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1914年:Désilets Wireless Organ [加拿大]Georges Désilets

无线风琴的早期原型机,具有一个八度

无线风琴的早期原型机,具有一个八度

1914年:乔治斯·迪塞勒兹的迪塞勒兹无线风琴

迪塞勒兹(Désilets)发明的“无线风琴”(Wireless Organ)是一台利用电火花(electronic spark)产生、传输乐音的特殊乐器。迪塞勒兹是加拿大魁北克省尼科力(Nicolet)郡下面小镇的一位主教,他建立了一个广播台,用来传输宗教音乐,因此需要一台风琴来为唱诗班伴奏。他发明的这台乐器处于电子管时代之前,利用火花隙起电器(spark-gap alternator)产生电磁波;迪塞勒兹将一系列起电器“钉”在一个圆锥鼓状滚筒(conical drum)上,圆锥滚筒受马达驱动,以固定的速度旋转。固定的起电器之间具有一定间隔,因此,这一装置能够产生固定音高、近似正弦波的波形。该乐器的声音通过无线电传输才能听到——在放大器还未诞生的时代,这是电子乐器传声的唯一途径。

该专利示意图展示了安装在鼓状滚筒上的“火花钉”连接到无线电发射器一端

该专利示意图展示了安装在鼓状滚筒上的“火花钉”连接到无线电发射器一端

第一版无线风琴,具备一个稍小的鼓状滚筒,音域达到了1.5个八度;后来,迪塞勒兹又在乐器上安装了一组4个八度、具备力度响应的风琴键盘以及一个更长的鼓状滚筒。此外,他还配上了一个用脚控制的电阻器,以实现表情控制功能。为了产生更高、更低八度的声音(但同时又必重新制作滚筒),马达的转速可以按照音高的要求翻倍或是减半,半音则通过齿轮装置实现:

“……半音更适合通过对应音列来生成,这组齿轮组精确对应着27,30,36,40和45几个音列,其运转速度比转子rotor 1慢1/20。比方说,如果转子1的转速为500RPM(转每分),那么半音列转速就一定是475RPM。不同的转速可通过调节齿轮装置获得。”

无线风琴的后视图,图中有旋转的火花隙放电器,以及对应音高的电极

无线风琴的后视图,图中有旋转的火花隙放电器,以及对应音高的电极

无线风琴的正视图,图中有风琴式的演奏键盘和表情控制踏板

无线风琴的正视图,图中有风琴式的演奏键盘和表情控制踏板

如果输入无线风琴的电流足够大,能够驱动多个火花隙充电,那么该乐器还能够具备复音能力:

“……很明显,要演奏和弦,只需要输入足够强度的电流,以便在按下多个琴键的同时,火花能够成功激起。”

无线风琴的马达转动杆和火花隙滚筒

无线风琴的马达转动杆和火花隙滚筒

迪塞勒兹的广播台在一战期间被政府关闭——当时,处于安全原因,政府关闭了所有非军用的广播站;他的无线风琴也因此也不再吱声。广播台重新开张后,李·德·弗雷斯(Lee De Forest)等人发明的真空管逐渐开始流行,更使得迪塞勒兹的“火花”试验止步不前。

“听过(无线风琴)声音的人都会觉得,它的声音是真正的音乐。按下两三个琴键,就会产生和弦;如果传输器输入足够的电流,就会产生令人惊奇、愉悦的声音效果。很明显,如果这台乐器做工再精良点,或是从生产线上生产出来,它的效果会更好。悲哀的是,由于战争爆发,我的广播台在去年被关闭,我的风琴也不再歌唱。我希望有一天,我能够重新进行这个‘试验’;但是,就目前而言,我更希望我能够生活在美国的自由大地上,那里,是无线电爱好者的天堂。”

——乔治斯·迪塞勒兹,《无线时代杂志》(The Wireless Age Magazine),1916年9月

Screen-Shot-2016-02-12-at-12.35.20个人简介:

乔治斯·迪塞勒兹于1866年11月29日出生于加拿大魁北克省尼科力郡,是农民以赛亚·迪塞勒兹(Isaiah Désilets)和里奥卡蒂·贝尔古(Léocadie Belcourt)的儿子。在尼科力神学院(Seminaire de Nicolet)学习了9年经卷神学后,迪塞勒兹在1893年7月26日受戒成为一名神父。

迪塞勒兹最开始在神学院里讲授物理、化学、天文学(1893-1897)以及博物学、音乐等课程(1900-1904)。后来,他受任成为魁北克省阿斯巴萨卡郡(Arthabaska)圣若瑟姊妹医院(Hospital Sisters of St. Joseph)的牧师,并离开了尼科力;四年后,他由于健康原因又回到小镇上来。

回来后,迪塞勒兹成为当地的一位主教。他在主教楼旁边的角楼里搭建了一间业余的无线电实验室。在这里,他建立了一个呼号为“9 AB”的广播台,播放尼科力神学院乐团——“9-AB四重奏”演奏的音乐,每周一个小时。

1914年,迪塞勒兹开始尝试使用电火花创造乐音,最终发明了“无线风琴”。他同时还持有一些无线电领域的其他专利。

迪塞勒兹神父于1954年6月26日去世于尼科力基督普世君王医院(Hospital of Christ the King),享年88岁。他被安葬在大修院(Major Seminary)的墓地中。


 

参考资料:

The archives of the Seminaire Nicolet.  https://archivesseminairenicolet.wordpress.com/2013/05/09/fonds-georges-desilets/

‘Radio Amateur News’. (Magazine) June 1920 Vol 673. USA.

Archives of ‘Phonothèque québécoise / Musée du son’

‘Histoire de la radio au Québec: information, éducation, culture’. Pierre Pagé. Les Editions Fides, 2007

Wireless age; an illustrated monthly magazine … v.3 (1915-16).

