Erthyglau eraill yn y gyfres:
- Hanes y ras gyfnewid
- Hanes cyfrifiaduron electronig
- Hanes y transistor
- Hanes rhyngrwyd
Daeth y ffôn i fod ar ddamwain. Os Diolch i ganrif o ymchwil i'r posibiliadau o drosglwyddo negeseuon gan ddefnyddio trydan, daeth pobl ar draws y ffôn i chwilio am delegraff gwell. Mae felly yn weddol hawdd pennu dyddiad credadwy, er nad yn hollol sicr, ar gyfer dyfeisio'r ffôn i fod yn flwyddyn canmlwyddiant sefydlu'r Unol Daleithiau, 1876.
Ac ni ellir dweud nad oedd gan y ffôn ragflaenwyr. Ers 1830, mae gwyddonwyr wedi bod yn chwilio am ffyrdd o droi sain yn drydan, a thrydan yn sain.
sain trydan
Yn y flwyddyn 1837 , meddyg ac arbrofwr ym maes electromagneteg o Massachusetts, wedi baglu ar ffenomen ryfedd. Gosododd wifren dorchog wedi'i hinswleiddio rhwng pennau magnet parhaol, ac yna gostyngodd bob pen i'r wifren i gynwysyddion mercwri wedi'u cysylltu â batri. Bob tro y byddai'n agor neu'n cau'r gylched trwy godi neu ostwng diwedd y wifren o'r cynhwysydd, roedd y magnet yn allyrru sain glywadwy o bellter o fetr. Galwodd Page yn gerddoriaeth galfanig, ac awgrymodd ei fod yn ymwneud â'r "anhwylder moleciwlaidd" sy'n digwydd yn y magnet. Lansiodd Page ton o ymchwil i ddwy agwedd ar y darganfyddiad hwn: eiddo rhyfedd deunyddiau metelaidd i newid siâp wrth eu magneteiddio, a'r sain amlycach a gynhyrchir gan drydan.
Mae gennym ddiddordeb arbennig mewn dwy astudiaeth. Arweiniwyd y cyntaf gan Johann Philipp Reis. Dysgodd Reis fathemateg ac union wyddorau i blant ysgol yn Sefydliad Garnier ger Frankfurt, ond yn ei amser hamdden roedd yn ymwneud ag ymchwil trydanol. Erbyn hynny, roedd sawl trydanwr eisoes wedi creu fersiynau newydd o gerddoriaeth galfanig, ond Reis oedd y cyntaf i feistroli alcemi y cyfieithiad dwy ffordd o sain i drydan ac i'r gwrthwyneb.
Sylweddolodd Reis y gallai diaffram, sy'n debyg i drwm clust dynol, gau ac agor cylched drydan pan fyddai'n dirgrynu. Roedd y prototeip cyntaf o'r ddyfais "teleffon" ["siaradwr hir"], a adeiladwyd ym 1860, yn cynnwys "clust" wedi'i cherfio o bren gyda philen wedi'i gwneud o bledren mochyn wedi'i hymestyn drosto. Roedd electrod platinwm ynghlwm wrth ran isaf y bilen, a oedd, pan gafodd ei dirgrynu, yn agor a chau'r gylched gyda'r batri. Roedd y derbynnydd yn coil o wifren wedi'i chlwyfo o amgylch nodwydd gwau ynghlwm wrth ffidil. Fe wnaeth corff y ffidil ddwysau dirgryniadau'r stylus sy'n newid siâp wrth iddo fagneteiddio a dadfagneteiddio bob yn ail.
Ffôn model hwyr Reis
Lluniodd Reis lawer o welliannau i’r prototeip cynnar, ac ynghyd ag arbrofwyr eraill, canfuwyd pe baech yn canu neu’n hymian rhywbeth i mewn iddo, roedd y sain a drosglwyddir yn parhau i fod yn adnabyddadwy. Roedd yn anoddach gwahaniaethu rhwng y geiriau ac yn aml yn mynd yn afluniaidd ac annealladwy. Roedd llawer o adroddiadau am drosglwyddiadau llais llwyddiannus yn defnyddio ymadroddion cyffredin fel "bore da" a "sut ydych chi", a gellid eu dyfalu'n hawdd. Y brif broblem o hyd oedd mai dim ond agor a chau'r cylched y trosglwyddydd Reis, ond nid oedd yn rheoleiddio cyfaint y sain. O ganlyniad, dim ond amledd ag osgled sefydlog y gellid ei drosglwyddo, ac ni allai hyn efelychu holl gynildeb y llais dynol.
Credai Reis y dylai gwyddoniaeth gydnabod ei waith, ond ni chyflawnodd hyn erioed. Roedd ei ddyfais yn chwilfrydedd poblogaidd ymhlith yr elitaidd gwyddonol, ac ymddangosodd copïau yn y rhan fwyaf o ganolfannau'r elitaidd hwn: ym Mharis, Llundain, Washington. Ond gwrthodwyd ei waith gwyddonol gan gyfnodolyn yr Athro Poggendorff Annalen der Physik [Annals of Physik] - un o gyfnodolion gwyddonol hynaf a dyddlyfr mwyaf dylanwadol y cyfnod hwnnw. Methodd ymdrechion Reis i hysbysebu'r ffôn trwy gwmnïau telegraff hefyd. Roedd yn dioddef o dwbercwlosis, ac roedd ei salwch gwaethygu yn ei gadw rhag ymchwil difrifol pellach. O ganlyniad, yn 1873, cymerodd y clefyd ei fywyd a'i uchelgais. Ac nid dyma'r tro olaf y bydd y clefyd hwn yn rhwystro datblygiad hanes y ffôn.
