打開世界音樂紀錄史：從黑膠到磁帶，誰是更「真實」的音樂載體？

英國著名音箱品牌 Linn 聯合 Jony Iver 推出了一款限量黑膠唱機。第一眼看到它的時候是真的想要，簡約的方方圓圓、每個結構優秀的質感完全符合我「簡單精緻」的審美，但6萬美金（約台幣190萬）的售價讓人卻步。雖然買不起，但這台精美的儀器勾起了我對音樂載體的興趣。

人類欣賞音樂的歷史

自動演奏鋼琴

在人類歷史的很長一段時間中，欣賞音樂並不是一件容易的事情。在 1870 年代（清朝光緒年間）之前，音樂是無法被工業化複製生產的，人們要欣賞音樂只能去演出現場。直到了 19 世紀末，自動演奏鋼琴在歐洲起源。這種通過鋼琴紙捲上的孔來引導鋼琴自動演奏的技術，使鋼琴樂曲可以被方便地複製生產出來。

▲ 這是兩張來自科幻電視劇《西方極樂園》片頭的截圖，所展示的就是打孔的紙卷引導琴鍵被按下，進而完成鋼琴的自動演奏

 

自動演奏鋼琴在 1920 年代的歐洲廣為流行，但是它只能用來欣賞鋼琴樂曲。本質上來講，鋼琴紙卷記錄的是樂譜（一種能夠被鋼琴辨識的樂譜），並不是被演奏出來的音樂。

留聲機圓筒

人類歷史上對於聲音的記錄和回放起源於愛迪生在 1877 年發明的留聲機，但是用於儲存聲音的圓筒生產成本高，不易於運輸並且儲存的資訊量很少，音樂並沒有透過這樣的形式廣泛傳播開來。

▲ 愛迪生留聲機圓筒和圓筒唱片

圓盤留聲機

留聲機圓筒問世的 11 年後（1888 年），一種在扁平圓盤上錄音的技術被德裔美國發明家埃米爾·貝利納發明，相較於圓筒，圓盤唱片和圓盤留聲機的生產成本低、易於存放，得益於體積的優勢圓盤的儲存效能也高於圓筒。所以圓盤唱片逐步取代了圓筒唱片。

▲ 貝利納圓盤留聲機

在接下來的幾十年時間裡，圓盤唱片經歷了多次技術和材料的改良才逐步成為我們今天的黑膠唱片。在這期間主要有 3 種規格的唱片：

1. 以蟲膠（由紫膠蟲分泌的一種角質）為材質，每分鐘轉速 78 轉的粗紋唱片。這種唱片有 10 英吋和 12 英吋兩種規格，單面錄音時間約為 3 分鐘和 5 分鐘，所以錄製的單曲時長一般都在 3~5 分鐘之間。這種習慣延續至今，現代的流行樂曲時長也是如此。因此這種唱片也被稱為標準時長唱片（Standard Play），即 SP 唱片。
2. 1948 年推出的以 PVC 為材質，每分鐘轉速 33⅓ 轉的密紋唱片。這種唱片也有 10 英吋和 12 英吋兩種規格。早期的密紋唱片為單聲道，1957 年雙聲道立體聲密紋唱片上市，12 英吋成為了標準規格。密紋唱片的聲槽密度可達每釐米 120 條，比粗紋唱片的每釐米 30-50 條高出了許多，這意味著錄製時間的大幅提升（單面錄音 22-26 分鐘）。這種唱片也被稱為 LP（Long Play）唱片。
3. 1949 年推出的同樣以 PVC 為材質，但是每分鐘轉速為 45 轉的密紋唱片。這種唱片音質更好但是錄製時間較短，被用來記錄單曲和迷你專輯，被稱為 EP（Extended Play）唱片。

其中的 LP 和 EP 兩種密紋唱片就是如今我們常見的黑膠唱片。

▲ 我們現在能買到的黑膠唱片的規格就是在 75 年前確定下來的

磁帶

磁帶也叫卡式錄音帶。從 1970 年代初到 1990 年代末，磁帶一直是錄製流行音樂的兩大載體之一。它的競爭對手從早期的黑膠唱片變成了後來的 CD。

磁帶技術源於 1898 年發明的磁性錄音機，它將音訊以磁性儲存在細鋼絲之上。

▲ 鋼絲錄音機

但是鋼絲錄音機在價格和運輸方面都不具優勢，磁性錄音機並未普及。隨後人們發明了在塑膠帶上覆蓋一層可磁化材料的磁帶來取代鋼絲。終於在 1962 年，飛利浦公司發明了緊湊型磁帶，磁帶成為我們今天熟知的樣子。

▲ 在拍賣網站上能輕鬆買到的磁帶，右圖：小時候曾擁有過的 Sony 隨身聽

六七年級對磁帶的感覺就不像對黑膠那麼陌生。磁帶的普及率很高，因為它真的很小。一盤手掌大小的磁帶的單面錄音時間可以達到 30~60 分鐘，這是遠高於黑膠唱片的儲存效能。同時再配上一個比磁帶稍大一些的播放器，音樂就被裝進了口袋裡成了隨身聽，是黑膠完全不具備的能力，所以磁帶逐漸取代黑膠，成為風靡一時的音樂載體。

數位音樂興起

至此，採用類比訊號錄播音樂的技術發展就告一段落了。接下來的 CD 開啟了數位音樂時代，隨後還出現了 MD（Sony 研發的 MiniDisc）、MP3 這些實體的音樂載體。再之後串流媒體盛行，只要連接了網路，我們可以在各種裝置上欣賞音樂。

