سایر مقالات این مجموعه:
- تاریخچه رله
- تاریخچه کامپیوترهای الکترونیکی
- تاریخچه ترانزیستور
- تاریخچه اینترنت
تلفن به طور اتفاقی ظاهر شد. اگر به لطف یک قرن تحقیق در مورد امکان انتقال پیام با استفاده از برق، مردم در جستجوی یک تلگراف بهبودیافته به تلفن برخورد کردند. بنابراین، تعیین تاریخ معقول، هرچند نه کاملاً قطعی، برای اختراع تلفن بسیار آسان است - صدمین سال تأسیس ایالات متحده، 1876.
و نمی توان گفت که این گوشی پیشینیان نداشته است. از سال 1830، دانشمندان پژوهشی به دنبال راه هایی برای تبدیل صوت به الکتریسیته و الکتریسیته به صدا بودند.
صدای الکتریکی
در سال 1837 پزشک و آزمایشگر در زمینه الکترومغناطیس اهل ماساچوست به طور اتفاقی با پدیده عجیبی برخورد کرد. او یک سیم مارپیچ عایق بندی شده را بین انتهای آهنربای دائمی قرار داد و سپس هر انتهای سیم را در ظرفی از جیوه که به باتری متصل است قرار داد. هر بار که مدار را باز یا بسته می کرد و انتهای سیم را از ظرف بلند می کرد یا آن را پایین می آورد، آهنربا صدایی از خود منتشر می کرد که از فاصله یک متری به گوش می رسید. پیج آن را موسیقی گالوانیکی نامید و پیشنهاد کرد که همه چیز مربوط به "بی نظمی مولکولی" است که در آهنربا رخ می دهد. پیج موجی از تحقیقات را در مورد دو جنبه از این کشف به راه انداخت: خاصیت عجیب مواد فلزی برای تغییر شکل در هنگام مغناطیسی، و تولید واضح تر صدا توسط الکتریسیته.
ما به طور خاص به دو مطالعه علاقه مندیم. اولین بار توسط یوهان فیلیپ ریس انجام شد. ریس ریاضیات و علوم را در مؤسسه گارنیر در نزدیکی فرانکفورت به دانش‌آموزان آموزش می‌داد، اما در اوقات فراغت خود به تحقیقات الکتریکی مشغول بود. در آن زمان، چندین برق‌کار نسخه‌های جدیدی از موسیقی گالوانیکی را ایجاد کرده بودند، اما ریس اولین کسی بود که بر کیمیاگری ترجمه دو طرفه صدا به الکتریسیته و بالعکس تسلط یافت.
ریس متوجه شد که یک دیافراگم، شبیه پرده گوش انسان، می تواند مدار الکتریکی را هنگام ارتعاش ببندد و باز کند. اولین نمونه اولیه دستگاه تلفن که در سال 1860 ساخته شد، شامل یک گوش بود که از چوب حک شده بود و غشایی ساخته شده از مثانه خوک روی آن کشیده شده بود. یک الکترود پلاتین به پایین غشاء وصل شده بود که در هنگام لرزش، مدار را با باتری باز و بسته می کرد. گیرنده سیم پیچی بود که به دور سوزن بافندگی متصل به ویولن پیچیده شده بود. بدنه ویولن ارتعاشات قلم تغییر شکل را تقویت می‌کرد، زیرا به طور متناوب مغناطیسی و مغناطیسی‌زدایی می‌شد.
گوشی ریس مدل آخر
ریس با پیشرفت‌های زیادی در نمونه اولیه اولیه دست یافت، و همراه با آزمایش‌کنندگان دیگر دریافتند که اگر چیزی در آن بخوانید یا زمزمه کنید، صدای ارسال شده قابل تشخیص باقی می‌ماند. تشخیص کلمات دشوارتر بود و اغلب تحریف و نامفهوم می شدند. بسیاری از پیام‌های موفقیت صوتی از عبارات رایجی مانند «صبح بخیر» و «حالت چطور است» استفاده می‌کردند و به راحتی قابل حدس زدن بودند. مشکل اصلی این بود که فرستنده ریس فقط مدار را باز و بسته می کرد، اما قدرت صدا را تنظیم نمی کرد. در نتیجه فقط فرکانس با دامنه ثابت قابل انتقال بود و این نمی توانست تمام ظرافت های صدای انسان را شبیه سازی کند.
ریس معتقد بود که کار او باید توسط علم به رسمیت شناخته شود، اما هرگز به این امر دست نیافت. دستگاه آن یک کنجکاوی محبوب در میان نخبگان علمی بود و نسخه هایی از آن در اکثر مراکز این نخبگان ظاهر شد: در پاریس، لندن، واشنگتن. اما کار علمی او توسط مجله پروفسور پوگندورف Annalen der Physik [سالنامه های فیزیک] که یکی از قدیمی ترین مجلات علمی و تأثیرگذارترین مجلات آن زمان بود، رد شد. تلاش های Race برای تبلیغ تلفن با شرکت های سیمی نیز شکست خورد. او از سل رنج می برد و بیماری بدترش او را از تحقیقات جدی بیشتر باز داشت. در نتیجه، در سال 1873، بیماری زندگی و جاه طلبی های او را گرفت. و این آخرین باری نخواهد بود که این بیماری مانع توسعه تاریخچه تلفن می شود.
