Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Согласно Риваролю Микаль разрушил свой шедевр в порыве отчаяния и умер, отягощённый долгами, в 1789 г. Согласно другим версиям головы всё же были проданы не то правительству, не то богатому иностранцу. В любом случае сегодня их судьба неизвестна[2309], [2310].
Говорящими машинами интересовались и в России. В 1779 г. Императорская академия наук и художеств в Санкт-Петербурге выбрала в качестве темы конкурса для механиков и производителей оргáнов две задачи: 1) исследование и объяснение физиологических механизмов речи; 2) создание устройства, способного произносить пять гласных звуков [a], [e], [i], [o], [u].
Победителем конкурса стал физик Христиан Кратценштейн, который не только разработал акустическую модель гласных звуков человеческой речи, но и воплотил её в механическом устройстве. Основу устройства, имитирующего работу речевого тракта, составляли резонаторы различной формы, в которых поток воздуха вызывал вибрацию язычков, в результате чего удалось относительно правдоподобно передать пять гласных звуков[2311]. При некоторой сноровке устройство Кратценштейна могло быть использовано для произнесения некоторых простых слов (например, «папа» и «мама»).
Рис. 136. Формы резонаторов Кратценштейна для пяти гласных звуков
Кратценштейн был уроженцем прусского города Вернигероде, изучал медицину и математику в Галле. В 1748 г. по приглашению Леонарда Эйлера прибыл в Санкт-Петербург, где работал вместе с другом и соратником Ломоносова Георгом Рихманом над проблемой атмосферного электричества. В трагический день 6 августа 1753 г., когда Рихман погиб от удара молнией, именно Кратценштейн первый пытался оказать коллеге помощь, а затем составил докладную записку о его смерти[2312]. Осенью 1753 г. Кратценштейн уехал в Копенгаген, где получил должность профессора кафедры экспериментальной физики и медицины, также он стал иностранным почётным членом Императорской академии наук.
Другим участником конкурса 1779 г. стал инженер и орга́нный мастер Франц Киршник, который представил собственную конструкцию говорящего орга́нчика. Киршник был помощником Кратценштейна в его опытах с извлечением звука при помощи свободно качающегося язычка.
Сам принцип язычкового извлечения звука был изобретён довольно давно, он лежит в основе одного из древнейших китайских музыкальных инструментов — губного орга́на под названием «шэн» (笙). Не позже середины XVIII в. этот инструмент попал в Европу, где послужил источником вдохновения для многих конструкторов музыкальных инструментов. Одним из них был и Киршник. Конструкция созданного им язычкового орга́на легла в основу оркестриона Фоглера и Раквица (ученика Киршника) и пангармоники уже знакомого нам наследника Кемпелена Иоганна Мельцеля[2313]. В какой-то мере Киршника можно считать и прародителем русской гармошки[2314]. Но на конкурсе Академии наук Киршнику пришлось довольствоваться лишь утешительным призом — конструкция Кратценштейна оказалась более совершенной (машина Киршника не слишком чётко произносила звуки [i], [a] и [e])[2315], [2316], [2317].
Работа Кратценштейна оставила заметный след в науке, а его конструкция пользовалась явной популярностью. По крайней мере, в 1781 г. академик Крафт доложил на заседании Академии, что маленький орга́н, присланный Кратценштейном, настолько испорчен любопытными после его публичной демонстрации, что не издаёт уже ни звука. Решено было отправить машину изобретателю и механику Ивану Кулибину, который исправил орга́н и продемонстрировал его работу в апреле 1786 г.[2318]
Идеи первопроходцев в области механического синтеза речи, особенно фон Кемпелена и Кратценштейна, опубликовавших подробное описание своих результатов, заметно повлияли на дальнейшее развитие науки и технологий в этом направлении.
Как мы уже упоминали в главе, посвящённой шахматному «автомату» фон Кемпелена, после смерти изобретателя «Турок» попал в руки Иоганна Мельцеля, который, так же как и Кемпелен, интересовался проблемой звуковых устройств, в том числе синтезаторов человеческой речи. Впрочем, его достижения в этой области носили главным образом прикладной характер. Руководствуясь идеями Кемпелена, Мельцель сначала «научил» шахматный «автомат» говорить слово «шах!» (Échec!), а в 1824 г. разработал и запатентовал устройство, позволяющее куклам произносить слова «мама» и «папа»[2319]. Звуковые устройства вообще были одной из главных областей интересов Мельцеля как механика. Среди изобретений его жизни — улучшенный слуховой рожок, музыкальный хронометр, собственная версия метронома, механический оркестр — пангармоникон и даже механическая панорама «Пожар Москвы». Над музыкальными устройствами Мельцель работал совместно с Людвигом ван Бетховеном[2320].
Приблизительно в 1835 г. английский физик Чарльз Уитстон выполнил реконструкцию машины Кемпелена. Уитстон несколько изменил конструкцию оригинального устройства фон Кемпелена, сделав «ротовую полость» машины эластичной. Однако, как и в её прототипе, в машине Уитстона отсутствовала возможность управления высотой звука, из-за чего её речь была монотонной[2321].
Об этом человеке хочется рассказать подробнее. Уитстон был звездой первой величины в британской науке XIX столетия. Его перу принадлежит множество важных исследований в области электричества, акустики и криптографии. Именно он, а не лорд Лайон Плейфер (как можно было бы предположить исходя из названия) разработал шифр Плейфера (в нём, в отличие от шифра Виженера, шифрованию подвергаются не отдельные символы, а биграммы, что делает атаку, основанную на частотном анализе, более трудоёмкой). Также Уитстон первым построил в Великобритании электрический телеграф.
Именно Уитстон посоветовал Аде Лавлейс перевести на английский язык статью Луиджи Менабреа с описанием аналитической машины, что, как уже было упомянуто в главе, посвящённой Бэббиджу, привело к первой в истории публикации программы для вычислительной машины.
6.4.2 Новые шаги — от «Эуфонии» к вокодерам
Следующим шагом в развитии говорящих устройств стала машина, созданная немецким механиком Йозефом Фабером.
О юных годах изобретателя известно немного. Он родился около 1800 г. в немецком городе Фрайбург-им-Брайсгау (в ту пору территория Священной Римской империи германской нации), а затем перебрался в Вену, где сначала посещал школу, а затем поступил в Императорско-королевский политехнический институт (Kaiserlich-Königliches Polytechnisches Institut). Фабер планировал научную карьеру в области астрономии, однако этому помешало ухудшающееся зрение. В итоге он сделал выбор в пользу математики и механики, помимо которых увлекался также физикой, музыкой и даже анатомией[2322], [2323].
В начале 1820-х гг., оправившись от серьёзной болезни, Фабер впал в состояние ипохондрии, от которого (вопреки советам врачей) мог отвлечься только путём выполнения механических задач, и поначалу занялся резьбой по дереву. Затем, однако, в его руки попала книга фон Кемпелена, и тогда у него появилась идея создать говорящую машину.
Для работы Фабер нуждался в тишине и покое, поэтому покинул Вену и вернулся в родной город, где в результате долгого, упорного и кропотливого труда смог соорудить устройство, заметно превосходившее