Ostali članci iz serije:
- Istorija štafete
- Istorija elektronskih računara
- Istorija tranzistora
- Internet istorija
Telefon je nastao slučajno. Ako Zahvaljujući vekovnom istraživanju mogućnosti prenošenja poruka pomoću električne energije, ljudi su naišli na telefon u potrazi za poboljšanim telegrafom. Stoga je prilično lako dodijeliti vjerodostojan, iako ne sasvim siguran, datum izuma telefona kao godina stogodišnjice osnivanja Sjedinjenih Država, 1876.
I ne može se reći da telefon nije imao prethodnike. Od 1830. godine naučnici traže načine da zvuk pretvore u električnu energiju, a električnu energiju u zvuk.
električni zvuk
U 1837 godina , liječnik i eksperimentator u oblasti elektromagnetizma iz Massachusettsa, naišao je na čudan fenomen. Postavio je izoliranu namotanu žicu između krajeva trajnog magneta, a zatim spustio svaki kraj žice u posude sa živom povezane s baterijom. Svaki put kada bi otvorio ili zatvorio strujni krug podizanjem ili spuštanjem kraja žice iz posude, magnet je emitovao zvuk koji se čuje s udaljenosti od jednog metra. Page je to nazvao galvanskom muzikom i sugerisao da se radi o "molekularnom poremećaju" koji se dešava u magnetu. Page je pokrenuo talas istraživanja dva aspekta ovog otkrića: čudno svojstvo metalnih materijala da menjaju oblik kada su magnetizovani i očiglednije stvaranje zvuka strujom.
Posebno nas zanimaju dvije studije. Prvi je dirigovao Johann Philipp Reis. Reis je predavao matematiku i egzaktne nauke školarcima na Institutu Garnier u blizini Frankfurta, ali se u slobodno vrijeme bavio istraživanjima elektrotehnike. Do tada je nekoliko električara već stvorilo nove verzije galvanske muzike, ali Reis je bio prvi koji je savladao alhemiju dvosmjernog prevođenja zvuka u električnu energiju i obrnuto.
Reis je shvatio da dijafragma, koja liči na ljudsku bubnu opnu, može zatvoriti i otvoriti električni krug kada vibrira. Prvi prototip uređaja "telefon" ["dugi zvučnik"], izgrađen 1860. godine, sastojao se od "uha" izrezbarenog od drveta preko koje je navučena membrana napravljena od svinjske bešike. Na donji dio membrane bila je pričvršćena platinasta elektroda koja je, vibrirajući, otvarala i zatvarala strujni krug s baterijom. Prijemnik je bio namotaj žice namotan oko igle za pletenje pričvršćene na violinu. Tijelo violine pojačavalo je vibracije olovke koja je mijenjala oblik dok se naizmenično magnetizirala i demagnetizirala.
Reisov kasniji model telefona
Reis je smislio mnoga poboljšanja ranog prototipa, i zajedno s drugim eksperimentatorima, otkrio je da ako mu nešto otpjevate ili pjevušete, preneseni zvuk ostaje prepoznatljiv. Riječi su se teže razlikovale i često su postajale iskrivljene i nerazumljive. U mnogim izvještajima o uspješnim prijenosima glasa korištene su uobičajene fraze kao što su "dobro jutro" i "kako ste", a mogle su se lako pogoditi. Glavni problem je ostao što je Reisov odašiljač samo otvarao i zatvarao strujno kolo, ali nije regulisao jačinu zvuka. Kao rezultat toga, mogla se prenositi samo frekvencija sa fiksnom amplitudom, a to nije moglo imitirati sve suptilnosti ljudskog glasa.
Reis je smatrao da njegov rad treba da bude priznat od strane nauke, ali to nikada nije postigao. Njegov uređaj bio je popularan kuriozitet među naučnom elitom, a kopije su se pojavile u većini centara ove elite: u Parizu, Londonu, Vašingtonu. Ali njegov naučni rad odbacio je Annalen der Physik [Anali fizike] profesora Poggendorffa, jedan od najstarijih naučnih časopisa i najuticajniji časopis tog vremena. Reisovi pokušaji da reklamira telefon putem telegrafskih kompanija također su propali. Bolovao je od tuberkuloze, a pogoršanje bolesti spriječilo ga je od daljnjih ozbiljnih istraživanja. Kao rezultat toga, 1873. bolest mu je oduzela život i ambicije. I ovo nije posljednji put da će ova bolest ometati razvoj istorije telefona.
