音乐可以是关于物理和数学的，也可以是艺术。今年的格莱美最佳历史专辑奖颁发给了一个团队，其中包括新罕布什尔大学数学家凯文·M·肖特和音响工程师杰米·R·豪沃思，他们修复了传奇民谣歌手伍迪·格思里在1949年现场录制的一段脆弱的钢丝录音。为修复而开发的技术巧妙地利用了录音中存在的背景噪声。
故事始于两卷钢丝——2001年发送给伍迪·格思里档案馆的盗版录音。与磁带一样，钢丝可以穿过磁性录音机，以捕获麦克风传输的电信号。此类录音特别容易受到机械退化的影响。钢丝（或磁带）会拉伸、滑动、断裂和扭结；滚轮和轴承会出现磨损点；电机也会产生细微的缺陷。其结果是导致被称为颤音和抖动的失真现象的时间变化。
格思里的录音是一个特别损坏的例子。“当我第一次听到其中一段时，它非常糟糕，”肖特说，“听起来像查理·布朗的老师。”然而，现在相同的音频是可理解的，并且具有可听的质量。
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除了播放格思里录音所需的定制改装磁带机外，其修复的秘诀在于豪沃思的一个关键见解。除了正在录制的音乐外，模拟磁带录音机还会记录下“偏置信号”，即40千赫或以上的纯音（远超出人类听觉范围）。这种偏置信号使磁带更有效地捕获音频。豪沃思的想法是：如果正确提取偏置信号，它可以作为参考来识别和纠正那些时间变化，并将音频恢复到原始质量。2003年，他将这个想法告诉了哈佛大学的电气工程师帕特里克·J·沃尔夫，并问他是否认为这会奏效。“这个想法给我留下了深刻的印象，”沃尔夫回忆道，他与豪沃思分享了由此产生的专利。
但是，在仔细研究格思里的录音后，豪沃思没有发现偏置信号——钢丝录音机可能没有使用偏置信号。他发现的是一个微弱但可用的60赫兹嗡嗡声，这是来自电力线的串扰。豪沃思意识到，任何稳定的音调都可以用作参考。
豪沃思还有其他细节需要理顺，例如数字化模拟信号的最佳方法。该过程涉及每秒对音频信号进行数万次采样（对于CD质量的声音），但它也引入了额外的时间变化。然后，豪沃思求助于沃尔夫，沃尔夫“提出了一种使用不规则间隔采样理论的相当有趣的方法，”豪沃思说——这与以规则间隔采样的标准方法形成对比。具体来说，沃尔夫确定了应该对损坏的模拟信号进行采样的理想点，而这些点被证明在时间上是不规则间隔的。对于格思里项目，肖特利用他在音乐压缩和混沌理论方面的专业知识来调整沃尔夫的代码并修正时间方向。肖特说，混沌理论使团队能够在看似随机的信号变化中看到结构，从而使他们能够重建实际的音乐。
豪沃思的大部分工作都是通过他在马萨诸塞州楠塔基特的 Plangent Processes 公司进行的，主要针对损坏程度远低于格思里录音的音频——主要是模拟时代的商业电影和音频。肖特评论说，格思里录音的修复激发了许多新想法，这些想法可能在未来被证明是有希望的。就目前而言，它让民谣音乐爱好者有机会以前所未有的方式听到一位伟大的美国传奇人物的音乐。