Други статии от цикъла:
- История на релето
- История на електронните компютри
- История на транзистора
- История на интернет
Телефонът възникнал случайно. Ако благодарение на столетно изследване на възможностите за предаване на съобщения с електричество, то телефонът бил открит в търсене на подобрения на телеграфа. Затова е сравнително лесно да се определи правдоподобна, макар и не напълно безспорна, дата на изобретението на телефона – годината на столетието от основаването на САЩ, 1876.
И не може да се каже, че телефонът не е имал предшественици. От 1830 година учените експериментирали с намирането на пътища за преобразуване на звука в електрическа енергия и електричеството в звук.
Електрически звук
През 1837 година , лекар и експериментатор в областта на електромагнетизма от Масачузетс, открил странно явление. Той поставил изолиран спираловиден проводник между краищата на постоянен магнит, след което всяко от краищата на проводника потопил в съдове с живак, свързани с батерия. Всеки път, когато той разкривал или затварял веригата, повдигайки или спускайки края на проводника в съда, магнитът издавал звук, чут на разстояние от метър. Пейдж нарекъл това галванична музика и предположил, че всичко е свързано с "молекулярния безред" в магнита. Пейдж започнал вълна от изследвания, посветени на два аспекта на това откритие: странното свойство на металите да променят формата си при намагнитване и по-очевидното генериране на звук от електричеството.
Нас особено ни интересуват две изследвания. Първото проведе Йохан Филип Рейс. Рейс обучавал учениците в математика и точни науки в института Гарньера близо до Франкфурт, но в свободното си време се занимавал с изследвания на електричеството. Към този момент няколко електрици вече били създали нови варианти на галваничната музика, но Рейс бил първият, който овладял алхимията на двустранния превод на звука в електрическа енергия и обратно.
Рейс осознал, что диафрагма, напоминающая человеческую барабанную перепонку, может закрывать и открывать электрическую цепь при вибрации. Первый прототип устройства «telephon» [«дальноговоритель»], созданный в 1860 году, состоял из вырезанного из дерева «уха» с растянутой на нем мембраной из свиного мочевого пузыря. К нижней части мембраны был прикреплен платиновый электрод, который, вибрируя, замыкал и размыкал контур с батареей. Приемником являлась катушка провода, намотанного на спицу, закрепленную на скрипке. Корпус скрипки усиливал вибрации иглы, которая поочередно намагничивалась и размагничивалась.
Поздняя модель телефона Рейса
Рейс разрабатывал множество усовершенствований для раннего прототипа и вместе с другими экспериментаторами заметил, что если в него петь или напевать что-то, звук был вполне узнаваемым. Различить слова было сложнее, они часто искажались и становились непонятными. Во многих отчетах об успешной передаче голоса использовались такие распространенные фразы, как «доброе утро» и «как дела», которые можно было легко угадать. Основной проблемой оставалось то, что передатчик Рейса только размыкал и замыкал цепь, но не регулировал громкость. В результате можно было передавать только частоту с фиксированной амплитудой, что не могло имитировать все нюансы человеческого голоса.
Рейс считал, что его работы должны быть признаны наукой, но так и не добился этого. Его устройство стало популярной диковинкой среди научной элиты, и копии появлялись в большинстве столичных центров: в Париже, Лондоне и Вашингтоне. Однако его научная работа была отвергнута журналом профессора Поггендорффа «Annalen der Physik» [«Анналы физики»] – одним из старейших и самых влиятельных научных журналов того времени. Попытки Рейса рекламировать телефон с помощью телеграфных компаний также потерпели неудачу. Он страдал от туберкулёза, и ухудшающееся состояние здоровья помешало ему продолжить серьезные исследования. В итоге в 1873 году болезнь забрала его жизнь и его амбиции. И это не последний раз, когда эта болезнь замедлит развитие истории телефона.