Tra bod Reis wedi gwella ei ffôn, rhoi'r cyffyrddiadau olaf i'w astudiaeth ffrwythlon o ffisioleg glywedol: "Athrawiaeth synwyriadau clywedol fel sail ffisiolegol ar gyfer theori cerddoriaeth" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], a gyhoeddwyd ym 1862. Roedd Helmholtz, ar y pryd yn athro ym Mhrifysgol Heidelberg, yn gawr gwyddoniaeth yn y XNUMXeg ganrif, yn gweithio ar ffisioleg gweledigaeth, electrodynameg, thermodynameg, ac ati.
Wrth basio yn unig y cyfeiria gwaith Helmholtz at ein hanes, ond trueni yw ei golli. Yn The Teaching of Auditory Sensations , gwnaeth Helmholtz ar gyfer cerddoriaeth yr hyn a wnaeth Newton ar gyfer golau - dangosodd sut y gellir dadosod teimlad sy'n ymddangos yn sengl i'w gydrannau. Profodd fod gwahaniaethau mewn timbres, o'r ffidil i'r basŵn, yn dod yn unig o wahaniaethau yng nghryfder cymharol eu naws (tonau ar amlder dwbl, triphlyg, ac ati mewn perthynas â'r nodyn sylfaen). Ond ar gyfer ein stori, y peth mwyaf diddorol am ei waith yw'r offeryn rhyfeddol a ddatblygodd at ddibenion arddangos:
Amrywiad syntheseisydd Helmholtz
Archebodd Helmholtz y ddyfais gyntaf o weithdy yn Cologne. Yn syml, roedd yn syntheseisydd a oedd yn gallu cynhyrchu synau yn seiliedig ar gyfansoddiad tonau syml. Ei allu mwyaf rhyfeddol oedd y gallu anesboniadwy i atgynhyrchu synau llafariad y mae pawb yn gyfarwydd â'u clywed yn dod o'r geg ddynol yn unig.
Gweithiodd y syntheseisydd o guro'r prif fforc tiwnio, gan ddirgrynu ar y nodyn sylfaenol, cau ac agor y gylched, gan drochi'r wifren platinwm mewn cynhwysydd gyda mercwri. Gorffwysodd wyth ffyrc tiwnio magnetedig, pob un ohonynt yn dirgrynu â'i naws ei hun, rhwng pennau electromagnet a gysylltwyd â'r gylched. Roedd pob cau'r gylched yn troi'r electromagnetau ymlaen, ac yn cadw'r ffyrch tiwnio mewn cyflwr dirgrynol. Wrth ymyl pob fforch diwnio roedd cyseinydd silindrog a oedd yn gallu chwyddo ei suo i lefel glywadwy. Yn y cyflwr arferol, caewyd y caead ar y resonator, a muffled sain y fforc tiwnio. Os symudwch y caead i'r ochr, gallwch glywed yr naws hon, a thrwy hynny "chwarae" sain pibell, piano neu lafariad "o".
Bydd y ddyfais hon yn chwarae rhan fach wrth greu math newydd o ffôn.
telegraff harmonig
Un o atyniadau dyfeiswyr ail hanner y 1870eg ganrif oedd yr aml-ddelwedd. Po fwyaf o signalau telegraff y gellid eu gwasgu i mewn i un wifren, y mwyaf effeithlon oedd y rhwydwaith telegraff. Erbyn dechrau'r XNUMXau, roedd sawl dull gwahanol yn hysbys i drefnu telegraffi deublyg (anfon dau signal i gyfeiriadau gwahanol ar yr un pryd). Yn fuan wedi hynny, gwellodd Thomas Edison arnynt trwy greu pedwarplyg, gan gyfuno deublyg a deublyg (trosglwyddo dau signal ar yr un pryd i'r un cyfeiriad), fel y gellid defnyddio'r wifren bedair gwaith yn fwy effeithlon.
Ond a oedd hi'n bosibl cynyddu nifer y signalau ymhellach? Trefnu rhyw fath o octoruplex, neu hyd yn oed mwy? Gallai tonnau sain gael eu trosi i gerrynt trydanol ac i'r gwrthwyneb yn cynnig posibilrwydd diddorol. Beth os ydych chi'n defnyddio arlliwiau o draw amrywiol i greu telegraff cerddorol acwstig, harmonig neu farddonol? Os gellir trosi dirgryniadau ffisegol o wahanol amleddau yn ddirgryniadau trydanol, ac yna eu hail-ddadosod i'w hamleddau gwreiddiol o'r ochr arall, yna byddai'n bosibl anfon llawer o signalau ar yr un pryd heb ymyrraeth ar y cyd. Byddai'r sain ei hun wedyn ond yn fodd i ben, cyfrwng canolradd yn siapio cerrynt fel y gallai sawl signal fodoli mewn un wifren. Er mwyn symlrwydd, cyfeiriaf at y cysyniad hwn fel y telegraff harmonig, er bod amrywiadau amrywiol o'r termau wedi'u defnyddio ar y pryd.
Nid oedd yn un ffordd o greu signalau amlblecs. Yn Ffrainc [ar ôl pwy mae'r uned cyfradd symbolau wedi'i henwi - baud / tua. transl.] erbyn 1874, lluniodd beiriant gyda dosbarthwr cylchdroi a oedd yn casglu signalau o sawl trosglwyddydd telegraff bob yn ail. Nawr byddem yn ei alw'n amlblecs amser, nid yn amlblecs amledd. Ond roedd gan y dull hwn anfantais - ni fyddai'n arwain at greu teleffoni.
