Эдисон. Электрическое освещение

ГЛАВА 4 Рождение индустрии развлечений: фонограф

Фонограф был первым большим оригинальным изобретением Эдисона, самым ценным из его творений. Именно с него начался миф о «волшебнике» технологий. Однако первая модель этого прибора в коммерческом смысле оказалась провальной: она осталась на уровне любопытной технической диковинки и ярмарочного аттракциона. Потребовались десять лет и появление жесткой конкуренции, чтобы Эдисон принялся за совершенствование фонографа и довел свое изобретение до того легендарного коммерческого успеха, о котором он мечтал.

Можно подумать, что идея фонографа возникла из изучения методов записи звуков, но на самом деле все было наоборот: процесс воспроизведения звука предшествовал идее его записи. Концепция фонографа начала оформляться у Эдисона после наблюдений, сделанных его командой в ходе разработки телеграфных устройств, и более всего телефона. Для изготовления последнего они должны были глубоко исследовать свойства мембраны, воспроизводящей звуковые волны, и ознакомиться с научным опытом в области акустики, накопленным в Европе к середине века. Благодаря этому аккумулированному знанию Эдисон смог сделать первые наброски чертежей прототипа, который впоследствии продемонстрировал удивительную эффективность и простоту.

Между 1872 и 1874 годами, в последний период своей работы над автоматическим телеграфом, Эдисон и его сотрудники занимались различными усовершенствованиями этой системы, которые в результате не нашли применения. Эдисон потратил много времени и денег на поиски способа печатать телеграфные сообщения непосредственно обычным латинским алфавитом, стремясь избежать сложного процесса зашифровки их азбукой Морзе и последующей расшифровки. Хотя его усилия и не достигли поставленной цели, они позволили ему сделать очень интересное наблюдение. В системе Эдисона буквы были обозначены рельефными точками и тире на бумажной ленте, проходившей над рычагом, и эти рельефные выступы замыкали электрический контакт, посылая сигналы по линии. Изобретатель и его сотрудники заметили, что когда лента проходит с определенной скоростью над контактом, рычаг начинает вибрировать, издавая звук определенной высоты, воспринимаемый как музыкальная нота. Зная о предыдущих акустических экспериментах, Эдисон начал размышлять, возможно ли отпечатать на бумажной ленте образ звуковых волн, чтобы затем он каким-то образом воздействовал на электрический контур.

Если устройство не выполняет возложенной на него задачи, это не значит, что оно бесполезное.

Томас Альва Эдисон

С другой стороны, исследуя способы автоматической телеграфной передачи, которые превосходили бы перфорированную бумажную ленту, команда Эдисона опробовала систему, где сообщения вырезались на бумажном круге, помещенном на вращающийся диск. На диске была проделана бороздка спиральной формы — на нее клали бумажный круг. Рычаг, на конце которого был расположен электромагнит и маленький резец, прижимался к диску так, что резец прорезал на бумажном круге сигналы, поступавшие на электромагнит. Затем круг помещали на похожую машину, где резец поменьше повторял записанные сигналы. Подобная система позволяла передавать несколько сотен слов в минуту.

Следующая деталь пазла появилась в 1877 году во время опытов, которые команда Эдисона производила уже в Менло- Парке для изучения поведения мембраны в ходе усовершенствования телефона Белла. Эдисон спроектировал маленькую автоматическую систему: если громким голосом говорить в раструб, колебания мембраны с помощью небольшого рычага двигали колесико, постоянно вращавшее валик. Этот валик был связан с помощью провода с игрушкой из папье-маше, изображавшей человечка с пилой у бревна. Колебания мембраны приводили в движение человечка, и он пилил бревно. При изготовлении этой игрушки Эдисон объединил все вышеописанные пункты: он начал разрабатывать идею, что регистрация движения мембраны может помочь в воспроизведении воздействовавшего на нее человеческого голоса. Впервые он пришел к мысли, что запись можно осуществить с помощью вырезания или гравировки на подложке так, чтобы вибрации, производимые при прохождении по ней подвижной поверхности, копировали колебания мембраны.