Пока Рейс усовершенствовал свой телефон, правеше последните щрихи на 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 това време професор в Хайделбергския университет, беше гигант на науката през XIX век, работейки в областта на физиологията на зрението, електродинамиката, термодинамиката и други.
Работата на Гельмгольц само бегло се отнася до нашата история, но е жалко да я пропуснем. В «Учението за слуховите усещания» Гельмгольц направи за музиката това, което Нютон направи за светлината – показа как едно на пръв поглед единично усещане може да бъде разгледано на съставните му части. Той доказа, че разликите в тембрите, от цигулка до фагот, произтичат единствено от различия в относителната сила на техните обертонове (тонове на двойна, тройна и т.н. честота спрямо основния тон). Но за нашата история най-интригуващото в неговата работа е забележителният инструмент, който той разработи за демонстрация:
Вариант на синтезатора на Гельмгольц
Първото устройство на Гельмгольц е поръчано в работилница в Кьолн. По-просто казано, това е бил синтезатор, способен да произвежда звуци на базата на композиция от прости тонове. Най-удивителната му възможност беше необяснимата способност да възпроизвежда гласни звукове, които всички са свикнали да чуват само от човешкия глас.
Синтезаторът работеше от биенето на основния камертона, вибриращ на основния тон, затваряйки и отваряйки контура, потапяйки платинен проводник в резервоар с живак. Осем намагнитени камертонa, всеки от които вибрираше със своя обертон, почиваха между краищата на електромагнита, свързан с контура. Всяко затваряне на контура включваше електромагнити и поддържаше камертона в вибриращо състояние. В близост до всеки камертон имаше цилиндричен резонатор, способен да усилва неговото жужене до чуваемото ниво. В нормално състояние капакът на резонатора беше затворен и заглушаваше звука на камертона. Ако капакът се отдалечеше, можеше да се чуе този обертон, и по този начин да се «изсвири» звук на тръба, пиано или гласната буква «о».
Това устройство ще изиграе съвсем малка роля в създаването на нов вид телефон.
Хармоничен телеграф
Едно от примамките за изобретателите през втората половина на XIX век е бил мултителеграфът. Колкото повече телеграфни сигнали успявали да се поберат в един проводник, толкова по-ефективна ставаше телеграфната мрежа. До началото на 1870-те години били известни няколко различни метода за организиране на дуплексна телеграфия (същевременно изпращане на два сигнала в противоположни посоки). Скоро след това Томас Едисон ги подобрил, създавайки квадруплекс, комбинирайки дуплекса и диплекса (същевременно предаване на два сигнала в една посока), благодарение на което проводникът можел да се използва четири пъти по-ефективно.
Но можело ли е да се увеличи количеството сигнали още повече? Да се организира някакъв октруплекс или още повече? Фактът, че звуковите вълни могат да бъдат преобразувани 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 бъдат преобразувани в електрически, а след това отново разгледани на оригиналните честоти от другата страна, тогава може да се изпращат едновременно множество сигнали без взаимни смущения. Самият звук щеше да бъде само средство за постигане на целта, междинна среда, която формира токове, за да могат няколко сигнала да съществуват в един проводник. За простота ще нарека тази концепция хармоничен телеграф, макар че по това време се използваха различни варианти на термините.
Не е имало само един начин за създаване на мултиплексни сигнали. Във Франция [в чест на когото е наречена единицата символната скорост – бод / прим. прев.] през 1874 година е придумал машина с въртящ се разпределител, който последователно събирал сигнали от няколко телеграфни предавателя. Сега бихме нарекли това мултиплекс с времево разделяне, а не по честоти. Но този подход имал недостатък - не би довел до създаването на телефония.
Към времето, когато в американската телеграфия доминираше Western Union, която се формира през 1850-те в опит да се елиминира неблагоприятната конкуренция между няколко големи телеграфни компании - преди появата на антимонополното законодателство, човек можеше спокойно да използва такова обяснение за оправдаване на подобни слияния. Един от персонажите в нашата история го описа като „вероятно най-голямата корпорация, съществувала някога“. Разполагаща с хиляди километри проводници и инвестираща огромни средства в изграждането и поддържането на мрежите, Western Union внимателно следеше развитието в сферата на мултиплексната телеграфия.
