Ander artikels in die reeks:
- Geskiedenis van die aflos
- Geskiedenis van elektroniese rekenaars
- Geskiedenis van die transistor
- Internet geskiedenis
Die telefoon het toevallig verskyn. As Danksy ’n eeu se navorsing oor die moontlikhede om boodskappe met elektrisiteit oor te dra, het mense op die telefoon afgekom op soek na ’n verbeterde telegraaf. Daarom is dit redelik maklik om 'n aanneemlike, hoewel nie heeltemal seker nie, datum toe te ken vir die uitvinding van die telefoon - die eeufeesjaar van die stigting van die Verenigde State, 1876.
En daar kan nie gesê word dat die telefoon nie voorgangers gehad het nie. Sedert 1830 het navorsingswetenskaplikes na maniere gesoek om klank in elektrisiteit en elektrisiteit in klank om te skakel.
Elektriese klank
In 1837 jaar , 'n geneesheer en eksperimenteerder op die gebied van elektromagnetisme van Massachusetts, het op 'n vreemde verskynsel afgekom. Hy het 'n geïsoleerde spiraaldraad tussen die punte van 'n permanente magneet geplaas, en dan elke punt van die draad in 'n houer kwik geplaas wat aan 'n battery gekoppel is. Elke keer as hy die stroombaan oop- of toegemaak het, die punt van die draad uit die houer lig of dit daar laat sak, het die magneet 'n geluid uitgegee wat op 'n afstand van 'n meter gehoor kon word. Page het dit galvaniese musiek genoem en voorgestel dat dit alles gaan oor die "molekulêre versteuring" wat in die magneet voorkom. Page het 'n golf van navorsing oor twee aspekte van hierdie ontdekking van stapel gestuur: die vreemde eienskap van metaalmateriale om van vorm te verander wanneer dit gemagnetiseer word, en die meer ooglopende opwekking van klank deur elektrisiteit.
Ons stel veral belang in twee studies. Die eerste is gedirigeer deur Johann Philipp Reis. Reis het wiskunde en wetenskap aan skoolkinders by die Garnier-instituut naby Frankfurt geleer, maar in sy vrye tyd was hy besig met elektriese navorsing. Teen daardie tyd het verskeie elektrisiëns reeds nuwe weergawes van galvaniese musiek geskep, maar Reis was die eerste wat die alchemie van tweerigtingvertaling van klank in elektrisiteit bemeester het en omgekeerd.
Reis het besef dat 'n diafragma, wat soos 'n menslike trommelvlies lyk, 'n elektriese stroombaan kan sluit en oopmaak wanneer dit vibreer. Die eerste prototipe van die telefoontoestel, wat in 1860 gebou is, het bestaan uit 'n oor wat uit hout gekerf is met 'n membraan wat gemaak is van 'n varkblaas daaroor gespan. ’n Platinumelektrode is aan die onderkant van die membraan geheg, wat, wanneer dit vibreer, die stroombaan met die battery oop- en toegemaak het. Die ontvanger was 'n spoel draad wat om 'n breinaald aan 'n viool gedraai was. Die liggaam van die viool het die vibrasies van die vormveranderende stylus versterk soos dit afwisselend gemagnetiseer en gedemagnetiseer is.
Laat model Reis-foon
Reis het met baie verbeterings aan die vroeë prototipe vorendag gekom, en saam met ander eksperimenteerders ontdek dat as jy iets daarin gesing of neurie, die klank wat oorgedra word, herkenbaar bly. Woorde was moeiliker om te onderskei, en dikwels het dit verwronge en onverstaanbaar geword. Baie stemsuksesboodskappe het algemene frases soos "goeie môre" en "hoe gaan dit" gebruik en was maklik om te raai. Die grootste probleem het gebly dat Reis se sender net die kring oop- en toegemaak het, maar nie die klanksterkte reguleer nie. Gevolglik kon slegs 'n frekwensie met 'n vaste amplitude oorgedra word, en dit kon nie al die subtiliteite van die menslike stem simuleer nie.
Reis het geglo dat sy werk deur die wetenskap erken moet word, maar het dit nooit bereik nie. Die toestel was 'n gewilde nuuskierigheid onder die wetenskaplike elite, en kopieë het in die meeste van die sentrums van hierdie elite verskyn: in Parys, Londen, Washington. Maar sy wetenskaplike werk is verwerp deur professor Poggendorff se joernaal Annalen der Physik [Annals of Physics], een van die oudste wetenskaplike tydskrifte en die mees invloedryke tydskrif van die tyd. Race se pogings om die foon by draadmaatskappye te adverteer, het ook misluk. Hy het aan tuberkulose gely, en sy verslegtende siekte het hom van verdere ernstige navorsing weerhou. Gevolglik het siekte in 1873 sy lewe en ambisies geneem. En dit sal nie die laaste keer wees dat hierdie siekte die ontwikkeling van die telefoon se geskiedenis sal belemmer nie.
