Други статии от цикъла:
- История на реле
- История на електронните компютри
- История на транзистора
- История на интернет
Телефонът е възникнал случайно. Ако благодарение на стогодишно изследване на възможностите за предаване на съобщения чрез електричество, то телефонът е бил открит в търсене на подобрен телеграф. Затова е доста лесно да се определи правдоподобна, макар и не съвсем неоспорима, дата на изобретение на телефона – годината на стогодишнината от създаването на САЩ, 1876 година.
И не може да се каже, че телефонът е нямал предшественици. От 1830 година учените са търсили начини за преобразуване на звук в електричество, и електричеството в звук.
Електрически звук
През 1837 година , лекар и експериментатор в полето на електромагнетизма от Масачузетс, се натъква на странен феномен. Той поставя изолирана спирална жица между краищата на постоянен магнит и след това всеки от крайщата на жицата потапя в съдове с живач, свързани към батерия. Всеки път, когато разкрива или затваря веригата, повдигайки края на жицата от съда или потапяйки го обратно, магнитът издава звук, чуваем от разстояние от метър. Пейдж нарича това галванична музика и предполага, че всичко се дължи на 'молекулярното безредие', което се състои в магнита. Пейдж започва вълна от изследвания, посветени на двата аспекта на това откритие: странното свойство на металните материали да променят формата си при намагнитване, и по-очевидното генериране на звук от електричество.
Нас много интересуват две изследвания. Първото е проведено от Йохан Филип Рейс. Рейс е преподавал математика и точни науки на учениците в института Гарньер близо до Франкфурт, но в свободното си време се е занимавал с изследвания на електричеството. Към онова време няколко електрика вече бяха създали нови варианти на галваничната музика, но Рейс е бил първият, който овладя алхимията на двустранния превод на звука в електричество и обратно.
Рейс осъзна, че диафрагмата, наподобяваща човешка барабанна ципа, може при вибрация да замква и разплита електрическия контур. Първият прототип на устройството „telephon“ [„дальноговоритель“], построен през 1860 година, се състоеше от изрязано от дърво „ухо“ с опъната на него мембрана, направена от свинска мехура. Към долната част на мембраната беше прикрепен платинен електрод, който, при вибрация, разплита и замква контур с батерията. Приемникът беше бобина от проводник, навит около клечка за плетене, закрепена на цигулка. Корпусът на цигулката усилваше вибрациите, променящи формата на иглата, когато тя последователно се магнетизираше и размагнетизираше.
Късна версия на телефона на Рейс
Рейс измислил много подобрения за ранния прототип и заедно с други експериментатори открил, че ако се пее или надава нещо в него, предаваният звук остава разпознаваем. Думите беше по-трудно да се различат и често се изкривяваха и ставаха неразбираеми. В много съобщения за успешна передача на гласа се използваха такива популярни фрази като „добро утро“ и „как си“, а техният предвидимост беше лесен. Основният проблем оставаше, че предавателя на Рейс само разплиташе и замкваше контура, но не регулираше силата на звука. В резултат на това можеше да се предава само честота с фиксирана амплитуда, а това не можеше да имитира всички нюанси на човешкия глас.
Рейс смяташе, че неговата работа трябва да бъде призната за наука, но така и не постигна това. Устройството му беше популярна атракция сред научната елита, като копия се появяваха в повечето центрове на тази елита: в Париж, Лондон, Вашингтон. Но научната му работа бе отхвърлена от списанието на професор Поггендорф «Annalen der Physik» [«Анналы физики»] – едно от най-старите научни списания и най-влиятелното списание от онова време. Опитите на Рейс да рекламира телефона чрез телеграфските компании също се провалиха. Той страдаше от туберкулоза и влошаващото се заболяване му попречи да продължи сериозните изследвания. В крайна сметка през 1873 година заболяването отне живота му и амбициите му. И това не е последният път, когато това заболяване ще попречи на развитието на историята на телефона.