Друг играч също очакваше пробиви в телеграфното дело. , босонски адвокат и предприемач, беше един от главните поддръжници на преминаването на американския телеграф под контрола на федералното правителство. Хабард смяташе, че телеграмите могат да струват толкова евтино, колкото и писмата, и беше настроен да подкопае, според него, циничната и рекетираща монополия на Western Union. Законопроектът на Хабард не предлагаше напълно да се национализират съществуващите телеграфни компании, както почти всички европейски сили направиха, а щеше да създаде правителствена телеграфна служба под покровителството на пощенското министерство. Но резултатът вероятно щеше да бъде същият и Western Union щеше да напусне този бизнес. Към средата на 1870-те напредъкът на закона беше спрял, но Хабард беше уверен, че контролът върху критичен нов телеграфен патент би му дал предимство да прокара предложението си в Конгреса.
Гарднер Грийн Хабард
В САЩ се оформиха два уникални фактора: първо, континенталният мащаб на Western Union. Нито една европейска телеграфна организация нямаше толкова дълги линии и следователно нямаше причини за разработка на мултиплексна телеграфия. Второ, открит оставаше въпросът за контрола на правителството над телеграфа. Последният европейски бастион беше Великобритания, която национализира телеграфа през 1870 г. След това никъде освен в САЩ не останаха места, където да се вижда примамливата перспектива за технологичен пробив и подкопаване на монопола. Вероятно заради това голяма част от работата по хармоничния телеграф се проведе в САЩ.
На награду претендовали в основном трое. Двое из них уже были известными изобретателями – и . Третьим был профессор риторики и преподаватель для глухих по фамилии Белл.
Грей
Елиша Грей вырос на ферме в Огайо. Как и многие его современники, в юношестве он интересовался телеграфией, но в 12 лет, после смерти отца, начал искать дело, которое могло бы его прокормить. Некоторое время он был учеником кузнеца, затем судовым плотником, а к 22 годам узнал, что может учиться в Оберлинском колледже, не прекращая работу плотником. После пяти лет обучения он погрузился в карьеру изобретателя в области телеграфии. Его первым патентом стало самоподстраивающееся реле, которое, используя второй электромагнит вместо пружины, возвращающей якорь, устранило необходимость регулировки чувствительности реле в зависимости от силы тока.
Елиша Грей, ок. 1878 г.
К 1870 году он уже стал партнером в компании, производящей электрическое оборудование, и работал главным инженером. В 1872 году его партнер и он перенесли компанию в Чикаго и переименовали в Western Electric Manufacturing Company. Вскоре Western Electric стала основным поставщиком телеграфного оборудования для Western Union. В итоге она оставила заметный след в истории телефонии.
В начале 1874 года Грей услышал странный звук из своей ванной. Он звучал как завывание вибрирующего реотома, только гораздо громче. Реотом (буквально «обрыватель потока») был известным электрическим устройством, использующим металлический язычок для быстрого размыкания и замыкания цепи. Заглянув в ванную, Грей увидел сына, держащего в одной руке индукционную катушку, соединенную с реотомом, а другой рукой трущего цинковое покрытие ванны, которая издавала звук с той же частотой. Грей, заинтересованный открывшимися возможностями, отошел от постоянной работы в Western Electric, чтобы снова заняться изобретательством. К лету он разработал полнооктавный музыкальный телеграф, при помощи которого можно было проигрывать звуки на диафрагме, сделанной из металлического таза, нажимая на клавиши клавиатуры.