در حالی که Race در حال بهبود تلفن خود بود، او سنگ تمام گذاشت تا مطالعه اصلی خود را در زمینه فیزیولوژی شنوایی: «دکترین احساسات شنوایی به عنوان مبنای فیزیولوژیکی برای نظریه موسیقی» [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik]، منتشر شده در سال 1862. هلمهولتز که در آن زمان استاد دانشگاه هایدلبرگ بود، غول علم در قرن نوزدهم بود که روی فیزیولوژی بینایی، الکترودینامیک، ترمودینامیک و غیره کار می کرد.
کار هلمهولتز فقط مختصری به تاریخ ما مربوط می شود، اما حیف است که آن را از دست بدهیم. هلمهولتز در دکترین احساسات شنیداری همان کاری را که نیوتن برای نور انجام داد، برای موسیقی انجام داد - او نشان داد که چگونه یک حس به ظاهر واحد را می توان به اجزای سازنده آن تجزیه کرد. او ثابت کرد که تفاوت صداها، از ویولن تا باسون، تنها ناشی از تفاوت در قدرت نسبی نوای آن‌هاست (تنها در فرکانس‌های دو، سه‌گانه و غیره در رابطه با نت پایه). اما برای داستان ما، جالب ترین چیز در مورد کار او در ابزار قابل توجهی است که او برای نمایش ساخته است:
نوع سینت سایزر هلمهولتز
هلمهولتز اولین دستگاه را از کارگاه کلن سفارش داد. به زبان ساده، این سینت سایزر قادر به تولید صداها بر اساس ترکیبی از زنگ های ساده بود. شگفت انگیزترین توانایی او توانایی غیرقابل توضیح در بازتولید صداهای مصوت بود که همه به شنیدن آن فقط از دهان انسان عادت داشتند.
سینت سایزر از ضربات چنگال تنظیم اصلی کار می کرد که روی نت پایه می لرزید و مدار را بسته و باز می کرد و یک سیم پلاتین را در ظرفی از جیوه فرو می برد. هشت چنگال تنظیم مغناطیسی که هر کدام با نوای خاص خود در حال ارتعاش بودند، بین انتهای آهنربای الکتریکی متصل به مدار قرار داشتند. هر بسته شدن مدار، آهنرباهای الکتریکی را روشن می کرد و چنگال های تنظیم را در حالت ارتعاشی نگه می داشت. در کنار هر چنگال تنظیم یک تشدید کننده استوانه ای وجود داشت که می توانست صدای وزوز خود را تا حد قابل شنیدن تقویت کند. در حالت عادی، درب تشدید کننده بسته بود و صدای چنگال تنظیم را خفه می کرد. اگر درب را به کناری حرکت دهید، می توانید این اهنگ را بشنوید و بنابراین صدای ترومپت، پیانو یا حرف مصوت "o" را "بنوازید".
این دستگاه نقش کوچکی در ایجاد نوع جدیدی از گوشی خواهد داشت.
تلگراف هارمونیک
یکی از جذابیت های مخترعان نیمه دوم قرن نوزدهم، تلگراف چندگانه بود. هرچه بتوان سیگنال های تلگراف بیشتری را در یک سیم جمع کرد، کارایی شبکه تلگراف بیشتر می شود. در اوایل دهه 1870، چندین روش مختلف تلگراف دوطرفه (ارسال دو سیگنال در جهت مخالف به طور همزمان) شناخته شد. بلافاصله پس از آن، توماس ادیسون با ایجاد چهارگانه، ترکیب دوبلکس و دیپلکس (انتقال دو سیگنال در یک جهت به طور همزمان)، آنها را بهبود بخشید، به طوری که سیم می تواند چهار برابر کارآمدتر استفاده شود.
اما آیا می توان تعداد سیگنال ها را بیشتر افزایش داد؟ سازماندهی نوعی Octoruplex، یا حتی بیشتر؟ این واقعیت که امواج صوتی را می توان به جریان الکتریکی تبدیل کرد و دوباره برگشت، امکان جالبی را ارائه کرد. چه می‌شود اگر از آهنگ‌هایی با زیر و بم‌های مختلف برای ایجاد یک تلگراف آکوستیک، هارمونیک، یا، به بیان شاعرانه، موسیقی استفاده کنیم؟ اگر بتوان ارتعاشات فیزیکی فرکانس‌های مختلف را به ارتعاشات الکتریکی تبدیل کرد و سپس به فرکانس‌های اصلی خود در طرف دیگر مونتاژ کرد، آنگاه ارسال سیگنال‌های زیادی به طور همزمان بدون تداخل متقابل امکان‌پذیر بود. خود صدا تنها وسیله ای برای رسیدن به هدف خواهد بود، یک رسانه میانی که جریان هایی را تشکیل می دهد تا چندین سیگنال در یک سیم وجود داشته باشد. برای سادگی، من از این مفهوم به عنوان تلگراف هارمونیک یاد می کنم، اگرچه در آن زمان انواع مختلفی از اصطلاحات استفاده می شد.
این تنها راه برای ایجاد سیگنال های چندگانه نبود. در فرانسه [پس از آن واحد سرعت نمادین نامگذاری شده است - baud / تقریبا. در سال 1874 او ماشینی با توزیع کننده چرخان ابداع کرد که به طور متناوب سیگنال های چندین فرستنده تلگراف را جمع آوری می کرد. امروزه ما این را مولتی پلکس تقسیم بر زمان می نامیم نه بر اساس فرکانس. اما این رویکرد یک اشکال داشت - منجر به ایجاد تلفن نمی شود.
