Історія наукових ідей та відкриттів

Статтю переклала Маліна Йорга з "Симетрії", за згодою редакції.

Від скрипок до відеомагнітофонів

"Від скрипок до відеомагнітофонів". Це назва глави в книзі Яна Стюарта «Числа природи». Хоча, очевидно, між скрипками та відеокасетами не існує великого зв’язку, автору вдається здійснити цікавий напад на історію науки.

Едвард Дженнер та перша вакцина

Кожен з нас отримав вакцину. Ми знаємо, що він запобігає різним хворобам, ми знаємо, що він нам потрібен, щоб зберегти здоров’я, ми знаємо, що це боляче і незручно. Однак ви задалися питанням, кому ми зобов'язані захистом, який ми маємо сьогодні від певних вірусів?

Медицина в середні віки

В Європі медицина була сумішшю містики, духовності та медичної практики античності. Здебільшого хвороби приписувались Божій долі чи волі, що спричиняло паломництво з цілющою метою.

Пристрої магнітного запису

Прецизійний грамофон (1901).

Грамофон - один із перших інструментів для запису голосу. Пізніше такі інструменти були зроблені за допомогою магнетизму, і вони розглянуті в цій статті про історію техніки, точніше інструментів з магнітним записом.

Початки, ще з античності .

Перші спостереження за електричними та магнітними явищами з’являються ще з античності, їх вивчали імена, що резонують в історії, такі як Фалес Мілетський, Демокріт, Платон або Арістотель. 2400 років тому Платон зробив наступне твердження: «Камінь, який Евріпід називав магнітним і який зазвичай називають Геркулесом [. ] не тільки притягує залізні кільця; він передає кільцям силу, яка надає їм сили, яка належить самому каменю, сили залучення інших кілець, так що іноді видно дуже довгий ланцюг залізних кілець, що звисають одне з одного. І їх сила залежить від цього каменю ".

Згідно з відомими теоріями, розробленими в 18 столітті Кулоном, Вольтою чи Омом, у 1819 році відомий датський фізик Ганс Крістіан Ерстед робить емпіричне відкриття, яке робить зв'язок між електрикою і магнетизмом, тобто народження електромагнетизму, магнітний ефект електричного струму. . Наприклад, магнітна стрілка компаса відхиляється біля струмопровідного струму. Це відкриття дає їм можливість для інших відомих фізиків, таких як Ампер, Фарадей або Максвелл, продовжувати свої дослідження та пояснювати електромагнетизм. Без їх введення звук, відео чи знімні магнітні диски (HDD) були б лише мрією.

новаторська

Історія записів починається з телеграфу, який бере свій початок у 1809 році, коли німецький фізик Земмерінг винайшов електрохімічний телеграф. Він зазнає різних удосконалень, оскільки в 1844 р. Семюель Ф.Б. Морзе відправити послання "Що Бог зробив" з Вашингтона до Балтимора. Через 22 роки телеграф субоокеанськими кабелями працював, неформально з'єднуючи материки. Десять років потому, в 1876 році, Олександр Грем Белл запатентував телефон - пристрій, який перетворює звукові хвилі в електричні імпульси і навпаки.

Після появи цих останніх відкриттів Томасу Едісону вдалося в 1877 р. Винайти фонограф - пристрій, який реєстрував звукові коливання на циліндрі, покритому олов’яною або алюмінієвою фольгою. У 1885 році Чарльзу Саммер Тентеру вдалося вдосконалити звукозапис, побудувавши графофон, який, на відміну від винаходу Едісона, друкував звуки на циліндрі з восковим покриттям, набагато більш міцним пристроєм з часом. У 1887 р. Емілю Берлінеру вдалося побудувати подібний пристрій, який називався грамофоном, який горизонтально друкував вібрації на цинкових дисках, покритих воском. Виїмки, отримані на дисках, можна було передрукувати за допомогою форм, сприяючи масовому виробництву. Грамофони та записи будуть вдосконалені і стануть пікапами, які часто використовувались в Румунії до 20 років тому.

Грамофон. Віктор, що говорить машиною

1898 рік - знаковий в історії магнітних записів, оскільки датський фізик Вальдемар Поульсен запатентував перший пристрій на основі магнітного запису - телеграф. Для магнітного запису та відтворення звуку він використовував циліндр та електромагніт, які оберталися навколо сталевого дроту, обмотаного вздовж циліндра, для якого він робив запис. Носій можна було використовувати повторно, а якість запису була вищою.

Телеграф Поульсена

Дротові реєстратори

Вважається, що «дротові магнітофони» - це ті, які здійснили перехід між телеграфом Поульсена та магнітофоном, хоча вони були конкуренцією протягом короткого часу. З’явившись приблизно в 1930-х роках, пік цих пристроїв з точки зору продажів становить близько 1940-50 років. Цей тип дротових пристроїв передує появі магнітних записів на аудіо- чи відеозаписі, придумуючи ідею запису шляхом поздовжнього намагнічування дроту, як правило, виготовленого зі сталі або нержавіючої сталі. Місце сталевого дроту займе дуже короткий час аудіо- та відеокасета. Ранніми формами дротових магнітофонів були текстофони та диктофони, дуже близькі до телеграфу, але які завдяки розвитку підсилювачів в електроніці могли захоплювати слабкі телефонні сигнали і дозволяти відтворювати їх на більшій гучності. Крім того, їх можна було використовувати для телефонних диктантів та записів, особливо після появи автовідповідача.