Передатчик
Приемник
Музикалният телеграф беше иновация без очевидна търговска стойност. Но Грей осъзна, че възможността за предаване на звуци с различни тоналности по един и същ проводник му предоставя две възможности. С предавател от друга конструкция, способен да улавя звук от въздуха, можеше да бъде създаден гласов телеграф. С друг приемник, който може да разделя комбинирания сигнал на компоненти, можеше да се направи хармоничен телеграф – тоест, мултиплексен телеграф на основата на звук. Той реши да се съсредоточи върху втория вариант, тъй като телеграфната индустрия имаше очевидни нужди. Укрепи избора си, след като научи за телефона на Рейс, който, както изглежда, беше просто философска играчка.
Приемникът на хармоничния телеграф, който Грей изработи, беше от комплект електромагнити, свързани с метални ленти. Всяка лента беше настроена на конкретна честота и звучеше, когато на предавателя се натискаше съответния бутон. Предавателят работеше на същия принцип, като музикалния телеграф.
Грей усъвършенства апарата си в следващите две години и го заведе на изложение. Официално събитието се наричаше „“. Това беше първата световна изложба, проведена в САЩ, и съвпадна с честването на стогодишнината на нацията, поради което на нея беше представена т.н. „Стогодишна експозиция“. Тя се проведе в Филаделфия през лятото на 1876 година. Там Грей демонстрира „октруплексно“ свързване (т.е. предаване на осем съобщения simultaгно) на специално подготвена телеграфна линия от Ню Йорк. Това постижение получи висока оценка от съдните на изложението, но скоро беше засенчено от още по-голямо чудо.
Едисън
, президент на Western Union, доста бързо научи за напредъка на Грей, което го накара да се притесни. В най-добрия случай, при успеха на Грей, ситуацията ще се обърне в много скъпо лицензиране на патента. В най-лошия случай, патентът на Грей ще стане основа за създаване на конкурираща компания, която ще застраши господството на Western Union.
Затова през юли 1875 година Ортон извади асото от ръкава, а именно Томас Едисон. Едисон израства заедно с телеграфията, прекарал е няколко години в ролята на телеграфист, а след това става изобретател. Неговият най-велик триумф до тогава беше квадруплексната връзка, създадена с парите на Western Union година по-рано. Сега Ортон се надяваше, че той ще подобри своето изобретение и ще надмине това, което е успял да направи Грей. Той предостави на Едисон описание на телефона на Рейс; също така Едисон прегледа работата на Хелмхолц, наскоро преведена на английски.
Едисон беше на върха на формата, а иновационни идеи валяха от него като искри от наковалня. В следващата година той показа два различни подхода към акустичния телеграф – първият беше подобен на телеграфа на Грей и използваше камертон или вибриращи езичета за създаване или възприемане на нужната честота. Едисон 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 двойката предавател-приемник, за да не се накланят сигналите. До август 1876 година на този принцип работеше неговият квадруплекс, въпреки че на разстояние от над 100 мили сигналът ставаше безполезен. Той имаше и идеи за подобряване на телефона на Рейс, които временно беше отложил.
И след това Едисон чу за сензацията, предизвикана на Столетната изложба във Филаделфия от човек на име Белл.
Белл
роден в Единбург, Шотландия, и израснал в Лондон под внимателното ръководство на дядо си. Както Грей и Edison, в тийнейджърската си възраст той проявил интерес към телеграфа, но след това тръгва по стъпките на баща си и дядо си, избирайки човешката реч като своя основна страст. Дядо му, Александър, си спечелва име на сцената, а след това започва да преподава ораторско изкуство. Баща му, Александър Мелвил, също бил преподавател и дори разработил и публикувал фонетична система, наречена от него „видима реч“. По-младият Александър (Алек, както го наричали в семейството) избрал да се занимава с обучение на глухи.
Към края на 1860-те години той изучавал анатомия и физиология в Университетския колеж в Лондон. Заедно с него учила студентка на име Мари Екълстън, на която се канел да се жени. Но след това той се отказал, както от обучението, така и от любовта. Двама от братята му починали от туберкулоза, и баща на Алека настоял той заедно с останалата семейството да имигрира в Новия свят, за да запази здравето на единствения си син. Белл се подчинил, макар да се съпротивавал и негодувал за това, и поднял платна през 1870 година.