Erbyn hynny, roedd telegraffiaeth America yn cael ei dominyddu gan Western Union, a oedd wedi ffurfio yn y 1850au mewn ymgais i ddileu cystadleuaeth anfanteisiol rhwng ychydig o gwmnïau telegraff mawr - cyn dyfodiad deddfau gwrth-ymddiriedaeth, roedd yn hawdd defnyddio esboniad o'r fath i gyfiawnhau uno o'r fath. Disgrifiodd un o'r cymeriadau yn ein stori fel "yn ôl pob tebyg y gorfforaeth fwyaf a fodolodd erioed." Gyda miloedd o filltiroedd o wifren a gwario symiau enfawr i adeiladu a chynnal rhwydweithiau, dilynodd Western Union ddatblygiadau mewn telegraffiaeth amlblecs gyda diddordeb mawr.
Roedd chwaraewr arall hefyd yn aros am ddatblygiadau arloesol yn y busnes telegraff. , cyfreithiwr a dyn busnes o Boston, oedd un o'r prif eiriolwyr dros ddod â thelegraff America dan reolaeth y llywodraeth ffederal. Credai Hubbard y gallai telegramau fod mor rhad â llythyrau ac roedd yn benderfynol o danseilio’r hyn a welai fel monopoli sinigaidd a dirdynnol Western Union. Nid oedd mesur Hubbard yn cynnig gwladoli’r cwmnïau telegraff presennol yn llwyr, fel y gwnaeth bron pob un o’r pwerau Ewropeaidd, ond byddai’n sefydlu gwasanaeth telegraff a noddir gan y llywodraeth dan nawdd Swyddfa’r Post. Ond mae'n debyg mai'r un fyddai'r canlyniad, a byddai Western Union wedi mynd allan o fusnes. Erbyn canol y 1870au, roedd cynnydd y ddeddfwriaeth wedi arafu, ond roedd Hubbard yn hyderus y byddai rheoli'r patent telegraff newydd hanfodol yn rhoi'r fantais iddo wthio ei gynnig trwy'r Gyngres.
Gardiner Green Hubbard
Mae dau ffactor unigryw yn yr Unol Daleithiau: yn gyntaf, graddfa gyfandirol Western Union. Nid oedd gan yr un o'r sefydliadau telegraff Ewropeaidd linellau mor estynedig, ac, o ganlyniad, dim rheswm i ddatblygu telegraffiaeth amlblecs. Yn ail, cwestiwn agored rheolaeth y llywodraeth dros y telegraff. Y cadarnle Ewropeaidd olaf oedd Prydain, a wladolodd y telegraff ym 1870. Ar ôl hynny, nid oedd unrhyw leoedd ar ôl yn unman ac eithrio'r Unol Daleithiau lle'r oedd y gobaith demtasiwn o wneud datblygiad technolegol a thanseilio'r monopoli ar y gorwel. Efallai oherwydd hyn bod llawer o'r gwaith ar y telegraff harmonig wedi'i wneud yn UDA.
Yn y bôn roedd tri ymgeisydd am y wobr. Roedd dau ohonyn nhw eisoes yn ddyfeiswyr hybarch - и . Roedd y trydydd yn athro rhethreg ac athro i'r byddar o'r enw Bell.
Llwyd
Magwyd Eliseus Gray ar fferm yn Ohio. Fel llawer o'i gyfoeswyr, fel bachgen roedd yn chwarae gyda thelegraffeg, ond yn 12 oed, pan fu farw ei dad, dechreuodd chwilio am alwedigaeth a allai ddarparu ar ei gyfer. Bu am gyfnod yn brentis gof, yna'n saer llong, ac yn 22 oed dysgodd y gallai gael addysg yng Ngholeg Oberlin heb atal gwaith saer. Ar ôl pum mlynedd o astudio, fe blymiodd i yrfa fel dyfeisiwr ym maes telegraffiaeth. Ei batent cyntaf oedd ras gyfnewid hunan-addasu, a oedd, trwy ddefnyddio ail electromagnet yn lle sbring sy'n dychwelyd armature, yn dileu'r angen i addasu sensitifrwydd y ras gyfnewid yn seiliedig ar y cerrynt yn y gylched.
Eliseus Llwyd, ca. 1878. llarieidd-dra eg
Erbyn 1870 roedd eisoes yn bartner mewn cwmni offer trydanol ac yn gweithio yno fel prif beiriannydd. Ym 1872, symudodd ef a phartner y cwmni i Chicago a'i ailenwi'n Gwmni Gweithgynhyrchu Western Electric. Yn fuan daeth Western Electric yn brif gyflenwr offer telegraff Western Union. O ganlyniad, bydd yn gadael marc amlwg yn hanes teleffoni.
Yn gynnar yn 1874, clywodd Gray sŵn rhyfedd o'i ystafell ymolchi. Roedd yn swnio fel udo rheotome dirgrynol, dim ond yn llawer uwch. Roedd y rheotome (yn llythrennol "torrwr llif") yn ddyfais drydanol adnabyddus a ddefnyddiodd dab metel i agor a chau cylched yn gyflym. Wrth edrych i mewn i'r ystafell ymolchi, gwelodd Gray ei fab yn dal coil anwytho wedi'i gysylltu â rheotom mewn un llaw, ac yn rhwbio gorchudd sinc y bath gyda'r llaw arall, a oedd yn fwrlwm gyda'r un amledd. Ymddeolodd Gray, wedi'i gyfareddu gan y cyfle, o'i swydd ddyddiol yn Western Electric i ddychwelyd i ddyfeisio. Erbyn yr haf, roedd wedi datblygu telegraff cerddorol wythfed llawn, ac roedd yn bosibl chwarae synau ar ddiaffram o fasn metel trwy wasgu allweddi'r bysellfwrdd.
