如何傾聽一張老唱片中的聲音,？你可能會說,，只要找到一臺留聲機，把它播放出來就好了嘛,。但實際情況卻沒有這么簡單?，F在，很多老唱片都面臨著保存不善,、折斷破損的危機，如果這些記錄載體損毀,，其中的音頻資料也將隨之失傳,。

而出手拯救這些老唱片的，則是兩位在LHC（大型強子對撞機）工作的粒子物理學家,。通過顯微鏡和計算機,，他們讓破損的老唱片也得以重獲新生。

無法播放的記錄

在照相機出現之前,，藝術家們利用繪畫和雕刻也可以較為精細地還原自己所看見的場景,，而相比之下，記錄和還原聲音則要面臨更多技術挑戰(zhàn),。

1860年,，法國人斯科特（édouard-Léon Scott de Martinville）*次成功地將聲音用現代方法記錄了下來。他根據人耳的構造設計出了一架聲波記錄儀,，其三個主要結構分別對應耳道,、耳膜和聽小骨。聲音是機械振動,，聲波傳送到儀器中,，然后連接在一個膜上面的鬃毛類部件（與聽小骨對應）就可以把振動記錄在涂有燈黑（炭黑）的紙張或者玻璃上。

通過這樣的方式,，斯科特得到了下圖中的聲波曲線記錄圖,。這種記錄圖中確實包含著聲音的信息，但它卻無法被還原播放,。

斯科特在紙上記錄的聲音,。聲波信息就在其中，但我們卻無法聽到

在此之后,，留聲機的出現解決了還原聲音記錄的問題,。愛迪生發(fā)明了圓筒式留聲機，在蠟制成的圓筒中雕刻上深淺不一的“音軌”,，播放時唱針在音軌的引導下運動,，將振動信號還原,。在那之后，蠟筒又被唱片所取代,，越來越多的聲音信息被記錄在了其中,。

這些蠟筒和老唱片中記錄著很多珍貴的音頻資料，但即使有留聲機的幫助,，在很多時候我們依然無法自由地播放和傾聽它們,。這些老式的記錄載體并不耐久，用唱針播放的過程不可避免地會帶來磨損,；一些蠟筒和唱片甚至已經折斷,，*無法播放了。

我們只能遺憾地與這些無法播放的聲音資料告別了嗎,？不,，其實還有別的解決方法。

“看到”聲音的物理學家

參與解讀老唱片工作的兩位物理學家分別是卡爾?哈伯（Carl Haber） 和維塔利?法捷耶夫（Vitaliy Fadeyev ）,。在大型強子對撞機實驗中,，對很多部件的精度要求是非常高的，例如有些探測器能夠區(qū)分的位置精度達到人的頭發(fā)絲粗細這樣的量級,。所以,，他們經常需要在光學顯微鏡下，并且通過計算機算法控制特殊的機器來組裝儀器,。這樣的機器可以在組裝時達到微米量級的精度,。

在一次開車時，哈伯恰好從廣播中聽到了一段對鼓手米奇?哈特（Mickey Hart）的采訪,。采訪中哈特提到,，有大量記錄在唱片中的音頻老資料現在并沒有得到足夠好的保護。靈光一閃,，哈伯意識到他們在LHC所用到的技術也是幫助這些老舊的音頻資料重獲生機,。

這些記錄聲音的老文物可能已經斷裂磨損無法播放，或者像斯科特留下的聲波圖那樣,，根本沒有對應的播放器可用,。但是聲波振動的信息依然保留在那些音軌當中。如果我們可以清晰地拍下這些音軌的形態(tài),，然后使用圖像處理的方法將照片上的信息提取出來,，再用程序來模擬播放機的功能，這些圖像就可以重新被轉換成聲音文件,。

左圖：膠片是通過音軌的左右擺動來記錄聲音信息的,；中圖：唱針在膠片上移動，會左右振動，再經過處理就可以把聲音還原,；右圖：膠片在顯微鏡下的照片（經過處理）

而對于蠟筒這樣通過不同深度刻痕記錄聲音的設備,，也可以利用在科研領域廣泛使用的共聚焦掃描顯微鏡得到刻痕的3D結構信息，進而還原聲音數據,。而這些設備和技術條件,，正好都是兩位物理學家所具備的。

左圖：蠟制圓筒實物,，它通過雕刻不同深淺的音軌來實現聲音記錄,。右圖為蠟制圓筒的3D掃描

這種光學的讀取方法并不會造成磨損，即使是破損的記錄材料（例如斷裂的膠片）也不會阻礙聲音還原,，這對于音頻資料保護來說是非常好的消息,。于是哈伯和法捷耶夫等人就成立了 IRENE 項目，致力于還原了早期的音頻記錄,。

用來掃描膠片的儀器,。膠片上面是光學顯微鏡的鏡頭，通過膠片的轉動可以把整個膠片的音軌信息都掃描出來,。

那些老聲音，聽起來是什么樣,？

至今,，IRENE項目已經有了不少成果，很多早期的聲音記錄,，包括上面提到的那張記錄聲波的紙都已經被他們還原出來,。

起初，這樣還原出來的聲音是非常嘈雜的,，甚至無法分辨錄音中的人在說什么內容,。而經過掃描技術和算法的改進，我們至少已經可以分辨出錄音的內容了?，F在,，這項“只看不摸”的讀取技術，正在幫助很多圖書館的工作人員將一些珍貴的聲音記錄數字化,。在科學家的努力之下,，將來還會有更多昔日的聲音和故事重新在我們耳邊響起。