在 2000 年代初期，黑胶唱片在我们的阁楼和我们的集体意识中都积聚了灰尘。但随后发生了一些奇怪的事情。2008年，世界各地的音乐商店开始庆祝“唱片店日”。快进到 2020 年，黑胶唱片销量创下历史新高，自 1986 年以来首次超过 CD 销量。事实证明，黑胶唱片的历史和科学背景与怀旧驱动的人气复苏一样令人着迷.

1877 年，托马斯·爱迪生正在研究他最著名的两项发明，电话和电报。在此过程中，他发明了留声机作为回放录制声音的一种方式。在 1878 年 6 月的《北美评论》杂志上，爱迪生写道，他将“音乐的再现”设想为该设备的未来用途，以及听写、教育和报时（如口语时钟）。

托马斯爱迪生和留声机的早期迭代。图片由 Levin C. Handy 提供——美国国会图书馆。通过Wikimedia Commons在公共领域中的图像。

由 Alexander Graham Bell 经营的 Volta 实验室在 1880 年代对爱迪生的设计进行了改进，将增强型设备称为留声机。留声机不是像留声机那样从蜡筒中读取声音，而是通过手动曲柄机构操作，该机构可以转动平板上的硬橡胶盘。1887 年，德裔美国发明家 Emile Berliner 开发了可在留声机上播放的横向切割平面唱片，其用途和外观与我们今天所知的黑胶唱片相似。

Emile Berliner 拥有早期的留声机和横向切割平盘唱片。通过Wikimedia Commons在公共领域中的图像。

到 1892 年，留声机和留声机开始向公众销售，前者定位为“棕色蜡上的娱乐产品”。然而，用于留声机的早期蜡缸只能存储两分钟的录音，而且生产成本高且效率低。

1901年，复制蜡缸开始大量生产。它们是用模具制成的，而不是用手写笔单独雕刻的，并且使用了更硬的蜡。这些圆柱体有时被称为“金模”圆柱体，因为在生产过程中使用的金电极会散发出金色的蒸汽。使用这种新工艺，一次可以制造 120-150 个气缸。

柏林人普及的平盘唱片以每分钟 78 转（rpm）左右的速度播放，因此被大多数收藏家称为“78s”。这些圆盘提高了蜡缸的质量，每面可以存储 3-5 分钟的声音。它们由虫胶树脂制成，感觉比现代黑胶唱片更重、更脆。

二战期间，虫胶很难买到，所以一些 78 开始用乙烯基材料压制。

到 1930 年，RCA Victor 公司推出了第一张商用黑胶长唱片。这张现代唱片的播放速度不是 78 rpm，而是 33⅓ rpm，唱片本身的直径为 12 英寸。这意味着唱片可以播放更长时间的声音。1939 年，竞争对手哥伦比亚公司效仿，发布了 12 英寸“长弹”33⅓ rpm 微槽唱片。RCA 以 7 英寸的小型唱片作为回应，每边以 45 rpm 的速度播放一首歌曲，称为“扩展播放”。

今天，录音艺术家仍然将他们的发行版本表示为长剧和扩展剧（LP 和 EP）——无论音乐是否以物理格式提供！

到 1970 年代，紧凑型盒式磁带（当时唯一的便携式听音乐方式）和八轨磁带盒的推出使黑胶唱片退居二线。CD、数字下载和流媒体服务的引入延续了这一趋势。

自 2008 年唱片店日到来以来，与其他媒体相比，黑胶唱片的吸引力越来越大。黑胶销量稳步攀升，仅从 2019 年到 2020 年，销量就增长了 46% ！这种需求激增导致世界各地创纪录的压制工厂出现严重瓶颈——有些工厂需要长达 8 个月的等待时间才能获得压制和发货的订单！

既然我们已经回顾了黑胶唱片的历史和它们的流行，让我们来看看它们是如何演奏音乐的，它们是如何制作的，以及所涉及材料背后的科学……

黑胶唱片能够通过电唱机播放声音的方式是一个有趣的过程。黑胶唱片（也称为漆盘）压有凹槽（这可能是“groovy！”一词的来源）。这些凹槽充当来自原始艺术家录音的声波的“指纹”。

要播放唱片，请将其放在具有旋转底座和细长唱臂的唱机上。唱臂末端有一个唱头，唱针由钻石或蓝宝石制成。当唱机旋转时，唱针在唱片的凹槽中振动。

唱臂末端的唱头包含一个压电晶体。当手写笔在凹槽中振动时，它会通过墨盒产生电信号。然后将该信号馈送到电唱机的放大器。

播放唱片时，唱针从唱片的外缘移动到中心，速度通常为 33⅓ rpm，每边发出 20-30 分钟的声音。（很多唱片艺人在专辑排序上花了不少心思和精力，让Side A结尾的歌曲更加乐观和动感，让你想把唱片翻过来继续听。）

唱机上的黑胶唱片，右上角显示了唱臂、唱头和唱针。

发烧友经常强调黑胶唱片提供比 CD 或流媒体服务更好的聆听体验这一事实。这是为什么？差异可能归结为模拟与数字记录。黑胶唱片是模拟的，这意味着唱片的凹槽是实际唱片的物理表示。其他现代格式是数字格式，这意味着录制的音乐被转换为一组离散数字。也许这就是为什么黑胶唱片的声音经常被描述为比数字播放“更温暖”或“更真实”的原因——尽管这经常引发争论。