Trosglwyddydd
Derbynnydd
Roedd y telegraff cerddorol yn newydd-deb heb unrhyw werth masnachol ymddangosiadol. Ond sylweddolodd Gray fod y gallu i drawsyrru synau o wahanol gyweiriadau dros un wifren yn rhoi dau bosibilrwydd iddo. Gyda throsglwyddydd o ddyluniad gwahanol, a oedd yn gallu codi sain o'r awyr, roedd modd creu telegraff llais. Gyda derbynnydd arall yn gallu hollti'r signal cyfun i'w gydrannau, roedd yn bosibl gwneud telegraff harmonig - hynny yw, telegraff amlblecs yn seiliedig ar sain. Penderfynodd ganolbwyntio ar yr ail opsiwn, gan fod gan y diwydiant telegraff ofynion amlwg. Cafodd ei gadarnhau yn ei ddewis ar ôl dysgu am ffôn Reis, a oedd yn ymddangos yn degan athronyddol syml.
Gwnaeth Gray y derbynnydd telegraff harmonig o set o electromagnetau wedi'u paru â stribedi metel. Cafodd pob bar ei diwnio i amledd penodol a'i swnio pan wasgu'r botwm cyfatebol ar y trosglwyddydd. Roedd y trosglwyddydd yn gweithio ar yr un egwyddor â'r telegraff cerddorol.
Gwellodd Gray ei gyfarpar am y ddwy flynedd nesaf a mynd ag ef i'r arddangosfa. Teitl swyddogol y digwyddiad oedd" . Roedd yn ffair y byd cyntaf i gael ei chynnal yn yr Unol Daleithiau ac yn cyd-daro â dathliadau canmlwyddiant y genedl, mewn cysylltiad â'r hyn a elwir. Amlygiad Canmlwyddiant. Cymerodd le yn Philadelphia yn haf 1876. Yno, dangosodd Gray gysylltiad "octruplex" (hynny yw, trosglwyddo wyth neges ar yr un pryd) ar linell telegraff a baratowyd yn arbennig o Efrog Newydd. Canmolwyd y gamp hon yn fawr gan feirniaid yr arddangosfa, ond yn fuan cafodd ei gysgodi gan wyrth fwy fyth.
Edison
, llywydd Western Union, wedi clywed am gynnydd Gray yn eithaf cyflym, a oedd yn ei wneud yn nerfus iawn. Ar y gorau, gyda llwyddiant Gray, bydd y sefyllfa'n troi'n drwyddedu patent drud iawn. Yn yr achos gwaethaf, bydd patent Gray yn dod yn sail ar gyfer creu cwmni cystadleuol a fydd yn ysgwyd goruchafiaeth Western Union.
Felly ym mis Gorffennaf 1875, tynnodd Orton ace o'i lawes, sef Thomas Edison. Tyfodd Edison ochr yn ochr â thelegraffi, treuliodd sawl blwyddyn fel gweithredwr telegraff, ac yna daeth yn ddyfeisiwr. Ei fuddugoliaeth uchaf ar y pryd oedd cysylltiad pedwarplyg, a ariannwyd gan Western Union flwyddyn ynghynt. Nawr roedd Orton yn gobeithio y byddai'n gwella ei ddyfais ac yn rhagori ar yr hyn roedd Gray wedi llwyddo i'w wneud. Rhoddodd ddisgrifiad o ffôn Reis i Edison; Astudiodd Edison waith Helmholtz hefyd, a gyfieithwyd yn Saesneg yn ddiweddar.
Roedd Edison ar anterth ei ffurf, a syniadau arloesol yn tywallt ohono fel gwreichion o einion. Yn y flwyddyn ganlynol, dangosodd ddau ddull gwahanol o ymdrin â'r telegraff acwstig - roedd y cyntaf yn debyg i delegraff Gray, a defnyddiodd ffyrch tiwnio neu gyrs dirgrynol i greu neu ganfod yr amlder dymunol. Methodd Edison â chael cyfarpar o'r fath i weithio ar lefel dderbyniol.
Roedd yr ail ddull, a alwodd yn "drosglwyddydd acwstig", yn hollol wahanol. Yn lle defnyddio cyrs dirgrynol i drawsyrru gwahanol amleddau, fe'u defnyddiodd i drawsyrru corbys ar wahanol adegau. Rhannodd y defnydd o wifren rhwng trosglwyddyddion yn ôl amser yn hytrach nag amlder. Roedd hyn yn gofyn am gydamseru dirgryniad perffaith ym mhob pâr derbynnydd-trosglwyddydd fel nad oedd y signalau yn gorgyffwrdd. Erbyn Awst 1876, roedd pedwarplecs yn gweithio ar yr egwyddor hon, er bod y signal wedi dod yn ddiwerth dros bellter o fwy na 100 milltir. Roedd ganddo hefyd syniadau ar gyfer gwella ffôn Reis, a roddodd o'r neilltu dros dro.
Ac yna clywodd Edison am y teimlad a gynhyrchwyd yn y Centennial Exposition yn Philadelphia gan ddyn o'r enw Bell.
Cloch
ei eni yng Nghaeredin, yr Alban, a'i fagu yn Llundain dan arweiniad llym ei daid. Fel Gray ac Edison, yn ei lencyndod datblygodd ddiddordeb yn y telegraff, ond yna dilynodd yn ôl traed ei dad a'i dad-cu, gan ddewis lleferydd dynol fel ei brif angerdd. Gwnaeth ei dad-cu, Alexander, enw iddo'i hun ar y llwyfan, ac yna dechreuodd ddysgu areithyddiaeth. Roedd ei dad, Alexander Melville, hefyd yn athro, a hyd yn oed wedi datblygu a chyhoeddi system ffonetig a alwodd yn "lleferydd gweladwy." Dewisodd yr Alecsander ieuangaf (Alec, fel ei gelwid yn y teulu), ddysgu y byddar i lefaru fel ei alwedigaeth.