Terwyl Race besig was om sy foon te verbeter, was besig om die laaste afronding te lê aan sy seminale studie van ouditiewe fisiologie: "The Doctrine of Auditory Sensations as a Physiological Basis for the Theory of Music" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], gepubliseer in 1862. Helmholtz, destyds 'n professor aan die Universiteit van Heidelberg, was 'n reus van wetenskap in die XNUMXde eeu, wat gewerk het aan die fisiologie van visie, elektrodinamika, termodinamika, ens.
Helmholtz se werk hou net kortliks verband met ons geskiedenis, maar dit sal jammer wees om dit te mis. In The Doctrine of Auditory Sensations het Helmholtz vir musiek gedoen wat Newton vir lig gedoen het – hy het gewys hoe ’n oënskynlik enkele sensasie in sy samestellende dele uitmekaar gehaal kan word. Hy het bewys dat verskille in timbres, van die viool tot die fagot, slegs afkomstig is van verskille in die relatiewe sterkte van hul botone (tone by dubbel-, drievoudige, ens. frekwensies in verhouding tot die basisnoot). Maar vir ons storie lê die interessantste ding van sy werk in die merkwaardige instrument wat hy ontwikkel het vir demonstrasie:
Helmholtz sintetiseerder variant
Helmholtz het die eerste toestel by die Keulen-werkswinkel bestel. Eenvoudig gestel, dit was 'n sintetiseerder wat in staat was om klanke te produseer gebaseer op 'n samestelling van eenvoudige tone. Sy wonderlikste vermoë was die onverklaarbare vermoë om klinkerklanke wat almal gewoond was om net uit die menslike mond te hoor, weer te gee.
Die sintetiseerder het gewerk vanaf die klop van die hoofstemvurk, wat op die basisnoot vibreer, die stroombaan toe- en oopmaak, en 'n platinumdraad in 'n houer kwik gedompel. Agt gemagnetiseerde stemvurke, elkeen vibreer met sy eie botoon, het tussen die punte van 'n elektromagneet wat aan 'n stroombaan gekoppel is, gerus. Elke stroombaansluiting het die elektromagnete aangeskakel en die stemvurke in 'n vibrerende toestand gehou. Langs elke stemvurk was daar 'n silindriese resonator wat in staat was om sy gegons tot 'n hoorbare vlak te versterk. In die normale toestand was die deksel op die resonator toe en het die stem van die stemvurk gedemp. As jy die deksel eenkant toe skuif, kan jy hierdie botoon hoor, en sodoende die klank van 'n trompet, klavier of die vokaalletter "o" "speel".
Hierdie toestel sal 'n klein rol speel in die skep van 'n nuwe soort foon.
Harmoniese telegraaf
Een van die lokmiddels vir uitvinders van die tweede helfte van die 1870de eeu was die multitelegraaf. Hoe meer telegraafseine in een draad geprop kon word, hoe groter is die doeltreffendheid van die telegraafnetwerk. Teen die vroeë XNUMX's was verskeie verskillende metodes van duplekstelegrafie (wat twee seine terselfdertyd in teenoorgestelde rigtings stuur) bekend. Kort daarna het Thomas Edison op hulle verbeter deur quadruplex te skep, deur dupleks en dipleks te kombineer (wat twee seine gelyktydig in een rigting uitstuur), sodat draad vier keer doeltreffender gebruik kan word.
Maar kan die aantal seine verder verhoog word? Organiseer 'n soort oktorupleks, of selfs meer? Die feit dat klankgolwe in elektriese stroom omgeskakel kon word en weer terug het 'n interessante moontlikheid gebied. Wat as ons toonsoorte van verskillende toonhoogtes gebruik het om 'n akoestiese, harmoniese, of, poëties gesproke, musikale telegraaf te skep? As fisiese vibrasies van verskillende frekwensies omgeskakel kon word in elektriese vibrasies en dan weer in hul oorspronklike frekwensies aan die ander kant saamgevoeg kon word, dan sou dit moontlik wees om baie seine gelyktydig te stuur sonder wedersydse inmenging. Klank self sou dan slegs 'n middel tot 'n doel wees, 'n tussenmedium wat strome vorm sodat verskeie seine in een draad kan bestaan. Vir eenvoud sal ek na hierdie konsep verwys as harmoniese telegraaf, hoewel verskeie variasies van die terme destyds gebruik is.
Dit was nie die enigste manier om multiplekse seine te skep nie. In Frankryk [waarna die eenheid van simboliese spoed vernoem word - baud / ongeveer. transl.] teen 1874 het hy vorendag gekom met 'n masjien met 'n roterende verspreider wat afwisselend seine van verskeie telegraafsenders versamel het. Deesdae noem ons dit 'n multipleks gedeel deur tyd, nie deur frekwensie nie. Maar hierdie benadering het 'n nadeel gehad - dit sou nie lei tot die skepping van telefonie nie.