След малко работа в Онтарио, Александър, не без помощта на баща си, намерил работа като учител в училище за глухи в Бостън. Там започнали да се завързват нишките на бъдещето му.
Първата му ученичка била Мейбъл Хабард, загубила слуха си на петгодишна възраст заради скарлатина. Белл продължил да дава частни уроци, дори след като станал професор по вокална физиология и ораторско изкуство в Университета в Бостон, а Мейбъл била сред първите му ученици. По времето на обучението ѝ тя била малко под 16 години, десет години по-малка от Белл, и за няколко месеца той се влюбил в тази момиче. Още ще се върнем към нейното история.
През 1872 година Белл възобновява интереса си към телеграфията. Няколко години преди това, още докато е в Лондон, Белл е чувал за експериментите на Хелмхолц. Но Белл е разтълкувал погрешно постиженията на Хелмхолц, смятайки, че той не само е създал, но и е предал сложни звуци с помощта на електричество. Така Белл се увлече по хармоничния телеграф – съвместното използване на проводник с множество сигнали, предаващи се на различни честоти. Вероятно вдъхновен от новината, че Western Union е придобила концепцията за дуплексния телеграф от Джоузеф Стърнс, негов сънародник от Бостън, Белл преразгледа идеите си и, подобно на Едисън и Грей, започна да се опитва да ги реализира.
Един ден, на гости у Мейбъл, той попадна на втората нишка на съдбата си - стоейки до пианото, той показа на семейството й трик, който е научил в младостта си. Ако се изпее чиста нота в пианото, съответната струна ще зазвучи и ще я възпроизведе в отговор. Той разказа на бащата на Мейбъл, че настроен телеграфен сигнал може да постигне същия ефект и обясни как може да се използва в мултиплексната телеграфия. И Белл не би намерил слушател, по-добре настроен на неговата история: той резонираше с радост и веднага разбра основната идея: „въздухът е един за всички и е нужен само един проводник“, т.е. вълновото разпространение на тока в проводника може в миниатюра да копира разпространението на въздушните вълни, породени от сложен звук. Слушателят на Белл беше Гардънър Хабард.
Телефон
И сега историята става много сложна, така че се страхувам да изпитам търпението на читателите. Ще опитам да проследя основните тенденции, без да задълбочавам в детайли.
Белл, подкрепян от Хабард и баща му, още един от студентите му, усърдно работеше върху хармоничния телеграф, без да разкрива успехите си. Яростната работа той чередуваше с периоди на почивка, когато здравето му го подвеждаше, опитвайки се да изпълнява университетските си задължения, да популяризира системата за „виждаща реч“ на баща си и да работи като репетитор. Той нае нов асистент, , опитен механик от бостонската механична работилница Чарлз Уилямс – там се събираха интересуващи се от електрическите явления хора. Хабард натискаше Белл и не се колебаеше да използва дъщеря си като средство за подтик, отказвайки да я омъжи, докато Белл не усъвършенства своя телеграф.
През лятото на 1874 година, по време на почивка близо до семейния дом в Онтарио, Белл осъзна нещо важно. Няколко идеи, които съществуваха в подсъзнанието му, се сляха в една – телефон. На неговите мисли им оказа влияние – първото в света устройство за запис на звук, което рисуваше звукови вълни на оцветено стъкло. Това убеди Белл, че звук с всякаква сложност може да бъде сведено до движения на точка в пространството, подобно на движението на тока в проводник. Няма да се спираме на техническите подробности, тъй като те нямат отношение към реално създадените телефони и практическото им приложение е съмнително. Но те насочиха мисленето на Белл в нова посока.
Скица на концепцията за първоначалната версия на телефона на Белл с „хармоники“ (не е била построена)
Белл отложи за известно време тази идея, за да преследва целта, която партньорите му очакваха – създаването на хармоничен телеграф.