Erbyn diwedd y 1860au roedd yn astudio anatomeg a ffisioleg yng Ngholeg Prifysgol Llundain. Roedd myfyriwr, Marie Eccleston, yr oedd yn mynd i'w briodi, yn astudio gydag ef. Ond yna rhoddodd y gorau i ddysgu a chariad. Bu farw dau o'i frodyr o'r diciâu, a mynnai tad Alec ei fod ef a gweddill ei deulu yn ymfudo i'r Byd Newydd er mwyn diogelu iechyd ei unig fab. Cydymffurfiodd Bell, er ei fod yn gyndyn a digio yn ei gylch, ac hwyliodd yn 1870.
Ar ôl hac bach yn Ontario, cafodd Alexander, nid heb gysylltiadau ei dad, swydd fel athro mewn ysgol i'r byddar yn Boston. Yno, dechreuodd edafedd ei ddyfodol gael eu gwehyddu.
Yn gyntaf, roedd ganddo fyfyriwr, Mabel Hubbard, a gollodd ei chlyw yn bump oed oherwydd y dwymyn goch. Bu Bell yn diwtor yn breifat hyd yn oed ar ôl dod yn athro ffisioleg leisiol ac areithyddiaeth ym Mhrifysgol Boston, ac roedd Mabel ymhlith ei fyfyrwyr cyntaf. Roedd hi ychydig o dan 16 ar adeg hyfforddi, deng mlynedd yn iau na Bella, ac o fewn ychydig fisoedd fe syrthiodd mewn cariad â'r ferch hon. Byddwn yn dychwelyd at ei stori yn ddiweddarach.
Ym 1872, adnewyddodd Bell ei ddiddordeb mewn telegraffiaeth. Ychydig flynyddoedd ynghynt, tra'n dal yn Llundain, roedd Bell wedi dysgu am arbrofion Helmholtz. Ond camddeallodd Bell gyflawniad Helmholtz, gan gredu ei fod nid yn unig yn creu, ond hefyd yn trosglwyddo synau cymhleth gan ddefnyddio trydan. Felly dechreuodd Bell ymddiddori mewn telegraffi harmonig - rhannu gwifren gan sawl signal a drosglwyddir ar sawl amledd. Efallai wedi'i ysbrydoli gan y newyddion bod Western Union wedi caffael y syniad o delegraff deublyg gan Joseph Stearns, ei gyd-Bostonian, Bell ailedrych ar ei syniadau ac, fel Edison a Gray, dechreuodd geisio eu gweithredu.
Unwaith, wrth ymweld â Mabel, cyffyrddodd ag ail edefyn ei dynged - wrth sefyll wrth ymyl y piano, dangosodd i'w theulu dric yr oedd wedi'i ddysgu yn ei ieuenctid. Os byddwch yn canu nodyn clir ar y piano, bydd y llinyn cyfatebol yn canu ac yn ei chwarae yn ôl i chi. Dywedodd wrth dad Mabel y gallai signal telegraff wedi'i diwnio gael yr un effaith, ac eglurodd sut y gellid defnyddio hwn mewn telegraffiaeth amlblecs. Ac ni fyddai Bell wedi dod o hyd i wrandäwr a oedd yn tiwnio’n well i’w stori: atseiniodd â llawenydd a deallodd ar unwaith y prif syniad: “mae un aer i bawb, a dim ond un wifren sydd ei angen”, hynny yw, ymlediad tonnau cerrynt yn gall gwifren gopïo'r dosbarthiad mewn tonnau aer bach a gynhyrchir gan sain gymhleth. Gwrandäwr Bell oedd Gardiner Hubbard.
ffôn
A nawr mae'r stori'n mynd yn ddryslyd iawn, felly mae arna i ofn rhoi prawf ar amynedd y darllenwyr. Byddaf yn ceisio olrhain y prif dueddiadau heb fy llethu mewn manylion.
Gweithiodd Bell, gyda chefnogaeth Hubbard a thad un arall o'i fyfyrwyr, yn ddiwyd ar y telegraff harmonig heb roi cyhoeddusrwydd i'w gynnydd. Bu'n gweithio'n gandryll bob yn ail â chyfnodau o orffwys pan fethodd ei iechyd ef, tra'n ceisio cyflawni ei ddyletswyddau prifysgol, hyrwyddo system "lleferydd gweladwy" ei dad, a gweithio fel tiwtor. Cyflogodd gynorthwyydd newydd , peiriannydd profiadol o weithdy mecanyddol Charles Williams yn Boston - roedd pobl â diddordeb mewn trydan yn ymgasglu yno. Anogodd Hubbard Bell, ac nid oedd hyd yn oed yn oedi cyn defnyddio llaw ei ferch fel cymhelliant, gan wrthod ei phriodi nes i Bell wella ei delegraff.
Yn haf 1874, tra ar wyliau ger cartref y teulu yn Ontario, cafodd Bell epiffani. Cyfunodd sawl meddwl a fodolai yn ei isymwybod yn un - y ffôn. Nid ei feddyliau a gafodd y dylanwad lleiaf - dyfais recordio sain gyntaf y byd i beintio tonnau sain ar wydr mwg. Roedd hyn yn argyhoeddedig Bell y gellid lleihau sŵn o unrhyw gymhlethdod i symudiadau pwynt yn y gofod, megis symudiad cerrynt trwy wifren. Ni fyddwn yn canolbwyntio ar y manylion technegol, oherwydd nid ydynt yn gysylltiedig â ffonau a grëwyd mewn gwirionedd ac mae ymarferoldeb eu cymhwysiad yn amheus. Ond fe aethon nhw â meddwl Bell i gyfeiriad newydd.
Braslun cysyniad ar gyfer ffôn "harmonics" gwreiddiol Bell (heb ei adeiladu)
Rhoddodd Bell y syniad hwn o’r neilltu am ychydig, mewn trefn, fel yr oedd ei bartneriaid yn disgwyl iddo, i fynd ar drywydd y nod o greu telegraff harmonig.