در آن زمان، تلگراف آمریکایی تحت سلطه وسترن یونیون بود، که در دهه 1850 در تلاش برای حذف رقابت نامطلوب بین چند شرکت بزرگ تلگراف شکل گرفت - توضیحی که به راحتی می توان برای توجیه چنین ادغام هایی قبل از ظهور قوانین ضد انحصار استفاده کرد. یکی از شخصیت های داستان ما آن را به عنوان "احتمالاً بزرگترین شرکتی که تا کنون وجود داشته" توصیف می کند. وسترن یونیون با داشتن هزاران کیلومتر سیم و صرف هزینه های هنگفت برای ساخت و نگهداری شبکه ها، تحولات در زمینه تلگراف چندگانه را با علاقه فراوان دنبال می کرد.
بازیکن دیگری نیز منتظر پیشرفت در تجارت تلگراف بود. وکیل و کارآفرین بوستون، یکی از حامیان اصلی درآوردن تلگراف آمریکایی تحت کنترل دولت فدرال بود. هابارد معتقد بود که تلگرام می تواند به اندازه نامه ارزان باشد و مصمم بود آنچه را که به نظر او انحصار بدبینانه و اخاذی وسترن یونیون می دانست تضعیف کند. لایحه هابارد به طور کامل ملی کردن شرکت‌های تلگراف موجود را مانند تقریباً تمام قدرت‌های اروپایی پیشنهاد نمی‌کرد، اما یک سرویس تلگراف تحت حمایت دولت را زیر نظر اداره پست تأسیس می‌کرد. اما نتیجه به احتمال زیاد یکسان بود و وسترن یونیون این تجارت را ترک می کرد. در اواسط دهه 1870، پیشرفت در قانون متوقف شده بود، اما هابارد مطمئن بود که کنترل حق ثبت اختراع جدید تلگراف می تواند به او مزیتی در ارائه پیشنهاد خود از طریق کنگره بدهد.
گاردینر گرین هابارد
دو عامل منحصر به فرد در ایالات متحده وجود دارد: اول، مقیاس قاره ای وسترن یونیون. هیچ سازمان تلگراف اروپایی چنین خطوط طولانی نداشت و بنابراین دلیلی برای توسعه تلگراف چندگانه نداشت. ثانیاً، مسئله باز کنترل دولت بر تلگراف وجود دارد. آخرین سنگر اروپایی ها بریتانیا بود که در سال 1870 تلگراف را ملی کرد. پس از این، هیچ جایی به جز ایالات متحده باقی نمانده بود که در آن چشم انداز وسوسه انگیز ایجاد یک پیشرفت تکنولوژیکی و تضعیف انحصار وجود داشت. شاید به همین دلیل، بیشتر کار روی تلگراف هارمونیک در ایالات متحده انجام شد.
به طور عمده سه مدعی برای این جایزه وجود داشت. دو نفر از آنها قبلاً مخترعان محترم بودند - и . سومی استاد بلاغت و معلم ناشنوایان به نام بل بود.
خاکستری
الیشا گری در مزرعه ای در اوهایو بزرگ شد. او مانند بسیاری از معاصران خود در نوجوانی با تلگراف بازی می کرد، اما در سن 12 سالگی، هنگامی که پدرش درگذشت، شروع به جستجوی شغلی کرد که بتواند از او حمایت کند. او مدتی به عنوان آهنگر و سپس به عنوان نجار کشتی شاگردی کرد و در سن 22 سالگی آموخت که می تواند در کالج اوبرلین تحصیل کند در حالی که هنوز به عنوان نجار کار می کند. پس از پنج سال تحصیل، به عنوان مخترع در زمینه تلگراف وارد حرفه ای شد. اولین ثبت اختراع او یک رله خود تنظیم بود که با استفاده از آهنربای الکترومغناطیس دوم به جای فنر برای برگرداندن آرمیچر، نیازی به تنظیم حساسیت رله بسته به قدرت جریان در مدار نداشت.
الیشا گری، حدود 1878
در سال 1870، او قبلاً در یک شرکت تولید کننده تجهیزات الکتریکی شریک بود و به عنوان مهندس ارشد در آنجا کار می کرد. در سال 1872، او و یکی از شرکای خود شرکت را به شیکاگو منتقل کردند و نام آن را به شرکت تولیدی وسترن الکتریک تغییر دادند. وسترن الکتریک به زودی تامین کننده اصلی تجهیزات تلگراف وسترن یونیون شد. در نتیجه ردپای قابل توجهی در تاریخچه تلفن بر جای خواهد گذاشت.
در اوایل سال 1874، گری صدای عجیبی از حمام خود شنید. صدای زوزه یک رئوتوم ارتعاشی به نظر می‌رسید که بسیار قوی‌تر بود. reotome (به معنای واقعی کلمه "جریان شکن") یک وسیله الکتریکی شناخته شده بود که از یک زبانه فلزی برای باز و بسته کردن سریع مدار استفاده می کرد. وقتی به حمام نگاه کرد، گری پسرش را دید که یک سیم پیچ القایی متصل به رئوتوم را در یک دست خود نگه داشته و با دست دیگر روکش روی وان حمام را می‌مالد که با همان فرکانس زمزمه می‌کرد. گری که شیفته احتمالات بود، از کار روزانه خود در وسترن الکتریک کناره گرفت تا به اختراع بازگردد. در تابستان، او یک تلگراف موزیکال تمام اکتاو ساخته بود که با آن می توانست صداها را روی دیافراگمی که از یک حوض فلزی ساخته شده بود، با فشار دادن کلیدهای یک صفحه کلید پخش کند.