Акустика — как важный элемент коммуникации — интересовала ученых в течение всего XIX века. Многие из них исследовали свойства звука и пытались воспроизвести все тона и оттенки человеческой речи, что требовало использования весьма сложных механизмов. Наиболее важный вклад в данной области был сделан немецким физиком Германом фон Гельмгольцем (1821-1894), чьи исследования акустики представляли собой первый шаг по пути к воспроизведению звука.

Гельмгольц изготовил прибор для анализа сочетания тонов, составляющих естественные сложные звуки. «Резонатор Гельмгольца» представлял собой устройство для акустического поглощения, которое устраняло широкий ряд частот, позволяя услышать отдельно звук определенной частоты. Резонатор состоял из ряда пустых шаров различного размера, которые сначала изготовляли из стекла, а затем из меди, с двумя горлышками: перед одним из них помещали источник звука, а рядом с другим находился слушатель. Каждая сфера, или полость, выделяла одну конкретную частоту, так что весь прибор целиком позволял изучать отдельно разные частоты, составляющие звук. То же явление можно наблюдать, дуя перпендикулярно горлышку бутылки: звук входящего в бутылку воздуха составлен из широкого ряда частот, но резонирует она, издавая звук одной конкретной частоты, который тем ниже, чем больше объем бутылки.

Затем немецкий исследователь сделал следующий шаг: он изобрел машину, производящую эффект, обратный резонатору. «Синтезатор Гельмгольца» (см. рисунок 1) создавал сложные звуки, напоминавшие разные музыкальные инструменты или человеческий голос. Он состоял из ряда камертонов, располагающихся соответственно своим частотам. У каждого из камертонов имелся резонатор в виде барабана с регулируемым отверстием. Два электромагнита заставляли колебаться каждый камертон соответственно компонентам имитируемого звука. Эту конструкцию можно считать первым электронным синтезатором в истории. Фактически сам термин «синтезатор» был введен Гельмгольцем, который назвал так свое устройство, потому что с его помощью происходил синтез ряда простых звуков в один сложный, в то время как его резонаторы осуществляли анализ — разделение звука.

Большинство своих акустических экспериментов Гельмгольц провел между 1855 и 1858 годами. В 1857 году он представил большую часть своей работы на конференции в Боннском университете. В ней участвовал и молодой Иоганн Филипп Рейс, на которого доклад Гельмгольца произвел глубокое впечатление, после чего он решил посвятить себя исследованиям в данной области. Гельмгольц полностью не публиковал результаты своих долголетних изысканий вплоть до 1863 года. Он сделал это в книге, которая называлась «Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки», оказавшей огромное влияние на музыковедение и последующие акустические исследования.

Пока Гельмгольц занимался своими опытами, во Франции рождалось первое устройство, способное регистрировать звук: фоноавтограф. Оно не записывало звуки в современном смысле этого слова, однако делало их видимыми, рисуя их. Основой служила зачерненная бумага, которая, естественно, затем не могла воспроизвести звук. Изобретатель прибора, француз Эдуард Леон Скотт де Мартинвилль (1817-1879), запатентовал его в 1857 году с намерением повторить со звуком результат (и успех), достигнутый несколько ранее с фотографией. Однако его творение не нашло пути на рынок развлечений, но было оценено как лабораторный прибор, облегчающий акустические исследования: его использовали для определения частоты и музыкального тона, а также для изучения свойств звуковых колебаний.

РИС. 1

РИС. 2

Схема фоноавтографа. ВС: раструб, открытый со стороны С. с: металлическое кольцо с мембраной и стилусом b и с регулятором контакта а. d: рукоятка для вращения цилиндра (А), вокруг которого обернута зачерненная сажей бумага.

Чтобы разработать свой прибор (см. рисунок 2), Скотт де Мартинвилль стал изучать механические средства записи голоса и заинтересовался анатомией человеческих органов слуха. Взяв за образец работу человеческого уха, он заменил барабанную перепонку эластичной мембраной, а слуховые косточки — набором рычагов, двигающих специальный стилос. Звуковые волны собирались воронкой и направлялись на мембрану, колебания которой фиксировались стилосом на поверхности покрытой сажей бумаги, обернутой вокруг вращающегося рукояткой цилиндра.

