От музыкальной шкатулки…
Предшественница перфокарт, перфолента, ассоциируется прежде всего с телеграммами, однако параллельно с телеграфом у неё было ещё одно применение — в автоматических музыкальных инструментах. Эти области развивались независимо друг от друга, но у их истоков стоял один человек — Александр Бэйн. В 1847 году, через год после получения патента на автоматический телеграф, он запатентовал музыкальную шкатулку, в которой мелодия записывалась на перфоленту.
Попытки создать механический музыкальный инструмент предпринимались ещё в IX веке. В Средневековье появились башенные часы, а вместе с ними и куранты, которые могли играть сложные мелодии. В XVIII веке часовщики начали создавать всевозможные музыкальные шкатулки, шарманки, механические пианино и органы. Сердцем всех этих устройств был валик, покрытый выступами, расположенными в определённом порядке. Когда валик вращался часовым механизмом, выступы задевали за зубцы металлической гребёнки или пропускали воздух к органным трубам, которые издавали звук (замечательное описание музыкальной шкатулки такого рода дано в сказке Владимира Одоевского «Городок в табакерке», написанной в 1834 году).
Механический орган 1840-х годов в Юсуповском дворце (Санкт-Петербург)
Эти инструменты, хотя и давали возможность слушать музыку без музыканта, имели существенные недостатки. Длительность произведений была ограничена размерами валика, а скромный нотный диапазон делал мелодию слишком простой, даже примитивной. И, разумеется, эти механизмы были чрезвычайно сложны, а значит, дороги. Замена валика на перфорированную ленту могла решить сразу несколько проблем. Лента может быть достаточно длинной, чтобы вместить большое музыкальное произведение, а заменить одну катушку ленты на другую гораздо проще, чем заменить валик. Кроме того, их можно изготавливать в большом количестве и продавать очень дёшево.
… до механического фортепиано
Идея автоматического музыкального инструмента с перфолентой витала в воздухе, начиная с 1840-х годов. В 1842 году француз Клод Феликс Сётр запатентовал «фортепиано, или орган, который может играть при помощи перфорированной бумаги». За ним последовали патент Бэйна (1847), Чарльза Доусона (1848), Адонирама Ханта и Джеймса Бредиша (1849), Уильяма Мартина (1849) и Анри Папа (1851). Все эти изобретения не продвинулись дальше чертежей и опытных моделей.
По-видимому, первое сколько-нибудь успешное механическое фортепиано с перфолентой изобрел в 1863 году француз Жан-Луи Нестор Фурно (1835–1898), изготовитель органов и фортепиано. Он назвал свой инструмент Pianista. Фурно предложил не механический, а пневматический способ воспроизведения музыки. Его принцип был таков: каждой клавише фортепиано соответствует небольшие мехи, на которых закреплён молоточек. Перфорированная лента протягивается вдоль трубки со множеством отверстий, каждое из которых соединено с одним из мехов. Поверх ленты лежит ещё одна трубка, соединённая с воздушным насосом. Когда отверстие на ленте и отверстие в трубке совпадают, воздух от насоса проходит к мехам и наполняет их, благодаря чему молоточек ударяет по клавише.
Pianista Фурно. Рисунок из книги Les grandes usines de France, 1878 год. Источник
Важно отметить, что Pianista Фурно была независима от фортепиано: её можно было приставить к любому инструменту. Во Франции был налажен выпуск Pianista, однако ни количество выпущенных устройств, ни их популярность нам неизвестна.
Первый настоящий успех выпал на долю устройств американских изобретателей Джона Мактаммани (1845–1915) и Мерритта Галли (1838–1916).
Джон Мактаммани. Источник
Мерритт Галли. Источник
Фисгармонии и органетты
К 1876 году Мактаммани удалось приспособить управляемый перфолентой механизм к фисгармонии, демонстрация которой вызвала значительный интерес. В 1877 году он начинает промышленное производство настольных механических органов, получивших название «органетта» (organetta). Одновременно Галли изобретает схожий аппарат под названием «автофон» (autophone). В итоге патенты обоих изобретателей покупает Munroe Organ Reed Co., которая ставит производство на широкую ногу и в 1880-х годах выпускает примерно по пятьдесят тысяч устройств в год.
Органетты были переходным этапом от музыкальных шкатулок XVIII века к более совершенным устройствам: они уже могли проигрывать довольно длинные мелодии, но их нотный диапазон оставался очень ограниченным. Несмотря на это, органетты пользовались популярностью как у покупателей, так и у конкурентов — началось массовое производство подобных приборов под величественными названиями вроде «аристон», «герофон», «феникс» и «мелифон» (в России такие устройства получили общее название «музыкальный ящик»).
Органетта Мактаммани
Видя успех примитивных органетт, изобретатели начинают предлагать новые конструкции механических фортепиано, органов и оркестров. К 1885 году фирма Mechanical Orguinette Co., выпускавшая органетты, представила на выставке в Лондоне свой вариант механической фисгармонии. Через два года фирма объединилась с Automatic Music Paper Co., чтобы образовать новую Aeolian Organ and Music Co., которая начала массовый выпуск фисгармоний и перфорированных лент к ним. Одновременно выпуск таких же устройств начала фирма Wilcox and White.