فرستنده
گیرنده
تلگراف موزیکال یک تازگی بود که ارزش تجاری آشکاری نداشت. اما گری متوجه شد که توانایی انتقال صداهایی با تن های مختلف از طریق یک سیم دو گزینه در اختیار او قرار می دهد. با یک فرستنده با طراحی متفاوت که قادر به دریافت صدا از هوا باشد، می توان یک تلگراف صوتی ایجاد کرد. با گیرنده دیگری که قادر به جداسازی سیگنال ترکیبی به اجزای آن بود، امکان ساخت تلگراف هارمونیک وجود داشت - یعنی تلگراف چندگانه بر اساس صدا. او تصمیم گرفت روی گزینه دوم تمرکز کند، زیرا صنعت تلگراف خواسته های آشکاری داشت. او پس از اطلاع از گوشی Race که یک اسباب بازی ساده فلسفی به نظر می رسید، انتخاب خود را تایید کرد.
گری گیرنده تلگراف هارمونیک را از مجموعه ای از آهنرباهای الکترومغناطیس متصل به نوارهای فلزی ساخته است. هر نوار روی یک فرکانس خاص تنظیم می شد و با فشار دادن دکمه مربوطه روی فرستنده به صدا در می آمد. فرستنده بر اساس همان اصل تلگراف موسیقی کار می کرد.
گری دستگاه خود را طی دو سال آینده بهبود بخشید و آن را به نمایشگاه برد. این رویداد رسماً نام داشت "". این اولین نمایشگاه جهانی بود که در ایالات متحده برگزار شد و مصادف با جشن صدمین سالگرد این کشور بود و به همین دلیل به اصطلاح به نمایش گذاشته شد. "نمایشگاه صدمین سالگرد" در تابستان 1876 در فیلادلفیا اتفاق افتاد. در آنجا، گری یک اتصال «اکتروپلکس» (یعنی انتقال هشت پیام به طور همزمان) را بر روی یک خط تلگراف ویژه از نیویورک نشان داد. این دستاورد بسیار مورد تحسین داوران نمایشگاه قرار گرفت، اما به زودی با معجزه ای بزرگتر تحت الشعاع قرار گرفت.
ادیسون
رئیس وسترن یونیون به سرعت از پیشرفت گری مطلع شد و همین امر او را بسیار عصبی کرد. در بهترین حالت، اگر گری موفق شود، وضعیت منجر به صدور مجوز ثبت اختراع بسیار گران می شود. در بدترین حالت، حق ثبت اختراع گری می تواند مبنایی برای ایجاد یک شرکت رقیب باشد که سلطه وسترن یونیون را به چالش بکشد.
بنابراین در ژوئیه 1875، اورتن یک آس در آستین خود بیرون کشید: توماس ادیسون. ادیسون با تلگراف بزرگ شد، چندین سال را به عنوان یک اپراتور تلگراف گذراند و سپس مخترع شد. بزرگترین پیروزی او در آن زمان ارتباط چهارگانه بود که با پول Western Union در سال قبل ایجاد شد. حالا اورتون امیدوار بود که بتواند اختراع خود را بهبود بخشد و از کاری که گری موفق به انجام آن شده بود پیشی بگیرد. او توضیحاتی در مورد گوشی Race به ادیسون ارائه کرد. ادیسون همچنین آثار هلمهولتز را که اخیراً به انگلیسی ترجمه شده بود، مطالعه کرد.
ادیسون در اوج شکل خود بود و ایده های بدیع مانند جرقه های سندان از او سرازیر می شد. در سال بعد او دو رویکرد متفاوت به تلگراف آکوستیک نشان داد - اولی شبیه تلگراف گری بود و از چنگال های تنظیم یا نی های ارتعاشی برای ایجاد یا حس فرکانس مورد نظر استفاده کرد. ادیسون نتوانست چنین دستگاهی را در سطح قابل قبولی کار کند.
رویکرد دوم که او آن را «فرستنده صوتی» نامید، کاملاً متفاوت بود. او به جای استفاده از نی های ارتعاشی برای ارسال فرکانس های مختلف، از آنها برای انتقال پالس ها در فواصل زمانی مختلف استفاده کرد. استفاده از سیم را بین فرستنده ها به جای فرکانس بر اساس زمان تقسیم می کرد. این امر مستلزم همگام سازی کامل ارتعاشات در هر جفت گیرنده-فرستنده بود به طوری که سیگنال ها با هم همپوشانی نداشته باشند. در آگوست 1876، او یک چهارگانه داشت که روی این اصل کار می کرد، اگرچه در فاصله بیش از 100 مایلی سیگنال بی فایده شد. او همچنین ایده هایی برای بهبود گوشی Race داشت که آنها را به طور موقت کنار گذاشت.
و سپس ادیسون در مورد حسی شنید که در نمایشگاه صدمین سالگرد در فیلادلفیا توسط مردی به نام بل ایجاد شد.
زنگ
در ادینبورگ اسکاتلند به دنیا آمد و در لندن زیر نظر پدربزرگش بزرگ شد. او مانند گری و ادیسون در کودکی به تلگراف علاقه نشان داد، اما پس از آن جا پای پدر و پدربزرگش گذاشت و گفتار انسانی را به عنوان علاقه اصلی خود انتخاب کرد. پدربزرگش، اسکندر، روی صحنه نامی برای خود دست و پا کرد و سپس شروع به تدریس سخنرانی عمومی کرد. پدرش الکساندر ملویل نیز معلم بود و حتی سیستم آوایی را توسعه داد و منتشر کرد که آن را «گفتار مرئی» نامید. اسکندر کوچکتر (الک که در خانواده او را می نامیدند) به عنوان شغل خود تدریس سخنرانی به ناشنوایان را برگزید.