Teen daardie tyd is Amerikaanse telegrafie oorheers deur Western Union, wat in die 1850's gevorm het in 'n poging om ongunstige mededinging tussen 'n paar groot telegraafmaatskappye uit te skakel - 'n verduideliking wat maklik gebruik kon word om sulke samesmeltings te regverdig voor die koms van antitrustwette. Een van die karakters in ons verhaal het dit beskryf as "waarskynlik die grootste korporasie wat ooit bestaan het." Met duisende kilometers se drade en groot bedrae geld bestee aan die bou en instandhouding van netwerke, het Western Union ontwikkelings op die gebied van multiplekstelegrafie met groot belangstelling gevolg.
Nog 'n speler het ook gewag vir deurbrake in die telegraafbedryf. , 'n Boston-prokureur en entrepreneur, was een van die voorste voorstanders om die Amerikaanse telegraaf onder die beheer van die federale regering te bring. Hubbard het geglo dat telegramme so goedkoop soos briewe kan wees, en was vasbeslote om wat hy gesien het as Western Union se siniese en afpersende monopolie te ondermyn. Hubbard se wetsontwerp het nie voorgestel om die bestaande telegraafmaatskappye heeltemal te nasionaliseer nie, soos byna alle Europese moondhede gedoen het, maar sou 'n regering-geborgde telegraafdiens onder die vaandel van die Poskantoor-afdeling tot stand bring. Maar die resultaat sou heel waarskynlik dieselfde gewees het, en Western Union sou hierdie besigheid verlaat het. Teen die middel van die 1870's het vordering met die wetgewing tot stilstand gekom, maar Hubbard was vol vertroue dat beheer oor die kritieke nuwe telegraafpatent hom 'n voordeel kan gee om sy voorstel deur die Kongres te stoot.
Gardiner Green Hubbard
Daar is twee unieke faktore in die Verenigde State: eerstens, die kontinentale skaal van Western Union. Geen Europese telegraaforganisasie het sulke lang rye gehad nie, en dus geen rede om multiplekstelegrafie te ontwikkel nie. Tweedens is daar die ope vraag van regeringsbeheer oor die telegraaf. Die laaste Europese vesting was Brittanje, wat die telegraaf in 1870 genasionaliseer het. Hierna was daar nêrens plekke meer oor nie, behalwe in die Verenigde State waar die aanloklike vooruitsig om 'n tegnologiese deurbraak te maak en die monopolie te ondermyn, opdoem. Miskien as gevolg hiervan is die meeste van die werk aan die harmoniese telegraaf in die Verenigde State uitgevoer.
Daar was hoofsaaklik drie aanspraakmakers op die prys. Twee van hulle was reeds eerbiedwaardige uitvinders - и . Die derde was 'n professor in retoriek en onderwyser van dowes met die naam Bell.
Grys
Elisha Gray het op 'n plaas in Ohio grootgeword. Soos baie van sy tydgenote het hy as tiener met telegrafie gespeel, maar op 12-jarige ouderdom, toe sy pa gesterf het, het hy begin soek na 'n beroep wat hom kon onderhou. Hy het vir 'n tyd as 'n smid in 'n vakleerlingskap gegaan, toe as 'n skeeps-timmerman, en op die ouderdom van 22 het hy geleer dat hy 'n opleiding by Oberlin College kon kry terwyl hy nog as 'n timmerman werk. Na vyf jaar se studie het hy in 'n loopbaan as uitvinder op die gebied van telegrafie gedompel. Sy eerste patent was 'n selfaanpassende aflos, wat, deur 'n tweede elektromagneet in plaas van 'n veer te gebruik om die anker terug te keer, die behoefte uitgeskakel het om die sensitiwiteit van die aflos aan te pas na gelang van die stroomsterkte in die stroombaan.
Elisha Grey, ca. 1878
Teen 1870 was hy reeds 'n vennoot in 'n maatskappy wat elektriese toerusting vervaardig, en het daar as hoofingenieur gewerk. In 1872 het hy en 'n vennoot die maatskappy na Chicago verskuif en dit herdoop tot Western Electric Manufacturing Company. Western Electric het gou die hoofverskaffer van telegraaftoerusting aan Western Union geword. Dit sal gevolglik 'n merkbare stempel op die geskiedenis van telefonie laat.
Vroeg in 1874 het Grey 'n vreemde geluid uit sy badkamer gehoor. Dit het geklink soos die gehuil van 'n vibrerende reotoom, net baie sterker. Die reotome (letterlik "stroombreker") was 'n bekende elektriese toestel wat 'n metaaltong gebruik het om 'n stroombaan vinnig oop en toe te maak. Toe hy in die badkamer gekyk het, het Gray gesien hoe sy seun 'n induksiespoel vashou wat aan 'n reotoom gekoppel is in een hand, en met die ander hand die sinkbedekking van die bad vryf, wat op dieselfde frekwensie neurie. Grey, geïntrigeerd deur die moontlikhede, het weggestap van sy dagtaak by Western Electric om terug te keer na uitvind. Teen die somer het hy 'n volle-oktaaf musikale telegraaf ontwikkel waarmee hy klanke op 'n diafragma van 'n metaalbak kon speel deur die sleutels van 'n klawerbord te druk.
