Мы знаем, как выглядели люди далекого прошлого: из глубины веков до нас дошли картины и скульптуры. Мы знаем, как они писали: сохранились различные письменные свидетельства. Но мы не знаем, как звучала их речь: самые старые звукозаписи едва насчитывают полтора столетия.
Существует легенда, будто под конец жизни нобелевский лауреат Гульельмо Маркони увлекся странной идеей. Он считал, что звуковые колебания не затухают полностью, а продолжают блуждать в виде волн за порогом слышимости. И тогда любой звук, когда-либо изданный, можно восстановить, если иметь достаточно чувствительный приемник. Изобретатель радио мечтал о временах, когда можно будет услышать реальный голос Иисуса, произносящего Нагорную проповедь. Конечно, Маркони заблуждался — звуки растворяются в атмосфере навсегда, и извлечь их оттуда невозможно. Но от такой красивой мечты не стоит отказываться совсем. Есть шанс, что звучание прошлых эпох не потеряно для нас окончательно.
Побочный продукт
Однажды физик Карл Хабер услышал по радио интервью барабанщика группы Grateful Dead, который сетовал на постепенное разрушение уникальных аудиоархивов — записей экзотических языков и музыки, сделанных этнографами на рубеже XIX и XX веков на восковые цилиндры. Но теперь они слишком хрупки — прикосновение звукоснимателя разрушит их прежде, чем удастся извлечь хоть какое-то содержание.
Дэвид Джоунс, «Изобретения Дедала», «У стен есть уши» (New Scientist, 1965): «Нет ли такого естественного процесса, который бы запечатлел звуки древних языков и донес их до нашего времени? Находясь под впечатлением вокальных упражнений маляров, ремонтировавших его квартиру, Дедал высказал догадку, что возможность раскрыть эти тайны нам предоставляет нехитрое штукатурное ремесло. Дедал отмечает, что под действием звука мастерок, как любая плоская пластина, вибрирует — соответственно, когда поющий работник ведет мастерком по сырой штукатурке, на ней остается фонографическая запись его песни. После высыхания поверхности запись можно проиграть, проведя звукоснимателем в том же направлении».
У Хабера, который в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли разрабатывал кремниевые детекторы для ЦЕРН, родилась идея использовать не механическое, а оптическое сканирование поверхности цилиндра — такое же, как для проверки детекторов. Получив детальную компьютерную модель звуковой дорожки, можно запрограммировать движение по ней виртуального звукоснимателя и специальными алгоритмами преобразовать его в реальный звук.
В 2010 году с помощью этого метода удалось восстановить речь изобретателя телефона, которая была записана в 1885-м: «Это мой голос... Александр Грэхэм Белл». Спустя два года в лаборатории Хабера извлекли звук из записи, сделанной Томасом Эдисоном в 1878 году на оловянной фольге, фрагмент которой в довольно потрепанном виде сохранился до наших дней.
Звуковая дорожка представляет собой неровную борозду на поверхности. Метод 2D-сканирования последовательно измеряет ширину дорожки, что сходно с функцией реального звукоснимателя, в любой момент времени контактирующего с дорожкой в двух точках. Однако 3D-сканирование позволяет измерить также и глубину и тем самым реконструировать полную форму борозды. Это существенно увеличивает объем информации, которую можно извлечь, что особенно важно при работе со старыми, изношенными носителями. Конфокальная микроскопия позволяет регистрировать свет, отраженный лишь от точки, непосредственно находящейся в фокусе объектива. Свет от точек, находящихся выше и ниже, отсекается диафрагмой с малым отверстием и не влияет на построение изображения. За счет этого можно последовательно просканировать образец и из точек, находящихся в разных плоскостях, создать трехмерную реконструкцию поверхности звуковой дорожки с высоким разрешением.
А самой ранней аудиозаписью человеческого голоса, дошедшей до нас, считается несколько секунд песенки Au Clair de la Lune. Ее напел 9 апреля 1860 года французский изобретатель фоноавтографа Эдуард-Леон Скотт де Мартивилль. Интересно, что он создавал свой аппарат с целью получить лишь визуальное отображение звука по типу сейсмографа и опции проигрывания в устройство не закладывал. Тем не менее Хаберу с коллегами удалось проанализировать следы на закопченной бумаге (!) и восстановить звучание.
Аудиоархеология
Технология Хабера не требует прямого контакта с носителем, но она позволяет услышать даже те звуки, которые никто не планировал воспроизводить. По сути, речь идет о расшифровке следов акустических волн, оставленных тем или иным образом на твердых поверхностях. А таких следов может сохраниться немало. Эта идея впервые в явном виде была высказана Дэвидом Джоунсом в его «Колонке Ариадны», рубрике безумных изобретений, которую в 1960-х он вел в журнале New Scientist (позднее они легли в основу книги «Изобретения Дедала»).
С тех пор идея охоты за звуками прошлого завладела умами многих впечатлительных энтузиастов. Некоторые археологи всерьез увлеклись «палеофонографией» и ищут виброакустический сигнал на поверхности древних гончарных изделий. Эта тема обыгрывалась в сериале «Секретные материалы», а «Разрушители мифов» посвятили ей отдельный эпизод. Однако до недавнего времени рассчитывать приходилось лишь на традиционные звукосниматели. А с их помощью извлечь скрытый аудиосигнал практически нереально. Разработанная Хабером технология вооружила нас гораздо более эффективным инструментом. Она позволяет уловить даже самые слабые колебания, застывшие в глине, краске или любом другом сохранившемся покрытии. И тогда... кто знает, на каких языках заговорят стены?