Пианист Фермин Толедо демонстрирует механическую фисгармонию папе римскому Льву XIII, 1895 год. Источник
К 1900 году механические фисгармонии приобрели широкую известность: среди их владельцев были великий пианист Ян Падеревский, император Германии Вильгельм II и русский великий князь Александр Михайлович (говорят, он приобрёл сразу три устройства). А инженеры продолжали работать над созданием устройства, которое стало священным Граалем автоматической музыки — над механическим фортепиано. Успеха, как и в случае с телетайпом, почти одновременно достигли трое — Эдвин Воути с одной стороны и команда из Уильяма Паркера и Эдварда Уайта — с другой.
Ещё в 1873 году Эдвин Воути (1856–1931) стал сотрудником компании, производящей органы. Начав как мелкий клерк, к 1887 году он стал совладельцем собственной фирмы, Farrand & Votey Organ Co. В 1893 году началось его сотрудничество с фирмой Aeolian Organ and Music Co., для концертного зала которой Воути создал орган. В том же году ещё один орган его производства был с успехом показан на Всемирной Колумбовой выставке 1893 года в Чикаго. После этого Воути стал субподрядчиком Aeolian Co., создавая органы для особняков миллионеров — Карнеги, Форда, Рокфеллера, Вандербильта, Истмена.
Эдвин Воути. Источник
Пианола: приставка к фортепиано
В 1895 году Воути строит прототип механического фортепиано, получивший название «пианола» (Pianola, впоследствии так будут называть все подобные устройства). Как и Pianista Фурно, пианола была приставкой к любому фортепиано. Для чтения перфоленты вместо сжатого воздуха, как в системе Фурно, использовался вакуум. В 1897 году, после двух лет усовершенствований, Воути начал производство пианол; тогда же он был избран вице-президентом Aeolian Co. В следующем году эта фирма приобрела компанию Воути, построила специальный завод для производства пианол и начала большую рекламную компанию.
Одна из первых реклам пианолы фирмы Aeolian Co., 1898 год. Источник
Одновременно автоматическую приставку к фортепиано разрабатывали Уильям Паркер (годы жизни неизвестны) и Эдвард Уайт (1855–1899). Уайт был сыном одного из основателей Wilcox and White, а свою карьеру он начинал в той же фирме, что и Воути. Паркер же в 1880-х годах был помощником Мактаммани, а в 1888 году возглавил исследовательский отдел Wilcox and White, где разрабатывал механические фисгармонии.
К 1896 году Паркер и Уайт построили первый вариант своей механической приставки к фортепиано (точнее, это был гибрид между фортепиано и фисгармонией), а к 1898 году начали массовое производство, после чего фирма Wilcox and White стала главным конкурентом Aeolian Co. Сооснователем обеих фирм был бизнесмен Хорас Уилкокс, поэтому до его смерти в 1890 году они сотрудничали, а после — стали конкурентами.
Одна из первых реклам приставки Angelus фирмы Wilcox and White, 1898 год. Источник
Первые пианолы обладали диапазоном в 65 нот, который превосходил диапазон механических фисгармоний (58 нот), но всё ещё не охватывал полноценной клавиатуры фортепиано (88 нот). Пианолы не были полностью автоматическими инструментами. Да, последовательность нот записывалась на перфоленту, и оператору было достаточно нагнетать воздух, качая педали, чтобы музыка начала играть. Однако такая музыка была немногим лучше, чем звуки музыкальных шкатулок.
Aeolian Co. достаточно быстро начала совершенствовать конструкцию, всё больше привлекая оператора (которого стали называть pianolist) к интерпретации произведения. В новых моделях пианол появились устройства для управления скоростью воспроизведения, силы и длительности звучания отдельных нот. В 1922 году Сидни Грю написал пособие, где утверждал, что механическое фортепиано продолжает оставаться музыкальным инструментом, а для игры на нём требуется примерно три года обучения.
Взлёт рынка механических пианино
Индустрия механических фортепиано росла с невероятной скоростью. К 1903 году каталог Aeolian Co. насчитывал более девяти тысяч музыкальных произведений, записанных на перфоленту; каждый месяц он пополнялся ещё на двести. К 1908 году производители механических фортепиано договорились о новом стандарте перфоленты, который наконец охватывал все 88 клавиш фортепиано. Одновременно с этим автоматические приставки к фортепиано стали отходить на второй план — их заменили механизмы, встроенные в корпус. Обе фирмы — Aeolian Co. и Wilcox and White — начали производить такие фортепиано ещё в конце 1890-х годов, однако по-настоящему популярны они стали к 1910 году.
Фортепиано Steinway & Son с механизмом Aeolian Co., 1912–1914 год (из коллекции музея «Собрание», Москва). Источник
После этого прогресс механических музыкальных инструментов двигался в двух направлениях. С одной стороны, изобретатели старались записать на перфоленту не только ноты, но и самую манеру игры каждого пианиста. Так как обычное механическое фортепиано не могло передать всех особенностей игры, музыкальные произведения для него приходилось подвергать особой аранжировке.