Dok je Reis poboljšao svoj telefon, stavio je završne detalje u svoju plodnu studiju slušne fiziologije: "Učenje o slušnim senzacijama kao fiziološkoj osnovi za teoriju muzike" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], objavljeno 1862. Helmholc, u to vrijeme profesor na Univerzitetu u Hajdelbergu, bio je gigant nauke u XNUMX. vijeku, baveći se fiziologijom vida, elektrodinamikom, termodinamikom itd.
Helmholtzov rad se samo usputno odnosi na našu historiju, ali je šteta propustiti ga. U Poučavanju slušnih senzacija, Helmholc je za muziku učinio ono što je Njutn uradio za svetlost – pokazao je kako se naizgled jedan osećaj može rastaviti na njegove sastavne delove. On je dokazao da razlike u tembrima, od violine do fagota, proizlaze samo iz razlike u relativnoj jačini njihovih prizvuka (tonovi na dvostrukoj, trostrukoj itd. frekvenciji u odnosu na osnovnu notu). Ali za našu priču, najzanimljivija stvar u njegovom radu leži u izvanrednom alatu koji je razvio u svrhu demonstracije:
Varijanta Helmholtz sintisajzera
Helmholtz je naručio prvi uređaj iz radionice u Kelnu. Jednostavno rečeno, bio je to sintisajzer sposoban da proizvodi zvukove na osnovu kompozicije jednostavnih tonova. Njegova najnevjerovatnija sposobnost bila je neobjašnjiva sposobnost reprodukcije samoglasničkih zvukova koje su svi navikli čuti samo iz ljudskih usta.
Sintisajzer je radio od udaranja glavne viljuške za podešavanje, vibriranja na baznoj noti, zatvaranja i otvaranja kola, uranjajući platinastu žicu u posudu sa živom. Osam magnetiziranih viljuški za podešavanje, od kojih je svaka vibrirala svojim prizvukom, ležalo je između krajeva elektromagneta spojenog na kolo. Svako zatvaranje strujnog kruga uključivalo je elektromagnete i držalo viljuške za podešavanje u vibrirajućem stanju. Pored svake viljuške za podešavanje bio je cilindrični rezonator koji je mogao pojačati svoje zujanje do zvučnog nivoa. U normalnom stanju, poklopac na rezonatoru je bio zatvoren i prigušio je zvuk viljuške za podešavanje. Ako pomaknete poklopac u stranu, možete čuti ovaj prizvuk, i tako "svirati" zvuk lule, klavira ili samoglasnika "o".
Ovaj uređaj će igrati malu ulogu u stvaranju nove vrste telefona.
harmonijski telegraf
Jedan od mamaca za pronalazače druge polovine 1870. veka bio je multitelegraf. Što se više telegrafskih signala moglo ugurati u jednu žicu, to je telegrafska mreža bila efikasnija. Do ranih XNUMX-ih bilo je poznato nekoliko različitih metoda za organiziranje dupleks telegrafije (slanje dva signala u suprotnim smjerovima u isto vrijeme). Ubrzo nakon toga, Thomas Edison ih je poboljšao kreiranjem kvadrupleksa, kombinirajući dupleks i dipleks (prenos dva signala u isto vrijeme u istom smjeru), tako da se žica mogla koristiti četiri puta efikasnije.
Ali da li je bilo moguće dodatno povećati broj signala? Organizirati neku vrstu oktorupleksa, ili čak i više? Da se zvučni valovi mogu pretvoriti u električnu struju i obrnuto, ponudili su zanimljivu mogućnost. Šta ako koristite tonove različite visine da biste stvorili akustični, harmonični ili, poetski rečeno, muzički telegraf? Ako se fizičke vibracije različitih frekvencija mogu pretvoriti u električne vibracije, a zatim ponovo rastaviti na njihove izvorne frekvencije s druge strane, tada bi bilo moguće slati više signala u isto vrijeme bez međusobnih smetnji. Sam zvuk bi tada bio samo sredstvo za postizanje cilja, posredni medij koji oblikuje struje tako da više signala može postojati u jednoj žici. Radi jednostavnosti, ovaj koncept ću nazvati harmonijskim telegrafom, iako su se u to vrijeme koristile različite varijacije termina.
To nije bio jedan od načina stvaranja multipleksiranih signala. U Francuskoj [po kome je jedinica za brzinu simbola nazvana - baud / pribl. prev.] do 1874. smislio je mašinu sa rotirajućim razvodnikom koji je naizmjenično prikupljao signale s nekoliko telegrafskih predajnika. Sada bismo to nazvali vremenski multipleks, a ne frekvencijski multipleks. Ali ovaj pristup je imao nedostatak - ne bi doveo do stvaranja telefonije.