Ond buan y diflasodd y drefn o fireinio offerynnau, a bu ei galon, wedi blino ar y llu o rwystrau ymarferol a oedd yn sefyll yn y ffordd o brototeip gweithiol i system ymarferol, yn ymwthio fwyfwy tuag at y ffôn. Y llais dynol oedd ei angerdd cyntaf. Yn ystod haf 1875, darganfu y gallai cyrs dirgrynol nid yn unig gau ac agor cylched yn gyflym yn null allwedd telegraff, ond hefyd greu cerrynt parhaus tebyg i don wrth symud mewn maes magnetig. Rhannodd ei syniad am ffôn gyda Watson, a gyda'i gilydd fe adeiladon nhw'r model cyntaf o ffôn ar yr egwyddor hon - roedd diaffram yn dirgrynu ym maes electromagnet yn cyffroi cerrynt tebyg i don yn y gylched magnet. Roedd y ddyfais hon yn gallu trosglwyddo rhai synau dryslyd llais. Nid oedd y ddyfais wedi gwneud argraff fawr ar Hubbard a gorchmynnodd i Bell ddychwelyd i waith go iawn.
Ffon crocbren elfennol Bell yn haf 1875
Ond serch hynny, argyhoeddodd Bell Hubbard a gweddill y partneriaid y dylid rhoi patent ar y syniad, gan y gellid ei ddefnyddio mewn telegraffiaeth amlblecs. Ac os ydych eisoes yn gwneud cais am batent, ni fydd neb yn gwahardd sôn ynddo am y posibilrwydd o ddefnyddio dyfais ar gyfer cyfathrebu llais. Yna ym mis Ionawr, ychwanegodd Bell fecanwaith cenhedlaeth gyfredol tonnau newydd i'r drafft patent: gwrthiant amrywiol. Roedd am gysylltu diaffram dirgrynol a dderbyniodd sain â chyswllt platinwm a gododd ac a ddisgynnodd o gynhwysydd asid a oedd yn cynnwys cyswllt sefydlog arall. Wrth i'r cyswllt symudol suddo'n ddyfnach, cysylltodd arwynebedd mwy o faint â'r asid, a oedd yn lleihau'r ymwrthedd i gerrynt sy'n llifo rhwng y cysylltiadau - ac i'r gwrthwyneb.
Braslun Bell o'r cysyniad trosglwyddydd gwrthiant newidiol hylifol
Cyflwynodd Hubbard, gan wybod bod Gray ar sodlau Bell, gais patent cyfredol tonnau i'r swyddfa patent ar fore Chwefror 14 heb aros am gadarnhad terfynol gan Bell. Ac ym mhrynhawn yr un diwrnod, cyrhaeddodd cyfreithiwr Gray gyda'i batent. Roedd hefyd yn cynnwys cynnig i gynhyrchu cerrynt tonnau gan ddefnyddio gwrthiant newidyn hylif. Soniodd hefyd am y posibilrwydd o ddefnyddio'r ddyfais ar gyfer trosglwyddo telegraff a llais. Ond cyrhaeddodd sawl awr yn hwyr er mwyn ymyrryd â phatent Bell. Pe bai'r drefn cyrraedd wedi bod yn wahanol, byddai gwrandawiadau hirfaith am flaenoriaethau cyn i'r patent gael ei ganiatáu. O ganlyniad, ar Fawrth 7, rhoddwyd rhif patent 174 i Bell, "Gwelliannau mewn Telegraffiaeth", a osododd y conglfaen ar gyfer goruchafiaeth system Bell yn y dyfodol.
Ond nid oedd y stori ddramatig hon heb eironi. Ar gyfer Chwefror 14, 1876, ni adeiladodd Bell na Gray fodel gweithredol o'r ffôn. Nid oes neb hyd yn oed wedi rhoi cynnig arno, ac eithrio ymgais fer Bell fis Gorffennaf diwethaf, lle nad oedd unrhyw wrthwynebiad amrywiol. Felly, ni ddylech ystyried patentau fel cerrig milltir yn hanes technoleg. Nid oedd gan y foment dyngedfennol hon yn natblygiad teleffoni fel menter fusnes fawr ddim i'w wneud â'r ffôn fel dyfais.
Nid tan anfon y patent y llwyddodd Bell a Watson i ddychwelyd i'r ffôn, er gwaethaf galwadau cyson Hubbard i barhau i weithio ar y telegraff amlblecs. Treuliodd Bell a Watson fisoedd yn ceisio cael y syniad o wrthwynebiad cyfnewidiol hylifol i weithio, a defnyddiwyd ffôn a adeiladwyd ar yr egwyddor hon i drosglwyddo'r ymadrodd enwog: "Mr. Watson, tyrd yma, rwyf am eich gweld."
Ond roedd y dyfeiswyr yn gyson yn cael problemau gyda dibynadwyedd y trosglwyddyddion hyn. Felly dechreuodd Bell a Watson weithio ar drosglwyddyddion newydd gan ddefnyddio'r egwyddor magneto yr oeddent wedi arbrofi â hi yn ystod haf 1875, gan ddefnyddio symudiad diaffram mewn maes magnetig i gyffroi cerrynt yn uniongyrchol. Y fantais oedd symlrwydd a dibynadwyedd. Yr anfantais oedd bod pŵer isel y signal ffôn yn ganlyniad i ddirgryniadau aer a grëwyd gan lais y siaradwr. Roedd hyn yn cyfyngu ar bellter gweithio effeithiol y trosglwyddydd magneto. A chyda dyfais â gwrthiant amrywiol, roedd y llais yn modiwleiddio'r cerrynt a grëwyd gan y batri, y gellid ei wneud yn fympwyol o gryf.
