Nem is juthatott. Azt ugyanis csak az ezzel foglalkozó technikatörténészek tudták, hogy 1936-ban készült el Edwin Welte német feltaláló Welte Lichtton-Orgel nevű elektronikus hangszere (lásd a sorozat 203. részét), 1957-ben pedig 1936-os tervek alapján Jevgenyij Alexandrovics Murzin ANSZ nevű szintetizátora (lásd a sorozat 208. részét). Ezek azonban – miként a film fényhangja is – analóg eljárások voltak. Hatvan esztendővel ezelőtt a digitális technika az ipari, nagy számítógépek, az egyetemek, kutatóintézetek és a haditechnika területén voltak otthon, az úgynevezett szórakoztató elektronika másról szólt. Bizonyos szempontból meglepő, hogy miről, mert nem szoktunk ebbe belegondolni.

A múlt század hatvanas éveinek közepén a 2. világháború alatt feltalált műszaki megoldások jelentős része már elterjedtnek számít a szórakoztató elektronikai tömeggyártásban. A háború utáni, az USA jelentős anyagi támogatásával gyorsan újjáépült Nyugat-Európa megerősödött; a termelés, így az életszínvonal folyamatosan nőtt. Egyre több családnak lett lemezjátszója, magnója, televíziója, tranzisztoros zsebrádiója. Pedig a mikrobarázdás hanglemez és lemezjátszó alig húsz esztendős, az otthoni szalagos magnó sem több, nem is szólva a kazettás magnóról, ami éppen akkoriban bontogatja szárnyait. De alig tíz éves csak a sztereó hanglemez és lemezjátszó (a legtöbb lemeztársaság az 1960-as évek végéig párhuzamosan adta ki új kiadványait monóban és sztereóban), és csupán az évtized második felében kezdenek színesben sugározni az európai tv-állomások. A kontinensen béke van, tombol a második szexuális forradalom, a háború után született sok gyerek ekkor válik ifjú felnőtté és fogyasztóvá, s ez az ún. nagy generáció több szabadságot akar, mint a szülei. Egyszersmind több élvezetet, szórakozást is. A lányok miniszoknyában pompáznak, a fiúk megnövesztik a hajukat.

Ami pedig mindent visz: a muzsika. Minden második fiú beatzenész akar lenni, minden második lány énekesnői karrierről álmodik.

Úgy tűnik, minden a legnagyobb rendben. Még éppen nem zavar be a vietnami háború, s hol van még az olajválság, nem is beszélve az AIDS-ről. Még töretlen a hit abban, hogy a tudomány mindent megold, javában zajlik az űrverseny. Valami azonban hiányzik. Nincs még meg az a szerkezet és hordozó, amely hasonlít a hanglemezhez, de nemcsak hangot, hanem lehetőleg színes mozgóképet is varázsol a tv képernyőjére. Az analóg kazettás képmagnó ugyan a hetvenes évek közepén végre elfogadható áron és tűrhető minőségben betör a piacra, de valami egyszerűbben kezelhető és szerzői jogilag jobban védhető, nem másolható kéne. A képlemez farvizén pedig a hanglemez is leváltható lehetne kisebb, kevésbé macerás, szebben szóló cuccra.

Te persze tudod, hogy ez lett a CD, ám hogy mi minden kellett ahhoz, hogy a bébi világra jöjjön, egészen a 20. század elejéig kell visszamennünk. Mondhatnám azt is, hogy a CD az egyik olyan találmány, amelyben megtestesül mindaz a tudás, amit az emberiség fizikából és kémiából a CD megjelenéséig felhalmozott. (Szerintem a másik ilyen otthoni szintézis a Commodore 64 kisszámítógép volt.)

Vegyük például Albert Einsteint, aki 1917-ben azt feltételezte „A sugárzás kvantumelméletéről” című tanulmányában, hogy három folyamat alapvetően közrejátszik az atom spektrumvonalának kialakulásában: a spontán emisszió, a stimulált emisszió és az abszorpció.

Einstein szerint a közegen áthaladó fény bizonyos feltételek teljesülése mellett nemcsak gyengülni, hanem erősödni is tud. Ezt a feltételezést Max Planck német fizikus sugárzáselméletére alapozta.

Az elektronok alapjáraton is vesznek fel, illetve bocsátanak ki fényt, Einstein azonban feltételezte, hogy lehet őket úgy gerjeszteni, hogy ne véletlenszerűen, hanem egy megadott hullámhosszon böffentsék ki a fényt. Ez a jelenség a stimulált emisszió, amelynek létezését 1928-ban bizonyították be, 1947-ben pedig demonstrálni is tudták. Einstein feltételezése volt a lézertechnika alapja.