در اواخر دهه 1860 او در دانشگاه کالج لندن در رشته آناتومی و فیزیولوژی تحصیل می کرد. دانشجوی ماری اکلستون با او که قصد ازدواج با او را داشت درس می خواند. اما بعد هم آموختن و هم عشق را رها کرد. دو برادر او بر اثر سل درگذشتند و پدر الک از او و خانواده باقی مانده اش خواست تا برای حفظ سلامتی تنها پسرش به دنیای جدید مهاجرت کنند. بل پذیرفت، اگرچه مقاومت کرد و از آن رنجید، و در سال 1870 کشتی را آغاز کرد.
پس از یک هک کوتاه در انتاریو، الکساندر با استفاده از ارتباطات پدرش، شغلی به عنوان معلم در مدرسه ناشنوایان در بوستون پیدا کرد. در آنجا تارهای آینده او شروع به بافته شدن کرد.
ابتدا شاگردی به نام میبل هوبارد داشت که شنوایی خود را در سن پنج سالگی به دلیل مخملک از دست داد. بل حتی پس از اینکه استاد فیزیولوژی صوتی و سخنرانی عمومی در دانشگاه بوستون شد، به تدریس خصوصی ادامه داد و میبل جزو اولین شاگردان او بود. در زمان آموزش، او فقط کمتر از 16 سال داشت، ده سال از بل کوچکتر بود و در عرض چند ماه او عاشق این دختر شد. بعداً به داستان او باز خواهیم گشت.
بل در سال 1872 علاقه خود را به تلگراف تجدید کرد. چند سال قبل، زمانی که بل هنوز در لندن بود، از آزمایشات هلمهولتز مطلع شد. اما بل دستاورد هلمهولتز را اشتباه درک کرد و معتقد بود که او نه تنها صداهای پیچیده را با استفاده از الکتریسیته ایجاد می کند، بلکه صداهای پیچیده را نیز منتقل می کند. بنابراین بل به تلگراف هارمونیک علاقه مند شد - استفاده ترکیبی از یک سیم با چندین سیگنال که در چندین فرکانس ارسال می شود. شاید بل با الهام از این خبر که وسترن یونیون ایده تلگراف دوبلکس را از جوزف استرنز همکار بوستونی به دست آورده است، در ایده های خود تجدید نظر کرد و مانند ادیسون و گری شروع به تلاش برای اجرای آنها کرد.
یک روز، هنگام بازدید از میبل، او به دومین رشته سرنوشت خود دست زد - که در کنار پیانو ایستاده بود، ترفندی را که در جوانی آموخته بود به خانواده او نشان داد. اگر یک نت تمیز را روی پیانو بخوانید، سیم مربوطه زنگ می‌زند و آن را برای شما پخش می‌کند. او به پدر میبل گفت که یک سیگنال تلگراف تنظیم شده می تواند به همان اثر برسد و توضیح داد که چگونه می توان از آن در تلگراف چندگانه استفاده کرد. و بل نمی توانست شنونده ای پیدا کند که با داستان خود هماهنگ باشد: او با شادی طنین انداز کرد و بلافاصله ایده اصلی را فهمید: "برای همه یک هوا وجود دارد و فقط یک سیم لازم است" ، یعنی انتشار موج جریان در یک سیم مینیاتوری انتشار امواج هوای تولید شده توسط صداهای پیچیده را کپی می کند. شنونده بل گاردینر هوبارد بود.
تلفن
و اکنون داستان بسیار گیج کننده است، بنابراین می ترسم صبر خوانندگان را آزمایش کنم. من سعی خواهم کرد روندهای اصلی را بدون درگیر شدن در جزئیات دنبال کنم.
بل که توسط هابارد و پدر یکی دیگر از شاگردانش حمایت می شد، بدون اینکه پیشرفت خود را به اطلاع عموم برساند، سخت روی تلگراف هارمونیک کار کرد. او در حالی که تلاش می کرد وظایف دانشگاهی خود را انجام دهد، سیستم "گفتار مرئی" پدرش را ارتقا بخشد و به عنوان معلم خصوصی کار کند، کار خشمگین را با دوره های استراحت جایگزین کرد. او یک دستیار جدید استخدام کرد ، یک مکانیک با تجربه از کارگاه مکانیک بوستون چارلز ویلیامز - افراد علاقه مند به برق در آنجا جمع شدند. هوبارد به بل اصرار کرد و حتی از استفاده از دست دخترش به عنوان انگیزه خجالتی نبود و از ازدواج با او امتناع کرد تا اینکه بل تلگراف خود را بهبود بخشید.
در تابستان 1874، بل در حالی که در نزدیکی خانه خانوادگی در انتاریو در تعطیلات بود، مراسم تجلیل داشت. چندین فکر که در ناخودآگاه او وجود داشت در یک فکر ادغام شد - تلفن. افکار او نه کم تحت تأثیر قرار گرفت - اولین دستگاه ضبط صدا در جهان که امواج صوتی را روی شیشه دودی نقاشی می کرد. این امر بل را متقاعد کرد که صدای هر پیچیدگی را می توان به حرکات نقطه ای در فضا تقلیل داد، مانند حرکت جریان از طریق سیم. ما به جزئیات فنی نمی پردازیم، زیرا آنها هیچ ارتباطی با گوشی های واقعی ندارند و کاربردی بودن استفاده از آنها مشکوک است. اما آنها تفکر بل را به مسیر جدیدی بردند.