Докато Рейс усъвършенстваше телефона, добавяше последни щрихи към своето плодотворно изследване на слуховата физиология: «Учението за слуховите усещания като физиологична основа за теорията на музиката» [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], публикувано през 1862 година. Гельмгольц, по онова време професор в Хайделбергския университет, бе гигант на науката от XIX век, работещ върху физиологията на зрението, електродинамиката, термодинамиката и др.
Работата на Гельмгольц само мимоходом се отнася до нашата история, но е жалко да бъде пропусната. В «Учението за слуховите усещания» Гельмгольц направи за музиката това, което Нютон направи за светлината – показа как едно на пръв поглед единно усещане може да бъде разделено на съставни части. Той доказал, че различията в тембровете, от цигулка до фагот, произтичат само от различията в относителната сила на техните обертонове (тонове на двойна, тройна и т.н. честота спрямо основната нота). Но за нашата история най-интересното в неговата работа е забележителният инструмент, разработен от него за демонстрация:
Вариант на синтезатора на Гельмгольц
Първото устройство на Гельмгольц е поръчано в майсторската работилница на Кьолн. Проще казано, това бе синтезатор, способен да генерира звуци на базата на композиция от прости тонове. Неговата най-изумителна възможност бе необяснимата способност да възпроизвежда гласни звуци, които всички свикнали да чуват само излизащи от човешкото гърло.
Синтезаторът работеше от биенето на основния камертон, вибрирайки на базовата нота, замикващ и размикващ контура, потапяйки платиновия проводник в съд с живака. Осем намагнитени камертона, всеки от които вибрираше със своя обертон, лежаха между краищата на електромагнита, свързан с контура. Всяко замикване на контура включваше електромагнитите и поддържаше камертона в вибриращо състояние. Редом с всеки камертон имаше цилиндричен резонатор, способен да усилва жуженето му до чувствено ниво. В нормално състояние капакът на резонатора беше затворен, заглушавайки звука на камертон. Когато се отместеше капакът, можеше да се чуе този обертон, и по този начин да се „изсвири“ звукът на тръба, пиано или гласната буква „о“.
Това устройство ще изиграе малка роля в създаването на нов вид телефон.
Хармоничен телеграф
Една от примамките за изобретателите от втората половина на XIX век беше мултителеграфът. Колкото повече телеграфни сигнали успяваше да се вкарат в один проводник, толкова по-ефективна ставаше телеграфната мрежа. До началото на 1870-те години бяха известни няколко различни метода за организиране на дуплексна телеграфия (едновременна изпращане на два сигнала в противоположни посоки). Скоро след това Томас Едисън ги усъвършенства, създавайки квадруплекс, комбинирайки дуплекса и диплекса (едновременна предаване на два сигнала в една посока), благодарение на което проводникът можеше да се използва с четири пъти по-голяма ефективност.
Но дали ли възможност да се увеличи броят на сигналите? Да се организира някаква форма на октуплекс или дори повече? Фактът, че звуковите вълни можеха да се превръщат в електрически ток и обратно, предлага интересна възможност. Какво ако използваме тонове с различна височина, за да създадем акустичен, хармоничен или, поетично казано, музикален телеграф? Ако физическите колебания с различна честота могат да се превеждат в електрически, а след това отново да се разглеждат на оригиналните честоти от другата страна, то е възможно да се изпращат множество сигнали едновременно без взаимни смущения. Самият звук би бил тогава само средство за постигане на целта, междинна среда, създаваща токове, за да могат няколко сигнала да съществуват в един проводник. За простота ще нарека тази концепция хармоничен телеграф, въпреки че по онова време се използваха различни варианти на термина.
Не беше единственият начин за създаване на мултиплексни сигнали. Във Франция [в чест на когото е наречена единицата символьна скорост – бод / бел. ред.] до 1874 година е създал машина с въртящ се разпределител, който последователно събирал сигнали от няколко телеграфни предавателя. Сега бихме го нарекли мултиплекс с времеви разпределение, а не с честотни. Но този подход имаше недостатък – той не би довел до създаването на телефония.