Do tada je američkom telegrafijom dominirao Western Union, koji se formirao 1850-ih u pokušaju da eliminiše nepovoljnu konkurenciju između nekoliko velikih telegrafskih kompanija - prije pojave antimonopolskih zakona, takvo objašnjenje se lako moglo koristiti za opravdanje takvih spajanja. Jedan od likova u našoj priči opisao ju je kao "vjerovatno najveću korporaciju koja je ikada postojala". Sa hiljadama kilometara žice i trošenjem ogromnih suma za izgradnju i održavanje mreža, Western Union je sa velikim interesovanjem pratio razvoj multipleks telegrafije.
Još jedan igrač je također čekao napredak u telegrafskom poslu. , bostonski advokat i biznismen, bio je jedan od glavnih zagovornika da se američki telegraf stavi pod kontrolu savezne vlade. Habard je verovao da telegrami mogu biti jeftini kao pisma i bio je odlučan da potkopa ono što je video kao cinični i iznuđivački monopol Western Uniona. Habardov predlog zakona nije predložio potpunu nacionalizaciju postojećih telegrafskih kompanija, kao što su to učinile gotovo sve evropske sile, već bi uspostavio telegrafsku službu koju sponzoriše vlada pod okriljem pošte. Ali rezultat bi najvjerovatnije bio isti, a Western Union bi se ugasio. Do sredine 1870-ih, napredak zakonodavstva je zastao, ali Habard je bio uveren da će mu kontrola kritičnog novog telegrafskog patenta dati prednost da svoj predlog progura u Kongres.
Gardiner Green Hubbard
Postoje dva jedinstvena faktora u SAD-u: prvo, kontinentalna skala Western Uniona. Nijedna od evropskih telegrafskih organizacija nije imala tako proširene linije, a samim tim ni razloga za razvoj multipleks telegrafije. Drugo, otvoreno pitanje državne kontrole nad telegrafom. Posljednje evropsko uporište bila je Britanija, koja je nacionalizirala telegraf 1870. godine. Nakon toga nigdje nije preostalo mjesta osim Sjedinjenih Država gdje se nazirala primamljiva perspektiva tehnološkog iskora i podrivanja monopola. Možda je zbog toga veliki dio posla na harmonskom telegrafu obavljen u SAD-u.
U osnovi su bila tri kandidata za nagradu. Dvojica od njih su već bili časni pronalazači - и . Treći je bio profesor retorike i učitelj gluhih po imenu Bell.
Siva
Elisha Grey je odrasla na farmi u Ohaju. Kao i mnogi njegovi savremenici, igrao se telegrafijom kao tinejdžer, ali je sa 12 godina, kada mu je otac umro, počeo da traži zanimanje koje bi mu moglo pružiti. Jedno vrijeme je bio kovački šegrt, zatim brodski stolar, a sa 22 godine je saznao da može steći obrazovanje na koledžu Oberlin bez prekida stolarije. Nakon pet godina studija, zaronio je u karijeru pronalazača u oblasti telegrafije. Njegov prvi patent bio je samopodešavajući relej, koji je korištenjem drugog elektromagneta umjesto opruge koja vraća armaturu eliminirao potrebu za podešavanjem osjetljivosti releja na osnovu struje u kolu.
Elisha Grey, ca. 1878
Do 1870. već je bio partner u kompaniji za elektroopremu i tamo je radio kao glavni inženjer. Godine 1872. on i partner premjestili su kompaniju u Chicago i preimenovali je u Western Electric Manufacturing Company. Western Electric je ubrzo postao glavni dobavljač telegrafske opreme za Western Union. Kao rezultat toga, ostaviće značajan trag u istoriji telefonije.
Početkom 1874. Grej je čuo čudan zvuk iz svog kupatila. Zvučalo je kao urlik vibrirajućeg reotoma, samo mnogo glasnije. Reotom (doslovno "prekidač protoka") je bio dobro poznati električni uređaj koji je koristio metalni jezičak za brzo otvaranje i zatvaranje strujnog kruga. Gledajući u kupatilo, Grej je video svog sina kako u jednoj ruci drži indukcioni kalem povezan sa reotomom, a drugom rukom trlja cink premaz kade, koji je zujao istom frekvencijom. Grey, zaintrigiran tom prilikom, povukao se iz svog svakodnevnog posla u Western Electricu kako bi se vratio izumiteljstvu. Do ljeta je razvio muzički telegraf pune oktave, pomoću kojeg je bilo moguće puštati zvukove na dijafragmi napravljenoj od metalnog bazena pritiskom na tipke na klavijaturi.