類比音樂復甦

雖然欣賞串流媒體音樂十分方便，但是近幾年的類比音樂有明顯復甦的態勢，在黑膠市場表現得尤為明顯。

類比音樂到底有什麼魅力？

什麼是類比訊號

在現實生活環境中，基本所有的變化在時間維度上都是連續的。例如太陽隨著時間推移升起和落下，植物隨生長時間變長慢慢長高。太陽的位置、植物的高度隨著時間做連續變化，在一段連續的時間間隔內，它們可以有無限多個不同的取值。這種在時域上連續的變化的物理量表示的資訊就是類比訊號。類比訊號在圖形上最大的特徵就是它是連續的：時間連續，幅值連續。

▲ 連續記錄隨時間不斷變化的植物高度的資訊，就是一個類比訊號

與類比訊號相對的就是數位訊號。上面提到連續記錄隨時間變化的植物的高度，如何做到連續記錄，這是一件很困難的事情。一個比較實際的做法是每天上午 8 點用尺測量一下高度並記錄下來。

▲ 每天測量植物高度並記錄下來

透過這樣的記錄方式下來的資訊，並不是連續。表現在圖形上就是：時間離散，幅值離散。再把這些取樣的值量化（用於記錄數位訊號的值是有限的，例如：1、2、3、4、5…100，如果某一天測得的植物高度是 10.1，那就只能被記錄為 10。）、編碼就形成了數位訊號。

可見類比訊號的優勢是具有趨近於無窮大的解析度。與數位訊號相比，類比訊號資訊密度高，且不存在量化誤差，它可以對自然界物理量的真實值進行儘可能逼近的描述。所以在理想情況下使用類比訊號可以還原最真實的聲音。

黑膠唱片是如何使用類比訊號記錄和重放音樂的呢？

我們知道聲音是由物體的振動所引起的，在我們的日常生活環境中，物體的振動激勵它周圍空氣分子的振動，使周圍的空氣分子產生疏密變化，形成疏密相間的聲波。當聲波傳遞到我們的耳朵，振動被感知到，我們便聽見了聲音。

同樣，這種振動也可以被麥克風辨識到並轉換為類比電訊號。

類比電訊號經過放大以後驅動唱片刻紋刀在碟片上雕刻出紋槽，聲音便以這種物理雕刻的方式被記錄在了母碟上。

母碟刻好後就可以拿去製作用於批量壓製黑膠唱片的金屬母版（母版上紋槽和母碟剛好相反，是一種鏡像的關係），之後再透過母版把「聲音的紋槽」壓製在 PVC 膠盤上，至此一張黑膠唱片就製作完成了。

所以我們平時印象中黑膠碟上一圈一圈的紋理在放大之後是可以看到清晰的波形的。至於下圖中一條槽內左右兩邊的紋理為什麼不一樣，大家可以簡單搜尋一下黑膠唱片實現雙聲道立體聲的原理。

當消費者拿到黑膠唱片後的重播音樂的原理就反過來了，唱片機的唱針在聲槽中劃過，彎曲的聲槽引起唱針擺動，這種擺動被轉換為類比電訊號，類比電訊號再經過放大驅動音箱工作，於是音樂就被重新播放了出來。

在這整個製作和播放的過程中，連續的聲音被轉換為類比訊號，類比訊號以雕刻聲槽的形式被記錄在唱片上，聲槽引起唱針擺動產生類比訊號，類比訊號再驅動音箱發出聲音。在工藝和環境完美的情況下，我們就可以欣賞到 100% 的原聲。

類比訊號應用在磁帶中

磁帶錄製和重播音樂主要靠的是電磁感應以及磁介質的磁化現象。

先說一下磁頭。磁頭裡面主要就是一個電磁感應線圈，線圈圍繞著一個有極細（幾微米）縫隙的鐵芯。

▲ B 站 UP 主 @八零波波 拆解磁頭的視訊

麥克風採集到的類比電訊號經放大後輸入到磁頭，電磁感應線圈生成磁場，因為鐵芯具有高磁導率，所以在縫隙處會產生了一個隨訊號變化的磁場。

磁帶是兩層結構，通常是在塑膠薄膜上覆蓋一層磁性顆粒。

可以把這些細小的磁性顆粒想像成遍布磁帶表面的「小磁鐵」，在沒有記錄資訊的磁帶上這些「小磁鐵」的方向是隨機分布的。

當錄音的時候磁帶沿著磁頭滑過，磁頭產生的變化磁場會磁化磁帶上的顆粒，被磁化的顆粒便將資訊記錄了下來。

磁帶播放使用的磁頭也可以是錄音磁頭，播放時磁頭的線圈不接收訊號。磁帶上被磁化的磁性顆粒會產生磁場，滑動的磁帶會讓磁頭感應到變化的磁場，磁頭中的線圈根據磁場的變化生成電流，產生的類比電訊號再經過放大驅動音箱工作放出聲音。

其實磁帶原理與黑膠唱片類似，不過記錄類比訊號的載體從聲槽的紋理變成了磁帶上磁性顆粒的不同狀態。

「真實」的聲音

數位音樂只要做到足夠的採樣率和採樣深度，是可以突破人類的聽力極限的。也就是說數位音樂也可以做到和類比音樂一樣的聽感。

人們喜歡類比音樂，一方面可能就是因為單純的對類比訊號的信仰，生活中曾聽到過這樣的話：「數位的不就是假的嗎？」。另外一方面也可能是因為黑膠、磁帶作為音樂的載體，是一種能觸碰到的真實的存在。在如今日新月異的環境中，這種「真實」的聲音可以讓人平緩下來，好好感受身邊真實的世界。

 

• 本文轉載自少數派