黑胶唱片的生产过程既耗时又昂贵，而且在制造车间之前就开始了。首先，必须对录制的音乐进行优化，以便通过称为母带制作的过程转换为黑胶唱片。这是经过专门培训的音响工程师确保音轨的电平、限制、均衡和排序具有最佳质量的时候。

接下来，使用称为车床切割的技术将母版文件压印到漆板上。钻石唱针将唱片的凹槽直接刻在由铜制成的母盘上。

一种称为电镀的技术如下：用银溶液喷涂上漆的母盘，以增强其抵抗大规模复制的压力，然后将其放入镍浴中以创建一个“压模”，该压模具有凸起的凹槽以在其中创建凹槽压痕黑胶唱片。通常会制作多个母盘和压模，尤其是当工厂需要完成更大的 (>10,000) 订单时。每个压模通常可以使用大约 1500 到 2000 条记录，然后才会磨损，无法再使用。

电镀后，将压模送至液压机。将经过预热的聚氯乙烯 (PVC) 颗粒混合物制成称为“饼干”的固体圆盘，然后将其加热到 148°C (300°F) 并在液压机内以超过 2000 psi 的压力压缩约 8 秒。压模就像华夫饼铁一样，将凹槽图案压入饼干中，同时压平饼干。

一家唱片压制厂的液压机，正在制作 Alicia Keys的专辑As I Am的副本。图片由 David McClister 提供——自己的作品。通过Wikimedia Commons在公共领域。

新压制的唱片在水浴中再冷却 8 秒，然后将它们修整并修圆成最终形状。记录还经过最终固化过程，这对于避免以后翘曲很重要。

唱片厂通常在生产整批唱片之前先制造试压机。这样，唱片公司和独立艺术家都可以在制作成百上千张有缺陷的唱片之前进行自己的质量保证。

唱片可以用看似无穷无尽的各种颜色和图案压制，制作稀有版本——收藏家的梦想。

收藏的黑胶唱片的白色、深紫色和赭色/棕褐色变体。

然而，根据Furnace Record Pressing的说法，黑胶唱片最常使用黑色 PVC 压制，其原因可以用静电来解释。

事实证明，PVC 是一种天然绝缘体，随着时间的推移会产生静电荷，这种电荷会吸引灰尘。灰尘是黑胶唱片最大的敌人：它会积聚在凹槽中并磨损唱片机的唱针。将炭黑添加到 PVC 混合物中以增加材料的整体导电性，这意味着随着时间的推移，静电和灰尘的积累会减少。

从个人经验来看，在黑色唱片上似乎也更容易发现一层灰尘，所以你知道在扔之前先擦干净！

黑胶唱片的主要成分不是节奏、旋律或灵魂——它是聚氯乙烯，一种由氯和乙烯组成的聚合物。乙烯是通过加工石油、煤和天然气等烃基原料制成的，而氯是通过膜电池电解槽中的盐水电解制成的。这两种材料结合形成二氯乙烷，然后转化为氯乙烯单体或 VCM。

粉末形式的纯聚氯乙烯。图片来自 LHchem — 自己的作品。通过Wikimedia Commons在CC BY-SA 3.0下获得许可。

最终的聚合过程包括将 VCM 转化为实际的乙烯基聚合物 PVC。然后，将化学改性剂添加到混合物中，以达到成品的特定品质。

聚氯乙烯聚合过程的分子结构。图片来自 Jü — 自己的作品。通过Wikimedia Commons在公共领域中的图像。

PVC 使其成为黑胶唱片的绝佳材料的一个方面是它具有10-20% 的结晶度。这意味着它的强度足以在制作过程中支撑唱片凹槽的挖空，并且它可以承受转盘唱针施加的压力。

虽然 PVC 约占黑胶唱片的 96%，但在混合物中添加了一些额外的成分，用于赋予某些重要的特性。例如，稳定剂约占黑胶唱片材料的 1.5%。它们使树脂混合物更加坚固。在压制过程中，稳定剂用于中和由液压机蒸汽的高温产生的氯化氢气体。

增塑剂占混合物的不到 1%。它们提高了唱片的灵活性，并使其在制造过程中更容易匹配母盘中的凹槽。润滑剂也占不到 1%，它可以改善压制过程中树脂的流动性，还可以减少操作过程中唱片表面的摩擦。

最后，大约 0.5% 的化妆品是炭黑，我们已经提到它可以减少静电积聚，也更容易看到唱片表面的划痕。有时，来自其他唱片的着色剂和回收的乙烯基被添加到炭黑混合物中。

音乐产业可能特别难以预测。谁能想到，一种一百多年前发明的演奏音乐的方式会在今天大受欢迎？

在科学方面，工程师们正在研究改进唱片机、唱片压制技术和用于制作唱片的材料的方法——所有这些都是为了使这一过程更加环保的新尝试。

我迫不及待地想看看黑胶音乐世界的下一步是什么，因为我们从 A 面翻到 B 面，然后又回来了！