Predajnik
Prijemnik
Muzički telegraf je bio novitet bez vidljive komercijalne vrijednosti. Ali Grej je shvatio da mu sposobnost da prenosi zvukove različitih tonaliteta preko jedne žice daje dve mogućnosti. Sa odašiljačem drugačijeg dizajna, sposobnom da uhvati zvuk iz zraka, bilo je moguće napraviti glasovni telegraf. Sa drugim prijemnikom koji je mogao podijeliti kombinovani signal na njegove komponente, bilo je moguće napraviti harmonični telegraf - to jest, multipleksni telegraf zasnovan na zvuku. Odlučio je da se koncentriše na drugu opciju, pošto je telegrafska industrija imala očigledne zahteve. Potvrdio se u svom izboru nakon što je saznao za Reisov telefon, koji je izgledao kao jednostavna filozofska igračka.
Grey je napravio harmonički telegrafski prijemnik od seta elektromagneta spojenih sa metalnim trakama. Svaka traka je bila podešena na određenu frekvenciju i oglasila se kada se pritisne odgovarajuće dugme na predajniku. Predajnik je radio na istom principu kao i muzički telegraf.
Grey je poboljšao svoj aparat u naredne dvije godine i odnio ga na izložbu. Zvanični naziv događaja je bio". Bio je to prvi svjetski sajam koji je održan u Sjedinjenim Državama i poklopio se s proslavom stogodišnjice nacije, u vezi s kojom je tzv. Centenary Exposure. Desilo se u Filadelfiji u leto 1876. Tamo je Grej demonstrirao "oktruplex" vezu (tj. prenos osam poruka u isto vreme) na posebno pripremljenoj telegrafskoj liniji iz Njujorka. Ovo postignuće visoko su hvalili žiri izložbe, ali ga je ubrzo zasjenilo još veće čudo.
Edison
, predsjednik Western Uniona, vrlo brzo je saznao za Grejov napredak, što ga je učinilo jako nervoznim. U najboljem slučaju, sa Grejevim uspehom, situacija će se pretvoriti u veoma skupo licenciranje patenata. U najgorem slučaju, Grejev patent će postati osnova za stvaranje konkurentske kompanije koja će poljuljati dominaciju Western Uniona.
Tako je u julu 1875. Orton izvukao asa iz rukava, naime Tomasa Edisona. Edison je odrastao rame uz rame sa telegrafijom, proveo nekoliko godina kao telegrafista, a zatim postao pronalazač. Njegov najveći trijumf u to vrijeme bila je kvadrupleksna veza, koju je godinu dana ranije financirao Western Union. Sada se Orton nadao da će poboljšati svoj izum i nadmašiti ono što je Grey uspio. Dao je Edisonu opis Reisovog telefona; Edison je također proučavao Helmholtzov rad, nedavno preveden na engleski.
Edison je bio na vrhuncu svoje forme, a inovativne ideje izbijale su iz njega kao iskre iz nakovnja. Sljedeće godine pokazao je dva različita pristupa akustičnom telegrafu – prvi je bio sličan Greyovom telegrafu i koristio je tuning viljuške ili vibrirajuće trske da stvori ili percipira željenu frekvenciju. Edison nije uspio natjerati takav aparat da radi na prihvatljivom nivou.
Drugi pristup, koji je nazvao "akustični predajnik", bio je potpuno drugačiji. Umjesto da koristi vibrirajuće trske za prijenos različitih frekvencija, on ih je koristio za prijenos impulsa u različitim intervalima. On je podijelio upotrebu žice između predajnika po vremenu, a ne po frekvenciji. To je zahtijevalo savršenu sinhronizaciju vibracija u svakom paru prijemnik-predajnik, tako da se signali ne preklapaju. Do avgusta 1876. kvadrupleks je radio na ovom principu, iako je signal postao beskoristan na udaljenosti većoj od 100 milja. Imao je i ideje za poboljšanje Reisovog telefona, koje je privremeno ostavio po strani.
A onda je Edison čuo za senzaciju koju je na Centennial Expositionu u Filadelfiji stvorio čovjek po imenu Bell.
Bell
rođen je u Edinburgu u Škotskoj, a odrastao u Londonu pod strogim vodstvom svog djeda. Poput Greja i Edisona, u adolescenciji je razvio interesovanje za telegraf, ali je potom krenuo stopama svog oca i dede, odabravši ljudski govor kao svoju glavnu strast. Njegov deda, Aleksandar, stekao je ime na sceni, a zatim je počeo da predaje govorništvo. Njegov otac, Alexander Melville, takođe je bio učitelj, pa je čak razvio i objavio fonetski sistem koji je nazvao "vidljivim govorom". Mlađi Aleksandar (Alek, kako su ga u porodici zvali) odabrao je da nauči gluve da govore kao svoje zanimanje.
