, то

помните, какими негнущимися, одеревенелыми были на первых порах ваши

собственные пальцы. А механические музыканты играли легко и свободно, и

только мастера помнили, каких усилий им стоило научить железо исполнять

музыку.

Конструировались, конечно, искусственные музыканты и попроще.

Больше всего, наверное, было механических трубачей – их размещали на

башнях ратуш и других зданий. В определенный час они подносили к губам

трубу и начинали трубить. Правда, тут мастера шли на хитрость.

Смоделировать в металле губы музыканта им не удалось: вы знаете, что

выдать звук из фанфары не так просто, нужно особым образом сложить края

губ. И механики выходили из положения так: делали внешне обычные трубы,

а внутри располагали колеблющийся от воздуха язычок. В такую трубу

достаточно было подать воздух, чтобы она зазвучала. Подача воздуха изо рта

музыканта, конечно, программировалась, чтобы получались определенные

сигналы трубы.

И сейчас в некоторых западноевропейских городах исправно несут

свою службу железные трубачи, сделанные столетия назад.

От перстня до кареты

В кинофильме «Вратарь» есть действующее лицо, не названное в

титрах. Это робот, сконструированный инженером Карасиком. Он очень

похож на человека – руки, ноги, голова, туловище. До сих пор при слове

«робот» нам видятся человекообразные машины, какими они были на заре

своего появления. И только потом мы вспоминаем, что современные роботы

совершенно не похожи на людей. От требуются определенные движения, и

это главное, а форма диктуется назначением робота и может быть самой

разнообразной.

Музыкальные мастера и механики тоже понимали, что главное в

самоиграющем инструменте – музыка, но далеко не всегда ради неё стоит

конструировать сложную и трудоёмкую механическую куклу в натуральную

величину. Шарманка тоже в некотором смысле робот, однако на человека она

не похожа вовсе. В механической музыке человекообразные автоматы

вообще остались исключением. А правило- это самоиграющие шкатулки,

табакерки, часы и другие предметы домашнего обихода. Таких предметов

двойного назначения производилось множество. С одной стороны, перед

вами шкатулка, в которой можно хранить разные мелочи, или табакерка для

табака, или часы, исправно показывающие время, а с другой - музыкальный

инструмент. Иногда мастера ухитрялись вмонтировать крохотное звучащее

устройство даже в миниатюрный женский перстень. А иногда озвучивали

карету, чтобы не так скучно было в пути её пассажирам.

При

всем

разнообразии

таких

музыкальных

предметов

основа

механизма сводится всего к четырем типам: это валик с ввинченным по его

поверхности штифтами, диск со штифтами, картонный круг с отверстиями и

перфолента. Да, та самая перфолента, которая нам кажется изобретением

последнего времени, поскольку работает она, например, в кодирующем

устройстве

электронно-вычислительных

машин,

в

современных

фотонаборных аппаратах типографий.

Программное

устройство

могло

быть

прямого

или

косвенного

действия. Например, при вращении валика штифты, расположенные на его

поверхности, задевает металлические язычки и заставляют их звучать. Это

прямое действие. А в шарманке штифт оттягивает рычаг, связанный с

клапаном, клапан открывает отверстие трубы, в неё подается воздух. Это

программное устройство косвенного действия.

Кроме металлических язычков и органных труб, которые были

наиболее распространены в механических музыкальных инструментах,

звучали в них колокольчики, колокола, струны и даже барабаны. Иногда

инструменты делались комбинированными, то есть в них сочетались

различные звучащие тела. Правда, в этом случае мастерам, весьма искусным

в технике, нередко изменял музыкальный вкус: инструменты получались не

слишком благозвучными.

Механизм нужно было привести в движение, и тут применялись разные

способы. В шарманке, как мы знаем, требовалось крутить ручку. Были

инструменты с ножным приводом, как у швейной машины. Но чаще всего

использовались пружины.

Иногда они заводились автоматически: скажем, закрывая крышку

шкатулки, её хозяин тем самым и заводил пружину. И когда крышка

открывалась, начинала звучать музыка.

Ну а проще всего было с музыкой в карете. Она едет, колеса крутятся,

от них и идет привод на инструмент.

