磁带原理（磁带原理详解）

　　磁带原理（磁带原理详解）
　　不知道为什么，磁带，作为一种便捷性和保存质量都并不亚于CD唱片的存储介质，一直以来，总是无意中被忽略了。
　　这个念头萌发于我重新翻阅我们此前写过的不少科普文章的时候。突然发现，在写过无数声音存储的介质，包括它们的发明，原理，发展历史。却单单遗漏了磁带。也许是因为我对它过于熟悉了吧——它曾经伴随了我十余年的幼年时光，后来，当我远离家乡，越走越远的时候，忘记了带走它，后来，渐渐连它也忘记了。我其实还会唱用它听过的歌，却不记得，最后一次用磁带随身听是什么时候，它又是什么时候被渐渐取代悄然推出市场的。
　　所以，今天这篇文章，写磁带。——也写给那些与我有相似记忆的人。
　　与黑胶唱片以及CD豪华的履历不同，磁带的诞生，本身就不算光辉，或者说，是一个充满了巧合的过程。
　　1877年，爱迪生发明留声机，从此，人们得以将声音保存下来。但是，胶片容易折断而且携带不便，1888年，一名叫做奥伯林·史密斯的科学家提出了改进留声机的想法，他设想通过电流的变化转化成磁力并存储在钢丝上，建议用含有钢粉的纤维丝带记录和重播声音。
　　但是当时的技术水平并不足以实现他的想法。直到十年后的1898年，才有一位丹麦科学家瓦尔德马·波尔生，将把钢琴弦磁化，以反应从电话传声器传来的声音，＂贮存＂在极小磁化区型的钢丝上。后来我们称之为＂钢丝次音＂。
　　于是，小型磁带录音机很快在办公室流行起来，它们被用来口述信件，甚至记录电话谈话。不过，由于效果仍然不算理想，所以也并没有投入到大量的生产中。同时，波尔生还发明了一种用金属粉涂层的纸带机，堪称最早的磁带录音机，但因纸带过于脆弱，它从未正式生产过。
　　20世纪30年代，德国＂法尔本＂和＂无线电信＂两家公司的工程师们发明了一种有氧化铁涂层的塑料带，但该机器在其他方面，还是与波尔生的机器以相同的方式运作。他们把四氧化三铁的黑色磁性粉末和粘合剂混合在一起涂在纸带上，使音质有了很大的提高。磁化模式是把来自传声器的信号放大以后留在被磁化的带子上，并将磁带卷绕在大绕轴上。这就是今天通用磁带的雏形。不久，磁带录音机便广泛应用于专职录音。1936 年11月 19 日,伦敦爱乐团在 Ludwigshaven 音乐会厅的管弦乐演出，成为世界上第一场被磁带记录的音乐会。
　　1947年，美国人马文·卡姆拉斯对原有的三氧化二铁磁带进行了改善。他在研究录音信号受损的问题时产生了这样一个念头：钢丝表层的磁性总是一样的，如果能在钢丝的表层均匀地录下声音，不就可以得到均匀的声音信号了吗？当时的录音机原理是用一根金属指针作记录针去接触钢丝表面，这样，只有在两者接触处的钢丝才被磁化，因此产生了录音不均衡的现象。卡姆拉斯想用一个磁头去改良它，即用一个完整的磁性圈作为磁头，把钢丝穿过磁性圈并使两者之间保持向等距离，然后利用钢丝周围的空气间隔进行录音。与前者相比，卡姆拉斯的改进在于在录音过程中利用空气间隙代替金属指针，避免了磁信号的破坏。这样改善之后的磁带输出的信号比原来的德国磁带高了4倍。但早期的卷轴录音机依然既大又贵，并且需要细心使用。
　　20世纪50年代，RCA推出了一种复杂的＂革命性＂盒带，大小像袖珍书本一样，可以叠放起来，也可以换带。不过，这些盒带成本过高，播放又不流畅，所以并不受青睐。不过，以此为启发，许多公司都开始进行自己的便携式盒装磁带实验，不过都以失败告终了。
　　直到1963年，飞利浦公司的荷兰工程师劳德维克·奥登司发出了卡式磁带，它采用了只有人的手掌大小的袖珍磁带盒，其中卷好的磁带装在一个小塑料盒里。磁带双面都由塑料外壳包裹，可最大程度保护其中的数据，每一面可容纳30到45分钟的立体声音乐。随后，1964年，飞利浦公司又生产出了可以自由录音的磁带录音机，由于这一系统大为简化，磁带录音机就成了家庭里的寻常用品。
　　从1964年到2004年左右的40年里，是卡式磁带最光辉的年代。音质越来越好，存储量越来越高，而携带设备则越来越小。
　　1965年，8声轨磁带诞生。3年后，TDK的超级动态系列上市，宣告了第一款＂高保真＂磁带诞生。
　　1970年，第一盘120分钟磁带诞生，即每一面可容纳60分钟的音频数据。
　　1971年，Advent公司推出了201型磁带机——其搭载杜比B型降噪系统，磁带才被更加认真地用于录制音乐，为之后开始的高保真卡带和播放器时代奠定了坚实基础。