Gweithiodd y magnetos newydd yn llawer gwell na'r haf diwethaf, a phenderfynodd Gardiner y gallai fod rhywbeth i'r syniad o ffôn wedi'r cyfan. Ymhlith diddordebau eraill, roedd yn aelod o Bwyllgor Arddangos Addysg a Gwyddoniaeth Massachusetts yn y Canmlwyddiant a oedd ar ddod. Defnyddiodd ei ddylanwad i roi lle i Bell mewn arddangosfa ac mewn cystadleuaeth lle bu beirniaid yn beirniadu dyfeisiadau trydanol.
Trosglwyddydd magneto Bell/Watson. Mae'r diaffram metel dirgrynol D yn symud ym maes magnetig y magnet H ac yn anwytho cerrynt yn y gylched
Derbynnydd
Cyrhaeddodd y beirniaid Bell yn syth ar ôl astudio telegraff harmonig Gray. Gadawodd nhw wrth y derbynnydd a symud i un o'r trosglwyddyddion a leolir gan metr ymhellach i lawr yr oriel. Roedd interlocutors Bell wedi rhyfeddu o glywed ei ganu a'i eiriau'n dod allan o focs metel bach. Un o'r beirniaid oedd gwladwr Bell, Albanwr (a gafodd y teitl Arglwydd Kelvin yn ddiweddarach). Yn gyffrous, rhedodd ar draws y neuadd i Bell i roi gwybod iddo ei fod wedi clywed ei eiriau, ac yn ddiweddarach datganodd y ffôn "y peth mwyaf rhyfeddol yr oedd wedi'i weld yn America." Roedd ymerawdwr Brasil hefyd yn bresennol, a bwysodd y blwch i'w glust yn gyntaf, ac yna neidiodd i fyny o'i gadair gan weiddi: "Rwy'n clywed, rwy'n clywed!"
Arweiniodd y wefr a achoswyd gan Bell yn yr arddangosfa Edison i ddilyn ei syniadau trosglwyddo ffôn blaenorol. Pounced ar unwaith ar brif anfantais dyfais Bell - trosglwyddydd magneto eiddil. Roedd yn gwybod o'i arbrofion gyda'r quadruplex bod gwrthiant y sglodion glo yn newid gyda phwysau. Ar ôl llawer o arbrofion gyda chyfluniadau amrywiol, datblygodd drosglwyddydd gwrthiant amrywiol yn gweithredu ar yr egwyddor hon. Yn hytrach na'r tonnau pwysau yn symud yn yr hylif cyswllt, roedd llais y siaradwr yn gwasgu'r "botwm" glo, newid ei wrthwynebiad, ac, o ganlyniad, y cryfder presennol yn y cylched. Roedd yn llawer mwy dibynadwy a haws i'w weithredu na'r trosglwyddyddion hylif a luniwyd gan Bell and Gray, ac roedd yn gyfraniad pendant i lwyddiant hirdymor y ffôn.
Eto i gyd, Bell oedd y cyntaf i wneud y ffôn, er gwaethaf y manteision amlwg o ran profiad a sgiliau a oedd gan ei gystadleuwyr. Ef oedd y cyntaf nid oherwydd ymwelwyd ag ef gan fewnwelediad nad oedd eraill yn ei gyrraedd - roeddent hefyd yn meddwl am y ffôn, ond roeddent yn ei ystyried yn ddibwys o'i gymharu â'r telegraff gwell. Bell oedd y cyntaf oherwydd ei fod yn hoffi'r llais dynol yn fwy na'r telegraff, cymaint fel ei fod yn gwrthsefyll dymuniadau ei bartneriaid nes y gallai brofi gweithrediad ei ffôn.
A beth am y telegraff harmonig, y treuliodd Gray, Edison a Bell gymaint o ymdrech a meddwl arno? Hyd yn hyn nid oes dim wedi gweithio. Roedd yn anodd iawn cadw'r dirgrynwyr mecanyddol ar ddau ben y wifren wedi'u tiwnio'n berffaith, ac nid oedd neb yn gwybod sut i chwyddo'r signal cyfunol fel ei fod yn gweithio dros bellteroedd hir. Nid tan ganol yr XNUMXfed ganrif, ar ôl i'r dechnoleg drydanol a ddechreuodd gyda'r radio alluogi amleddau tiwnio manwl ac ymhelaethu ar sŵn isel, y daeth y syniad o arosod signalau lluosog i'w trosglwyddo dros un wifren yn un. realiti.
Ffarwel i Bell
Er gwaethaf llwyddiant y ffôn yn y sioe, nid oedd gan Hubbard ddiddordeb mewn adeiladu system ffôn. Y gaeaf canlynol, cynigiodd i William Orton, llywydd Western Union, brynu pob hawl i’r ffôn o dan batent Bell am $100. Gwrthododd Orton, dan ddylanwad cyfuniad o atgasedd tuag at Hubbard a’i gynlluniau telegraff post, hunanhyder, a gwaith Edison ar y ffôn, a hefyd y gred mai ychydig iawn oedd y ffôn, o'i gymharu â'r telegraff, yn ei olygu. Mae ymdrechion eraill i werthu'r syniad ffôn wedi methu, yn bennaf oherwydd ofnau am gostau enfawr ymgyfreitha dros hawliau patent pe bai'n cael ei fasnacheiddio. Felly, ym mis Gorffennaf 000, sefydlodd Bell a phartneriaid y Bell Telephone Company i drefnu gwasanaeth ffôn ar eu pen eu hunain. Yr un mis, priododd Bell â Mabel Gardiner yng nghartref ei theulu, gan ddod yn ddigon llwyddiannus i ennill bendith ei thad.