И только после появления фонографа стало понятно, что рисунки, сделанные фоноавтографом, действительно представляют собой изображения звуковых волн, которые, если иметь соответственную аппаратуру, можно снова превратить в звук. В 2008 году группа историков оцифровала эти самые старые «фоноавтограммы» и смогла воспроизвести их. Таким образом, французская народная песенка А и clair de la lune («В свете луны»), спетая некоей девушкой 9 апреля 1860 года, за 17 лет до первой звукозаписи Эдисона, теперь является самой старой известной записью человеческого голоса.

Звуковая волна представляет собой механическую волну продольного типа, в которой колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны. Она распространяется в упругой и непрерывной среде, такой как воздух, создавая местную разницу в давлениях и плотности, и имеет сферическую периодическую или полупериодическую форму. Изменения давления, влажности или температуры среды приводят к смещению составляющих ее молекул, так что каждая молекула передает колебания соседним с ней, вызывая по цепочке их смещение. Поэтому звуковые волны для распространения нуждаются в материальной среде, такой как воздух, вода или твердое тело, поскольку именно такая среда производит и поддерживает распространение звуковых волн вместе с областями сжатия и расширения среды, вызванными соответственно концентрацией или рассеянием частиц, которые составляют среду. Следовательно, быстрее всего звуковые волны распространяются в твердых телах, и медленнее всего — в воздухе, и естественно, они не могут распространяться в вакууме. Это распространение движения молекул среды производит в слуховых органах человека ощущение, которое называют звуком. Известно, что человеческий слух может воспринимать звуковые волны с частотами от 20 до 20000 Гц. Частотой волны называется количество колебаний в единицу времени. Единица измерения частоты в Международной системе единиц — 1 герц (Гц).

Хотя Эдисон был захвачен работой над телефоном, он раз за разом возвращался к идее записи и воспроизведения звука.

РИС. 3

РИС. 4

Схема работы фонографа. А: рукоятка. В: ось привода. С: картонный цилиндр, обернутый оловянным листом. D: стилос. Е: мембрана. F: акустические раструбы записи и воспроизведения. Звуковые волны улавливаются акустическим раструбом и заставляют колебаться мембрану, и связанная с ней игла нарезает дорожку.

Впоследствии, всю оставшуюся жизнь, он признавался, что именно фонограф стал его главным изобретением, которому он посвятил всего себя и в успех которого он вложил все свои надежды и энтузиазм. На этом Эдисон всегда настаивал.

К концу 1877 года у изобретателя уже сформировались основные принципы, с помощью которых можно было сложить все куски этого пазла, так что он представил проект небольшой и очень простой машины своему сотруднику Джону Крузи. На иглу передавались движения мембраны, но записывались они не на диске, как в экспериментах по автоматической телеграфии, а на тонком листе олова (очень мягкого металла), обернутом вокруг цилиндра, как в аппарате Скотта де Мартинвилля. Идея состояла в том, чтобы изготовить прототип и посмотреть, как он будет работать.

Говорят, что когда Крузи закончил прототип, он испытал его, записав на оловянном листе первые строки детской считалки Mary had a little lamb («У Мэри был барашек»). Когда иглу поставили на воспроизведение и аппарат проиграл запись, все застыли от изумления, услышав ясный человеческий голос, читавший стишок. Изобретение прекрасно заработало с первой попытки благодаря применению основных принципов акустической теории.