По това време в американската телеграфия доминираше Western Union, формирана през 1850-те години в опит да се премахне неблагоприятната конкуренция между няколко големи телеграфни компании – до появата на антимонополното законодателство можеше спокойно да се използват такива обяснения за оправдаване на подобни сливания. Един от персонажите на нашата история описа това като „вероятно най-голямата корпорация, съществувала някога“. С хиляди километри проводници и изразходвайки огромни средства за изграждане и поддръжка на мрежи, Western Union с голям интерес следеше разработките в областта на мултиплексната телеграфия.
Прориви в телеграфията очакваше и друг участник. , бостонският адвокат и предприемач бе един от основните поддръжници на прехвърлянето на американския телеграф под контрол на федералното правителство. Хабард смяташе, че телеграмите могат да струват толкова евтино, колкото писма, и се стремеше да подкопае, според него, циничната и рекетираща монополия на Western Union. Законопроектът на Хабард не предлага напълно да се национализират съществуващите телеграфни компании, както направиха почти всички европейски държави, а би създал спонсорирана от правителството телеграфна услуга под покровителството на пощенското министерство. Но резултатът би бил, най-вероятно, същият, и Western Union би напуснала този бизнес. До средата на 1870-те години напредъкът на закона се забави, но Хабард беше сигурен, че контролът над критичния нов телеграфен патент би могъл да му даде предимство за прокарването на своето предложение в Конгреса.
Гардинер Грийн Хаббард
В САЩ се оформиха два уникални фактора: първо, континенталният мащаб на Western Union. Нито една европейска телеграфна организация не разполагаше с толкова дълги линии, а следователно и с основание за разработване на мултиплексен телеграф. На второ място, оставащият нерешен въпрос за контрола на правителството върху телеграфа. Последният европейски бастион бе Великобритания, която национализира телеграфа през 1870 г. След това никъде освен в САЩ не останаха места, където да се вижда обещаваща перспектива за технологичен пробив и подкопаване на монопола. Може би именно затова голяма част от работата по хармоничния телеграф се извършваше в САЩ.
За наградата претендираха основно трима. Двама от тях бяха вече утвърдени изобретатели – и . Третият беше професор по риторика и преподавател за глухи с фамилия Белл.
Грей
Елиша Грей е израснал на ферма в Охайо. Как и мнозина от неговото поколение, в юношеството си той се занимавал с телеграфия, но на 12 години, след смъртта на баща си, започва да търси занимание, което да му осигури прехраната. Някое време е бил чуждестранен занаятчия, след това корабен дърводелец и на 22 години открива, че може да учи в Оберлин Колидж, без да спира да работи като плотник. След пет години обучение, той се посвещава на кариерата си като изобретател в областта на телеграфията. Патентът му за саморегулиращо се реле, използващо втори електромагнит вместо пружина, елиминира необходимостта от настройка на чувствителността на релето в зависимост от силата на тока в схемата.
Елиша Грей, около 1878 г.
Към 1870 г. той вече е бил партньор в компания, произвеждаща електрическо оборудване, и работи там като главен инженер. През 1872 година той и партньорът му местят компанията в Чикаго и я преименуват на Western Electric Manufacturing Company. Скоро Western Electric става основен доставчик на телеграфно оборудване за Western Union. В крайна сметка тя оставя значим след в историята на телефонията.
В началото на 1874 г. Грей чува странен звук от банята си. Звукът наподобяваше на воя на вибриращ реотомер, само че много по-силен. Реотомерът (буквално „разрывател на поток“) е известен електрически уред, който използва метален език за бързо разкъсване и затваряне на схемата. Поглеждайки в банята, Грей вижда сина си, който с една ръка държи индукционна бобина, свързана с реотомера, а с другата ръка триене на цинковото покритие на ваната, която жужи с една и съща честота. Заинтригуван от открития потенциал, Грей се отдалечава от ежедневната си работа в Western Electric, за да се върне към изобретателството. До лятото той разработва пълен октавен музикален телеграф, с помощта на който могат да се възпроизвеждат звуци на диафрагма, изработена от метална купа, натискайки клавишите на клавиатурата.