Do kraja 1860-ih studirao je anatomiju i fiziologiju na Univerzitetskom koledžu u Londonu. Studentica Marie Eccleston, s kojom je namjeravao da se oženi, studirala je s njim. Ali onda je napustio i učenje i ljubav. Dva njegova brata su umrla od tuberkuloze, a Alecov otac je tražio da on i ostatak njegove porodice emigriraju u Novi svijet kako bi sačuvali zdravlje svog sina jedinca. Bell je poslušao, iako je bio nevoljan i ogorčen zbog toga, i otplovio je 1870.
Nakon malog hakovanja u Ontariju, Aleksandar je, ne bez očevih veza, našao posao kao nastavnik u školi za gluve u Bostonu. Tu su se počele tkati niti njegove budućnosti.
Prvo je imao učenicu, Mabel Hubbard, koja je izgubila sluh sa pet godina zbog šarlaha. Bell je podučavao privatno čak i nakon što je postao profesor vokalne fiziologije i govorništva na Univerzitetu u Bostonu, a Mabel je bila među njegovim prvim studentima. Ona je u vrijeme treninga imala nešto manje od 16 godina, deset godina mlađa od Belle, a za nekoliko mjeseci on se zaljubio u ovu djevojku. Kasnije ćemo se vratiti na njenu priču.
Godine 1872. Bell je obnovio svoje interesovanje za telegrafiju. Nekoliko godina ranije, dok je još bio u Londonu, Bell je saznao za Helmholtzove eksperimente. Ali Bell je pogrešno shvatio Helmholtzovo postignuće, vjerujući da on ne samo da stvara, već i prenosi složene zvukove koristeći električnu energiju. Tako se Bell zainteresirao za harmonijsku telegrafiju - dijeljenje žice pomoću nekoliko signala koji se prenose na nekoliko frekvencija. Možda inspiriran vijestima da je Western Union dobio ideju o dupleks telegrafu od Josepha Stearnsa, njegovog kolege iz Bostona, Bell je ponovo razmotrio svoje ideje i, poput Edisona i Greya, počeo ih pokušavati implementirati.
Jednom je, prilikom posjete Mabel, dotaknuo drugu nit svoje sudbine - stojeći pored klavira, pokazao je njenoj porodici trik koji je naučio u mladosti. Ako otpjevate jasnu notu na klaviru, odgovarajuća žica će zazvoniti i odsvirati vam je. Rekao je Mabelinom ocu da podešeni telegrafski signal može postići isti efekat i objasnio kako se to može koristiti u multipleks telegrafiji. A Bell ne bi našao slušaoca bolje usklađenog s njegovom pričom: odjeknuo je od radosti i odmah shvatio glavnu ideju: „postoji jedan vazduh za sve, a potrebna je samo jedna žica“, odnosno talasno širenje struje u žica može kopirati distribuciju u minijaturnim zračnim valovima generiranim složenim zvukom. Bellov slušalac bio je Gardiner Hubbard.
telefon
A sada priča postaje veoma zbunjujuća, pa se bojim testirati strpljenje čitalaca. Pokušat ću pratiti glavne trendove bez zaglavljivanja u detaljima.
Bell, uz podršku Habarda i oca još jednog njegovog učenika, marljivo je radio na harmonskom telegrafu ne objavljujući svoj napredak. Smjenjivao je bijesan posao s periodima odmora kada ga je zdravlje pokvarilo, dok je pokušavao da ispuni svoje univerzitetske obaveze, promoviše očev sistem "vidljivog govora" i radi kao učitelj. Unajmio je novog asistenta , iskusni mehaničar iz bostonske mehaničke radionice Čarlsa Vilijamsa - okupili su se ljudi zainteresovani za struju. Habard je nagovarao Bela i nije se čak ni ustručavao da iskoristi ruku svoje ćerke kao podsticaj, odbijajući da se oženi njome sve dok Bell ne poboljša svoj telegraf.
U ljeto 1874. godine, dok je bio na odmoru u blizini porodične kuće u Ontariju, Bell je imao bogojavljenje. Nekoliko misli koje su postojale u njegovoj podsvesti spojile su se u jednu - telefon. Na njegove misli nije najmanje uticao - prvi uređaj za snimanje zvuka na svijetu koji je slikao zvučne valove na dimljenom staklu. Ovo je uvjerilo Bella da se zvuk bilo koje složenosti može svesti na kretanje tačke u prostoru, kao što je kretanje struje kroz žicu. Nećemo se zadržavati na tehničkim detaljima, jer oni nisu vezani za stvarno kreirane telefone i praktičnost njihove primjene je upitna. Ali odveli su Bellovo razmišljanje u novom smjeru.