Преобразователь — это устройство, превращающее некое физическое явление, такое как давление или температура, в какой-либо тип сигнала, чаще всего в электрический. Микрофон и приемник являются электроакустическими преобразователями, потому что они превращают колебания давления воздуха, звуковые волны или вибрации в электрическую энергию, то есть в изменение напряжения, и наоборот. Акустический раструб таких звуковых систем, как фонограф, тоже представляет собой преобразователь, поскольку он улавливает звуковые волны и заставляет колебаться мембрану, чтобы связанная с ней игла прорезала дорожку на валике. Сами человеческие органы слуха также можно назвать преобразователем, в данном случае электроакустическим, так как их работа состоит в превращении механического импульса звуковых волн в электрические сигналы, поступающие на обработку в мозг (что мы и воспринимаем как звук). Ушная раковина улавливает и собирает звуковые волны, которые по слуховому проходу доходят до барабанной перепонки — гибкой мембраны, колеблющейся вместе с ними. Вибрация усиливается цепочкой маленьких косточек и передается во внутреннее ухо через овальное окно. Там оно воздействует на два жидких содержимых улитки (перилимфу и эндолимфу), раздражая чувствительные клетки внутри нее. Эти клетки превращают звуковые волны в электрические импульсы, которые по слуховому нерву передаются в слуховую кору — зону головного мозга, ответственную за распознавание звуков.

Фонограф (см. рисунок 3) использовал систему аналоговой механической записи, то есть когда звуковые волны превращаются в механические колебания с помощью акустическо-механического преобразователя. Первый созданный прототип содержал разные механизмы для записи (см. рисунок 4) и для воспроизведения (см. рисунок 5), которые в следующих моделях были объединены.

Устройство приводилось в движение вручную вращением рукоятки, при этом валик вращался вокруг своей оси и передвигался вдоль нее (см. рисунок 4: 1). Записываемый говорил в акустический раструб, и звуковые волны вызывали вибрацию мембраны (2). Вокруг цилиндра был обернут оловянный лист, на который воздействовала игла, связанная с центром металлической мембраны, прорезавшая на этом листе спиральную дорожку (3). Рисунок этой дорожки представлял собой цепочку маленьких зазубрин, воспроизводивших вибрирующий эффект звуковых волн.

Воспроизведение (см. рисунок 5) было столь же простым. Проигрывающая игла ставилась в начало записи, нарезанной на валике, и затем валик приводили в движение, вращая рукоятку (1). Игла двигалась вдоль дорожки, следуя всем ее неровностям (2). Движения иглы в дорожке цилиндра производили колебания мембраны, которые усиливались коническим акустическим раструбом.

Полностью представляя себе, какое впечатление может оказать его изобретение на широкую публику, Эдисон не стал тянуть с демонстрацией. Уже через несколько часов после изготовления первого рабочего прототипа он представил его журналистам, так что на следующий день заметками о фонографе были полны все газеты. Эдисон отправился в путешествие, чтобы показать миру все более совершенные модели своего прибора. Демонстрации собирали толпы народа, изумленные простотой механизма и принципа его работы. Во время посещения Вашингтона для демонстрации фонографа в Конгрессе США президент Резерфорд Хейз (1822-1893) пригласил изобретателя в Белый Дом, чтобы он показал прибор и там.

Привлеченные ожидаемым успехом фонографа, различные предприниматели и финансисты кинулись к Эдисону с заманчивыми предложениями по его производству. Однако, хотя изобретатель имел далеко идущие планы на свое творение, правда заключалась в том, что в своей первоначальной форме весь потенциал фонографа ограничивался получением прибыли от театрального эффекта и изумления публики. Компания «Эдисон Спикинг Фонограф», основанная с целями производства, продажи и предоставления в аренду фонографов, в конце концов ограничилась почти исключительно их поставкой в качестве аттракциона на мероприятиях все ниже и ниже рангом, вплоть до деревенских ярмарок.

РИС. 6

Самой известной моделью на пике «фонографомании» являлась одна из усовершенствованных версий прототипа (см. рисунок 6). Устройства для записи и воспроизведения были объединены и состояли из одного акустического раструба, одной мембраны и одной иглы, так что требовалось просто слегка передвинуть раструб в вертикальное положение, чтобы получить резонатор для прослушивания записанного звука. На оси рукоятки появился маховик, чтобы легче удавалось поддерживать постоянную скорость вращения.