Предавател
Приемник
Музикалният телеграф беше иновация без очевидна комерсиална стойност. Но Грей осъзна, че възможността за предаване на звуци с различни тоналности по един проводник му предлага две възможности. С предавател с различна конструкция, способен да улавя звук от въздуха, можеше да се създаде гласов телеграф. С друг приемник, способен да разделя комбинирания сигнал на компоненти, можеше да се направи хармоничен телеграф – тоест, мултиплексен телеграф, базиран на звук. Той реши да се концентрира върху втория вариант, тъй като телеграфната индустрия имаше очевидно търсене. Укрепи избора си, научавайки за телефона на Рейс, който изглеждаше просто като философска играчка.
Приемникът на хармоничния телеграф, който Грей изработи, беше от комплект електромагнити, свързани с метални ленти. Всяка лента беше настроена на специфична честота и звучеше, когато на предавателя се натиснеше съответният бутон. Предавателят работеше на същия принцип, както музикалният телеграф.
Грей усъвършенстваше апарата си през следващите две години и го отнесе на изложение. Официалното име на събитието беше "". Това беше първата световна изложба, проведена в САЩ, и тя съвпадна с честването на стогодишнината на нацията, в резултат на което беше представена т.н. "Стогодишна експозиция". Тя се проведе в Филаделфия през лятото на 1876 г. Там Грей демонстрира "октруплексно" свързване (тоест, предаване на осем съобщения едновременно) на специално подготвена телеграфна линия от Ню Йорк. Това постижение получи висока оценка от журито на изложението, но скоро беше задминато от още по-голямо чудо.
Едисон
, президент на Western Union, бързо узна за напредъка на Грей, което го накара да се притесни. В най-добрия случай, ако Грей успееше, ситуацията щеше да доведе до много скъпо лицензиране на патента. В най-лошия случай патентът на Грей щеше да стане основа за създаване на конкурираща компания, която да разклати доминирането на Western Union.
Следователно, през юли 1875 г. Ортон извади ас в ръкава, а именно Томас Едисън. Едисън израства успоредно с телеграфията, прекарва няколко години като оператор на телеграф, а след това става изобретател. Неговият най-значим триумф по това време е квадруплексната комуникация, създадена с средства от Western Union година по-рано. Сега Ортон се надява, че той ще усъвършенства своето изобретение и ще надмине това, което е постигнал Грей. Той предостави на Едисън описание на телефона на Рейс; също така Едисън проучил работата на Хелмхолц, която наскоро била преведена на английски.
Едисън беше на върха на формата си, а иновационните идеи нахлуваха в него като искри от наковалня. В последвалата година той показа два различни подхода към акустичния телеграф – първият беше подобен на телеграфа на Грей и използваше камертоне или вибриращи езичета за създаване или възприятие на нужната честота. Едисън не успя да накара такъв апарат да работи на приемливо ниво.
Вторият подход, който той нарече "акустичен предавател", беше напълно различен. Вместо да използва вибриращи езичета за предаване на различни честоти, той ги използваше за предаване на импулси с различни интервали. Той разделяше използването на проводника между предавателите по време, а не по честота. Това изискваше идеална синхронизация на вибрациите в всяка двойка приемник-предавател, за да не се накладат сигналите. До август 1876 г. на този принцип работеше квадруплекс, въпреки че на разстояние над 100 мили сигналът ставаше безполезен. Той имаше и идеи за подобряване на телефона на Рейс, които временно отложи.
След това Едисън чу за сензацията, произведена на Столетната експозиция във Филаделфия от човек на име Бел.
Бел
роден в Единбург, Шотландия, а пораснал в Лондон под внимателното ръководство на дядо си. Както Грей и Едисон, в юношеството си е проявил интерес към телеграфа, но след това последвал стъпките на баща си и дядо си, избирайки за своя основна страст човешката реч. Дядо му, Александър, се утвърдил на сцената и след това започнал да преподава ораторство. Баща му, Александър Мелвил, също е бил преподавател и дори разработил и публикувал фонетична система, наречена от него "видима реч". По-младият Александър (Алек, както го наричала семейството) избрал заниманието си да учи глухи на реч.