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1912年:Sound-Producing Device [美国]Melvin Linwood Severy

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1909年:梅尔文·西弗里的制音仪

梅尔文·林伍德·西弗里(Melvin L. Severy)是一位来自美国马塞诸塞州阿灵顿海茨(Arlington Heights)的工程师、发明家——他最知名的发明大概是唱诗琴( Choralcelo):一台混合了电子、电机两种技术的巨型风琴。西弗里还持有其他许多发明专利,如打字机(1903),灌装机(1882),钢琴调律设备(1912),电报系统(telegraphic systems)、蒸汽锅炉(1893)、蒸汽机(1894)、照相机(1907)、矫形鞋(orthopaedic shoes)、热化学电池(thermo-chemical batteries,1899)、太阳能发电板(1894)、铁肺(1916)等等;他在1912年的一个发明,可能是世界上第一台采样乐器——制音仪(Sound Producing Device)。

“本发明呈现的是一种经过改进的乐器装置,该装置利用以前电磁留声设备的磁质唱片来产生声音震动。”

该图展示了装置控制电磁音头(Pick-up)靠近音轮这一主要动作

该图展示了装置控制电磁音头(Pick-up)靠近音轮这一主要动作

 

实际上,我们并不知道“制音仪”是否真的被制造出来过——西弗里没有在唱诗琴中使用到任何类似装置——但是制音仪的确准确预测了未来半个世纪内采样乐器的出现,钱柏林琴以及美乐特朗琴就是其中的代表。此外,制音仪还很可能最早提出了“采样”的概念。

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西弗里这台乐器的音源原理是这样的:它使用大量磁录或是其他方式录制的声音片段作为音轮上的循环乐句(loop)。磁头可以靠近载有波谱的盘片,进而传递变化的磁脉冲,控制扬声器膜振动——这种方式很像是卡希尔电传簧风琴的原理很相似,当然,电传簧风琴使用的是当时刚刚建立的电话网络传递信号。

Melvin Severy

Melvin Severy

 

制音仪每个琴键都配有大量声谱作为音源,这些声谱记录了许多音色,其中就包括以组成声音中的基本音——这种理念在当时相当新颖,非常有可能是受到亥姆霍兹《论作为音乐理论生理基础的音感》1)英文第一版于1875年出版。的启发而产生的。这些不同的基本音可以使用类似风琴的音栓进行混合。音调的变化是通过每个声音所使用盘片的不同转速来实现的;音量则是通过琴键力度来控制的:琴键压力可以控制磁头与盘片的距离。

这台乐器的每个琴键都有配有独立的扬声器,因此,制音仪是一台全复音的力度感应乐器。

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西弗里提出了多种可行的声谱编码格式,包括长时间录音的纸带(Fig11),配有多个磁头的盘片(Fig14,14)以及爱迪生式螺旋管(Fig,13):

“制作音色的方式有很多种,将它们(声谱)冲压到薄金属片上、用磁性墨水印于柱体、粘性液体印制声谱图形后用铁屑等磁性微粒定型;使用电镀法、其他磁性物质浸润过的涂层等其他方法,都可以达到同样的效果。这么做的主要原理是使磁质图层均匀分布,以便其横向面可根据声音的变化而变化。”

——Melvin Severy. U.S. Patent notes. US1218324 A.2 March 1913

西弗里早在1910年就申请了一个自动声谱录制仪的专利,叫做“唱盘仪”(Harmonograms)。这种仪器可将录制的声音记录到一张旋转的盘片上,因而可以用来为制音仪制造声谱音源:

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西弗里解释了这台仪器录制、播放任何声音的原理:

很明显,将几位优秀歌手一个或几个八度内的声音通过声波记振仪(phonautograph)完整的记录下来,比如说,让他们发出大A(broad A)的声音,再用记振仪转换成乐器可以使用的格式,乐器就能够重现人类的声音了。唯一必要的是,记振仪需要记录下原声一个八度的声音,因为要实现其他音高,需要做的只是变换这组原音的速度。

——Melvin Severy U.S. Patent notes. US1218324 A.2 March 1913

M.Severy

梅尔文·林伍德·西弗里简介

梅尔文·林伍德·西弗里,1863年8月5日生于马塞诸塞州梅尔罗斯,1951年去世于加利福尼亚州洛杉矶。

西弗里曾就读于波士顿沃尔波高等学校,毕业于门罗演讲学院(Monroe Coll. of Oratory)。他做过花商,当过演讲口才教师,还做过演员(他曾与埃德温·布兹2)Edwin Booth,暗杀林肯凶手的哥哥合作演出)。西弗里在1882年开始了他漫长而成功的发明家生涯,总共拥有超过80项专利,包括西弗里印刷术3)西弗里凭借该发明获得了1898年富兰克林学院的约翰·斯科特(John Scott)奖章。、合唱琴4)Choralcelo,后续型号称为Vocalcelo、Vocalsevro、汽车液力传动系统(fluid transmission for cars)、电报机、发动机、医疗设备以及打字机等等。

西弗里依靠自己的发明,成立了多家公司机构,包括Ex-pres Severy Impression Process Co.、Choralcelo Mfg. Co.、Choralcelo Co.、 dir. Solar Power Co.以及 Automatic Tympan Co.。

除了发明,西弗里还写过几本虚构、非虚构的文学作品,包括《鸢尾花等故事》5)Fleur-de-lis and Other Stories、《科学视角下的实体化等精神现象》6)Materialization and Other Spiritual Phenomena from a Scientific Standpoint(1897)、《六月十九日之谜》7)The Mystery of June Thirteenth(1905),《梅特兰大迷思》8)Maitland’s Master Mystery、《吉列社会救赎》9)Gillette’s Social Redemption(1907)和《吉列社会解决方案》10)Gillette’s Industrial Solution(1903)。其中《吉列》两部作品是受安全剃须刀的发明者金·吉列(King Gillette)委托完成的。Severy7970