طرح مفهومی تلفن بل اصلی با "هارمونیک" (ساخته نشد)
بل این ایده را برای مدتی کنار گذاشت تا همانطور که شرکایش از او انتظار داشتند، هدف ایجاد یک تلگراف هارمونیک را دنبال کند.
اما او به زودی از روال تنظیم دقیق سازها خسته شد و قلبش که از موانع عملی زیادی که بر سر راه یک نمونه اولیه کار برای یک سیستم عملی قرار داشت خسته شده بود، به طور فزاینده ای به سمت تلفن جذب شد. صدای انسان اولین علاقه او بود. در تابستان 1875، او کشف کرد که نی های ارتعاشی نه تنها می توانند به سرعت یک مدار را به شیوه کلید تلگراف ببندند و باز کنند، بلکه در حین حرکت در یک میدان مغناطیسی، یک جریان موج مانند ایجاد می کنند. او ایده خود را از یک تلفن به واتسون گفت و آنها با هم اولین مدل تلفن را بر اساس این اصل ساختند - یک دیافراگم که در میدان یک آهنربا الکترومغناطیس ارتعاش می‌کند جریان موج مانندی را در مدار آهنربا تحریک می‌کند. این دستگاه قادر به انتقال صداهای خاموش خاصی بود. هابارد تحت تأثیر دستگاه قرار نگرفت و به بل دستور داد تا به مشکلات واقعی بازگردد.
تلفن چوبه دار بقایای بل از تابستان 1875
اما بل همچنان هابارد و سایر شرکا را متقاعد کرد که این ایده باید به ثبت برسد، زیرا می توان از آن در تلگراف چندگانه استفاده کرد. و اگر برای ثبت اختراع درخواست دهید، هیچ کس شما را منع نخواهد کرد که در آن امکان استفاده از دستگاه برای ارتباطات صوتی را ذکر کنید. سپس در ژانویه، بل مکانیسم جدیدی برای تولید جریان موج به پیش نویس ثبت اختراع اضافه کرد: مقاومت متغیر. او می‌خواست یک دیافراگم ارتعاشی را که صدا دریافت می‌کرد، با یک تماس پلاتینیوم، پایین‌آمده و از ظرفی با اسید که در آن تماس ثابت دیگری وجود داشت، وصل کند. هنگامی که تماس متحرک عمیق‌تر می‌شد، سطح بزرگ‌تری با اسید تماس پیدا می‌کرد که مقاومت در برابر جریان بین کنتاکت‌ها را کاهش داد - و بالعکس.
طرح بل از مفهوم فرستنده مقاومت متغیر مایع
هابارد که می‌دانست گری بر روی پاشنه‌های بل داغ است، درخواست ثبت اختراع موجی را در صبح روز 14 فوریه بدون انتظار تایید نهایی از سوی بل به اداره ثبت اختراع ارسال کرد. و بعد از ظهر همان روز، وکیل گری با حق ثبت اختراع خود وارد شد. همچنین حاوی پیشنهادی برای تولید جریان موج با استفاده از مقاومت متغیر مایع بود. همچنین به امکان استفاده از این اختراع برای انتقال تلگراف و صدا اشاره کرد. اما او چندین ساعت تاخیر داشت تا در ثبت اختراع بل دخالت کند. اگر ترتیب ورود متفاوت بود، قبل از اعطای حق ثبت اختراع، یک جلسه رسیدگی طولانی با اولویت انجام می شد. در نتیجه، در 7 مارس، ثبت اختراع بل با شماره 174، "بهبودها در تلگراف" صادر شد، که سنگ بنای تسلط آینده سیستم بل را گذاشت.
اما این داستان دراماتیک خالی از طنز نیست. زیرا در 14 فوریه 1876، نه بل و نه گری مدلی از تلفن درست نکرده بودند. هیچ کس حتی این را امتحان نکرده است، به جز تلاش کوتاه بل در جولای گذشته، که در آن هیچ مقاومت متغیری وجود نداشت. بنابراین، حق ثبت اختراع را نباید به عنوان نقطه عطفی در تاریخ فناوری در نظر گرفت. این لحظه حساس در توسعه تلفن به عنوان یک شرکت تجاری ارتباط چندانی با تلفن به عنوان یک دستگاه نداشت.
تنها پس از ارائه حق ثبت اختراع بود که بل و واتسون فرصت بازگشت به تلفن را پیدا کردند، علیرغم تقاضاهای همیشگی هابارد برای ادامه کار بر روی تلگراف چندگانه. بل و واتسون چندین ماه تلاش کردند تا ایده مقاومت متغیر مایع را عملی کنند و از تلفنی که بر اساس این اصل ساخته شده بود برای انتقال عبارت معروف استفاده شد: "آقای واتسون، بیا اینجا، می خواهم شما را ببینم."
اما مخترعان دائماً با قابلیت اطمینان این فرستنده ها مشکل داشتند. بنابراین بل و واتسون شروع به کار بر روی فرستنده های جدید با استفاده از اصل مغناطیسی کردند که در تابستان 1875 با آن آزمایش کرده بودند - با استفاده از حرکت یک دیافراگم در یک میدان مغناطیسی برای تحریک مستقیم جریان. مزایای آن سادگی و قابلیت اطمینان بود. نقطه ضعف آن این بود که قدرت کم سیگنال تلفن ناشی از ارتعاشات موجود در هوا توسط صدای گوینده بود. این امر فاصله عملکرد مؤثر فرستنده مغناطیسی را محدود می کند. و در دستگاهی با مقاومت متغیر، صدا جریان ایجاد شده توسط باتری را تعدیل می کند که می تواند به اندازه دلخواه قوی شود.