Но рутината по прецизното настройване на инструментите скоро му омръзна, и сърцето му, изморено от многобройните практически препятствия по пътя от работен прототип до практическа система, все повече тежеше към телефона. Човешкият глас беше първата му страст. През лятото на 1875 година той откри, че вибриращите езичета не само могат бързо да затварят и отключват контур, подобно на ключа на телеграфа, но и да генерират непрекъснат вълнообразен ток, движейки се в магнитно поле. Той разказа своята идея за телефона на Уотсън, и заедно построиха първия модел на телефона на такъв принцип – вибриращата в полето на електромагнита мембрана предизвикваше вълнообразен ток в контура на магнита. Това устройство беше способно да предава определени заглушени звуци на гласа. Хабард не беше впечатлен от устройството и заповяда на Белл да се върне към реалните задачи.
Рудиментарният телефон-„виселица“ на Белл от лятото на 1875 година
Но Белл все же убедил Хаббарда и остальных партнёров, че идеята трябва да бъде патентована, тъй като тя може да бъде използвана в мултиплексната телеграфия. И ако ще подават заявление за патент, никой не би могъл да забрани споменаването на възможността за използване на устройството за гласови комуникации. След това през януари Белл добави в черновика на патента нов механизъм за генериране на вълнов ток: променливо съпротивление. Той искаше да свърже вибриращата диафрагма, която приемаше звук, с платинов контакт, който се спускаше и издигаше от резервоар с киселина, в който се намираше друг неподвижен контакт. Когато движещият се контакт се потапяше по-дълбоко, повърхността на контакта, която се свързва с киселината, ставаше по-голяма и това намаляваше съпротивлението на тока, течащ между контактите - и обратно.
Скица на концепцията на Белл за предавател с течен променливо съпротивление
Хабард, знаейки че Грей настъпва по петите на Белл, подаде заявление за патент за вълнов ток в патентното ведомство на сутринта на 14 февруари, преди да получи 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 течен променливо съпротивление. В него също се споменаваха възможностите за приложение на изобретението както за телеграфа, така и за предаване на глас. Но той закъсня с няколко часа, за да попречи на патента на Белл. Ако редът на пристигане беше различен, щеше да се наложи провеждането на дълги изслушвания относно приоритетите, преди да бъде издадено разрешение за патент. В резултат на това на 7 март на Белл беше издаден патент с номер 174 465, "Подобрения в телеграфията", което постави основите за бъдещето доминиране на системата на Белл.
Но в тази драматична история не липсва ирония. Защото на 14 февруари 1876 г. нито Белл, нито Грей са създали работещ модел на телефона. Никой дори не е опитвал да го направи, освен кратката опит на Белл през миналото лято, в която не е имало никакво променливо съпротивление. Затова не трябва да се разглеждат патентите като важни етапи в историята на технологията. Този критичен момент в развитието на телефонията като бизнес предприятие практически не е бил свързан с телефона като устройство.
След като изпратиха патента, Бел и Уотсън успяха да се върнат към телефона, въпреки постоянните изисквания на Хабард да продължат работата си върху мультиплексния телеграф. Бел и Уотсън се опитваха в продължение на няколко месеца да реализират идеята с течния променлив съпротивление, и телефонът, построен на този принцип, беше използван за предаване на знаменитата фраза: „Мистър Уотсън, елате тук, искам да ви видя.“
Но изобретателите постоянно срещаха проблеми с надеждността на тези предаватели. Затова Бел и Уотсън започнаха да работят върху нови предаватели, използващи принципа на магнитото, с който експериментираха през лятото на 1875 година – с движение на диафрагмата в магнитно поле за непосредствено възбуждане на ток. Предимството беше простотата и надеждността. Недостатъкът беше, че малката мощност на телефонния сигнал беше следствие от вибрациите на въздуха, създавани от гласа на говорещия. Това ограничаше ефективното работно разстояние на магнитния предавател. А при устройството с променливо съпротивление, гласът модулираше тока, създаван от батерията, който можеше да бъде толкова силен, колкото е необходимо.