Процесс производства перфолент для механических фортепиано. Слева — аранжировщик переносит запись на ленту. Справа — станок для изготовления лент. Фото из журнала Popular Mechanics, 1911 год. Источник
Ещё в 1881 году французский конструктор Жюль Карпентье предложил Mélographe, в реальном времени записывающий игру на фисгармонии, и Mélotrope для проигрывания записей. Однако первый серьёзный успех ждал немецкую фирму Michael Welte und Söhne, которая в 1904 году представила устройство под названием Welte-Mignon. Оно стало детищем Эдвина Вельте (1876–1958) и Карла Бокиша (1874–1952). Welte-Mignon стал представителем отдельного класса устройств, которые получили название «воспроизводящее фортепиано» (reproducing piano, Reproduktionsklavier), благодаря тому, что полностью воспроизводили манеру исполнения пианиста.
Фирма Welte-Mignon привлекала для записи самых известных музыкантов того времени, благодаря чему сегодня мы можем услышать, как играли Григ, Дебюсси, Сен-Санс, Скрябин и многие другие. Позже схожие системы создали ведущие производители механических фортепиано — J.D. Philipps und Söhne и Hupfeld в Германии, Aeolian Co. и American Piano Co. в США. Впрочем, «воспроизводящие фортепиано» стоили гораздо дороже обычных механических, поэтому оставались привилегией состоятельных людей и концертных залов, которые могли приглашать слушателей на концерты лучших пианистов современности, даже если сами пианисты находились на другом конце Земли.
Музыка, записанная для «воспроизводящего фортепиано» Welte-Mignon в 1905–1927 годах
Автоматизация скрипок и оркестров
Другим направлением работы стала автоматизация других музыкальных инструментов: в начале XX века появились механические скрипки, арфы, банджо и целые оркестры, управляемые при помощи перфоленты. Такие устройства стали популярны в кафе, танцевальных залах, роликовых катках и кинотеатрах, где они использовались во время сеансов немого кино (специально для кинотеатров строили даже генераторы различных шумов, которые должны были придать фильму реализма, — впрочем, они управлялись оператором вручную).
Индустрия автоматической музыки развивалась стремительно. Многие музыканты, испугавшись конкуренции, клеймили её как бездушную и механическую. Однако быстрый взлёт обернулся столь же быстрым падением. Свою роль сыграли несколько факторов: появление радиовещания и звукового кино, внедрение электрического способа грамзаписи, который обеспечил лучшее качество звука, и, наконец, Великая депрессия, разорившая многих производителей. Пик производства пришёлся на 1923 год, когда американские фирмы выпустили на рынок 205 556 механических фортепиано; в 1931 году было произведено всего 418 инструментов. Эпоха механической музыки завершилась.
В 1950-х годах интерес к механическим фортепиано начал возрождаться. Конечно, он был гораздо скромнее, чем в 1910-х годах, тем не менее, вновь возникло производство самих инструментов и перфолент к ним. Вспомнили и о фортепиано начала XX века: появились не только отдельные энтузиасты, но и целые общества, которые восстанавливали старые инструменты, находили перфоленты и собирали сведения об истории автоматической музыки. Благодаря их усилиям сегодня мы можем услышать множество мелодий, записанных более ста лет назад, на любых инструментах от простых фортепиано до сложнейших оркестрионов.
Оркестрион Seeburg 1922 года (после современной реставрации) играет Maple Leaf Rag Скотта Джоплина
Идея записи индивидуальных особенностей игры на фортепиано тоже не исчезла. В 1987 году японская фирма Yamaha представила свою новую разработку — систему «Дисклавир» (Disklavier, от английского disc и немецкого Klavier), которая, как и Welte-Mignon, записывает не звук, а непосредственно манеру исполнения. В качестве носителя используется, конечно, не перфолента, а цифровые носители — сперва дискеты, затем CD-диски.
Ещё одним наследием автоматических музыкальных инструментов стал формат MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Хотя сам формат не имеет отношения к механическим фортепиано, его визуализация в точности повторяет внешний вид перфорированной ленты, которая в них использовалась.
Перфолента для механического фортепиано. Источник
Визуализация музыки, записанной в формате MIDI. Источник
Существовали и другие применения перфоленты, например, в вышивальных станках, пишущих и наборных машинах. Однако телеграф и механическое фортепиано являются наиболее яркими примерами автоматизации при помощи перфоленты. Кроме того, именно в этих двух областях появились первые форматы, которые, как перфокарты IBM 1928 года, стали всемирными стандартами.
Источники
- Bowers, Q. D. Encyclopedia of Automatic Musical Instruments (1972).
- McTammany, J. The Technical History of the Player (1915).
- Shuttleworth, B. Monochord to Moog: a study of the development of stringed keyboard instruments with special reference to popularity trends (1972).
- The Pianola Institute.