在《达罗之谜》(1904)中,西弗里准确地预言了光束(激光)可以用于监视之用:

因为我的发明,我能够可以在如此距离之下仍然保护这个东西。出于专利保护的原因——我应该说是“申请了专利的原因”——我希望只有你一个人知道它就好。在光圈这里,固定有一小块抛光的银。将一束光聚焦于这块银上,反射光就可以将光影投射至小盒子内灵敏的记录带上,它可以录下快门所看到的任何轻微动作。至于我如何制造、记录和复制录像,以及将录像转换成普通的录像格式,到时候你就会看到了——不过现在保守秘密就好。


参考资料:

US Patent Office.  Melvin L Severy US1218324 A. Publication date 6 Mar 1917

Solar Energy Index: The Arizona State University Solar Energy Collection. By George Machovec. Pergamon Press 1980, p844.

注释   [ + ]

1. 英文第一版于1875年出版。
2. Edwin Booth,暗杀林肯凶手的哥哥
3. 西弗里凭借该发明获得了1898年富兰克林学院的约翰·斯科特(John Scott)奖章。
4. Choralcelo,后续型号称为Vocalcelo、Vocalsevro
5. Fleur-de-lis and Other Stories
6. Materialization and Other Spiritual Phenomena from a Scientific Standpoint
7. The Mystery of June Thirteenth
8. Maitland’s Master Mystery
9. Gillette’s Social Redemption
10. Gillette’s Industrial Solution
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1905年:Helmholtz Sound Synthesiser [德国]Max Kohl

马克思·科尔的亥姆霍兹合成器(1905)

马克思·科尔的亥姆霍兹合成器(1905)

 

1905年:马克思·科尔公司的亥姆霍兹合成器(声音合成器)

马克思·科尔股份公司(Max Kohl AG)成立于 1876 年 3 月 14日,是一家以研制科学研究用的机械装置、电子仪器而知名的公司。该公司位于德国开姆尼茨市(Chemnitz)安德弗街(Andorfer Straße),生产的设备种类繁多,曾销往世界各地的大学和实验室,其中就包括由德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)设计的声音仪器。马克思·科尔工厂位于开姆尼茨的工厂在二战期间被同盟军的炸弹摧毁,战后,大多数留存的设备被完整地转移到了苏联。

赫尔曼·冯·亥姆霍兹《作为音乐理论生理基础的音感》(1870)

赫尔曼·冯·亥姆霍兹《论作为音乐理论生理基础的音感》(1870)

亥姆霍兹合成器最初并不是一件乐器。正如他在影响了二十实际音乐理论家与乐器设计者的巨著《论作为音乐理论生理基础的音感》(1870)1)一译《作为乐理的生理学基础的音调感受研究》中所说的那样,这是一种用于展示、分析复合音(complex sound)中泛频(overtone)2)也即泛音。的仪器。亥姆霍兹使用他的另一个发明——亥姆霍兹共鸣器(Helmholtz resonance)成功地证明了复合音是由一组该基准音(fundamental note)的泛音组成的(比如,基准音为 440Hz G 音复合音是由 440Hz 以及频率为其整倍数——如 880Hz G音、1320Hz 以及 1760Hz——但音量不同的泛音组成的)。亥姆霍兹合成器通过电磁力驱使音叉震动(以产生纯音),再通过亥姆霍兹共鸣器产生泛音,产生的泛音则通过一种机械快门进行“过滤”。这台仪器可以帮助研究人员理解语音和元音的性质:元音受声道肌肉产生的泛音或“共鸣”的作用而成为彼此听起来不同的音响。

赫尔曼·冯·亥姆霍兹

赫尔曼·冯·亥姆霍兹

 

马克思·科尔公司生产过多种结构的亥姆霍兹共鸣器,有些是一个铜球搭配手持音叉使用,有些则是通过电磁力驱动音叉震动。该公司 1985 年版本的共鸣器配备了 10 个音叉,对应的共鸣器则安装在一个尺寸为39½ x 29英寸的红木底座上。整个共鸣系统受一个大的水平主音叉提供的间歇性电流驱动,使用者通过一个小型象牙键盘操作,将电流输出到对应的电控音叉上。该仪器的键盘十分特别:它有4个八度的 ut 音(即唱音Do,C音),3个八度的 mi 音(E)以及3个八度的 Sol音(G)。该合成器可以叠加 10 种泛音音色,来发出多种元音的声音。

 

亥姆霍兹合成器的图片


参考资料:

http://www.bonhams.com/auctions/22247/lot/245/

http://www.hps.cam.ac.uk/whipple/explore/acoustics/rudolphkoenig/koenigsanalyzer/

http://www.sil.si.edu/digitalcollections/trade-literature/scientific-instruments/files/51637/index.htm

https://archive.org/stream/onsensationston00helmgoog#page/n2/mode/2up

– See more at: http://120years.net/helmholtz-sound-synthesiser-max-kohl-germany-1905/#sthash.9Wgtx8qd.dpuf

 

注释   [ + ]

1. 一译《作为乐理的生理学基础的音调感受研究》
2. 也即泛音。
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1918年:Synthetic Tone [美国]Sewall Cabot

卡博特合成音乐器的专利页

卡博特合成音乐器的专利页

 

 

1918年:休厄尔·卡伯特的合成音

合成音琴(Synthetic Tone)是一台机电乐器,类似于合唱琴,但比后者更小。它由马萨诸塞州布鲁克莱恩(Brookline)的电气工程师休厄尔·卡伯特(Cabot, Quincy Sewall,1901.9.4,纽约-1957.3,纽约)设计制造。这台乐器通过音轮产生的电磁力驱动金属棒发生共振,最终产生复杂音(complex tone)。