Механический оркестр

Большинству самоиграющих инструментов были доступны лишь

несложные мелодии. Но иногда мастера стоили большие инструменты и

поручали им серьезные музыкальные произведения.

В

Государственном

Эрмитаже

хранится

механический

орган,

построенный петербургским мастером И. Штрассером в самом начале

прошлого века. Этот инструмент исполнял, например, сочинения Гайдна.

Мастер не удержался от шутки: во время исполнения музыки маленькая

фигурка Гайдна дирижировала органом. А чтобы орган был полезен и в

промежутках между игрой, в него были вмонтированы часы.

Такие инструменты (не обязательно с часами и фигурками дирижера)

назывались оркестрионами. Они действительно напоминали оркестр, так как

органные трубы разной формы и из разных материалов имитировали

звучание флейт, валторн, кларнетов и даже струнных инструментов. В 1817

году в Лондоне был построен оркестрион, в котором насчитывалось 1900

звучащих труб.

С виду простым, а на самом деле исключительно сложным элементом

таких инструментов был программный валик. Точнее, уже не валик, а

большой цилиндр со множеством штифтов г\на поверхности. Составление

программ, то есть умение определенным образом расположить штифты,

считалось большим искусством, и на эту тему писались трактаты. Опытные

программисты записывали на цилиндрах произведения Моцарта, Россини,

Вебера и других знаменитых композиторов.

Самоиграющее фортепиано

Все механические инструменты имели серьезный недостаток: звучание

их было лишено тонкостей и нюансов. Мастера все время искали способы

научить инструмент полноценно исполнять музыку.

Удалось этого добиться только в начале нашего века, и результат был

поразительным:

фортепиано

само

воспроизводило

игру

известных

музыкантов. Причем с тончайшими оттенками. Но к этому шли долгим

путем. На этом пути много вех, мы остановимся только у главных.

В

конце

восемнадцатого

столетия

было

изобретено

первое

механическое пианино. Все тот же валик со штифтами через промежуточные

детали приводил в действие молоточки, ударяющие по струнам. Затем

построили механизм, с помощью которого любое фортепиано можно было

заставить играть автоматически. К клавиатуре подкатывалась на роликах

приставка,

и

ее

механические

пальцы

нависали

над

клавишами.

Программный валик приставки приводил в движение пальцы, и те ударяли

по клавишам.

В середине пошлого века валик в приставке заменил перфорированной

лентой. Действовало такое устройство довольно просто. Когда в какое-

нибудь из отверстий ленты проходил воздух, он тотчас надувал маленькую

подушечку. Надуваясь, подушечка воздействовала на толкатель, и тот ударял

по клавише. Были и другие конструкции приставки с лентой, более

хитроумные.

Приставки с лентами дали возможность автоматизировать запись

музыки. В программирующее устройство закладывалась лента, пока еще не

перфорированная, а за фортепиано садился музыкант. Во время игры с

каждым ударом по клавишам в ленте просекалось отверстие. Понятно, что

при таком способе запечатлевалась манера исполнителя, и одна и та же

музыкальная пьеса, сыгранная разными исполнителями, программировалась

каждый раз хоть немного, да иначе.

Но все эти способы пока не позволяли избавиться от главного

недостатка: воспроизводимая музыка лишалась нюансов исполнения, была

намного беднее, чем «живая» игра. Многие мастера вообще прекратили

всяческие попытки совершенствовать дальше механическое фортепиано.

И только изобретение, сделанное в 1904 году органным мастером

Карлом Бокишем и названное им «Вельте – миньон», до конца решило

проблему самоиграющего фортепиано. Сложное электропневматическое

устройство скрупулезно отмечало на ленте все нюансы исполнения, а затем

лента тщательно перфорировалась по этим пометкам, чтобы не пропали

малейшие

оттенки.

Автор

книги

«История

фортепиано

и

его

предшественников» П.Н. Зимин свидетельствует, что воспроизведение

музыки при помощи этих аппаратов «настолько высокохудожественно, что

создает полную иллюзию подлинного исполнения».