Az analóg hangrögzítéshez hasonlóan a legtöbb találmány a digitális hangrögzítés terén is a telefonálás és a távírás fejlődéséből származik. A távirati és telefonhálózatok egyik korai kihívása a „multiplexelés”, vagyis több kommunikációs csatorna (telefonhívás) egyidejű továbbítása volt ugyanazon a dróton. Ebből a célból a telefonbeszélgetéseket egy multiplexer áramkör köti össze az egyik telefonközpontban, majd egy demultiplexer ismét szétválasztja a másik központban. Már 1900-ban a mintavételen keresztül történő multiplexelést alkalmazták. A méréseket egyenlő távolságban, időközökben végezték el, hogy a folyamatos jelből diszkrét idejű jeleket kapjanak. WM Miner amerikai mérnök 1903-ban 3,5-4,3 kHz-es mintavételi frekvenciát használt a telefonbeszélgetések sikeres továbbításához, időosztásos multiplexelés segítségével. Az időosztásos multiplexelés (TDM) független jelek közös jelúton történő továbbításának és vételének módszere az átviteli vonal mindkét végén szinkronizált kapcsolók segítségével. Minden jel csak az idő egy részében, egymást váltva jelenik meg a vonalon az egyeztetett szabályok szerint. Napjainkban időosztásos multiplexelést fedezhetsz föl például a .wav, az .avi, az .rmi .vagy az .xma filékben – ez utóbbi a Microsoft Xbox hangformátuma. Miner számára inkább szerencsejáték volt, hogy a demultiplexer az eredeti beszélgetéseket érthető formában rekonstruálta-e, hiszen még hiányoztak a mintavétel elméleti alapjai. 1915-ben Edmund Taylor Whittaker angol matematikus, csillagász és fizikus tisztán matematikai függvénytani szempontból, annak gyakorlati hasznosságát nem is érintve, levezette az általad már régóta ismert tételt, miszerint a mintavételi frekvenciának több, mint kétszeresének kell lennie, mint az átvinni vagy rögzíteni kívánt jel legnagyobb frekvenciája.

Whittaker levezetésében nem szerepelt a frekvencia szó, és Whittaker annyi más, nagyobb jelentőségűnek látszó dologgal foglalkozott, hogy ez a munkája senkinek föl se tűnt.

A konkrét mintavételi tételt először Vlagyimir Alekszandrovics Kotelnyikov szovjet mérnök fogalmazta meg 1933-ban. Ám ő se járt jobban.

Kotelnyikov egy korabeli konferencián akarta ismertetni az eredményeit, de a konferencia elmaradt. Aztán egy szakfolyóiratban jelent meg a tanulmánya, de senki nem reagált rá. 1936-ban az Elektricsesztvo című ismeretterjesztő folyóirat szerkesztőjénél próbálkozott, de a szerkesztő szerint ez túl magas lenne az olvasóinak. Majd kitört a 2. világháború, így Kotelnyikov felismerése a nyugati világban évtizedekig ismeretlen maradt.

1948-ban Claude Elwood Shannon ismét kitalálta ugyanezt a tételt.

Shannon az elméletet Harry Nyquist amerikai mérnök 1920-as évekbeli előzetes munkájára alapozta.

Nagyon fontos, hogy a mintavételi tétel két feltételt is rögzít. Az egyik, hogy a mintákat nagyon pontosan ugyanolyan időközökben kell venni. Ez azt jelenti, hogy a mintavételi frekvencia egyáltalán nem változhat, nem lötyöghet. A másik, hogy egy-egy mintának az időtartama nulla legyen, vagyis a mintavevő impulzus szélessége nulla. A gyakorlatban egyik feltétel sem teljesülhet, ezért egyrészt a mintavételi frekvenciát jóval nagyobbra választják, mint a rögzíteni vagy átvinni kívánt jel legmagasabb frekvenciájának a duplája, másrészt a gyakorlati pontatlanságok torzítást okoznak, ezért nagyon nem mindegy, hogy a digitális rendszerek, így a CD-készülékek alkatrészei, áramkörei milyen minőségűek.

A mintavételi tételt hazánkban általában Shannon-Nyquist tételnek nevezik. Oroszországban Kotelnyikov tételként hivatkoznak rá. A hivatalos nemzetközi elnevezés WKS tétel, igazságot szolgáltatva a három tudósnak: Whittakernek, Kotelnyikovnak és Shannonnak. Ebből a szempontból figyelemre méltó a német Hans Dieter Lüke professzor megállapítása, aki többek között a digitális rendszerek történetének kutatója volt, és kimerítően tanulmányozta a mintavételi tétel eredetét. 1999-ben írta a következőket: “Ez a történet egy olyan folyamatra is példa, amely gyakran előfordul a technológia vagy a fizika elméleti problémáinak vizsgálata során: Először a gyakorlati szakemberek tapasztalati úton megalkotnak valamilyen ökölszabályt, majd a teoretikusok kidolgozzák az általános megoldást, végül valaki rájön, hogy a matematikusok már régen megoldották a benne foglalt matematikai problémát, de csodálatos elszigeteltségben.”