Konceptna skica za Bellov originalni "harmonički" telefon (nije napravljen)
Bell je ovu ideju ostavio po strani na neko vrijeme, kako bi, kako su očekivali njegovi partneri, ostvario cilj stvaranja harmonijskog telegrafa.
Ali rutina finog podešavanja instrumenata ubrzo mu je dosadila, a njegovo srce, umorno od mnogih praktičnih prepreka koje su stajale na putu od radnog prototipa do praktičnog sistema, sve je više gravitiralo prema telefonu. Ljudski glas je bio njegova prva strast. U ljeto 1875. otkrio je da vibrirajuće trske ne samo da mogu brzo zatvoriti i otvoriti strujni krug na način telegrafskog ključa, već i stvoriti kontinuiranu valovitu struju dok se kreću u magnetskom polju. Svoju ideju o telefonu podijelio je s Watsonom, a zajedno su napravili prvi model telefona na ovom principu - dijafragma koja je vibrirala u polju elektromagneta pobuđivala je talasastu struju u magnetnom kolu. Ovaj uređaj je bio sposoban da prenosi neke prigušene zvukove glasa. Habard nije bio impresioniran uređajem i naredio je Bellu da se vrati pravom radu.
Bellov rudimentarni telefon na vješalima u ljeto 1875
No, Bell je ipak uvjerio Habarda i ostale partnere da ideju treba patentirati, budući da se može koristiti u multipleks telegrafiji. A ako već podnesete zahtjev za patent, niko vam neće zabraniti da se u njemu spomene mogućnost korištenja uređaja za glasovnu komunikaciju. Zatim je u januaru Bell nacrtu patenta dodao mehanizam za stvaranje struje novog talasa: varijabilni otpor. Želio je da poveže vibrirajuću dijafragmu koja je primala zvuk sa platinskim kontaktom koji se dizao i spuštao iz posude kiseline koja je sadržavala drugi, fiksni kontakt. Kako je pokretni kontakt tonuo dublje, veća površina je došla u kontakt sa kiselinom, što je smanjilo otpor struji koja teče između kontakata - i obrnuto.
Bellova skica koncepta transmitera promjenjivog otpora fluida
Habard je, znajući da je Grej za Belom za petama, podneo talas aktuelne prijave patenta kancelariji za patente ujutru 14. februara ne čekajući konačnu potvrdu od Bela. A popodne istog dana stigao je Grejev advokat sa svojim patentom. Takođe je sadržavao prijedlog da se generira valna struja korištenjem tečnog promjenjivog otpora. Također je spomenuta mogućnost korištenja izuma i za telegrafski i za glasovni prijenos. Ali stigao je nekoliko sati zakašnjenja kako bi ometao Bellov patent. Da je redoslijed pristizanja bio drugačiji, trajala bi duga saslušanja o prioritetima prije nego što je patent odobren. Kao rezultat toga, 7. marta, Bellu je odobren patent broj 174, "Poboljšanja u telegrafiji", koji je postavio kamen temeljac za buduću dominaciju Bell sistema.
Ali ova dramatična priča nije bila bez ironije. Jer 14. februara 1876. ni Bel ni Grej nisu napravili radni model telefona. Niko to nije ni pokušao, osim Belovog kratkog pokušaja prošlog jula, u kojem nije bilo promenljivog otpora. Stoga, ne biste trebali smatrati patente prekretnicom u istoriji tehnologije. Ovaj kritični trenutak u razvoju telefonije kao poslovnog preduzeća nije imao mnogo veze sa telefonom kao uređajem.
Tek kada je patent poslan, Bell i Watson su se mogli vratiti na telefon, uprkos Hubbardovim stalnim zahtjevima da nastave rad na multipleks telegrafu. Bell i Watson su mjesecima pokušavali da shvate ideju o promjenljivoj otpornosti tekućine na rad, a telefon izgrađen na ovom principu korišten je za prenošenje poznate fraze: "Gospodine Watson, dođite ovamo, želim da vas vidim."
Ali pronalazači su stalno imali problema sa pouzdanošću ovih odašiljača. Tako su Bell i Watson počeli raditi na novim odašiljačima koristeći princip magneta s kojim su eksperimentirali u ljeto 1875., koristeći kretanje dijafragme u magnetskom polju za direktno pobuđivanje struje. Prednost je bila jednostavnost i pouzdanost. Nedostatak je bio što je mala snaga telefonskog signala bila rezultat vibracija zraka koje stvara glas govornika. Ovo je ograničilo efektivnu radnu udaljenost magneto predajnika. A sa uređajem s promjenjivim otporom, glas je modulirao struju koju stvara baterija, a koja se mogla učiniti proizvoljno jakom.