Новите магнитни предаватели работеха много по-добре от тези, които бяха през предходното лято, и Гардинер реши, че в идеята за телефона все пак може да има нещо. Сред другите си развлечения той участваше в комитета за образование и научни изложения на Масачузетс за предстоящата Столетна изложба. Той използва своето влияние, за да осигури на Бел място на изложението и в конкурса, където съдии оценяваха електрически изобретения.
Магнитният предавател на Бел/Уотсън. Вибриращата метална диафрагма D се движи в магнитното поле на магнита H и възбужда ток в контура.
Приемник
Съдиите пристигнаха при Бел веднага след като разгледаха хармоничния телеграф на Грей. Той ги остави при приемника и се отдалечи до един от предавателите, разположени на сто метра по-надолу в галерията. Разговорите на Бел потресоха съдиите, когато чуха неговото пеене и думи, идващи от малката метална кутийка. Един от съдиите беше съгражданин на Бел, шотландец. (който по-късно получил титлата лорд Келвин). Той в радостно вълнение изтича в другия край на залата при Бел, за да му съобщи, че е чул думите му, а по-късно обяви телефона за "най-удивителната неща, които е виждал в Америка". Там беше и императорът на Бразилия, който първо притисна кутията до ухото си, а после скочи от стола си с викове: "Чувам, чувам!"
Създаденото от Бел шумно шоу на изложението накара Едисон да се занимава с предишните си идеи за предаване на телефонни сигнали. Той веднага нападна основния недостатък на устройството на Бел – бледия магнето предавател. От експериментите си с квадруплекса той знаеше, че съпротивлението на въглищния прах се променя с промените в налягането. След множество експерименти с различни конфигурации той разработи предавател с променливо съпротивление, работещ по този принцип. Вместо движещия се в течността контакт, вълните на налягането на гласа на говорещия стискаха въглищния "бутон", променяха съпротивлението му и, следователно, силата на тока в веригата. Това беше много по-надеждно и по-просто за реализиране, отколкото течностните предаватели, замислени от Бел и Грей, и стана решаващ принос за дългосрочния успех на телефона.
Но все пак Бел беше първият, който направи телефона, въпреки очевидните предимства в опита и уменията на конкурентите му. Той беше първият не защото беше осенен от прозрение, до което другите не стигнаха – до телефона стигнаха и те, но ги сметнаха за маловажни в сравнение с подобрения телеграф. Бел беше първият, защото повече харесваше човешкия глас, отколкото телеграфа, толкова много, че се съпротивляваше на желанието на партньорите си, докато не успя да докаже работоспособността на телефона си.
Какво стана с хармоничния телеграф, върху който Грей, Едисон и Белл положиха толкова усилия и мисли? Засега нищо не се получи. Поддържането на механични вибратори в точна настройка от двете страни на проводника се оказа много трудно, а никой не знаеше как да усили комбинирания сигнал, за да работи на дълги разстояния. Само към средата на XX век, след като електрическите технологии, започнали с радио, позволиха прецизна настройка на честоти и усилване с нисък шум, идеята за предаване на множество сигнали през един проводник стана реалност.
Сбогуване с Белл
Въпреки успеха на телефона на изложението, Хабард не беше заинтересован от изграждането на телефонна система. Следващата зима той предложи на Уилям Ортън, президента на Western Union, да купи всички права на телефона съгласно патента на Белл за 100 000 долара. Ортън отказа, под влияние на комбинация от неприязън към Хабард и неговите схеми с пощенския телеграф, увереност в собствените си възможности и работата на Едисон по телефона, както и вяра, че телефонът има много малко значение в сравнение с телеграфа. Други опити за продаване на идеята за телефона не успяха, основно поради страх от огромните разходи за съдебни дела 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 самостоятелно. В същия месец Белл най-накрая се ожени за Мейбъл Гарднър в дома на нейното семейство, станал достатъчно успешен, за да получи благословията на нейния баща.