1927-ben az elektromechanikus televízió egyik változatának feltalálója, a skót John Logie Baird, sellak lemezre rögzített videójelet. A sávszélesség 5 kHz volt, a kép 30 soros, a vízszintes felbontás 15 képpont, a másodpercenkénti képek száma 12 volt.

A digitális technikában idővel különféle modulációs módszereket fejlesztettek ki különféle alkalmazásokhoz (pl. impulzussűrűség-modulációt (PDM), impulzushelyzet-modulációt (PPM), impulzusamplitúdó-modulációt (PAM), impulzusszám-modulációt (PNM) stb., de a hangtechnikában a legszélesebb körben elterjedt változat az impulzuskód moduláció (PCM). A PCM neked szintén nem újdonság, de ha netán nem emlékszel rá, erről szól a sorozat 27. része. A PCM-et 1937-ben Alec Harley Reeves brit tudós alkotta meg.

A PCM-et a folyamathoz szükséges elektronika bonyolultsága miatt az akkori elektroncsövekkel nem lehetett kereskedelmi célokból megvalósítani. Ez csak az 1960-as években vált lehetségessé a tranzisztoros technológia alkalmazásával.

1950-ben Richard Wesley Hamming amerikai matematikus „Hibaészlelés és -javítások elmélete” címmel publikálta azt a tanulmányt, amit majd a CD kódrendszeréhez is használni fognak.

1957-ben az olasz Antonio Rubbiani televíziós műsor képét és hangját reprodukálta. Fényképezéssel rögzítette a tévékép pásztázó sorait egy lemezjátszón mozgó, fényérzékeny bevonatú plexi lemezre, nagy fényerejű világítás mellett. Lejátszáskor egy fotocella gyűjtötte össze a fényt, és továbbította a megfelelő elektronikának. Rubbiani szerint a képernyőn látható torzítás a lemezjátszót meghajtó villanymotor rángatózásából fakadt.

1958-ban Jack St. Clair Kilby a Texas Instrumentsnél bemutatta az első (?) integrált áramkört (lásd a sorozat 109. részét).

A kérdőjelet az indokolja, hogy Werner Jakobi német mérnök már 1949-ben létrehozott egy olyan, félvezető alapú lapkát, amin öt tranzisztor volt, csak ez senkinek nem kellett.

1958-ban David Paul Gregg analóg optikai adathordozót fejlesztett ki a Western Electricnél.

1959-ben a Columbia Egyetem végzős hallgatója, Richard Gordon Gould azt javasolta, hogy a stimulált emissziót használják föl a fény erősítésére. Leírt egy optikai rezonátort, amely keskeny, koherens fénysugarat képes létrehozni, és LASER-nek (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, fényerősítés stimulált sugárzáskibocsátással) nevezte el.

Theodore Harold Maiman 1960 május 16-án működésbe hozta az első szilárdtest lézert, ami egy nagy teljesítményű lámpából, valamint egy ezüsttel bevont szintetikus rubinból állt, és 694 nanométeres hullámhosszú, vörös lézerfényt bocsátott ki.

2017-ben az UNESCO május 16-át a Fény Nemzetközi Napjává nyilvánította, amelyet minden évben számos, a lézerrel és a fénnyel kapcsolatos esemény ünnepel világszerte.

1962. októberében Nick Holonyak Jr., a General Electric munkatársa, közzétette a “látható piros” GaAsP (gallium arzenid foszfid) félvezető lézerdiódával kapcsolatos eredményeit.

James T. Russel 1966-ban szabadalmaztatta az első digitális-optikai rögzítési és lejátszási hangrendszert. Fényérzékeny tányérra egy-egy µm átmérőjű világos és sötét darabkákat rögzített lézersugárral, és ugyancsak lézerrel olvasta ki azokat.

Szintén 1966-ban David Paul Gregg és James T. Russel szabadalmi kérelmet nyújtott be digitális bináris adatok optikai tárolására. Gregg és Russel adathordozói átlátszó hajlékony lemezek (floppyk) voltak, amelyeket háttérvilágítással és fotodiódával olvastak le, elég rossz minőségben.

1969-ben a videolemez fejlesztésének egyik iránya Rubbiani találmánya mentén folytatódott. A lemez felületét teljes egészében kis képek borították. Minden filmkockát a maga teljességében rögzítettek. Abban az időben ez volt a legkézenfekvőbb módja a nagy mennyiségű információ rögzítésének egy játékfilmből. A film bemutatásakor gyorsan egymás után vetítették ki a képeket. Annak érdekében, hogy a lemez elfogadható méretű legyen, a képeknek nem lehetett egy négyzetmilliméternél nagyobbak lenniük. Ezt a fotográfiai technológiát az integrált áramkörök gyártásából vették át. Ugyancsak 1969-ben a Philips kutatói Gregg és Russel ötletei alapján kifejlesztettek egy optikai videolemezt, amelyet lézersugár visszaverődésével olvastak le.