Вспомните, в год появления «Вельте-миньона» уже были фонограф,

граммофон и патефон. Однако им, сильно искажающим звучание, не удалось

сохранить музыку в первозданном виде. А уцелевшим «Вельте-миньонам»

удалось. Правда, только фортепианную, но и это бесценно.

Задолго до Эдисона

Теперь пришла пора выяснить принципиальную разницу между

валиком любого механического инструмента и валиком фонографа, между

диском со штифтами и диском граммофона, патефона, электрофона, между

перфорированной лентой и, скажем, лентой магнитофонной. На всех без

исключения механических инструментах, простых и сложных, кодировались

лишь моменты извлечения звука, а сам звук воспроизводился вполне

традиционными, давними средствами – трубами, язычками, струнами. А на

валике

фонографа,

грампластинке

и

магнитофонной

ленте

записана

физическая первооснова звука – колебания.

Записать звуковые колебания удалось задолго до Эдисона. В начале

прошлого века английский ученый Томас Юнг приклеил к камертону тонкий

волосок, подложил под кончик волоска покрытую слоем сажи бумажную

ленту и ударил по камертону. Колебания камертона передались волоску, и

тот стал выписывать на движущейся бумажной ленте характерную линию.

Примерно таким же способом и тоже в начале прошлого столетия

записал звук и немецкий ученый Г. Шельхаммер. Только не от камертона, а

от колеблющейся деки музыкального инструмента.

В опытах Юнга и Шельхаммера колебания передавались прямо со

звучащего тела на пишущий волосок. А спустя пол века, в 1857 году,

работник типографии Французской Академии наук Леон Скотт прикрепил

волосок к тонкой мембране. Звуковые воздушные волны колебали мембрану,

а волосок делал свое дело – записывал звук. Система стала сложнее

(источник звука – колебания воздуха – колебания мембраны – колебания

волоска – запись), зато прибор Скотта уже не был жестко связан ни

камертоном, ни с иным звучащим телом. Перед мембраной можно было

говорить, петь, играть- прибор добросовестно фиксировал эти звуки на

бумаге.

Но вот беда – эту запись можно было наблюдать, изучать, оценивать,

но превращать ее снова в звуки было пока не возможно.

Заслуга Эдисона в том, что он ровно через тридцать лет после

изобретения Скотта сумел пустить процесс в обратном направлении, заменив

закопченную бумагу оловянной фольгой, а волосок – прочной иглой.

Колеблющаяся игла вырезала канавку в фольге, навернутой на валик.

Обратный процесс выглядел так: движущаяся волнистая канавка – колебания

иглы в ней – колебания мембраны – звуковые колебания воздуха – слышим

звук.

И тут же можете судить сами. С одной стороны, Эдисон не начинал на

пустом месте. Он имел в своем распоряжении трехсотлетний опыт мастеров

механических музыкальных инструментов и семидесятилетний опыт записи

звука на закопченной бумаге. Поэтому, наверное, несправедливо отсчитывать

эпоху звукозаписи с Эдисона. С другой стороны, и недооценивать появление

фонографа

нельзя.

Это

было

действительно

большое

изобретение,

совершенно новая ступень в звукозаписи. И хотя фонограф, а затем

граммофон

Эмиля

Берлинера

и

патефон

фирмы

«Патэ»

были

несовершенными (фортепиано, например, воспринималось как ксилофон, а

Шаляпинский

бас

как

тенор),

соперничество

старых

механических

инструментов с этими новинками продолжалось каких – нибудь два-три

десятка лет, пока не стало ясно, что будущее все–таки за новой аппаратурой,

позволяющей записывать и воспроизводить сам звук, а значит, все что

угодно- от одинокой жалейки до симфонического оркестра.

Механические инструменты ушли в прошлое, но по крайней мере один

из них вы можете слышать хоть каждый день. Устроен он так же, как многие

другие его собратья: металлический цилиндр со штифтами, штифты

упираются в рычаги, от рычагов идут тросы… Вы догадались: москвичу

достаточно прийти на Красную площадь, а жителям других городов и сел в

определенный

час

нажать

кнопку

радиоприёмника,

чтобы

услышать

колокольный перезвон кремлевских курантов.