 

“本发明的一个目标,是成为一台比管风琴更好、更小、更便宜的乐器,但同时要在性能上与管风琴保持一致;另一目的是制造一台乐器——它可以产生管风琴无法产生的音色。”

——休厄尔·卡伯特专利文档


参考资料:

Early Electronic Music Instruments: Time Line 1899-1950.Curtis Roads Computer Music Journal Vol. 20, No. 3 (Autumn, 1996), pp. 20-23 Published by: The MIT Press

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1916年:Optophonic Piano [法国、俄罗斯]Vladimir Rossiné

声光琴

声光琴

 

1916年:弗拉基米尔·罗西尼的声光琴

 

声光琴(Optophonic Piano)是一台由俄罗斯未来主义画家弗拉基米尔·达维多维奇·巴拉诺夫 – 罗西尼(Vladimir Baranoff Rossiné)1)1888年出生于俄罗斯乌克兰赫尔松(Kherson),1944年去世于法国巴黎发明的乐器,发明工作大约从1916年开始展开。声光琴曾用于罗西尼自己的画展以及苏联的革命艺术活动中。1924年,罗西尼(与她的妻子柏林·布克尔2)Pauline Boukour)使用这台乐器在梅耶荷德剧院(Meyerhold theatre)和莫斯科大剧院(Bolchoi theatre)举办了两场音乐会。罗西尼实际上是受亚历山大·尼古拉耶维奇·斯克里亚宾(Alexander Scriabin)的想法影响,才发明了声光琴:亚历山大将音乐、声音与色彩相融合,创立了“融合美学”3)国内也译作合成美学、综合美学——这一美学观念促成了从20世纪30年代的光-声音(photo-audio)实验,到40年代的ANS合成器(即以亚历山大命名:Alexander Nikolayevich Scriabin)的产生,直接影响了今天俄罗斯电子音乐圈内神秘主义流派的形成。

声光琴的玻璃质涂色盘

声光琴的玻璃质涂色盘

 

玻璃质涂色盘细节

玻璃质涂色盘细节

 

1925年,罗西尼离开苏联,移居法国巴黎。在那里,他继续举办着画展和声光琴音乐会。声光琴在发出声音的同时,还能够把一些旋转的图形投影到墙面或者天花板上:投影的原理是在光源前方放置一些旋转的,绘有图画的玻璃片(由罗西尼绘制),再经过滤镜、镜面、透镜等最终形成投影。琴键控制着这些滤镜、盘片组。涂色盘和滤镜的透明度变化可由光电池感知,后者进而依据变化控制单个振荡器的音调。因此,这台乐器在产生连续变化音调的同时,还伴有旋万花筒般的旋转投影,声光琴就这样被用在罗西尼的画展等公开活动中:

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“想象一下,在一个由白色光束穿过的透明滤镜组中,每一个琴键都可以差不多迅速地控制着某些滤镜的运动。借此,你将领略到罗西尼发明的理念。琴中有几类滤镜:经过上色的光学元件,比如棱镜、透镜和平面镜;绘有图像以及特定形状、图形轮廓的滤镜。除此之外,你还可以移动投影的位置、改动影幕的外形、控制呈现图形对称或不对称以及移动路径和速度;那么,你将可以把这台琴变成成一台可以演奏无数乐曲的光影琴。这台琴的关键词是“表达”,因为暂时而论,它的目标不是为每一首乐曲都创造出一个连它们的作者都没有见过的‘光影版本’。、就像其他对艺术作品的理解一样,人们要想真正理解作者脑海中的想法,必须要特别依赖音乐家自身的才华和敏感。如果有一天,作曲家能够用音符创作出既能控制乐音、又能控制光线的音乐时,主体对于作品的理解的自由就会更加受到限制;到了那时候,我们现在所说的“艺术统一”大概就会更臻于完美……”

——原文摘自 Baranoff Rossiné (1916) Copyright ©Dimitri Baranoff Rossine 1997 – Adherant ADAGP

弗拉基米尔·达维多维奇·巴拉诺夫 - 罗西尼(Vladimir Baranoff Rossiné),1888年出生于俄罗斯乌克兰赫尔松(Kherson),1944年去世于法国巴黎

弗拉基米尔·达维多维奇·巴拉诺夫 – 罗西尼(Vladimir Baranoff Rossiné),1888年出生于俄罗斯乌克兰赫尔松(Kherson),1944年去世于法国巴黎


参考文献:

http://www.iencheres.com/

zdocuments of the collection of Dimitri Baranoff Rossine. Copyright © Dimitri Baranoff Rossine Paris 2010

Pravda. 2002.06.20/13:21

注释   [ + ]

1. 1888年出生于俄罗斯乌克兰赫尔松(Kherson),1944年去世于法国巴黎
2. Pauline Boukour
3. 国内也译作合成美学、综合美学
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1915年:“Audion Piano” 、 Audio Oscillator [美国]Lee De Forest

《电学实验家》(The Electrical Experimenter)杂志1915年12月刊上载文章《当三极管成为纯净乐音的音源》配图

《电学实验家》(The Electrical Experimenter)杂志1915年12月刊上载文章《当三极管成为纯净乐音的音源》(Audion Bulbs as Producers of Pure Musical Tones)配图
下方图注内容:三极管琴可能在不远的将来凭借他那无可企及的纯净声音给大家带来欢乐;现已发售,可真实地模仿各类交响乐团。

 

1915年:“三极管琴”和音频振荡器(美国)

李·德·弗雷斯(Lee De Forest)自封为“无线电之父”(1950年自传题),是一位发明家,持有300多项专利。他在1906年发明的三极电子管,与约翰·A·弗菜明(John A. Fleming)的二极管相比,在敏感性上有了很大改进。