Към края на 1860-те години той изучавал анатомия и физиология в Университетския колеж в Лондон. С него учила студентка на име Мари Еккълстън, на която планирал да се ожени. Но след това той се отказал и от обучението, и от любовта. Двама от братята му починали от туберкулоза, а баща му, Алека, настоял той, заедно с останалото семейство, да емигрира в Новия свят, за да запази здравето на единствения си син. Белл се подчинил, въпреки че се опасявал и негодовал по този въпрос, и вдигнал платна през 1870 година.
След малка работа в Онтарио, Александър, благодарение на връзките на баща си, намерил работа като преподавател в училище за глухи в Бостон. Там започнали да се тъкат нишките на бъдещето му.
Първо той имал ученичка на име Мейбъл Хабард, загубила слуха си на пет години заради скарлатина. Белл продължавал да се занимава с частни уроци дори след като станал професор по вокална физиология и ораторство в Бостонския университет, а Мейбъл била сред първите му ученици. По време на обучението й, тя била малко под 16 години, с десет години по-млада от Белл, и в рамките на няколко месеца той се влюбил в тази момиче. Ще се върнем отново към нейната история.
През 1872 година Белл отново възобновява интереса си към телеграфията. Няколко години преди това, все още в Лондон, Белл научава за експериментите на Хелмхолц. Но той неправилно разбира постижението на Хелмхолц, мислейки, че той не само е създал, но и предал сложни звуци чрез електричеството. Така Белл се увлича от хотонния телеграф – съвместната употреба на проводник с няколко сигнала, предавани на различни честоти. Вероятно вдъхновен от новината, че Western Union е получила идеята за дуплексен телеграф от Джоузеф Стърнс, негов съгражданин от Бостон, Белл преразглежда идеите си и, подобно на Едисон и Грей, започва да се опитва да ги реализира.
Веднъж на гости при Мейбъл, той засяга втората нишка на съдбата си – стоейки до пианото, той показва на семейството й трик, който е научил в младостта си. Ако запееш чиста нота в пианото, съответстващата струна ще звънне и ще я изсвири в отговор. Той разказва на бащата на Мейбъл, че настроен телеграфен сигнал може да постигне същия ефект и обяснява как това може да се използва в мултиплексната телеграфия. И Белл не би намерил по-добър слушател за своята история: той отразяваше радост и мигновено разбира основната идея: „въздухът е един и същ за всички, и просто е нужен един проводник“, тоест, вълновото разпространение на тока в проводника може в миниатюра да копира разпространението на въздушните вълни, породени от сложния звук. Слушателят на Белл беше Гардийнер Хабард.
Телефон
И сега историята става много заплетена, така че се страхувам да изпитам търпението на читателите. Ще се опитам да проследя основните тенденции, без да се увличам в детайли.
Белл, подкрепян от Хабард и бащата на един от неговите студенти, усърдно работел върху хотонния телеграф, без да разкрива успехите си. Страстната работа той редувал с периоди на почивка, когато здравето му го предавало, опитвайки се в същото време да изпълнява университетските си задължения, да популяризира системата за „видима реч“ на баща си и да работи като репетитор. Той наема нов асистент, , опитен механик от бостънската механична работилница Чарлз Уилямс – там се събираха хора, интересуващи се от електричество. Хубард натискаше Бел, без да се колебае дори да използва ръката на дъщеря си като стимул, отказваше да я ожени, докато Бел не усъвършенстваше телеграфа си.
През лятото на 1874 година, по време на почивка в близост до семейния дом в Онтарио, Бел беше осенен от вдъхновение. Няколко мисли, съществуващи в подсъзнанието му, се сляха в една – телефон. На неговите мисли не в последна степен повлия – първото в света устройство за запис на звук, рисуващо звукови вълни на затворено стъкло. Това убеди Бел, че звук с всякаква сложност може да бъде сведено до движения на точка в пространството, каквото е движението на тока по жица. Няма да се спираме на техническите подробности, те не са свързани с реално създадените телефони и практичността им е съмнителна. Но те насочиха мисленето на Бел в нова посока.
Скица на концепцията на първоначалната версия на телефона на Бел с „хармоници“ (не е била построена)
Бел временно остави тази идея, за да преследва целта, която партньорите му очакваха от него – създаването на хармонически телеграф.
