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，就是這 43 萬元的售價讓我卻步。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。這種通過鋼琴紙卷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《西部世界》片頭的截圖，所展示的就是打孔的紙卷引導琴鍵被按下，從而實現鋼琴的自動演奏
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（一種能夠被鋼琴識別的樂譜），並不是被演奏出來的音樂。
▍圓筒留聲機
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，但是用於存儲聲音的圓筒生產成本高，不易於運輸並且存儲的信息量很少，音樂並沒有通過這樣的形式廣泛傳播開來。
愛迪生圓筒留聲機和圓筒唱片
▍圓盤留聲機
圓筒留聲機問世的 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愛米爾·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存儲效能也高於圓筒。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：
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，它將音頻以磁性存儲在細鋼絲之上。49 年的開國大典上「中華人民共和國中央人民政府成立了！」的聲音就是用鋼絲錄音機記錄下來的。
如今在網絡上能買到開國大典上使用的同款鋼絲錄音機
但是鋼絲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料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。
在淘寶上能輕鬆買到的磁帶，右圖：小時候曾擁有過的 Sony 隨身聽
作為一個 80 後，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存儲效能。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。「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。
▍數字音樂興起
至此，採用模擬信號錄播音樂的技術發展就告一段落了。接下來的 CD 開啟了數字音樂時代，隨後還出現了 MD（Sony 研發的 MiniDisc）、MP3 這些實體的音樂載體。再之後流媒體盛行，只要連接了網絡，我們可以在各種設備上欣賞音樂。
模擬音樂復甦
雖然欣賞流媒體音樂十分方便，但是近幾年的模擬音樂有明顯復甦的態勢，在黑膠市場表現得尤為明顯。
模擬音樂到底有什麼魅力？
▍什麼是模擬信號
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信息就是模擬信號。模擬信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信息，就是一個模擬信號
與模擬信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 點用尺子測量一下高度並記錄下來。
每天測量植物高度並記錄下來
通過這樣的記錄方式下來的信息，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。
可見模擬信號的優勢是具有趨近於無窮大的解析度。與數位訊號相比，模擬信號信息密度高，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模擬信號可以還原最真實的聲音。
▍黑膠唱片是如何使用模擬信號記錄和回放音樂的呢？
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識別到並轉換為模擬電信號。
模擬電信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制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），之後再通過母版把「聲音的紋槽」壓制在 PVC 膠碟上，至此一張黑膠唱片就製作完成了。如果對製作過程感興趣，可以看看這個 視頻。
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回放音樂的原理就反過來了，唱片機的唱針在聲槽中划過，彎曲的聲槽引起唱針擺動，這種擺動被轉換為模擬電信號，模擬電信號再經過放大驅動音箱工作，於是音樂就被回放出來了。
在這整個製作和播放的過程中，連續的聲音被轉換為模擬信號，模擬信號以雕刻聲槽的形式被記錄在唱片上，聲槽引起唱針擺動生成模擬信號，模擬信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。
▍模擬信號應用在磁帶中
磁帶錄製和回放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 拆解磁頭的視頻
麥克風采集到的模擬電信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信號變化的磁場。
磁帶是兩層結構，通常是在塑料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」，在沒有記錄信息的磁帶上這些「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，被磁化的顆粒便將信息記錄了下來。
磁帶回放使用的磁頭也可以是錄音磁頭，回放時磁頭的線圈不接收信號。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，生成的模擬電信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，不過記錄模擬信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
數字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。也就是說數字音樂也可以做到和模擬音樂一樣的聽感。
人們喜歡模擬音樂，一方面可能就是因為單純的對模擬信號的信仰，生活中曾聽到過這樣的話：「數字的不就是假的麼」。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。
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作者：Ethan29
責編：張奕源Nick
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