事实如此浪漫

化学如何拯救我们的音频历史免于融化

O你们的文化历史正在崩溃。不是因为糟糕的教育——尽管有人可能会这么说——而是因为化学。

从60年代末到80年代末,我们的很多文化——从电视上对尼克松的审判到披头士等著名艺术家尚未发布的音乐——都被录在了磁带上,而这盘磁带正开始解体。一些音频和视频数据已经被安全地用于数字存储,但大多数还没有——这是一个巨大的问题。

录了音:理查德·尼克松卸任美国第37任总统后的讲话。 基因的强项/贡献者

文化遗产指数据估计,仅在美国的博物馆和档案中就有4600万盒磁带,其中大约40%的质量不明。(据了解,剩下的60%要么已经解体,要么状态良好,可以上场。)

更重要的是,据费城的音频和视频保护主义者乔治·布拉德(George Blood)说,再过大约20年,我们将无法将它们数字化。部分原因是可以处理磁带的数字化机器已经停产。例如,9月30日,索尼停止接受录像带机订单,2015年6月,最后一台磁带机停产。另外,现有的那些已经磨损了,而且很难找到修复它们的部件。更糟的是,录音带本身也很丢脸。例如,试图在录音室级别的机器上数字化处理这些磁带,就会堵塞磁带放音机的头部,破坏了能够数字化磁带的机器,因为磁带库存正在减少。

胶带解体的原因是一种被称为粘脱落综合征的东西,是酯水解的结果。当酯(一种组成聚氨酯粘合剂的化合物,它可以承载磁带上的磁性颗粒)与水结合时,就会形成羧酸和酒精。酸和酒精会使磁带粘粘的,无法播放。这就意味着,储存在潮湿气候下的磁带——就像许多堆放在南方阁楼上的无法播放的20世纪60年代的爵士乐磁带一样——特别容易解体。音频工程师马上就能分辨出粘棚的声音:磁带在播放器上发出吱吱的声音。

然而,胶带不会永远消失。它们可以在低温烤箱(约100华氏度)中烘烤8小时或更长时间。这通常会排出磁带中的水分,让它可以播放一小段时间。然而,烘烤磁带也会让它们变得脆弱不堪,所以处理质量未知的磁带不是一个好主意。

但让这些磁带就这么散架,就像看着数百万本书籍落入火坑一样。因此,南卡罗莱纳大学(University of South Carolina)的分析化学家史蒂夫·摩根(Steve Morgan)和纽约市大都会艺术博物馆(Metropolitan Museum of Art)的高级研究科学家埃里克·布雷东(Eric Breitung)决定帮助防止这种结果。由于不同品牌多年来使用不同的制造技术和材料,存储在相同条件下的磁带可能会以不同的速度降解,因此摩根和Breitung需要找到一种方法来确定哪些磁带降解得最快,以优先考虑艰苦的数字化工作。

在他们之前,其他研究人员使用了红外光谱,一种非侵入性技术,来评估损伤。它的工作原理是识别不同的光吸收峰,对应于酯、羧酸和醇含量的变化——每个峰吸收光的方式不同。然而,这种方法并不完全可靠:不仅可播放磁带和不可播放磁带之间的峰值差别不大,这使得退化的程度难以确定,而且声音工程师也难以使用工具。

为了克服这些障碍,他们将一台笔记本电脑大小的红外光谱仪与一种算法结合起来,该算法使用多元统计数据来提取所有吸收峰的模式(这种分析被称为化学计量学)。当磁带进行分解反应时,化学变化会以化合物的形式发出微小信号,可以用红外光看到。当用该模型分析反应的模式时,它可以预测哪些磁带可以播放。音响工程师可以利用这一点,Breitung说。“我们不能让他们分析光谱——这将花费太长时间,而且变化的类型太微妙了。”在胶带上20个不同的地方采集光谱样本,研究人员可以很好地了解胶带的状况。

让这些磁带就这样散架,就像无所事事地看着数百万本书落入火坑

有了他们的新设备,他们开始调查美国各地的文化机构,寻找最快速退化的磁带,结果发现,四分之一英寸的磁带——首次使用于1972年——是机构最担心保存的媒体类型。

在对133盘美国国会图书馆的四分之一英寸的磁带进行的测试中,研究人员以92%的准确率确定了哪些磁带不能播放。他们通过倾听来确认结果。一份关于新工具和研究人员发现的报告发表在8月份的杂志上分析化学

磁带也不是博物馆收藏中唯一老化的媒体。对国会图书馆录音部负责人吉恩·迪安娜来说,是漆器光盘的恶化状况让他夜不能寐。上世纪30年代,电影制片厂和广播电台先后使用了漆器唱片来录制声音。漆器唱片的问题与磁带基本相同。迪安娜说,即使“储存得当,它们也会开始分解。”

有一批漆光盘记录了二战时期的无线电广播,数字化尤其具有挑战性。由于铝在战争中很有需求,许多广播电台已经改用玻璃底座而不是典型的铝底座。玻璃碟片更容易碎。但是劳伦斯伯克利国家实验室的一位物理学家,在一些学生的帮助下,开发了一种无需触摸光盘就能记录发送信号的机器。被称为艾琳它使用一束光将光盘的高分辨率数字图像转换成数字文件。

迪安娜认为这项技术可以改变档案科学。艾琳提供了一种在原始状态下捕获音频的可能性,而不是对原始音频进行复制,然后再对复制的音频进行复制——每次都会损失一点保真度。

迪安娜说,相对于复制和降低质量,“音频档案保管员第一次可以开始考虑将对象作为沟槽的图像保存下来。”


凯瑟琳胡说八道!是一位住在加州圣塔莫尼卡的自由科学作家发现、连接和其他媒体。@kategammon


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