Но рутинното прецизно настройване на инструментите му омръзна бързо, и сърцето му, уморено от многото практически пречки по пътя от работен прототип до практична система, все повече се наклоняваше към телефона. Човешкият глас беше неговата първа страст. През лятото на 1875 година той откри, че вибриращите езичета могат не само бързо да затварят и отварят контура, по подобие на ключа на телеграфа, но и да създават непрекъснат вълнообразен ток, движейки се в магнитно поле. Той разказа идеята си за телефона на Уотсън, и заедно построиха първия модел телефон на този принцип – вибриращата в поле на електромагнита мембрана възбуждаше вълнообразен ток в контура на магнита. Това устройство можеше да предава някои заглушени звуци на гласа. Хубард не беше впечатлен от устройството и заповяда на Бел да се върне към реалните задачи.
Рудиментарният телефон-„виселица“ на Бел от лятото на 1875 година
Все пак, Белл успя да убеди Хубарда и останалите партньори, че идеята трябва да бъде патентована, тъй като може да бъде използвана в многократната телеграфия. И ако ще подават заявление за патент, никой не може да забрани да се спомене в него възможността за използване на устройството за гласова комуникация. После, през януари, Белл добави в черновата на патента нов механизам за генериране на вълнов ток: променливо съпротивление. Той искаше да свърже вибриращата диафрагма, която приема звук, с платинен контакт, който се спускаше и повдигаше от контейнер с киселина, в който имаше друг, неподвижен контакт. Когато движещият се контакт се потапяше по-дълбоко, повърхността, контактуваща с киселината, ставаше по-голяма, което намаляваше съпротивлението на тока, тече между контактите – и обратно.
Скица на Белл за концепцията на предавателя с течностно променливо съпротивление
Хубард, знаейки, че Грей наближава на Белл, подаде заявление за патент на вълновия ток в патентното ведомство сутринта на 14 февруари, без да чака финалното потвърждение от Белл. А по-късно същия ден адвокатът на Грей пристигна с неговия патент. В него също се съдържаше предложение за генериране на вълнов ток с помощта на течностно променливо съпротивление. Също така, той споменаваше възможностите на приспособлението за телеграфа и за предаване на глас. Но закъсня с няколко часа, за да попречи на патента на Белл. Ако редът на пристигане беше различен, преди издаването на разрешението за патент трябваше да се проведат дълги слушания относно приоритетите. В резултат на това, на 7 март, Белл получи патент с номер 174 465, „Подобрения в телеграфията“, което положи основите на бъдещото доминиране на системата на Белл.
Но в тази драматична история не липсва ирония. Защото на 14 февруари 1876 година нито Белл, нито Грей построиха работеща модел на телефона. Никой дори не опита да го направи, с изключение на краткия опит на Белл миналото лято, който нямаше никакво променливо съпротивление. Затова не бива да се разглеждат патентите като важен момент в историята на технологията. Този критичен момент в развитието на телефонията като бизнес практически нямаше връзка с телефона като устройство.
Само след изпращането на патента, Белл и Уотсън получиха възможността да се върнат към телефона, въпреки постоянните искания на Хабард да продължат работата си върху многоплексния телеграф. В продължение на няколко месеца Белл и Уотсън се опитваха да реализират концепцията с течностното променливо съпротивление, а телефонът, основан на този принцип, бе използван, за да предаде знаменитата фраза: 'Господин Уотсън, елате тук, искам да ви видя.'
Обаче изобретателите непрестанно срещаха проблеми с надеждността на тези предаватели. Затова Белл и Уотсън започнаха да работят по нови предаватели, използвайки принципа на магнитото, с който експериментираха през лятото на 1875 г. – чрез движение на диафрагмата в магнитно поле, за да се предизвика ток. Предимството беше простотата и надеждността. Недостатъкът бе, че малката мощност на телефонния сигнал произтичаше от вибрациите на въздуха, предизвикани от гласа на говорещия. Това ограничавало ефективния работен обхват на магнитния предавател. При устройството с променливо съпротивление, гласът модулираше тока, генериран от батерията, който можеше да бъде направен колкото се може по-силен.