Sender
Ontvanger
Die musikale telegraaf was 'n nuwigheid met geen ooglopende kommersiële waarde nie. Maar Gray het besef dat die vermoë om klanke van verskillende toonsoorte oor een draad oor te dra, hom twee opsies gegee het. Met 'n sender van 'n ander ontwerp, wat in staat is om klank uit die lug op te tel, kon 'n stemtelegraaf geskep word. Met 'n ander ontvanger wat in staat was om die gekombineerde sein in sy komponente te skei, was dit moontlik om harmoniese telegrafie te maak - dit wil sê multiplekstelegrafie gebaseer op klank. Hy het besluit om op die tweede opsie te konsentreer, aangesien die telegraafbedryf ooglopende eise gehad het. Hy is in sy keuse bevestig nadat hy van Race se foon geleer het, wat na 'n eenvoudige filosofiese speelding gelyk het.
Grey het die harmoniese telegraafontvanger gemaak van 'n stel elektromagnete wat aan metaalstroke gekoppel is. Elke strook is op 'n spesifieke frekwensie ingestel, en het geklink wanneer die ooreenstemmende knoppie op die sender gedruk is. Die sender het op dieselfde beginsel as die musiektelegraaf gewerk.
Grey het sy toestel oor die volgende twee jaar verbeter en dit na die uitstalling geneem. Amptelik is die geleentheid genoem "". Dit was die eerste wêreldskou wat in die Verenigde State gehou is, en dit het saamgeval met die nasie se eeufeesviering, en het dus die sogenaamde. "Eeufees-uitstalling" Dit het in die somer van 1876 in Philadelphia plaasgevind. Daar het Gray 'n "octruplex"-verbinding (dit wil sê die oordrag van agt boodskappe gelyktydig) op 'n spesiaal voorbereide telegraaflyn vanaf New York gedemonstreer. Hierdie prestasie is hoog aangeprys deur die beoordelaars van die uitstalling, maar dit is gou deur 'n selfs groter wonderwerk verduister.
Edison
, die president van Western Union, het vinnig verneem van Gray se vordering, wat hom baie senuweeagtig gemaak het. Op sy beste, as Gray slaag, sal die situasie baie duur patentlisensiëring tot gevolg hê. In die ergste geval sou Gray se patent die basis word vir die skepping van 'n mededingende maatskappy wat Western Union se oorheersing sou uitdaag.
So in Julie 1875 het Orton 'n aas in sy mou gehaal: Thomas Edison. Edison het met telegrafie grootgeword, 'n paar jaar as 'n telegraafoperateur deurgebring en toe 'n uitvinder geword. Sy grootste triomf op daardie tydstip was die quadruplex-kommunikasie, geskep met Western Union-geld die jaar tevore. Nou het Orton gehoop dat hy sy uitvinding sou verbeter en dit wat Gray reggekry het, sou oortref. Hy het Edison van 'n beskrywing van Race se foon voorsien; Edison het ook Helmholtz se werk bestudeer, wat onlangs in Engels vertaal is.
Edison was op die hoogtepunt van sy vorm, en innoverende idees het soos vonke uit 'n aambeeld uit hom gevloei. In die volgende jaar het hy twee verskillende benaderings tot akoestiese telegrafie gewys – die eerste was soortgelyk aan Grey se telegraaf, en het stemvurke of vibrerende riete gebruik om die verlangde frekwensie te skep of waar te neem. Edison kon nie so 'n toestel op 'n aanvaarbare vlak laat werk nie.
Die tweede benadering, wat hy die “akoestiese sender” genoem het, was heeltemal anders. In plaas daarvan om vibrerende riete te gebruik om verskillende frekwensies uit te stuur, het hy dit gebruik om pulse met verskillende intervalle uit te stuur. Dit het die gebruik van die draad tussen senders volgens tyd eerder as volgens frekwensie verdeel. Dit het perfekte sinchronisasie van vibrasies in elke ontvanger-sender-paar vereis sodat die seine nie oorvleuel nie. Teen Augustus 1876 het hy 'n quadruplex gehad wat op hierdie beginsel werk, hoewel die sein op 'n afstand van meer as 100 myl nutteloos geword het. Hy het ook idees gehad om Race se foon te verbeter, wat hy tydelik opsy gesit het.
En toe hoor Edison van 'n sensasie wat by die Centennial Exposition in Philadelphia geskep is deur 'n man met die naam Bell.
klok
is in Edinburgh, Skotland, gebore en het in Londen grootgeword onder die streng leiding van sy oupa. Soos Gray en Edison het hy as seun 'n belangstelling in die telegraaf getoon, maar het toe in die voetspore van sy pa en oupa gevolg en menslike spraak as sy vernaamste passie gekies. Sy oupa, Alexander, het naam gemaak op die verhoog en toe begin om openbare redevoering te gee. Sy pa, Alexander Melville, was ook 'n onderwyser, en het selfs 'n fonetiese stelsel ontwikkel en gepubliseer, wat hy "sigbare spraak" genoem het. Die jonger Alexander (Alec, soos hy in die familie genoem is), het as sy beroep gekies om toespraak aan dowes te onderrig.