Alec gyda'i wraig Mabel a dau o blant sydd wedi goroesi - bu farw dau o'i feibion yn eu babandod (tua 1885)
Y flwyddyn ganlynol, newidiodd Orton ei feddwl am y ffôn a chreu ei gwmni ei hun, yr American Speaking Telephone Company, gan obeithio y byddai patentau Edison, Gray ac eraill yn amddiffyn y cwmni rhag ymosodiadau cyfreithiol Bell. Daeth yn fygythiad marwol i fuddiannau Bell. Roedd dwy brif fantais i Western Union. Yn gyntaf, adnoddau ariannol mawr. Roedd angen arian ar gwmni Bell oherwydd ei fod yn prydlesu offer i'w gwsmeriaid, a oedd angen misoedd lawer iddo dalu ar ei ganfed. Yn ail, mynediad i drosglwyddydd Edison gwell. Ni allai unrhyw un a gymharodd ei drosglwyddydd â dyfais Bell fethu â nodi gwell eglurder a chyfaint llais y cyntaf. Nid oedd gan gwmni Bell unrhyw ddewis ond erlyn cystadleuydd am dorri patent.
Pe bai gan Western Union hawliau diamwys i'r unig drosglwyddydd o ansawdd uchel sydd ar gael, byddai ganddo drosoledd pwerus i ddod i gytundeb. Ond datgelodd tîm Bell batent blaenorol ar gyfer dyfais debyg gan fewnfudwr o'r Almaen. a'i brynu allan. Nid tan flynyddoedd lawer o frwydrau cyfreithiol y rhoddwyd blaenoriaeth i batent Edison. Gan weld na fu'r achos yn llwyddiannus, ym mis Tachwedd 1879, cytunodd Western Union i drosglwyddo'r holl hawliau patent i'r ffôn, offer, a sylfaen tanysgrifwyr presennol (55 o bobl) i gwmni Bell. Yn gyfnewid, dim ond 000% o'r brydles ffôn a ofynnwyd ganddynt am y 20 mlynedd nesaf, a hefyd na ddylai Bell fynd i mewn i'r busnes telegraff.
Disodlodd cwmni Bell ddyfeisiau Bell yn gyflym gyda modelau gwell yn seiliedig yn gyntaf ar batent Berliner ac yna ar batentau a gafwyd gan Western Union. Erbyn i'r ymgyfreitha ddod i ben, roedd prif alwedigaeth Bell yn tystio mewn ymgyfreitha patent, yr oedd digon ohonynt. Erbyn 1881 roedd wedi ymddeol yn llwyr. Fel Morse, ac yn wahanol i Edison, nid oedd yn adeiladwr systemau. Cymerodd Theodore Vail, rheolwr egnïol a gafodd ei botsio o'r gwasanaeth post gan Gardiner, y cwmni drosodd a'i arwain at oruchafiaeth genedlaethol.
I ddechrau, ni thyfodd y rhwydwaith ffôn yn yr un modd â'r rhwydwaith telegraff. Esblygodd yr olaf trwy neidio o un ganolfan fasnachol i'r llall, gan gwmpasu 150 km ar y tro, gan chwilio am y crynodiad uchaf o gwsmeriaid gwerth uchel, a dim ond wedyn ychwanegu at y rhwydwaith gyda chysylltiadau â marchnadoedd lleol llai. Tyfodd rhwydweithiau ffôn fel crisialau o bwyntiau twf bach, gan nifer o gwsmeriaid wedi'u lleoli mewn clystyrau annibynnol ym mhob dinas a chymdogaeth, ac yn araf, dros ddegawdau, wedi uno i strwythurau rhanbarthol a chenedlaethol.
Roedd dau rwystr i deleffoni ar raddfa fawr. Yn gyntaf, roedd problem pellter. Hyd yn oed gyda throsglwyddyddion mwy o wrthwynebiad amrywiol, a grëwyd ar sail syniad Edison, roedd amrediad y telegraff a'r ffôn yn anghymharol. Roedd y signal ffôn mwy cymhleth yn fwy tueddol o gael sŵn, ac roedd priodweddau trydanol ceryntau cyfnewidiol yn llai hysbys na rhai'r cerrynt uniongyrchol a ddefnyddir yn y telegraff.
Yn ail, roedd problem cyfathrebu. Dyfais gyfathrebu un-i-un oedd ffôn Bell, gallai gysylltu dau bwynt ag un wifren. Ar gyfer y telegraff, nid oedd hyn yn broblem. Gallai un swyddfa wasanaethu llawer o gleientiaid, a gallai negeseuon gael eu cyfeirio'n hawdd o'r swyddfa ganolog i linell arall. Ond nid oedd unrhyw ffordd hawdd i drosglwyddo sgwrs ffôn. Yn ymgorfforiad cyntaf y ffôn, dim ond i'r ddau berson a oedd yn siarad trwy'r hyn a fyddai'n cael ei alw'n "ffôn pâr" y gallai'r trydydd a'r bobl ddilynol gysylltu yn ddiweddarach. Hynny yw, pe bai dyfeisiau pob tanysgrifiwr wedi'u cysylltu ag un llinell, yna gallai pob un ohonynt siarad (neu glustfeinio) â'r lleill.
Byddwn yn dychwelyd at y broblem o bellter mewn da bryd. YN byddwn yn ymchwilio i broblem cysylltiadau a'i chanlyniadau, a gafodd effaith ar ddatblygiad y daith gyfnewid.
Beth i'w ddarllen
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude (1973)
- David A. Hounshell, “Elisha Gray a’r Ffôn: Ar Anfanteision Bod yn Arbenigwr”, Technoleg a Diwylliant (1975).
- Paul Israel, Edison: Bywyd Dyfeisio (1998)
- George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, and Other Novelties (1878)
Ffynhonnell: hab.com