Новите магнитни устройства работеха значително по-добре от тези, използвани предишното лято, и Гардинер реши, че в концепцията за телефона все пак има нещо интересно. Освен другите развлечения, той участваше в комитета по образованието и научните изложения на Масачусетс на наближаващата Столетна изложба. Използва своето влияние, за да осигури на Белл място на изложбата и на конкурса, където съдии оценяваха електрически изобретения.
Предавателят-магнит на Белл/Уотсън. Вибриращата метална диафрагма D се движи в магнитното поле на магнита H и предизвиква ток в кръга.
Приемник
Съдиите пристигнали при Белл веднага след като разгледали хармоничния телеграф на Грей. Той ги оставил при приемника и се отдалечил до един от предавателите, разположени на сто метра по-нататък по галерията. Събеседниците на Белл били изненадани, като чули неговото пеене и думи, идващи от малката метална кутия. Един от съдиите бил съгражданин на Белл, шотландец. (на когото по-късно е присъден титлата лорд Келвин). Той с радостно вълнение побягна през залата към Белл, за да му съобщи, че е чул думите му, след което обяви телефона за „най-невероятното нещо, което е виждал в Америка“. Там също присъстваше императорът на Бразилия, който първо постави кутията до ухото си, а след това скочи от стола си и извика: „Чувам, чувам!“
Вълнението, предизвикано от Белл на изложението, накара Едисън да се заеме с предишните си идеи за телефонна предавка. Той веднага се зае с основния недостатък на устройството на Белл – слабият магнитен предавател. От опитите си с квадруплекс знаеше, че съпротивлението на въглищната трошка се променя с промяната на налягането. След много експерименти с различни конфигурации той разработи предавател с променливо съпротивление, работещ на този принцип. Вместо подвижен контакт в течност, вълните от налягането на гласа на говорещия стиснаха въглищната „бутонка“, променяха нейното съпротивление и следователно силата на тока в контурa. Това беше много по-надеждно и по-просто за реализиране, отколкото течностните предаватели, замислени от Белл и Грей, и стана решаващ принос за дългосрочния успех на телефона.
Но все пак Белл е първият, който създава телефона, въпреки очевидните предимства в опит и умения, с които разполагаха неговите конкуренти. Той беше първият не защото го осени откровение, до което не стигнаха другите – те също измислиха телефона, но го смятаха за маловажно в сравнение с подобрения телеграф. Белл беше първият, защото предпочиташе човешкия глас пред телеграфа, предпочиташе го толкова много, че се противопоставяше на желанията на своите партньори, докато не успя да докаже работоспособността на телефона си.
Какво стана с хармоничния телеграф, върху който Грей, Едисон и Белл вложиха толкова много усилия и мисли? Досега нищо не се получи. Оказа се много трудно да се поддържат механични вибратори в перфектна настройка от двете страни на проводника, а никой не знаеше как да усилва комбинационния сигнал, така че да работи на големи разстояния. Само към средата на 20-ти век, след като електрическите технологии, започнали с радиото, позволиха прецизно настройване на честоти и усилване с ниски нива на шум, идеята за комбиниране на многобройни сигнали за предаване по един проводник стана реалност.
Сбогуването с Белл
Въпреки успеха на телефона на изложението, Хъбард не беше заинтересован да изгражда телефонна система. Следващата зима той предложи на Уилям Ортън, президента на Western Union, да закупи всички права на телефона съгласно патента на Белл за 100 000 $. Ортън отказа под влиянието на комбинация от неприязън към Хъбард и неговите схеми с пощенския телеграф, увереност в собствените си сили и работата на Едисон върху телефона, както и вярата, че телефонът е значел много малко в сравнение с телеграфа. Други опити да се продаде идеята за телефона не бяха успешни, основно поради страхове от огромни разходи за съдебни спорове относно правата на патента в случай на комерсиализация. Затова през юли 1877 г. Белл и партньорите му основаха Bell Telephone Company, за да организират телефонната услуга сами. През същия месец Белл най-накрая се ожени за Мейбъл Гарднър в дома на нейното семейство, ставам достатъчно успешен, за да спечели благословията на баща й.