Teen die laat 1860's studeer hy anatomie en fisiologie aan die Universiteitskollege in Londen. Student Marie Eccleston het by hom gestudeer, met wie hy beplan het om te trou. Maar toe het hy beide leer en liefde laat vaar. Sy twee broers is aan tuberkulose dood, en Alec se pa het geëis dat hy en sy oorblywende familie na die Nuwe Wêreld emigreer om sy enigste seun se gesondheid te bewaar. Bell het gehoor gegee, hoewel hy dit teëgestaan en gegrief het, en in 1870 vertrek.
Na 'n kort inbraak in Ontario het Alexander, wat sy pa se verbindings gebruik het, 'n werk gekry as onderwyser by 'n skool vir dowes in Boston. Daar het die drade van sy toekoms begin geweef word.
Eers het hy ’n student, Mabel Hubbard, gehad wat op die ouderdom van vyf haar gehoor verloor het weens skarlakenkoors. Bell het voortgegaan om privaat te onderrig, selfs nadat hy 'n professor in vokale fisiologie en openbare redevoering aan die Universiteit van Boston geword het, en Mabel was een van sy eerste studente. Ten tyde van opleiding was sy net minder as 16 jaar oud, tien jaar jonger as Bell, en binne 'n paar maande het hy op hierdie meisie verlief geraak. Ons sal later terugkom na haar storie.
In 1872 het Bell sy belangstelling in telegrafie hernu. 'n Paar jaar tevore, terwyl hy nog in Londen was, het Bell van Helmholtz se eksperimente geleer. Maar Bell het Helmholtz se prestasie verkeerd verstaan en geglo dat hy nie net komplekse klanke geskep het nie, maar ook oorgedra het met elektrisiteit. Bell het dus in harmoniese telegrafie begin belangstel - die gekombineerde gebruik van 'n draad met verskeie seine wat teen verskeie frekwensies uitgesaai word. Miskien geïnspireer deur die nuus dat Western Union die duplektelegraaf-idee van mede-Bostonian Joseph Stearns bekom het, het Bell sy idees heroorweeg en, soos Edison en Gray, begin om dit te implementeer.
Op 'n dag, terwyl hy Mabel besoek het, het hy die tweede draad van sy lot aangeraak - terwyl hy langs die klavier gestaan het, het hy vir haar familie 'n truuk gewys wat hy in sy jeug geleer het. As jy 'n skoon noot op die klavier sing, sal die ooreenstemmende snaar lui en dit vir jou terugspeel. Hy het aan Mabel se pa gesê dat 'n ingestelde telegraafsein dieselfde effek kan bereik, en het verduidelik hoe dit in multiplekstelegrafie gebruik kan word. En Bell kon nie 'n luisteraar gevind het wat beter ingestel is op sy storie nie: hy het aanklank gevind van vreugde en het dadelik die hoofgedagte verstaan: "daar is een lug vir almal, en net een draad is nodig," dit wil sê, die golfvoortplanting van stroom in 'n draad kan in miniatuur die voortplanting in luggolwe kopieer wat deur komplekse klank gegenereer word. Bell se luisteraar was Gardiner Hubbard.
Phone
En nou raak die storie baie deurmekaar, so ek is bang om die lesers se geduld te toets. Ek sal probeer om die hoofneigings op te spoor sonder om in besonderhede vas te loop.
Bell, ondersteun deur Hubbard en die vader van nog een van sy studente, het ywerig aan die harmoniese telegraaf gewerk sonder om sy vordering bekend te maak. Hy het woedende werk afgewissel met rusperiodes toe sy gesondheid hom in die steek gelaat het, terwyl hy probeer het om sy universiteitspligte na te kom, sy pa se stelsel van “sigbare spraak” te bevorder en as ’n tutor te werk. Hy het 'n nuwe assistent aangestel , 'n ervare werktuigkundige van die Boston-meganiese werkswinkel van Charles Williams - mense wat belangstel in elektrisiteit het daar bymekaargekom. Hubbard het Bell aangespoor, en was nie skaam om selfs sy dogter se hand as 'n aansporing te gebruik nie, en het geweier om haar af te trou totdat Bell sy telegraaf verbeter het.
In die somer van 1874, terwyl hy op vakansie was naby die gesinshuis in Ontario, het Bell 'n openbaring gehad. Verskeie gedagtes wat in sy onderbewussyn bestaan het, het saamgesmelt in een – die telefoon. Sy gedagtes is nie die minste beïnvloed nie - die wêreld se eerste klankopnametoestel wat klankgolwe op gerookte glas geverf het. Dit het Bell oortuig dat klank van enige kompleksiteit gereduseer kan word tot die bewegings van 'n punt in die ruimte, soos die beweging van stroom deur 'n draad. Ons sal nie stilstaan by die tegniese besonderhede nie, want dit het niks te doen met werklike vervaardigde fone nie en die praktiese gebruik daarvan is twyfelagtig. Maar hulle het Bell se denke in 'n nuwe rigting geneem.