弗雷斯三极管在发明最初立即被新兴的无线电领域所使用,弗雷斯本人就是无线电的推广者之一。他发现,三极管可以经由“外差作用”(heterodyning)或拍频技术(beat frequency)产生可听音:拍频技术指通过两个高频信号产生相对较低频率的、可听音频率内的声音。不经意间,弗雷斯发明了第一种真正的音频振荡器,为他日后在电子乐器、电子音乐领域的前进奠定了基础。

李·德·弗雷斯的三极管(1906)

李·德·弗雷斯的三极管(1906)

 

1915年,弗雷斯将外差效应应用在一台试验乐器上,并将这台乐器命名为“三极管琴”。这台乐器是在他1907年实验的基础上制造的,是世界上第一台电子管乐器。从此以后,到晶体管出现之前的50多年间,这台乐器为绝大多数电子乐器奠定了技术基础。

三极管琴使用单排键演奏,每个八度使用一个三极管,每个三极管由一组键盘控制,因而每个八度内可以演奏一个单音。这台乐器的音频信号经由一系列电容和电阻处理,可产生多样复杂的音色;声音通过放置在室内四周的扬声器传出,因而可以产生新颖的空间效果。弗雷斯曾计划在之后型号的三极管琴中,给每个琴键分配单独的三极管,这样这台乐器就会成为全复音乐器——至于这个型号的三极管琴到底有没有被研制出来,就不为人所知了。

弗里斯把三极管琴描述为一种可量产的商品:

“(三极管琴的)有些声音像小提琴、大提琴、木管音乐、弱音铜管乐,有些声音则像是些从没在同时代的交响乐团出现过、人耳从未听到过的声音——用现在的话来说,就是那种经常在那些疯子一样的摇摆乐队中能听到的那种让人神经狂躁的噪音。这些声音让我给这部新乐器命名为“听筒狂魔”(Squawk-a-phone)……要调整乐器音调十分简单,改变电路的电容和电感就可以轻易实现,因为这就是滑动推子、拧拧电容器旋钮的事情。实际上,只要把手指放在电路的某些位置上,音调就会改变。通过这种方法,可以轻松地获得诡异或是美妙的声音。”

(Lee De Forest’s Autobiography “The Father Of Radio”)

1915年的一则报道提到了一场为国家电气照明协会(National Electric Light Association)举办的音乐会,这则报道如是说:

“弗里斯不仅以无线方式接收到了从远处传来的三极管的乐音,还通过按下按钮的方式创造了笛子、提琴和小鸟歌唱的声音。声音的音色和音量是通过电阻和电感线圈控制的……当表演者把手指放在震动的琴弦上来回滑动时,你一定听到了来自夏威夷尤克里里那奇妙而伤感的旋律;现在,这种纯熟演奏中听到的、令人异常愉快的声效,可以用三极管来创造。”

弗里斯无线设备的广告

弗里斯无线设备的广告

 

后来,弗里斯这位不倦的无线电先锋,在纽约四处展示他的乐器,同时为他的无线电科技筹措资金。这些行为时常遭致同僚的批评和嘲笑,最终导致了一场知名的诉讼——弗里斯被控为一己私利而欺骗公众:

“弗里斯曾在多家报纸私自声称,在很多年以前,人们就可以把人生传输到大西洋的另一边。由于这些荒谬、故意误导人的话,受到迷惑的人们……被说服,并去购买他公司的股票。”

李·德·弗里斯,1873.8.26,爱荷华州康瑟尔布拉夫斯(Council Bluffs) - 1961.6.30

李·德·弗里斯,1873.8.26,爱荷华州康瑟尔布拉夫斯(Council Bluffs) – 1961.6.30

 

弗里斯曾在1907年与心存疑虑的撒迪厄斯•卡希尔(Thadeus Cahill)有过一次合作。弗里斯使用他发明的无线电传输机转播了一场电传簧风琴(Telharmonium)的早期音乐会。卡希尔执着于电话网传输电子音乐是导致电传簧风琴被淘汰的主要原因之一。电子管技术在20世纪60年代晶体管发明之前,几乎占据了整个电子乐器设计领域。三极管放大器也使电子乐器得以从电话线的牢笼中出来——在这以前,电子乐器只能依靠电话线路放大信号。


参考资料:

Lee De Forest “Father Of Radio” (Autobiography).

Wireless: From Marconi’s Black-Box to the Audion (Transformations: Studies in the History of Science and Technology) 2001 author(s) Sungook Hong

Lee de Forest: King of Radio, Television, and Film 2012. Mike Adams (auth.).

Theremin: Ether Music and Espionage. By Albert Glinsky

Electronic Music. Nicholas Collins, Margaret Schedel, Scott Wilson

Media Parasites in the Early Avant-Garde: On the Abuse of Technology and Communication. Arndt Niebisch 2012

Electric Relays: Principles and Applications. Vladimir Gurevich

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1909年:Choralcelo [美国]Melvin Linwood Severy & George.B. Sinclair

1909年:梅尔文·西弗里,乔治·B·辛克莱的唱诗琴

唱诗琴(Choralcelo,即“天籁之音”),是一种混合了电子和电声技术的乐器,产品定位是一种高端家用风琴,主要面向富有的乡村别墅主进行销售。这种乐器主要由梅尔文·西弗里(Melvin Severy)设计开发,内弟乔治·B·辛克莱(George B. Sinclair)协助完成,并由马塞诸塞州波士顿的“唱诗琴制造公司”(Choralcelo Manufacturing Co.)进行生产。唱诗琴的后续型号在“人造音琴”(Synthetic Tone)的发明者昆西·休厄尔·卡博特(Quincy Sewall Cabot)改进下得到了重新设计。