Алек с жена си Мейбъл и двамата оцелели деца – двамата му синове починали в детска възраст (ок. 1885 година)
През следващата година Орън промени отношението си към телефона и основа компанията American Speaking Telephone Company, в очакване патентите на Едисън, Грей и други да защитят компанията от юридическите нападения на Бел. Това се превърна в сериозна заплаха за интересите на Бел. Western Union имаше две основни предимства. Първо, значителни финансови средства. Компанията на Бел се нуждаеше от пари, тъй като отдаваше оборудването си под наем на клиентите, което изискваше много месеци за възвръщаемост. Второ, достъп до подобрен предавател на Едисън. Всеки, който сравняваше неговия предавател с устройството на Бел, не можеше да не отбележи по-доброто качество и сила на гласа на първия. На компанията на Бел не й оставаше нищо друго, освен да подаде иск срещу конкурента за нарушение на патента.
Ако Western Union притежаваше недвусмислени права върху единствения наличен висококачествен предавател, щеше да има мощен лост за постигане на споразумение. Но екипът на Бел откри предишен патент за сходно устройство, получен от германския емигрант , и го закупи. Само след много години юридически спорове патентът на Едисън получи приоритет. Виждайки, че съдебната битка не носи успех, през ноември 1879 година Western Union се съгласи да прехвърли всички патентни права за телефона, оборудването и базата от съществуващи абонати (55 000 души) на компанията на Бел. В замяна те поискаха само 20% от наема на телефоните за следващите 17 години, както и да не се намесва в телекомуникационния бизнес.
Компанията на Бел бързо заменя устройствата на Бел с подобрени модели, основани първоначално на патента на Берлинер, а след това – на патентите, получени от Western Union. До момента, в който съдебните спорове завършиха, основната дейност на Бел беше даването на показания по патентни дела, които бяха изобилни. До 1881 година той напълно се оттегли от бизнеса. Както Морзе, и за разлика от Едисън, той не беше създател на системи. Теодор Уайл, енергичен мениджър, който Гардинер привлече от пощенската служба, пое управлението на компанията и я доведе до доминираща позиция в страната.
Първоначално телефонната мрежа не се развиваше по същия начин, както телеграфната. Последната напредваше на скокове от един търговски център до друг, преодолявайки по 150 км наведнъж, и търсеше точки с най-висока концентрация на ценни клиенти, а след това допълваше мрежата със свързвания към по-малки местни пазари. Телефонните мрежи растяха като кристали от малки точки на растеж, от няколко клиенти, разположени в независими форми в всеки град и околност, и бавно, в продължение на десетилетия, се обединяваха в регионални и национални структури.
Имаше два основни препятствия за мащабната телефония. Първо, имаше проблем с разстоянието. Дори с усъвършенствани предаватели с променливо съпротивление, базирани на идеята на Едисън, обхватът на работа на телеграфа и телефона бе несравним. По-сложният сигнал на телефона беше по-подвластен на шум, а електрическите свойства на флуктуиращите токове бяха известни по-зле, отколкото свойствата на постоянния ток, използван в телеграфа.
Второ, имаше и проблем с връзката. Телефонът на Бел беше устройство за комуникация между две точки, което можеше да свърже две места с един проводник. При телеграфа това не беше проблем. Един офис можеше да обслужва множество клиенти, а съобщенията лесно можеха да се пренасочват от централния офис по друга линия. Но нямаше лесен начин да се предаде телефонен разговор. В първоначалната версия на телефона трети и следващи хора можеха да се свържат с двамата говорещи само чрез нещо, което по-късно било наречено „паралелен телефон“. Тоест, ако всички устройства на абонатите бяха свързани към една линия, всеки един от тях можеше да говори (или да подслушва) с останалите.
Ще се върнем на проблема с разстоянието на свой ред. В ще се задълбочим в проблема за свързаността и последствията му, които оказаха влияние върху развитието на релето.
Какво да прочетете
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude (1973)
- David A. Hounshell, “Elisha Gray and the Telephone: On the Disadvantages 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)
Източник: habr.com