Своим успехом прибор в большей степени был обязан рекламной кампании, чем своим качествам, так как из-за многочисленных механических дефектов его практическое использование представлялось весьма проблематичным. Поскольку валик вращался вручную, требовалось поддерживать его вращение с постоянной скоростью, пока кто-то говорил в раструб для записи. Скорость записи плавала в довольно широком диапазоне даже если рукоятку крутил все время один и тот же человек. Как следствие, возможность записывать и проигрывать музыку в удовлетворительном качестве была очень ограниченной. Да и способ записи на оловянный лист не стал наилучшим выбором из-за хрупкости материала. Если эта фольга неплотно прилегала к цилиндру, она немедленно рвалась, а такое случалось часто, ведь для того, чтобы вставить ее нужным образом в продольную щель на цилиндре и закрепить там фиксатором, требовалась немалая сноровка. Кроме того, оловянная фольга (слишком мягкий материал) затиралась уже после нескольких прослушиваний. Поскольку было невозможно снять ее и быстро заменить новой без риска порвать, пользователи обычно прослушивали запись сразу после того, как она была сделана, поэтому она очень быстро стиралась.

Эдисон думал о грандиозном будущем своего изобретения, которое вовсе не ограничивалось бы простым научным интересом к нему и представлениями с его участием. Ему казалось, что главной областью применения фонографа станет мир бизнеса, где им будут пользоваться для написания писем и для диктовки без помощи стенографистки. В мире образования оно потребуется для записи лекций и обучения произношению, в академическом мире — для сохранения языка путем точной консервации произношения. Кроме того, Эдисон предвидел и широкое его использование для развлечения, например для прослушивания музыки, создания игрушек, сохранения семейных записей или для того, чтобы дать возможность слепым слушать звуковые книги. Кроме того, он был уверен, что сможет применить свое изобретение в часовом механизме, который будет сообщать владельцу время, или в сочетании с телефонном для записи разговора.

Однако для того чтобы задействовать фонограф во всех вышеперечисленных областях, необходимо было развить и усовершенствовать его, что требовало немалых затрат времени и денег. Кроме всего прочего, публика стала уже понемногу уставать от этой новинки, а практические недостатки прибора оказались слишком значительными для того, чтобы надеяться на коммерческий успех. Эдисон был полностью убежден в своих способностях и собирался работать дальше, но как раз в описываемый период он добился серьезного прорыва в разработке электрического освещения — еще неизведанной территории, ждущей своего завоевателя, — и мудро решил посвятить ему все свои силы. Он только что получил подряд на устройство городской электросети Нью-Йорка.

Эдисон позирует рядом с одной из первых моделей фонографа, относящейся к 1878 году (слева). Хотя первоначально прибор не имел ожидаемых качеств, десять лет спустя Эдисон представил свой улучшенный фонограф (внизу), с которым он наконец добился коммерческого успеха.

Почти десять лет фонограф Эдисона оставался в своем первоначальном состоянии, в основном присутствуя в виде иллюстрации в текстах о механизме, который может записывать звуки. Однако коммерческий потенциал подобного устройства не остался без внимания.

В 1879 году тесть Александра Грэхема Белла, управляющий и инвестор «Эдисон Спикинг Фонограф Компани», глубоко разочарованный коммерческим провалом изобретения, смог заинтересовать шотландского изобретателя идеей разработки звукозаписывающего устройства, которое превосходило бы оригинал. Белл принялся за работу вместе со своими товарищами по Лаборатории Вольта, расположенной в Вашингтоне, — химиком Чичистером Беллом (1848-1924) и инженером Чарльзом Самнером Тейнтером (1854-1940). Уже в 1881 году они изготовили машину для записи и воспроизведения звука, превосходившую фонограф. Однако заявку на патент они подали только в 1885 году. Изобретатели несколько лет совершенствовали свою модель, и в итоге она довольно сильно отличалась от системы Эдисона.

Гений — это 1 процент вдохновения и 99 процентов пота.