梅尔文·西弗里(1863 于马塞诸塞州梅尔罗斯 - 1951于加利福尼亚)

梅尔文·西弗里(1863 于马塞诸塞州梅尔罗斯 – 1951于加利福尼亚)

 

西弗里精通诸术,是一位发明家、工程师、音乐家、作曲家、作家。在唱诗琴发明之前,他就已经申请了诸如印刷机、太阳能加热装置、照相机、液压传动等多项专利。西弗里在 1888 ~ 1909 年间开发了唱诗琴;1909年5月27日,这台乐器在波士顿交响乐厅(Boston Symphony Hall)第一次公开亮相——这次亮相中共有四十多名波士顿交响乐团的成员参与,一位女高音进行演唱,使用唱诗琴伴奏。这场演出据说为“波士顿的名门望族”所“热烈欢迎”。

“首场唱诗琴音乐会迎来了‘开门红’,也证明了这台新奇、独特乐器的实力。观众对面的舞台上放着一台有些夸张的、像是立式钢琴红木盒子,有两排键盘。据介绍,这台乐器是梅尔文·A·西弗里和乔治·D·辛克莱两人二十一年努力研发的结果,两人都来自波士顿。这台唱诗琴通过钢琴琴弦和磁罗盘(Compass)产生小提琴、大提琴、小号、法国号、双簧管、巴松、竖琴、管风琴的音色,这些琴弦受电磁力驱动,按照科学计算好的弦长进行振动。

第一场唱诗琴音乐会节目单,波士顿,1909年

第一场唱诗琴音乐会节目单,波士顿,1909年

这台乐器最惊人的地方在于,它仅通过钢琴弦,却能产生比琴槌敲击琴弦更多种类的音色。这些声音,是通过创造无限的泛音实现的——学音乐的学生应该有所了解。今天傍晚的音乐会上真正展示了唱诗琴的优势所在,也许,这台乐器会对音乐发展做出贡献。这台乐器在演奏上要求较高,演奏者可能会对这台乐器极高的自由度感到手足无措。他必须学会选择。认真学习这台可以成就‘大事’的乐器,大概就能够理解,为什么大家在争夺其发明者的地位了。”

——《音乐时代》(The Musical Age),纽约,1909.5.1

1918年,唱诗琴公司被法林顿·C·多纳休(Farrington. C. Donahue)和A·霍夫曼(A. Hoffman,有些新闻报道称他是唱诗琴的发明者)接手运营。截至20世纪50年代,他们至少出售了六台唱诗琴且这些乐器仍在使用当中。到现在,美国还有两台可以工作的唱诗琴,其中一台位于印地安那州艾尔克哈特市(Elkhart)的路德米尔大厦(Ruthmere Mansion)中。唱诗琴与电传簧风琴属于同时代的作品,虽然唱诗琴尺寸不及电传簧风琴巨大,但仍旧是一台不小的机器。它使用与电传簧风琴差不多的电磁音轮作为“风琴”声音的发声音源,还使用了电磁力控制的钢琴弦。

位于科罗拉多州丹佛市的唱诗琴(部分照片)

位于科罗拉多州丹佛市的唱诗琴(部分照片)
图片下方注释:乐器的演奏台,以镶嵌方式安装,位于丹佛。图中人物是发现该乐器的阿特·热比力兹。

 

使用者可以看到的唱诗琴是由两组键盘组成的,一组是64键的高音区(钢琴声部)以及88键的低音区(钢琴和所谓的“风琴”声部),两组键盘控制着使用者看不到的部分——这一部分通常安装在在房子地下室,由88个音轮,一组钢琴弦,通过电磁振动铃和一组小锤组成。乐器键盘上还有一组风琴风格的音栓(Stop),用来控制声音的音色和声音组成。声音随后可通过硬纸板、硬木、软木、玻璃、钢板或者“Bass-Buggy”风格的弹簧谐振器来产生特殊的声效。唱诗琴还配有自动钢琴上使用的的卷纸器,可以播放预先“录制”好的音乐。此外,这台乐器还有一组32音的踏板。整个乐器要占用两个地下室,只有键盘和“扬声器”是对外可见的部分。

 

唱诗琴的声音

可怜的小蝴蝶(Poor Little Butterfly)来自于一张78转速玻基唱片上的现场录音,由唱诗琴公司董事长威尔伯·法林顿(Wilber Farrington)的妻子蕾姬·法林顿(Regene Farrington)演奏,录制于1948年纽约的唱诗琴工作室。(摘自C. W. Jenkins, AMICA

唱诗琴制造公司的销售海报

W.詹金斯(W.Jenkins)在《唱诗琴的历史》(History Of the Choralcelo)中提及的详细内容

“本文所述的内容基于手边拥有的三台完整的唱诗琴,以及近四十年来对该乐器的了解,此外,还有对当时负责人、相关工作人的采访,家庭成员以及产品的原稿、申请的专利等原始资料。”

“唱诗琴的故事大体上就是两个男人的故事……梅尔文·L·西弗里(Melvin L. Severy),1863年生于马塞诸塞州梅尔罗斯,1951年去世于加利福尼亚;威尔伯·E·法林顿(Wilber E. Farrington),生于1869,去世于1945年。西弗里是一位相当有天赋的多面发明家,除了唱诗琴外,他持有印刷机、太阳能加热装置、照相机、液压传动等诸多专利。他是一位学者、艺术家、作曲家和作家。他的孙子回忆说,西弗里对金字塔的秘密通道十分感兴趣,并以此给他的众多兴趣命名。他在内弟乔治·B·辛克莱(George B. Sinclair)的协助下完成实验——他们两人分别娶了弗林特(Flint)姐妹。威尔伯·法林顿是一位理想主义的哲学空想家,大半生专于于他所喜爱的新奇乐器产生的新奇声音,并笃定决心看到他所梦想的机器被研发出来。他是一位能力超群的募资人,还曾将自己的资金投入到相关研究当中;其中不少的努力都用于使用电化方式增强、延长钢琴琴弦的声音。