Konsepskets van die oorspronklike Bell-telefoon met "harmonieë" (was nie gebou nie)
Bell het hierdie idee vir 'n rukkie opsy gesit om, soos sy vennote van hom verwag het, die doel na te streef om 'n harmoniese telegraaf te skep.
Maar hy het gou moeg geword vir die roetine om die instrumente te verfyn, en sy hart, moeg vir die baie praktiese struikelblokke wat in die pad staan van 'n werkende prototipe tot 'n praktiese stelsel, het toenemend na die telefoon getrek. Die menslike stem was sy eerste passie. In die somer van 1875 het hy ontdek dat vibrerende riete nie net vinnig 'n stroombaan op die manier van 'n telegraafsleutel kon sluit en oopmaak nie, maar ook 'n aaneenlopende golfagtige stroom kon skep soos hulle in 'n magnetiese veld beweeg. Hy het sy idee van 'n telefoon aan Watson vertel, en saam het hulle die eerste telefoonmodel op hierdie beginsel gebou - 'n diafragma wat in die veld van 'n elektromagneet vibreer, het 'n golfagtige stroom in die magneetkring opgewek. Hierdie toestel was in staat om sekere gedempte stemklanke oor te dra. Hubbard was nie beïndruk met die toestel nie en het Bell beveel om terug te keer na werklike probleme.
Bell se vestigiale galgtelefoon van die somer van 1875
Maar Bell het steeds vir Hubbard en die ander vennote oortuig dat die idee gepatenteer moet word, aangesien dit in multiplekstelegrafie gebruik kan word. En as jy om 'n patent aansoek doen, sal niemand jou verbied om daarin die moontlikheid te noem om die toestel vir stemkommunikasie te gebruik nie. Toe het Bell in Januarie 'n nuwe meganisme vir die opwekking van golfstroom by die patentkonsep bygevoeg: veranderlike weerstand. Hy wou 'n vibrerende diafragma, wat klank ontvang het, verbind met 'n platinumkontak, verlaag en opgelig uit 'n houer met suur, waarin daar nog 'n, stilstaande kontak was. Toe die bewegende kontak dieper gesink het, het ’n groter oppervlakte met die suur in aanraking gekom, wat die weerstand teen die stroom wat tussen die kontakte vloei verminder het – en omgekeerd.
Bell se skets van die konsep van 'n vloeibare veranderlike weerstandsender
Hubbard, wetende dat Gray op Bell se hakke was, het die oggend van 14 Februarie die huidige patentaansoek na die patentkantoor gestuur sonder om te wag vir die finale bevestiging van Bell. En die middag van dieselfde dag het Grey se prokureur opgedaag met sy patent. Dit het ook 'n voorstel bevat om golfstroom te genereer deur gebruik te maak van vloeistofveranderlike weerstand. Dit het ook die moontlikheid genoem om die uitvinding vir beide telegraaf- en stemversending te gebruik. Maar hy was etlike ure laat om met Bell se patent in te meng. As die volgorde van aankoms anders was, sou daar 'n lang prioriteitsverhoor gewees het voordat 'n patent toegestaan is. Gevolglik is Bell op 7 Maart patentnommer 174 465 uitgereik, "Verbeteringe in Telegraphy", wat die hoeksteen gelê het vir die toekomstige oorheersing van die Bell-stelsel.
Maar hierdie dramatiese verhaal is nie sonder ironie nie. Want op 14 Februarie 1876 het nóg Bell nóg Gray 'n werkende model van die telefoon gebou. Niemand het dit eens probeer nie, behalwe Bell se kort poging verlede Julie, waarin daar geen veranderlike weerstand was nie. Daarom moet patente nie as mylpale in die geskiedenis van tegnologie beskou word nie. Hierdie kritieke oomblik in die ontwikkeling van telefonie as 'n sakeonderneming het min te doen gehad met die telefoon as 'n toestel.
Dit was eers nadat hulle die patent ingedien het dat Bell en Watson die geleentheid gehad het om terug te keer na die telefoon, ten spyte van Hubbard se voortdurende eise vir voortgesette werk op die multipleks-telegraaf. Bell en Watson het etlike maande lank probeer om die idee van vloeibare veranderlike weerstand te laat werk, en 'n telefoon wat op hierdie beginsel gebou is, is gebruik om die bekende frase oor te dra: "Meneer Watson, kom hier, ek wil jou sien."
Maar die uitvinders het voortdurend probleme gehad met die betroubaarheid van hierdie senders. Dus het Bell en Watson begin werk aan nuwe senders met behulp van die magneto-beginsel waarmee hulle in die somer van 1875 geëksperimenteer het—met die beweging van 'n diafragma in 'n magnetiese veld om 'n stroom direk op te wek. Die voordele was eenvoud en betroubaarheid. Die nadeel was dat die lae sterkte van die telefoonsein 'n gevolg was van die vibrasies in die lug wat deur die spreker se stem geskep is. Dit het die effektiewe werkingsafstand van die magnetosender beperk. En in 'n toestel met veranderlike weerstand het die stem die stroom wat deur die battery geskep word, gemoduleer, wat so sterk gemaak kan word as wat verlang word.