Томас Альва Эдисон

«Графофон» вышел на рынок в качестве продукции «Вольта Графофон Компани» в 1886 году. Его главным отличием от фонографа, помимо некоторых деталей внутреннего устройства, являлось то, что дорожка нарезалась на восковых валиках, а не на оловянной фольге; цилиндр же вращался с помощью механической системы вместо простой рукоятки. Восковые валики были более прочными и намного более простыми в обращении. Кроме того, они позволяли делать записи гораздо большей длительности и более высокого качества. С другой стороны, первые модели приводились в движение ножным приводом и часовым механизмом, которые впоследствии заменили электромотором. От этого устройства происходит «диктофон», оказавшийся коммерчески очень выгодным для акционеров.

РИС. 7

Наконец, начиная с 1887 года, у Эдисона появилось время, чтобы с новой энергией приняться за работу над изобретением, которое он сам называл своим любимым творением. Рассердившись на появление его «жалкой копии», какой он считал графофон, он поставил себе цель устранить все дефекты этой модели и победить конкурентов в борьбе за господство на рынке. Со своей обычной одержимостью он работал над фонографом до 1890 года, сумев превратить этот аппарат в успешный коммерческий продукт, как он и мечтал когда-то.

Обновленный фонограф (см. рисунок 7) основывался на первоначальной идее. Довольно быстро было замечено, что использование одной иглы и для записи, и для воспроизведения плохо сказывается на его работе, потому что нарезка дорожки требует очень твердого инструмента, а для удовлетворительного и многократного воспроизведения необходима игла, которая оказывает как можно меньшее давление. После множества экспериментов Эдисон выбрал иглу для записи, представляющую собой стилос в форме маленькой стамески, или скальпеля с лезвием кривой формы. Игла для воспроизведения, напротив, имела головку в форме мелкого шарика. Стилос осуществлял запись в виде ряда канавок с закругленными бортами переменной глубины и ширины, по которым круглая головка иглы могла следовать без соскальзывания. Позднее иглы стали изготовлять из сапфира (очень твердого и не подверженного окислению камня), потому что он хорошо сохраняет форму, а значит, и способность воспроизводить звук.

От идеи записи на бумаге отказались, будь то фольгированная бумага, парафинированная или вощеная. Вместо нее Эдисон ввел цельную деталь: цилиндр с поверхностью для записи, покрытой веществом, похожим на воск. Такие цилиндрические блоки легко снимались и многократно проигрывались — хотя и они в конце концов изнашивались. И наоборот, можно было стирать дорожку специальным инструментом, входившим в механизм фонографа, чтобы получить гладкую поверхность и вновь сделать на ней запись, как на древних восковых табличках. Поскольку стенки валика были толщиной около 6 мм, а глубина дорожки — только 0,03 мм, записи можно было производить много раз.

Важнейшей технической задачей стало отрегулировать записывающую иглу так, чтобы она проникала в воск на минимальную глубину, а иглу воспроизведения — чтобы она cледовала по дорожке, оказывая на нее минимальное давление. Прибор, с одной стороны, имел проблемы с приспособлением к размеру валика, так как атмосферные изменения приводили к его деформации, а с другой — с тем, чтобы поверхность валика всегда была идеально ровной, поэтому при ее выравнивании следовало соблюдать величайшую точность. Справиться с данной задачей в конце концов помогло остроумное решение: связать иглы записи и воспроизведения с мембраной через кусочек резины — на нее не влияют очень быстрые колебания от звуковых волн, но она сглаживает неровности или изменения поверхности цилиндра. Величина этого куска была подобрана так, чтобы игла записи погружалась в материал на заданную глубину, а игла воспроизведения сохраняла нужное расстояние от поверхности.

Самое оригинальное применение фонографа, пришедшее на ум Эдисону, засвидетельствовано в записке, датированной 1877 годом, хотя запатентовано изобретателем оно было только в 1890 году. Идея состояла в том, чтобы вставить уменьшенную модель фонографа в куклу или другую игрушку, которая, таким образом, смогла бы разговаривать. Говорящие куклы с фонографом внутри латунного корпуса поступили в продажу по цене 10 долларов. На фабрике игрушек на восковые валики записывали колыбельные. Однако идея говорящих кукол слишком опережала технический уровень того времени, как засвидетельствовали их многочисленные недостатки: резкий и скрипучий тембр звуков, способный напугать детей, неработающие куклы или издающие слишком слабые звуки, хрупкость конструкции игрушки.