目前留存的部分唱诗琴组件,南达科他州朱砂地(Vermilion Sands)国家音乐博物馆馆藏

目前留存的部分唱诗琴组件,南达科他州朱砂地(Vermilion Sands)国家音乐博物馆馆藏

 

早在1876年,以力沙·格雷就曾为单音振荡器申请了专利;1890年,伊莱·C·奥玛特(Eli C. Ohmart)也曾申请了一份专利,该专利使用电磁方式延长了钢琴琴弦所发出的声音……后来,改专利被转让给了梅尔文·西弗里。这个专利的原理非常简单……将磁铁放置在钢琴琴弦的后面,并按照琴弦的固有频率,给磁铁通上同频率的脉冲直流电……比如说,如果A调音震动的频率是440次每秒,那么那个A音琴弦所对应的磁铁就会被通上每秒脉冲440次的电流,这样,即使不用钢琴音锤,钢琴弦也可以发出类似风琴的的长音。要达到这样的功能,整个装置需要使用由小型电动机供电的断续器(interruptor),每个电机有9个长度为3 1/2″的铜柱,以固定的速度旋转。每个铜柱上刻有8个1/4英寸宽的轨道,其余部分用绝缘体陶瓷包裹。乐器最低音大概需要美妙20次脉冲,最高音则大概需要美妙2000次脉冲。实际上最难的地方是控制整个设备…只要脉冲频率稍有偏差,就不能与琴弦的固有频率一致,最终导致发不出声。这项专利之后的另一个专利,设计了变种的控制装置,但有些变种甚至连他们自己都觉得复杂。

上面所说的这种发音方案,虽然简单,但是在实践中却被发现几乎是不可能完成的…就调校过程来说,它需要调校好所有磁铁,以便完全符合从20Hz到2000Hz的脉冲频率;对于控制设备来说,控制设备不仅要随时保持铜柱转速绝对准确,还得照应到当时条件下发电机可能产生的异常电流……也就是说,即使发电机的转速稍快或稍慢,都得保证铜柱的转速不会有任何轻微的偏差。如果在演奏过程中铜柱的转速出现变化,声音就会消失。

目前留存的部分唱诗琴组件,南达科他州朱砂地(Vermilion Sands)国家音乐博物馆馆藏

目前留存的部分唱诗琴组件,南达科他州朱砂地(Vermilion Sands)国家音乐博物馆馆藏

 

后来,一种更加精致简洁的磁铁控制装置逐渐被研制出来,这种装置不需要物理接触就可以很好地完成所有工作,因此既不会产生发热的情况,也不会磨损控制垫一类的摩擦物。即使在今天看来,这组装置也可以称得上是对物理学原理的出色应用。至少对亲眼看到的人来说,旋转的铜柱仅通过切断看不见的磁力,就可以控制沉重的飞轮,这已经可以称得上是奇迹了。这种装置如此简单,似乎一个人不应该为此花费数年的精力去研制它;但一看到它运作的场景,我仍旧会感到敬畏:我怀疑这个东西可能真的是“前无古人、后无来者”的。西弗里曾研制过众多发明,也申请过许多专利,这一发明便是其中之一,是用来解决液压传动系统的问题的。至于这台乐器,它的第一场音乐会在1905年举办,以邀请制参加。

最初的唱诗琴是一台令人印象深刻的立式钢琴,带有一排钢琴键,一般还会带有自动卷帘演奏器;琴盖使用最好的红木制成,并刻有漂亮的手工雕花和一块开放的卷帘视窗。琴的音色可以使用左手边的滑块来调整。这个乐器是第一种不通过物理接触产生声音的乐器,它的声音就像是管弦乐团去掉了弦乐的擦弓声或是管乐的呼吸声。

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第一代机器后,唱诗琴仍旧继续开发,一台双键盘的乐器标志着唱诗琴进入了第二阶段——变革阶段。这时期的唱诗琴仍旧有一组钢琴键盘,钢琴琴弦由磁铁驱动,并使用螺丝调音以使性能更加稳定;此外,在钢琴键盘上还配有一排风琴键盘以及一行控制音色范围的音栓。调节音色需要一组的调音板或调音盘,材质可以是钢、木头、铝或者是玻璃。每组调音板的数量通常是41个,长度从5 3/4″到 10 1/2″不等,厚度通常在5/16″。非铁制的调音板上还会粘有小型电枢,一边可以对磁铁的作用产生反应。

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在这些调音板上直接安装的部件是共鸣腔,一般由许多纤维管组成,每个纤维管末端就像马林巴琴(marimbas)和振琴那样打开,用来增强音量。唱诗琴的发声方式完全不是电子的,而是原声的,没有放大器,没有扬声器,也没有扩音号这类东西……调音板根演奏端是分离的,因此可以放置在任何地方;开关和控制设备也同样,因此可以放置在两个大概5 1/2′高的柜子中,与断续器装置和30V的发电机一同安装在地下室里。如果需要,调音板组件也可以安装在地下室里,这种情形下,地板中将会安装一组格架一边传输声音,或者安装在音乐厅,隐藏在装饰板下。各个部件通过线缆连接起来,线缆一般使用其他先绳包裹以避免损坏。如果整个机器和调音板都安装在地下室的话,整个占地空间大概要相当于一个卧室那么大。