Провідний реєстратор

Стрічка

Перше публічне використання магнітофона, першого пристрою, який використовував магнітну стрічку для зберігання звуку та музики, датується 1935 роком на Берлінському радіо-ярмарку, його будівництво з 1931 року Фріцем Пфляумером та електронною компанією AEG, згідно ідеї Оберліна Сміта, який не вдалося це матеріалізувати за 10 років до цього. Магнітна стрічка була виготовлена з намагнічуваного матеріалу, який обмотував довгу вузьку смужку пластику. Значне вдосконалення магнітофона відбувається, коли співпраця розширюється з BASF, досягнувши в 1934 році понад 50 000 м магнітної стрічки.

Завдяки інноваціям колонок та електронних компонентів, особливо підсилювачів, внесли свій внесок у розвиток ідеї "HI-FI" (висока точність), маркетинговий термін, що представляє ідею компонентів та запису, що дозволяють майже ідеально відтворити природний звук. . Компанія Magnecord також представила другий незалежний аудіоканал у своїх пристроях в однаковій конфігурації динаміків, що створює стереозвук, тобто створює враження слуху, що надходить з різних напрямків, як це відбувається з природним слухом.

стерео

Касетофон - це значно вдосконалений та вдосконалений магнітофон із меншими розмірами, який замість вільної магнітної стрічки використовував касети, тобто два ролики зі стрічками були укладені в пластиковий корпус. Смуги мали ту перевагу, що їх не потрібно було міняти. Перший касетний програвач був створений Philips у 1963 році. Він мав пропускну здатність 0,12 дюйма зі швидкістю близько 4,76 см/с, достатню для запису голосу, але не для музики, що вдосконалюється в цьому відношенні після 1970 року. Касети мають було основним джерелом запису та відтворення музики до 1990-х рр. Також приблизно в 1970 р. компанія Dolby Laboratories розробила систему зменшення шуму Dolby, яка використовувалася для усунення шуму від аналогових магнітних пристроїв запису, таких як магнітофони та касетні програвачі. Система також матиме успіх у кіно, процесори Dolby допомагають стерео відтворювати звук фільмів.

Розробка відеозапису

Успіх і швидкий прогрес у галузі магнітних звукозаписів настільки ж ефективно увійшли в індустрію відео, телебачення та кіно. Таким чином, в 1951 році корпорація Ampex спільно з Чарльзом Гінзбургом розпочала дослідження щодо розробки першого відеомагнітофона (Video Tape Recorder), який фіксує зображення з відеокамер, перетворюючи інформацію в електричні імпульси та зберігаючи її на магнітній стрічці, будучи якось аналогом стрічка. У 1959 році Sony почала виробляти відеомагнітофони за допомогою нової технології, змодельованої Toshiba, що називається гвинтовим скануванням, що мало перевагу запису широкосмугових сигналів на магнітну стрічку. Наслідуючи модель касетофона, Sony представила в 1969 році прототип U-matic VCR (Video Casette Recorder), тобто введення відеокасети. 1970–1980 роки розгорнули справжню війну форматів відеомагнітофонів, між форматом Betamax, запропонованим Sony, та форматом VHS (система домашнього відео), запропонованим JVC, часом та ринком, зберігаючи одного переможця та один формат, VHS.

Відеокасета Betamax

ІТ-індустрія та цифрова ера

Першим комп'ютером, який використовував магнітну стрічку як систему зберігання даних, був UNIVAC в 1951 році. Цифрова ера почалася в 1962 році, коли аналоговий сигнал телефону був зашифрований цифровим значенням компанією Bell Labs за допомогою системи PCM (імпульсно-кодова модуляція). У 1953 р. MIT встановив першу основну магнітну пам'ять на комп'ютері "Вихор", а через 3 роки, в 1956 р., IBM продала перший жорсткий диск, який отримав назву RAMAC, скорочення від методу обліку з довільним доступом. Контроль. Він міг зберігати 5 мільйонів 8-бітових символів і мав 50 24-дюймових дисків. Цілий блок RAMAC важив понад тонну. Ємність жорстких дисків поступово збільшувалася, досягнувши першого диска, здатного зберігати 2 Гб пам'яті, IBM 3380, зі швидкістю передачі даних 3 Мб в секунду та вагою 250 кг. Тенденція полягала у зменшенні розміру та збільшенні обсягу пам’яті та швидкості передачі даних. У 2009 році компанія Western Digital оголосила про запуск першого 2-дюймового жорсткого диска.

Блок пам'яті IBM 2311

Поряд із жорсткими дисками було розроблено ще один носій інформації для зберігання операційних систем та програм - гнучкий магнітний диск, дискета, що складається з тонкого та гнучкого магнітного носія, захищеного прямокутним пластиковим корпусом. Він був винайдений командою Девіда Нобла в IBM, вперше випущений на ринок в 1971 році, діаметром 8 дюймів і зберіганням 79,7 Кб. У 1976 р. Компанія Shugart Associates представила перший 5,25-дюймовий FDD із 89,6 Кб пам’яті, щоб формат був стандартизований у 1987 р. Ємністю 1,44 Мб.

8-дюймовий привід дискети

Незважаючи на те, що це диск, який використовує оптичні технології читання-запису, компакт-диск (DC), мабуть, є найвідомішим носієм для зберігання цифрової інформації. Компанія Philips представила концепцію компакт-диска на конференції в 1979 році, а перші компакт-диски стали доступні в 1982 році. Хоча спочатку він був розроблений для музичної індустрії, він вважається наступником грамплатівки як засобу зберігання музики. незабаром це стало середовищем, в якому можна зберігати будь-який тип даних, не лише аудіо. Пізніше були створені похідні носії, такі як DVD. Стандартизований як формат DVD у 1995 році, перший DVD-програвач був проданий в Японії в 1996 році.

Магнітні носії інформації та носії запису стають меншими за розміром, але мають все більші та більші потужності, завдяки чому аудіо-відеозаписи тепер можливі на мобільний телефон, а iPod, представлений у 2005 році Apple, часто використовується і продано мільйонними примірниками.