Novi magneti radili su mnogo bolje nego prošlog ljeta, a Gardiner je odlučio da ipak postoji nešto u ideji o telefonu. Između ostalih zabava, bio je član Massachusettsovog izložbenog odbora za obrazovanje i nauku na predstojećoj Centenary Exposition. Iskoristio je svoj utjecaj da Bellu omogući mjesto na izložbi i na takmičenju gdje su sudije ocjenjivale električne izume.
Bell/Watson magneto predajnik. Vibrirajuća metalna dijafragma D kreće se u magnetskom polju magneta H i inducira struju u kolu
Prijemnik
Sudije su stigle u Bell odmah nakon što su proučile Grejev harmonijski telegraf. Ostavio ih je kod prijemnika i prešao na jedan od predajnika koji se nalazio stotinjak metara dalje niz galeriju. Bellovi sagovornici su bili zadivljeni kada su čuli njegovo pjevanje i riječi koje su izlazile iz male metalne kutije. Jedan od sudija bio je Bellov zemljak, Škot (koji je kasnije dobio titulu Lord Kelvin). Uzbuđen, otrčao je preko hodnika do Bella da ga obavijesti da je čuo njegove riječi, a kasnije je telefon proglasio "najnevjerovatnijom stvari koju je vidio u Americi". Bio je prisutan i car Brazila, koji je prvo prislonio kutiju na uho, a zatim skočio sa stolice vičući: „Čujem, čujem!“
Zvuk koji je izazvao Bell na izložbi natjerao je Edisona da nastavi sa svojim prethodnim idejama za telefonski prijenos. Odmah je nasrnuo na glavni nedostatak Bellovog uređaja - slab magneto predajnik. Iz svojih eksperimenata s kvadrupleksom znao je da se otpor komadića uglja mijenja s pritiskom. Nakon mnogih eksperimenata sa različitim konfiguracijama, razvio je odašiljač varijabilnog otpora koji radi na ovom principu. Umesto talasa pritiska koji se kreću u kontaktnoj tečnosti, glas govornika je stisnuo „dugme“ uglja, promenio njegov otpor, a samim tim i jačinu struje u kolu. Bio je daleko pouzdaniji i lakši za implementaciju od tekućih odašiljača koje su osmislili Bell i Grey, i bio je odlučujući doprinos dugoročnom uspjehu telefona.
Ipak, Bell je prvi napravio telefon, uprkos očiglednim prednostima u iskustvu i vještinama koje su imali njegovi rivali. Bio je prvi ne zato što ga je posjetio uvid do kojeg drugi nisu došli - mislili su i na telefon, ali su ga smatrali beznačajnim u odnosu na poboljšani telegraf. Bell je bio prvi jer mu se više sviđao ljudski glas nego telegraf, toliko da se opirao željama svojih partnera dok nije mogao dokazati da njegov telefon radi.
A šta je sa harmonijskim telegrafom, na koji su Grej, Edison i Bel uložili toliko truda i razmišljanja? Do sada ništa nije funkcionisalo. Održavanje mehaničkih vibratora na oba kraja žice savršeno podešenim pokazalo se vrlo teškim, a niko nije znao kako da pojača kombinovani signal tako da radi na velikim udaljenostima. Tek sredinom XNUMX. stoljeća, nakon što je električna tehnologija koja je započela s radiom omogućila fino podešavanje frekvencija i pojačanje niske razine buke, ideja o superponiranju više signala koji se prenose preko jedne žice postala je popularna. stvarnost.
Zbogom Bellu
Uprkos uspehu telefona na izložbi, Habard nije bio zainteresovan za izgradnju telefonskog sistema. Sljedeće zime ponudio je Williamu Ortonu, predsjedniku Western Uniona, da kupi sva prava na telefon prema Bellovom patentu za 100 000 dolara. Orton je odbio, pod utjecajem kombinacije nesklonosti Hubbardu i njegovim poštanskim telegrafskim shemama, samopouzdanja i Edisonov rad na telefonu, kao i vjerovanje da je telefon, u poređenju sa telegrafom, značio vrlo malo. Drugi pokušaji da se proda ideja o telefonu su propali, uglavnom zbog straha od ogromnih troškova parnica oko patentnih prava ako se komercijaliziraju. Stoga su u julu 1877. Bell i partneri osnovali Bell Telephone Company da samostalno organiziraju telefonsku uslugu. Istog mjeseca, Bell se konačno udala za Mabel Gardiner u domu njene porodice, postavši dovoljno uspješna da dobije očev blagoslov.