梅尔文·西弗里,摄于1915年前后

梅尔文·西弗里,摄于1915年前后

唱诗琴最后一个开发阶段对整体控制的布线进行了修改,这使得演奏者可以修改高音区的泛音,这使得整个乐器的性能得到了很大的提升,因为增加了无限多的音色组合,这一功能使得唱诗琴在短时期内成了一台十分新独特而又复杂的乐器……唱诗琴最初的制造厂在1917年由于战争关闭……决定发展方向同样十分艰难。毕竟,近几百年来,钢琴这一乐器也在不断变化,其他乐器已经可以完成和钢琴一样的功能;因此,用簧片作为鸣音元件的实验开始了,他们制造了一台庞大的双贝斯组件,使用钢柱代替钢弦发音……在这台乐器中,有一个全尺寸的琴弦组件可以在远端摆放…他们还开发了一个新式的断续器,使用了12个圆铜片代替了以前的柱体,每个圆铜片都根据齿轮控制的速度旋转。所有这些亟待替换的技术,都需要设计、计算、制造…所需要的投资简直就是天文数字:换算到今天的货币,大概需要上亿美元;当然乐器本身也十分昂贵,在今天大概相当于50万美元。

唱诗琴大概生产了一百台,其中一些被安装在富人家中的音乐厅里,还有一些安装在剧院中,用于给默片配乐…法林(Filene)有两台安装在波士顿,其中一台在饭店里;纽约的罗德泰勒(Lord and Taylor)、芝加哥的马歇尔·菲尔德(Marshall Field)都安装有唱诗琴,还有几家旅店也安装了它;甚至有两艘游艇也装有这台乐器。

努力虽然十分艰辛,但毕竟得到了很大的进步;而此时一战爆发了…物料供应不再充足,工厂也因此关闭。法林顿还有其他的一些相关人员仍旧在克里夫兰(Cleveland)、芝加哥、切特斯港(Port Chester)、纽约等地有所活动。他们最后的一次活动是在纽约开办了一间展示厅,但随着二战爆发,展示厅最终在1942年关门。”

唱诗琴的专利文件

摘自《电学实验者》(The Electrical Experimenter)1916年3月刊

唱诗琴,一台很赞的乐器

这台出众的电控乐器不止是一台钢琴——它可以发出低音和高音的长音,其音域也是其他乐器难以匹敌的,更重要的是,它的演奏方法和普通钢琴一样

如流行歌曲中唱的那样,在遥远的印度,当地人乐于借助从起源于山洞,记录在羊皮上的原始音符来满足他们的音乐需求,而音乐家们,则用手敲击地面来产生旋律。

洞穴人的音乐就是风在穿过树丛时的喘息声,配以树叶的刷刷声。他们也许想要以更加好听的方式表达情感,因此,鼓、号以及其他表达音乐情感的原始乐器应运而生。

尽管大多数人的预言都十分悲观,现在,我们还是可以因着唱诗琴的诞生,来期待我们的音乐文化、音乐教育会有怎样的发展与进步。

在音乐大师的这台杰作面前,钢琴简直就是一个还在牙牙学语的小孩儿。乐器的声音可以像电闪雷鸣一般撼动每一寸土地,也可以像遥远教堂传来的模糊合唱声一般柔和。

这台乐器到底是什么?他是怎样被设计出来的?这几个顶尖聪明的人,持续数年的研究后,得到了什么样的成果?在耗费了可以买下王位的巨额财富后,到底得到了什么?——得到的便是“唱诗琴”!

唱诗琴是人类想出的最优秀的乐器,没有其他可以与之相比。它可以发出任何乐器——比如弦乐和笛子——的声音;不仅如此,它的音色延绵、纯净、甜美,不同于现在使用的任何一种乐器。

实际上,唱诗琴之前的所有乐器,因为发音震动方式的的限制,声音中不可避免地会带有杂音。小提琴使用擦弓的方式来停止琴弦的自由振动。钢琴由于琴槌敲击琴弦而产生杂音——风琴管震动的声音则夹杂着气流通过的噪声。所有这些乐器都通过外部接触的方式让音源震动发声,因而破坏了声音的纯净。人们还尝试找寻放大声音的方法,这样又进一步对声音产生了影响:钢琴的柔音踏板(soft pedal)、风琴的增减音箱(swell-box)以及小提琴弱音器等等部件,都会对声音产生影响。

而唱诗琴的制音方式,消除了所有影响音色纯度的因素。该琴采用非物理接触的方式驱动震动,因此琴弦可以完全自由振动(perfect freedom of vibration),而使得它能够产生所有自然的泛音。该琴的音色华丽、圆满且纯净,创造了无数的可能的音乐表现力——正是音乐家们梦寐以求的。

制造出这种纯净声音的原理可以说是一个奇迹:它通过一系列精妙的电磁装置实现。装置中的电磁铁直接对乐器的琴弦产生作用。

该琴音调的精确变化是通过电流强度的微弱变化实现的,这点与目前其他乐器所使用的落后方式大为不同;因而该琴的音色在所有音强及音高下都能保持原本的纯度,这也是其他乐器不可能达到的。

接下来,我们来看看这台乐器使用了什么样的结构来实现如此奇妙的功能:可以说,震动元件使用脉冲电流产生振荡,电流通过电磁铁,驱使振膜振动。

 


参考资料:

H.Trabandt: ‘Das Choralcelo’ ZI,xxix (1910)-‘Das Choralcelo als Konzertinstrument’ ZI xxx (1910)

http://www.amica.org/Live/Publications/Past-Bulletin-Articles/Choralcelo/index.htm

http://www.amica.org/Live/Publications/Past-Bulletin-Articles/Choralcelo/cc_61.htm

Amica Bulletin. Volume 45, Number 4 August/September 2008

The New England Magazine.

‘An Early Electro-Magnetic Experiment’ Edith Borroff, College Music Symposium Vol. 19, No. 1 (Spring, 1979), pp. 54-59