Artikel lain dalam seri ini:
- Relai cerita
- Sejarah komputer elektronik
- Sejarah transistor
- sejarah internet
Telepon itu muncul secara kebetulan. Jika Berkat penelitian selama satu abad mengenai kemungkinan pengiriman pesan menggunakan listrik, orang-orang menemukan telepon untuk mencari telegraf yang lebih baik. Oleh karena itu, cukup mudah untuk menetapkan tanggal yang masuk akal, meskipun tidak sepenuhnya pasti, untuk penemuan telepon - tahun keseratus berdirinya Amerika Serikat, 1876.
Dan tidak bisa dikatakan bahwa ponsel ini tidak memiliki pendahulunya. Sejak tahun 1830, para ilmuwan penelitian telah mencari cara untuk mengubah suara menjadi listrik, dan listrik menjadi suara.
Suara listrik
Pada tahun 1837 , seorang dokter dan peneliti di bidang elektromagnetisme dari Massachusetts, menemukan fenomena aneh. Dia menempatkan kawat spiral berinsulasi di antara ujung magnet permanen, dan kemudian menempatkan setiap ujung kawat dalam wadah berisi air raksa yang dihubungkan ke baterai. Setiap kali ia membuka atau menutup rangkaian, mengangkat ujung kawat dari wadah atau menurunkannya di sana, magnet mengeluarkan suara yang terdengar dari jarak satu meter. Page menyebutnya musik galvanik, dan berpendapat bahwa itu semua tentang "kekacauan molekuler" yang terjadi pada magnet. Page meluncurkan gelombang penelitian terhadap dua aspek dari penemuan ini: sifat aneh bahan logam yang dapat berubah bentuk ketika diberi magnet, dan pembangkitan suara yang lebih nyata melalui listrik.
Kami secara khusus tertarik pada dua penelitian. Yang pertama dilakukan oleh Johann Philipp Reis. Reis mengajar matematika dan sains kepada anak-anak sekolah di Institut Garnier dekat Frankfurt, tetapi di waktu luangnya ia terlibat dalam penelitian kelistrikan. Pada saat itu, beberapa ahli listrik telah menciptakan versi baru musik galvanik, tetapi Reis adalah orang pertama yang menguasai alkimia penerjemahan suara dua arah menjadi listrik dan sebaliknya.
Reis menyadari bahwa diafragma yang menyerupai gendang telinga manusia dapat menutup dan membuka rangkaian listrik jika bergetar. Prototipe pertama perangkat telepon, dibuat pada tahun 1860, terdiri dari telinga yang diukir dari kayu dengan selaput yang terbuat dari kandung kemih babi yang direntangkan di atasnya. Sebuah elektroda platinum dipasang di bagian bawah membran, yang ketika bergetar, membuka dan menutup sirkuit dengan baterai. Penerimanya adalah gulungan kawat yang dililitkan pada jarum rajut yang dipasang pada biola. Badan biola memperkuat getaran stylus yang berubah bentuk saat dimagnetisasi dan didemagnetisasi secara bergantian.
Ponsel Reis model terlambat
Reis menghasilkan banyak perbaikan pada prototipe awal, dan bersama dengan peneliti lainnya menemukan bahwa jika Anda menyanyikan atau menyenandungkan sesuatu ke dalamnya, suara yang dikirimkan tetap dapat dikenali. Kata-kata menjadi lebih sulit untuk dibedakan, dan sering kali menjadi terdistorsi dan tidak dapat dipahami. Banyak pesan sukses suara menggunakan frasa umum seperti “selamat pagi” dan “apa kabar” dan mudah ditebak. Masalah utamanya adalah pemancar Reis hanya membuka dan menutup sirkuit, tetapi tidak mengatur kekuatan suara. Akibatnya, hanya frekuensi dengan amplitudo tetap yang dapat ditransmisikan, dan ini tidak dapat mensimulasikan seluruh seluk-beluk suara manusia.
Reis percaya bahwa karyanya harus diakui oleh sains, tetapi tidak pernah mencapai hal ini. Perangkatnya merupakan keingintahuan yang populer di kalangan elit ilmiah, dan salinannya muncul di sebagian besar pusat elit ini: di Paris, London, Washington. Namun karya ilmiahnya ditolak oleh jurnal Annalen der Physik [Annals of Physics] milik Profesor Poggendorff, salah satu jurnal ilmiah tertua dan jurnal paling berpengaruh pada masa itu. Upaya Race untuk mengiklankan telepon dengan perusahaan kabel juga gagal. Dia menderita tuberkulosis, dan penyakitnya yang semakin parah menghalangi dia untuk melakukan penelitian serius lebih lanjut. Akibatnya, pada tahun 1873, penyakit merenggut nyawa dan ambisinya. Dan ini bukan kali terakhir penyakit ini menghambat perkembangan sejarah ponsel.
Selagi Race memperbaiki ponselnya, sedang memberikan sentuhan akhir pada studi penting tentang fisiologi pendengaran: “Doktrin Sensasi Pendengaran sebagai Dasar Fisiologis untuk Teori Musik” [Die Lehre von den Tonempfindungen als fisiologische Grundlage für die Theorie der Musik], yang diterbitkan pada tahun 1862. Helmholtz, yang saat itu menjadi profesor di Universitas Heidelberg, adalah seorang raksasa sains di abad ke-XNUMX, yang mengerjakan fisiologi penglihatan, elektrodinamika, termodinamika, dll.