Алек с жена си Мейбъл и двамата оцелели деца – двамата му сина са починали в ранна детска възраст (около 1885 година)
През следващата година Ортон промени отношението си към телефона и създаде собствена компания, American Speaking Telephone Company, очаквайки, че патентите на Едисон, Грей и други ще защитят компанията от правни атаки на Белл. Тя се превърна в смъртоносна заплаха за интересите на Белл. Western Union разполагаше с две основни предимства. На първо място, значителни финансови средства. Компанията на Белл се нуждаеше от пари, тъй като отдаваше оборудване на клиентите си под наем, поради което за възвръщането на инвестициите бяха необходими много месеци. На второ място, достъп до усъвършенствания предавател на Едисон. Всеки, който сравняваше неговия предавател с уреда на Белл, не можеше да не забележи по-добрата яснота и сила на гласа на първия. На Белл не му оставаше нищо друго, освен да подаде жалба срещу конкурента за нарушаване на патента.
Ако Western Union притежаваше недвусмислени права на единствения наличен висококачествен предавател, щеше да има мощен лост за постигане на споразумение. Но екипът на Белл откри предишен патент за подобно устройство, получен от немски емигрант , и го закупи. Само след много години юридически битки на патента на Едисон беше присъден приоритет. Видейки, че делото не носи успех, през ноември 1879 година Western Union се съгласи да прехвърли всички патентни права на телефона, оборудването и базата на съществуващите абонати (55 000 души) на компанията на Белл. В замяна те помолиха само за 20% от наема на телефоните за следващите 17 години, както и да не се намесва в телеграфния бизнес.
Компанията на Белл бързо замени устройствата на Белл с усъвършенствани модели, основани първо на патента на Берлинер, а след това – на патентите, получени от Western Union. Когато делото приключи, основната дейност на Белл беше даването на показания в патентни дела, които бяха повече от достатъчни. Към 1881 година той напълно се оттегли от бизнеса. Както Морзе, и за разлика от Едисон, той не беше създател на системи. Теодор Вейл, енергичен мениджър, когото Гардинер прехвърли от пощенската служба, пое компанията в свои ръце и я доведе до доминираща позиция в страната.
Първоначално телефонната мрежа не се развиваше по същия начин, както телеграфната. Последната се развиваше на скокове от един търговски център до друг, преодолявайки по 150 км наведнъж, търсейки точки с най-висока концентрация на ценни клиенти, и едва след това допълвайки мрежата с връзки към по-малки местни пазари. Telefonните мрежи се формираха като кристали от малки точки на растеж, от няколко клиента разположени в независими клъстери в всеки град и околностите му, и бавно, през десетилетия, се обединяваха в регионални и национални структури.
Имаше две пречки за мащабна телефония. Първо, съществуваше проблем с разстоянието. Дори с усилвателите със променливо съпротивление, създадени на база идеята на Едисън, диапазонът на работа на телеграфа и телефона беше несравним. По-сложният сигнал на телефона беше подложен на повече шум, а електрическите свойства на колебателните токове бяха известни по-лошо от тези на постоянния ток, използван в телеграфа.
На второ място, имаше проблем с връзката. Телефонът на Бел правеше комуникация едно към едно, той можеше да свързва две точки с един проводник. За телеграфа това не беше проблем. Един офис можеше да обслужва множество клиенти и съобщенията лесно се пренасочваха от централния офис по друга линия. Но нямаше лесен начин да се предаде телефонен разговор. В първоначалния вариант на телефона, третите и следващите лица можеха да се свържат с двете разговарящи лица само чрез това, което по-късно ще нарекат „обединен телефон“. Тоест, ако всички устройства на абонатите бяха свързани към една линия, всеки от тях можеше да говори (или подслушва) с останалите.
За проблема с разстоянието ще се върнем на времето си. В ще задълбочим проблема с връзките и последствията му, оказали влияние върху развитието на релета.
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