Война дисков против цилиндров велась не за качество звука — это был производственный вопрос. В отношении всего, что касалось качества, первые диски ничем не превосходили валики. На самом деле технологию записи Эдисона можно назвать более совершенной, чем у Берлинера. Устройства, использующие валики, поддерживали постоянную скорость при воспроизведении, а у дисков скорость была выше у края и ниже в центре. Тем не менее преимуществом дисков была их технологичность. Их было легко штамповать, что упрощало их массовое производство, а Эдисон смог печатать свои записи только начиная с 1901-1902 годов — с развитием золотого тиснения на цилиндре. С другой стороны, диск требовал меньше места при переноске и хранении, а его использование представлялось гораздо более удобным. Кроме того, поскольку технология изготовления диска совершенно отличалась от применяемой в фонографе, данная сфера не покрывалась патентными правами Эдисона, и поэтому здесь мог вырасти целый новый коммерческий сектор. Постепенно, со снижением цены на диски и при отлично проведенных рекламных кампаниях, звукозаписывающие компании добились того, что диски стали самым популярным носителем: сам Эдисон начал выпускать их, с 1929 года полностью прекратив выпуск цилиндров. Граммофон записывал звук благодаря системе, аналогичной фонографу. Звуковые волны превращались в механические колебания с помощью мембраны и передавались на иглу, которая нарезала спиральную дорожку на поверхности металлического или воскового диска. Потом с помощью осаждения на него металла в электролитической ванне изготавливался штамп. С его помощью печатались копии на материале, в основе которого лежал шеллак (позднее его сменил винил). При воспроизведении на соответствующем приборе диск вращался с помощью рукоятки, и на него опускалась игла. Пробегая по дорожке крутящегося диска, игла передавала механические колебания на мембрану, расположенную на проигрывающей головке рычага, где эти колебания превращались в звуковые волны и усиливались раструбом.

Естественно, Эдисон и его команда провели испытания многочисленных усовершенствований, одно за другим отвергнутых. К окончательной рабочей модели они пришли в 1889 году, после пяти лет затворничества всего коллектива сотрудников. В 1893 году Эдисон получил 75 патентов на улучшения фонографа. В обновленный фонограф добавили двигатель, примитивный микрофон и динамики — все это располагалось в ящике, который при транспортировке просто накрывался крышкой. Самые простые модели стоили от 10 до 30 долларов, аппараты же для стенографирования в фирмах — до 200 долларов.

Электромотор был тяжелым и дорогим, поэтому его включали не во все модели, но он требовался для выполнения качественной записи и надежного воспроизведения звука, необходимых для стимуляции рынка того, что стало называться «записями», то есть избранных музыкальных произведений, ростка будущей музыкальной индустрии. С коммерческой точки зрения рынок «записей» стал самым значительным результатом появления фонографа. Аппарат интенсивно развивался с 1890 по 1898 год, при этом было решено множество технических проблем. Теоретически восковые валики можно было тиражировать, производя тысячи копий с оригинального цилиндра, но на практике размеры дорожки и толщина материалов были так малы, что потребовалось много усилий и денег, чтобы разработать эффективный промышленный процесс. Валики с «записями» совершенствовались и являлись самым популярным носителем вплоть до Первой мировой войны.

На этом поле не могло вскоре не появиться и других изобретателей и производителей, самый опасный из которых представил миру новый носитель. В 1887 году американский изобретатель немецкого происхождения Эмиль Берлинер запатентовал граммофон, однако вывести его на рынок ему удалось лишь в 1895 году. В своем приборе он вместо валиков использовал диски — идею, которую Эдисон уже опробовал за 20 лет до этого. Из длительной борьбы против валика диск вышел победителем благодаря своим несомненным преимуществам. В любом случае работа этих двух изобретателей, а также многих других в то время, создала основу музыкальной промышленности — одного из главных столпов сегодняшней индустрии развлечений.