Die nuwe magneto's het baie beter gewerk as dié van verlede somer, en Gardiner het besluit dat daar dalk tog iets aan die telefoongedagte steek. Hy het onder meer op die Massachusetts Education and Science Exposition Committee vir die naderende Eeufeesuitstalling gedien. Hy het sy invloed gebruik om vir Bell 'n plek te kry in 'n uitstalling en kompetisie waar beoordelaars elektriese uitvindings beoordeel het.
Bell/Watson magnetosender. 'n Vibrerende metaaldiafragma D beweeg in die magneetveld van 'n magneet H en stimuleer 'n stroom in die stroombaan
Ontvanger
Die beoordelaars het onmiddellik na Bell gekom nadat hulle Gray se harmoniese telegraaf bestudeer het. Hy het hulle by die ontvanger gelos en na een van die senders gegaan wat honderd meter verder langs die galery geleë was. Bell se gespreksgenote was verstom om te hoor hoe hy sing en woorde uit 'n klein metaalboksie kom. Een van die beoordelaars was Bell se mede-Skot (wat later die titel Lord Kelvin gekry het). In vreugdevolle opgewondenheid het hy oor die gang na Bell gehardloop om hom te vertel dat hy sy woorde gehoor het, en later verklaar hy die telefoon as "die wonderlikste ding wat hy in Amerika gesien het." Die keiser van Brasilië was ook teenwoordig, wat eers die boks teen sy oor gedruk het en toe van sy stoel af opgespring het en geskree het: "Ek hoor, ek hoor!"
Die publisiteit wat Bell by die uitstalling gegenereer het, het daartoe gelei dat Edison sy vorige telefoonoordrag-idees nagejaag het. Hy het dadelik die grootste nadeel van Bell se toestel aangeval – die swak magnetosender. Uit sy eksperimente met quadruplex het hy geweet dat die weerstand van die steenkoolskyfies verander het met veranderinge in druk. Na baie eksperimente met verskillende konfigurasies het hy 'n veranderlike weerstandsender ontwikkel wat op hierdie beginsel werk. In plaas daarvan dat 'n kontak in 'n vloeistof beweeg, het die drukgolwe van die spreker se stem die koolstof-"knoppie saamgepers", wat die weerstand daarvan verander, en dus die stroomsterkte in die stroombaan. Dit was baie meer betroubaar en makliker om te implementeer as die vloeibare senders wat deur Bell en Gray bedink is, en was 'n deurslaggewende bydrae tot die langtermyn sukses van die telefoon.
Maar Bell was steeds die eerste om 'n telefoon te maak, ondanks die ooglopende voordele in ondervinding en vaardighede wat sy mededingers gehad het. Hy was die eerste nie omdat hy 'n insig gehad het wat ander nie bereik het nie - hulle het ook aan die telefoon gedink, maar hulle het dit as onbeduidend beskou in vergelyking met die verbeterde telegraaf. Bell was die eerste omdat hy meer van die menslike stem as die telegraaf gehou het, soveel so dat hy die wense van sy vennote weerstaan het totdat hy die funksionaliteit van sy telefoon kon bewys.
Wat van die harmoniese telegraaf, waaraan Gray, Edison en Bell soveel moeite en gedagtes spandeer het? Tot dusver het niks uitgewerk nie. Dit was baie moeilik om die meganiese vibrators aan albei kante van die draad in perfekte belyning te hou, en niemand het geweet hoe om die gekombineerde sein te versterk om oor lang afstande te werk nie. Dit was eers teen die middel van die 20ste eeu, nadat elektriese tegnologie begin met radio voorsiening gemaak het vir presiese frekwensie-instelling en lae geraasversterking, dat die idee om veelvuldige seine vir transmissie op 'n enkele draad te stapel, 'n werklikheid geword het.
Vaarwel aan Bell
Ten spyte van die telefoon se sukses by die uitstalling, het Hubbard nie daarin belang gestel om 'n telefoonstelsel te bou nie. Die volgende winter het hy aan William Orton, president van Western Union, voorgestel om alle regte op die telefoon onder Bell se patent te koop vir $100 000. Orton het geweier, beïnvloed deur 'n kombinasie van afkeer van Hubbard en sy postelegraafskemas, selfvertroue, en Edison se werk aan die telefoon en ook die oortuiging dat die telefoon, in vergelyking met die telegraaf, baie min beteken het. Ander pogings om die telefoon-idee te verkoop het misluk, grootliks weens vrese vir die enorme koste van litigasie oor patentregte as dit gekommersialiseer word. Daarom het Bell en sy vennote in Julie 1877 die Bell Telefoonmaatskappy gestig om hul eie telefoondiens te organiseer. Daardie selfde maand het Bell uiteindelik met Mabel Gardiner by haar gesin se huis getrou en suksesvol genoeg geword om haar pa se seën te wen.