مگنتوهای جدید بسیار بهتر از مگنتوهای تابستان گذشته کار می کردند و گاردینر تصمیم گرفت که ممکن است در نهایت چیزی در ایده تلفن وجود داشته باشد. از جمله فعالیت‌های دیگر، او در کمیته نمایشگاه آموزش و علم ماساچوست برای نزدیک شدن به نمایشگاه صدمین سالگرد خدمت کرد. او از نفوذ خود استفاده کرد تا بل را در نمایشگاه و مسابقه ای که در آن داوران اختراعات الکتریکی را قضاوت می کردند، به دست آورد.
فرستنده مگنتو بل/واتسون. یک دیافراگم فلزی ارتعاشی D در میدان مغناطیسی آهنربای H حرکت می کند و جریانی را در مدار تحریک می کند.
گیرنده
داوران بلافاصله پس از مطالعه تلگراف هارمونیک گری به بل آمدند. او آنها را در گیرنده رها کرد و به سمت یکی از فرستنده های واقع در صد متری گالری رفت. صحبت‌کنندگان بل از شنیدن آواز او و کلماتی که از جعبه فلزی کوچکی بیرون می‌آمد شگفت‌زده شدند. یکی از داوران همکار بل اسکاتلندی بود (که بعداً به او لقب لرد کلوین داده شد). او با هیجان شادی آور از سالن به طرف بل دوید تا به او بگوید که حرف های او را شنیده است و بعداً تلفن را "شگفت انگیزترین چیزی که در آمریکا دیده است" اعلام کرد. امپراطور برزیل نیز حضور داشت که ابتدا جعبه را به گوش خود فشار داد و سپس از روی صندلی بلند شد و فریاد زد: می‌شنوم، می‌شنوم!
تبلیغاتی که بل در نمایشگاه ایجاد کرد، باعث شد ادیسون ایده های قبلی خود را برای انتقال تلفن دنبال کند. او بلافاصله به نقطه ضعف اصلی دستگاه بل حمله کرد - فرستنده مغناطیسی ضعیف. او از آزمایش‌های خود با کوادروپلکس متوجه شد که مقاومت تراشه‌های زغال سنگ با تغییر فشار تغییر می‌کند. پس از آزمایش‌های فراوان با پیکربندی‌های مختلف، او یک فرستنده مقاومت متغیر را توسعه داد که بر اساس این اصل کار می‌کرد. به جای اینکه یک تماس در یک مایع حرکت کند، امواج فشار صدای گوینده "دکمه کربن" را فشرده کرد و مقاومت آن و در نتیجه قدرت جریان در مدار را تغییر داد. این بسیار قابل اطمینان تر و آسان تر از فرستنده های مایع طراحی شده توسط بل و گری بود و سهم تعیین کننده ای در موفقیت بلندمدت تلفن بود.
اما بل هنوز اولین کسی بود که با وجود مزایای آشکار در تجربه و مهارت هایی که رقبای او داشتند، تلفن ساخت. او اولین نفر بود نه به این دلیل که بینشی داشت که دیگران به آن نرسیده بودند - آنها هم به تلفن فکر می کردند، اما آن را در مقایسه با تلگراف بهبود یافته ناچیز می دانستند. بل اولین نفر بود زیرا صدای انسان را بیشتر از تلگراف دوست داشت، به طوری که در برابر خواسته های شرکای خود مقاومت کرد تا اینکه بتواند عملکرد تلفن خود را ثابت کند.
در مورد تلگراف هارمونیک که گری، ادیسون و بل این همه تلاش و فکر کردند، چطور؟ تا الان هیچ چیز درست نشده است. ثابت نگه داشتن ویبراتورهای مکانیکی در دو سر سیم در تراز کامل بسیار دشوار بود و هیچ کس نمی دانست که چگونه سیگنال ترکیبی را برای کار در فواصل طولانی تقویت کند. تنها در اواسط قرن بیستم، پس از اینکه فناوری الکتریکی که با رادیو شروع شد، امکان تنظیم دقیق فرکانس و تقویت کم نویز را فراهم کرد، ایده انباشتن چندین سیگنال برای انتقال روی یک سیم به واقعیت تبدیل شد.
وداع با بل
علیرغم موفقیت این تلفن در نمایشگاه، هابارد علاقه ای به ساخت یک سیستم تلفنی نداشت. زمستان سال بعد، او به ویلیام اورتن، رئیس وسترن یونیون، پیشنهاد داد که تمام حقوق تلفن تحت اختراع بل را به مبلغ 100 دلار خریداری کند. کار ادیسون روی تلفن و همچنین این باور که تلفن در مقایسه با تلگراف معنای بسیار کمی دارد. تلاش‌های دیگر برای فروش ایده تلفن شکست خورده است، عمدتاً به دلیل ترس از هزینه هنگفت دادخواهی در مورد حقوق ثبت اختراع در صورت تجاری شدن. بنابراین، در ژوئیه 000، بل و شرکای او شرکت تلفن بل را برای سازماندهی خدمات تلفنی خود تأسیس کردند. در همان ماه، بل سرانجام با میبل گاردینر در خانه خانواده اش ازدواج کرد و به اندازه کافی موفق شد که برکت پدرش را به دست آورد.