Alec sa suprugom Mabel i dvoje preživjele djece - dva njegova sina umrla su u djetinjstvu (oko 1885.)
Sljedeće godine, Orton se predomislio o telefonu i osnovao vlastitu kompaniju, American Speaking Telephone Company, nadajući se da će patenti Edisona, Greya i drugih zaštititi kompaniju od Bellovih pravnih napada. Postala je smrtonosna prijetnja Bellovim interesima. Western Union je imao dvije glavne prednosti. Prvo, velika finansijska sredstva. Belovoj kompaniji je bio potreban novac jer je svojim kupcima iznajmljivala opremu, za šta je trebalo mnogo meseci da se isplati. Drugo, pristup poboljšanom Edisonovom predajniku. Svako ko je uporedio njegov predajnik sa Bellovim uređajem nije mogao ne primijetiti bolju jasnoću i jačinu glasa prvog. Bellova kompanija nije imala izbora nego da tuži konkurenta zbog kršenja patenta.
Kada bi Western Union imao nedvosmislena prava na jedini dostupni predajnik visokog kvaliteta, imao bi moćnu polugu za postizanje sporazuma. Ali Bellov tim je iskopao prethodni patent za sličan uređaj od njemačkog imigranta. i otkupio ga. Tek nakon mnogo godina pravnih bitaka Edisonov patent je dobio prioritet. Vidjevši da postupak nije bio uspješan, Western Union je u novembru 1879. pristao da prenese sva patentna prava na telefon, opremu i postojeću pretplatničku bazu (55 ljudi) na Bellovu kompaniju. U zamjenu su tražili samo 000% zakupa telefona u narednih 20 godina, kao i da Bell ne ulazi u telegrafski posao.
Kompanija Bell je brzo zamijenila Bellove uređaje poboljšanim modelima zasnovanim prvo na Berliner patentu, a zatim na patentima dobivenim od Western Uniona. Kada je parnica završena, Bellovo glavno zanimanje bilo je svjedočenje u patentnim sporovima, kojih je bilo dosta. Do 1881. potpuno se povukao. Kao i Morse, i za razliku od Edisona, on nije bio graditelj sistema. Theodore Vail, energični menadžer kojeg je Gardiner lovio iz poštanske službe, preuzeo je kompaniju i doveo je do nacionalne dominacije.
U početku, telefonska mreža nije rasla na isti način kao telegrafska mreža. Potonji je evoluirao skačući iz jednog trgovačkog centra u drugi, prelazeći 150 km odjednom, tražeći najveću koncentraciju kupaca visoke vrijednosti, a tek onda dopunjavajući mrežu vezama s manjim lokalnim tržištima. Telefonske mreže su rasle poput kristala iz malih tačaka rasta, od nekoliko korisnika lociranih u nezavisnim klasterima u svakom gradu i kvartu, i polako, tokom decenija, spajale se u regionalne i nacionalne strukture.
Postojale su dvije prepreke za masovnu telefoniju. Prvo, postojao je problem udaljenosti. Čak i sa pojačanim predajnicima promjenljivog otpora, nastalim na osnovu Edisonove ideje, domet telegrafa i telefona bio je neuporediv. Složeniji telefonski signal bio je skloniji buci, a električna svojstva fluktuirajućih struja bila su manje poznata od onih jednosmjerne struje koja se koristi u telegrafu.
Drugo, postojao je problem u komunikaciji. Bellov telefon je bio jedan-na-jedan komunikacioni uređaj, mogao je povezati dvije tačke jednom žicom. Za telegraf to nije bio problem. Jedna kancelarija mogla bi opsluživati mnogo klijenata, a poruke bi se lako mogle usmjeriti iz centralne kancelarije na drugu liniju. Ali nije bilo lakog načina da se prenese telefonski razgovor. U prvom ostvarenju telefona, treći i naredni ljudi mogli su da se povežu samo sa dve osobe koje su razgovarale preko onoga što će se kasnije nazvati "upareni telefon". Odnosno, kada bi svi uređaji pretplatnika bili povezani na jednu liniju, onda bi svaki od njih mogao razgovarati (ili prisluškivati) sa ostalima.
Na problem udaljenosti vratit ćemo se vremenom. IN udubićemo se u problem veza i njegove posledice koje su uticale na razvoj releja.
Šta čitati
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell i osvajanje samoće (1973.)
- David A. Hounshell, “Elisha Gray i telefon: o nedostacima biti stručnjak”, Tehnologija i kultura (1975).
- Paul Israel, Edison: Život invencije (1998.)
- George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, and Other Novitys (1878)
izvor: www.habr.com