Alec met sy vrou Mabel en twee oorlewende kinders - sy twee seuns is dood in kinderskoene (c. 1885)
Die volgende jaar het Orton van plan verander oor die telefoon en sy eie maatskappy, die American Speaking Telephone Company, geskep, met die hoop dat die patente van Edison, Gray en ander die maatskappy teen Bell se wettige aanvalle sou beskerm. Sy het 'n dodelike bedreiging vir Bell se belange geword. Western Union het twee hoofvoordele gehad. Eerstens, groot finansiële hulpbronne. Bell se maatskappy het geld nodig gehad omdat hy toerusting aan sy kliënte verhuur het, wat baie maande geneem het om vir homself te betaal. Tweedens, toegang tot Edison se verbeterde sender. Enigiemand wat sy sender met Bell se toestel vergelyk het, kon nie anders as om die beter helderheid en volume van eersgenoemde se stem op te merk nie. Bell se maatskappy het geen ander keuse gehad as om sy mededinger vir patentskending te dagvaar nie.
As Western Union duidelike regte gehad het op die enigste beskikbare hoëgehalte-sender, sou dit sterk hefboomkrag hê om 'n ooreenkoms te bereik. Maar Bell se span het 'n vorige patent vir 'n soortgelyke toestel, verkry deur 'n Duitse emigrant, opgegrawe , en dit gekoop. Eers na baie jare van regstryd is Edison se patent prioriteit gegee. Aangesien die verrigtinge onsuksesvol was, het Western Union in November 1879 ingestem om alle patentregte na die telefoon, toerusting en bestaande intekenaarbasis (55 000 mense) aan Bell se maatskappy oor te dra. In ruil daarvoor het hulle net 20% van die telefoonhuur vir die volgende 17 jaar gevra, en ook dat Bell uit die telegraafbesigheid moet bly.
Die Bell Company het Bell se toestelle vinnig vervang met verbeterde modelle wat eers gebaseer is op Berliner se patent en toe op patente verkry van Western Union. Teen die tyd dat die litigasie geëindig het, was Bell se hoofberoep getuig in patent litigasie, waarvan daar baie was. Teen 1881 het hy heeltemal afgetree. Soos Morse, en anders as Edison, was hy nie 'n stelselskepper nie. Theodore Vail, 'n energieke bestuurder wat Gardiner van die posdiens weggelok het, het beheer oor die maatskappy geneem en dit na 'n dominante posisie in die land gelei.
Aanvanklik het die telefoonnetwerk heel anders gegroei as die telegraafnetwerk. Laasgenoemde het met rasse skrede van een kommersiële sentrum na 'n ander ontwikkel, 150 km op 'n slag afgelê, op soek na die hoogste konsentrasies waardevolle kliënte, en eers daarna die netwerk aangevul met verbindings met kleiner plaaslike markte. Telefoonnetwerke het soos kristalle gegroei uit klein groeipunte, van 'n paar kliënte wat in onafhanklike groepe in elke stad en omliggende gebied geleë was, en het stadig, oor dekades heen, in streeks- en nasionale strukture saamgesmelt.
Daar was twee struikelblokke vir grootskaalse telefonie. Eerstens was daar die probleem van afstand. Selfs met versterkte veranderlike-weerstandsenders gebaseer op Edison se idee, was die bedryfsreeks van die telegraaf en telefoon onvergelykbaar. Die meer komplekse telefoonsein was meer vatbaar vir geraas, en die elektriese eienskappe van fluktuerende strome was minder bekend as dié van die gelykstroom wat in die telegraaf gebruik word.
Tweedens was daar 'n kommunikasieprobleem. Bell se telefoon was 'n een-tot-een kommunikasie toestel; dit kon twee punte oor 'n enkele draad verbind. Vir die telegraaf was dit nie 'n probleem nie. Een kantoor kan baie kliënte bedien, en boodskappe kan maklik van die sentrale kantoor oor 'n ander lyn herlei word. Maar daar was geen maklike manier om 'n telefoongesprek oor te dra nie. In die eerste implementering van die telefoon kon die derde en daaropvolgende mense slegs kontak maak met die twee mense wat praat deur wat later 'n "gepaarde telefoon" genoem sou word. Dit wil sê, as alle intekenaartoestelle aan een lyn gekoppel is, kon elkeen van hulle met die ander praat (of afluister).
Ons sal mettertyd terugkeer na die probleem van afstand. IN Ons sal delf in die probleem van verbindings en die gevolge daarvan, wat 'n impak op die ontwikkeling van aflos gehad het.
Wat om te lees
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude (1973)
- David A. Hounshell, "Elisha Gray and the Telephone: On the Advantages of Being an Expert," Technology and Culture (1975).
- Paul Israel, Edison: A Life of Invention (1998)
- George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, and Other Novelties (1878)
Bron: will.com