الک با همسرش میبل و دو فرزند بازمانده - دو پسرش در کودکی درگذشتند (حدود 1885)
سال بعد، اورتن نظر خود را در مورد تلفن تغییر داد و شرکت خود را به نام American Speaking Telephone Company ایجاد کرد، به این امید که پتنت های ادیسون، گری و دیگران از شرکت در برابر حملات قانونی بل محافظت کنند. او به یک تهدید مرگبار برای منافع بل تبدیل شد. وسترن یونیون دو مزیت اصلی داشت. اول، منابع مالی بزرگ. شرکت بل به پول نیاز داشت زیرا تجهیزاتی را به مشتریانش اجاره می‌داد که ماه‌ها طول کشید تا هزینه آن را پرداخت کند. دوم، دسترسی به فرستنده بهبود یافته ادیسون. هرکسی که فرستنده خود را با دستگاه بل مقایسه می‌کرد، نمی‌توانست متوجه وضوح و حجم بهتر صدای اولی نشود. شرکت بل چاره ای جز شکایت از رقیب خود به دلیل نقض حق ثبت اختراع نداشت.
اگر وسترن یونیون حقوق روشنی برای تنها فرستنده با کیفیت بالا در دسترس داشت، اهرم قوی برای دستیابی به توافق داشت. اما تیم بل یک پتنت قبلی برای دستگاه مشابهی که توسط یک مهاجر آلمانی به دست آمده بود کشف کردند. ، و آن را خرید. تنها پس از چندین سال مبارزه قانونی، حق امتیاز ادیسون در اولویت قرار گرفت. در نوامبر 1879 وسترن یونیون با مشاهده ناموفق بودن این روند موافقت کرد که تمام حقوق ثبت اختراع تلفن، تجهیزات و پایگاه مشترکین موجود (55 نفر) را به شرکت بل منتقل کند. در ازای آن، آنها فقط 000 درصد از اجاره تلفن را برای 20 سال آینده و همچنین از بل خواستند تا از تجارت تلگراف دور بماند.
شرکت بل به سرعت دستگاه‌های بل را با مدل‌های بهبودیافته‌ای که ابتدا بر اساس پتنت برلینر و سپس بر اساس پتنت‌های وسترن یونیون بود، جایگزین کرد. تا زمانی که دعوا به پایان رسید، شغل اصلی بل شهادت در دعاوی ثبت اختراع بود که تعداد زیادی از آنها وجود داشت. در سال 1881 او کاملاً بازنشسته شده بود. او مانند مورس و بر خلاف ادیسون، خالق سیستم ها نبود. تئودور ویل، مدیری پرانرژی که گاردینر او را از خدمات پستی دور کرده بود، کنترل شرکت را به دست گرفت و آن را به موقعیت مسلط در کشور رساند.
در ابتدا، شبکه تلفن کاملاً متفاوت از شبکه تلگراف رشد کرد. این دومی به طور جهشی از یک مرکز تجاری به مرکز دیگر توسعه یافت و 150 کیلومتر را در یک زمان پوشش داد، به دنبال بیشترین تمرکز مشتریان ارزشمند بود و تنها پس از آن شبکه را با اتصال به بازارهای محلی کوچکتر تکمیل کرد. شبکه‌های تلفن مانند کریستال‌هایی از نقاط رشد کوچک، از چند مشتری مستقر در خوشه‌های مستقل در هر شهر و منطقه اطراف، رشد کردند و به آرامی، طی دهه‌ها، در ساختارهای منطقه‌ای و ملی ادغام شدند.
دو مانع بر سر راه تلفن در مقیاس بزرگ وجود داشت. اول مشکل فاصله بود. حتی با فرستنده‌های مقاومت متغیر تقویت‌شده بر اساس ایده ادیسون، برد عملکرد تلگراف و تلفن غیرقابل مقایسه بود. سیگنال تلفن پیچیده‌تر مستعد نویز بود و خواص الکتریکی جریان‌های نوسانی کمتر از جریان مستقیم استفاده شده در تلگراف شناخته شده بود.
دوم اینکه مشکل ارتباطی وجود داشت. تلفن بل یک دستگاه ارتباطی یک به یک بود و می توانست دو نقطه را روی یک سیم به هم متصل کند. برای تلگراف این مشکلی نداشت. یک دفتر می تواند به بسیاری از مشتریان خدمات ارائه دهد و پیام ها می توانند به راحتی از دفتر مرکزی از طریق خط دیگری هدایت شوند. اما هیچ راه آسانی برای انتقال یک مکالمه تلفنی وجود نداشت. در اولین پیاده‌سازی تلفن، نفر سوم و بعدی فقط می‌توانستند با دو نفر ارتباط برقرار کنند که بعداً «تلفن جفتی» نامیده می‌شود. یعنی اگر همه دستگاه‌های مشترک به یک خط متصل بودند، هر کدام از آنها می‌توانستند با دیگران صحبت کنند (یا استراق سمع کنند).
به موقع به مشکل مسافت برمی گردیم. که در ما به مشکل اتصالات و عواقب آن که بر توسعه رله ها تأثیر داشت، خواهیم پرداخت.
چه بخوانیم
- رابرت وی بروس، بل: الکساندر گراهام بل و فتح تنهایی (1973)
- دیوید A. Hounshell، "الیشا گری و تلفن: در مورد معایب کارشناس بودن"، فناوری و فرهنگ (1975).
- پل اسرائیل، ادیسون: یک زندگی اختراع (1998)
- جورج بی.
منبع: www.habr.com