Для того, чтобы записать звук, надо прежде всего знать его физическую природу. Попытки зафиксировать звук без отчетливого понимания сущности звукового процесса изобиловали наивными предложениями и всегда заканчивались неудачей. Например, еще в XVII веке делались предложения «поймать» звук в длинную трубу и закрыть его там с обеих сторон. Предполагалось, что, если потом трубу приоткрыть, звук начнет из нее «выходить» и мы его услышим.
Сейчас мы знаем, что звук обязательно связан с наличием колебательного движения. В этом легко убедиться, наблюдая струну какого-либо музыкального инструмента. Ее колебания заметны даже на глаз. Звук доходит до нас в форме звуковых волн, представляющих собой распространяющийся колебательный процесс частиц воздуха. Поэтому, говоря о звуке, мы говорим о звуковых колебаниях. При помощи несложного прибора можно даже зарисовать форму этих колебаний.
Устройство такого прибора показано на рис. 1.
Рис. 1. Прибор для записи формы звуковых колебаний.
В горловине рупора укреплена круглая упругая пластинка, носящая название мембраны. При помощи рычага она связана с пишущим острием, которое выцарапывает на зачерненной поверхности движущейся ленты тонкий, ажурный след. До тех пор, пока мембрана, а следовательно, и пишущее острие неподвижны, этот след имеет форму прямой линии. Но стоит нам произнести какое-либо слово или запеть перед рупором, как движение частиц воздуха в возникшей звуковой волне передается мембране, а через рычаг — острию, и последнее вычертит на ленте замысловатую кривую, повторяющую в увеличенном масштабе (благодаря действию рычага) движение мембраны. Нетрудно видеть, что форма зарисованной кривой будет соответствовать форме возникших звуковых колебаний, поэтому такую кривую называют звуковым следом. При различных звуках на ленте будут получаться различные звуковые следы.
Такой прибор, подобный описанному, применялся уже давно, но не для звукозаписи, а для изучения различных звуков в человеческой речи. Однако автоматическая запись «рисунка», звуков — то, что мы назвали звуковым следом — представляла собой решение половины всей задачи звукозаписи. Так или иначе звук был зафиксирован, и звуковой след мог быть достаточно долго сохранен.
Но как прослушать сделанную запись? Как заставить звучать эту тонкую извилистую линию? Как добиться звуковоспроизведения?
В рассмотренном приборе с зачерненной лентой получить звуковоспроизведение нельзя, слишком уж тонок и хрупок звуковой след (обычно для зачернения ленту покрывали слоем сажи). Следует оговориться, что сама мысль о возможности использовать звуковой след для получения звуковых колебаний, аналогичных записанным, т. е. об обращении звукового следа в звук, долгое время ни у кого и не возникала.