　　20世纪80年代，以索尼Walkman系列为代表的便携式随身听出现，造就了磁带在全世界范围内的风靡。正是在这个时期，音乐磁带的销售开始取代密纹唱片，随身听一跃成为便携式音乐市场的象征。
　　其实到了80年代末的高峰之后，由于CD的出现，磁带的市场就开始逐渐萎缩。不过，对于中国的音乐爱好者们来说，磁带所代表的春天则刚刚到来。
　　80年代末90年代初，国门刚刚打开，生活开始变得丰富，中国人亟需更多的文化娱乐方式。电视在那时候是个昂贵的物件，而且收到的台也少得可怜。
　　而集合收音、录音、放音一体的双卡录音机则恰好迎合了人们的需要。虽然价格也不便宜，但比电视机还是实惠多了，尤其是磁带不仅价格低廉，而且非常便于转录复制。从街边的小伙子扛着的录音里闯出来的悠扬顿挫的港台流行乐，成为那个时代最能吸引人，最时髦的画面。有的男女生彼此交换磁带，从音乐的精神共振开始，一步步走向全方位共振。
　　当时国产收录机最著名的应该是江苏盐城燕舞电器的收录机了。虽然比不上日本产品的结实耐操，不过仍然以相对低廉的价格扛起了大江南北的一片天。1993年，燕舞收录机销售额高达4.4个亿，这在当年就是个奇迹。
　　我的幼年时光就是在这样一台双卡收录机的陪伴中慢慢成长的，我记得那时候自己还对着录音机背过不少儿歌，被我妈保存起来，成为几十年后重温的珍惜记忆。而随着收录机的风靡，大批来自港台、日本的流行乐涌入中国，回荡在人们的耳边，随后，诞生了改革开放之后的第一批追星族。
　　等我长大一点的时候，录音机已经不能满足我的需要了。因为它太大、太笨重了，而且只能外放，声音大了扰民，声音小了不过瘾。那个时候，我的梦想是一台日本产的卡带随身听。
　　不过，就像我们人生中的第一台游戏机未必是红白机，而是小霸王学习机一样，一些少年们的第一台磁带播放器不是随身听，而是专为学英语而生的复读机。
　　有了耳机，就有了一方小小的私密空间，打着听英语的旗号，我们搜罗着更加广阔的天地。父母辈喜欢听的音乐显然已经落后于时代，于是，无意中，也许是在某一个街头巷尾的架子上摆满了盗版磁带的音像店中，我们第一次与世界接轨。
　　一开始是四大天王，梅艳芳，张国荣，张雨生，张信哲。很久以后才有了周杰伦，孙燕姿，林俊杰，莫文蔚，陈小春；后来，不知道是谁介绍给我的罗大佑，张楚，李宗盛，朴树，许巍；再后来，就是Nirvana，GnR，Halloween，Iced Earth……没错，尽管那时候国外乐队已经逐渐以出版CD唱片为主了，但我是在盗版磁带里听到的他们。
　　再后来，我拥有了第一台CD机，还有第一个MD和MP3；知道了什么是打口碟，知道了应该去那里找寻这些炸裂在耳朵里的声音。
　　就是这样。磁带在我并不漫长的一生中占据了相当特别的地位，让我见识到了一个格外广阔的地方，却在不经意中又将它遗忘。
　　2007年，英国电商宣布停止销售磁带，《太阳报》自作主张宣告了磁带的死亡。
　　随后，无数人都觉得磁带已经退出市场舞台了。
　　但时至今日，仍然有一些乐队坚持推出磁带专辑，不过磁带本身的潜力可能为更受到科技公司的青睐。它的安全特性也成为不少科技公司虽然不会常用却仍旧依赖的备份手段。
　　索尼在 2014 年利用自主开发的溅射薄层沉积技术，将 7.7nm 的极细磁颗粒铺设在磁带上，实现了高密度磁存储，储存容量可以达到 185TB。IBM 也是其中一家一直致力于推动磁带储存技术发展的科技公司，2015 年 IBM 与 Fujifilm 研发出容量为 220 TB 的单盒磁带，成本只有硬盘的十五分之一。实际上磁带的储存容量已经以每年 33% 的速度增长了多年，而且并没有放缓的迹象，这也意味着在未来 10 年能以每两年翻一番的速度增长，在摩尔定律逐渐失效后，磁带有可能成为遵循摩尔定律的最后一种信息技术。
　　根据 IDC 的数据，互联网上的大数据正以每年 30%-40% 的速度增长，而目前硬盘容量增长的速度不到大数据增长速度的一半，或许磁带有可能填补这个空缺，成为更加理想的储存技术。
　　2021年3月6日，盒式磁带发明家，荷兰工程师卢·奥滕斯（Lou Ottens）去世，享年94岁。他同时也是CD播放机的重要发明参与者。
　　1986年，他曾经在一个采访中说，他说他最大的遗憾是，创造了世界上第一台随身听的是索尼（1979年世界第一台个人便携式磁带放音机walkman在索尼公司诞生），而不是飞利浦。
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