Karya Helmholtz hanya menceritakan sekilas sejarah kita, namun sayang jika dilewatkan. Dalam The Doctrine of Auditory Sensations, Helmholtz melakukan hal yang sama untuk musik seperti yang dilakukan Newton untuk cahaya - dia menunjukkan bagaimana sensasi yang tampaknya tunggal dapat dibongkar menjadi bagian-bagian komponennya. Ia membuktikan bahwa perbedaan warna nada, dari biola hingga bassoon, hanya disebabkan oleh perbedaan kekuatan relatif nada tambahannya (nada pada frekuensi ganda, rangkap tiga, dll. dalam kaitannya dengan nada dasar). Namun dalam cerita kita, hal paling menarik tentang karyanya terletak pada alat luar biasa yang ia kembangkan untuk demonstrasi:
Varian penyintesis Helmholtz
Helmholtz memesan perangkat pertama dari bengkel Cologne. Sederhananya, itu adalah synthesizer yang mampu menghasilkan suara berdasarkan komposisi nada sederhana. Kemampuannya yang paling menakjubkan adalah kemampuan yang tidak dapat dijelaskan untuk mereproduksi suara vokal yang biasa didengar semua orang hanya dari mulut manusia.
Synthesizer bekerja dari menabuh garpu tala utama yang menggetarkan nada dasar, menutup dan membuka rangkaian, membenamkan kawat platina dalam wadah air raksa. Delapan garpu tala bermagnet, masing-masing bergetar dengan nada tambahannya sendiri, diletakkan di antara ujung elektromagnet yang terhubung ke suatu sirkuit. Setiap penutupan rangkaian menyalakan elektromagnet dan menjaga garpu tala tetap dalam keadaan bergetar. Di samping setiap garpu tala terdapat resonator silinder yang mampu memperkuat dengungannya hingga tingkat yang dapat didengar. Dalam keadaan normal, tutup resonator tertutup dan meredam suara garpu tala. Jika Anda memindahkan tutupnya ke samping, Anda dapat mendengar nada tambahan ini, dan dengan demikian “memainkan” suara terompet, piano, atau huruf vokal “o”.
Perangkat ini akan memainkan peran kecil dalam menciptakan ponsel jenis baru.
Telegraf harmonik
Salah satu daya tarik bagi para penemu paruh kedua abad ke-1870 adalah multitelegraf. Semakin banyak sinyal telegraf yang dapat dijejalkan ke dalam satu kabel, semakin besar efisiensi jaringan telegraf. Pada awal tahun XNUMX-an, beberapa metode telegrafi dupleks yang berbeda (mengirimkan dua sinyal dalam arah berlawanan pada waktu yang sama) telah dikenal. Segera setelah itu, Thomas Edison memperbaikinya dengan menciptakan quadruplex, menggabungkan duplex dan diplex (mentransmisikan dua sinyal dalam satu arah pada waktu yang sama), sehingga kawat dapat digunakan empat kali lebih efisien.
Namun bisakah jumlah sinyalnya ditingkatkan lebih lanjut? Atur semacam octoruplex, atau bahkan lebih? Fakta bahwa gelombang suara dapat diubah menjadi arus listrik dan dikembalikan lagi memberikan kemungkinan yang menarik. Bagaimana jika kita menggunakan nada-nada dengan nada yang berbeda-beda untuk menciptakan telegraf musik akustik, harmonis, atau, secara puitis? Jika getaran fisik dengan frekuensi berbeda dapat diubah menjadi getaran listrik dan kemudian disusun kembali menjadi frekuensi aslinya di sisi lain, maka pengiriman banyak sinyal secara bersamaan dapat dilakukan tanpa saling mengganggu. Suara itu sendiri hanya akan menjadi alat untuk mencapai tujuan, media perantara yang membentuk arus sehingga beberapa sinyal dapat ada dalam satu kabel. Untuk mempermudah, saya akan menyebut konsep ini sebagai telegraf harmonik, meskipun berbagai variasi istilah digunakan pada saat itu.
Ini bukan satu-satunya cara untuk membuat sinyal multipleks. Di Perancis [setelah itu satuan kecepatan simbolis diberi nama - baud / kira-kira. terjemahan] pada tahun 1874 ia menemukan mesin dengan distributor berputar yang secara bergantian mengumpulkan sinyal dari beberapa pemancar telegraf. Saat ini kita menyebutnya multipleks dibagi waktu, bukan frekuensi. Namun pendekatan ini memiliki kelemahan - pendekatan ini tidak mengarah pada penciptaan telepon.
Pada saat itu, telegrafi Amerika didominasi oleh Western Union, yang dibentuk pada tahun 1850-an dalam upaya menghilangkan persaingan yang tidak menguntungkan antara beberapa perusahaan telegraf besar—sebuah penjelasan yang dapat dengan mudah digunakan untuk membenarkan merger semacam itu sebelum munculnya undang-undang antimonopoli. Salah satu karakter dalam cerita kami menggambarkannya sebagai "mungkin perusahaan terbesar yang pernah ada". Memiliki ribuan kilometer kabel dan menghabiskan banyak uang untuk membangun dan memelihara jaringan, Western Union mengikuti perkembangan di bidang telegrafi multipleks dengan penuh minat.
Pemain lain juga menanti terobosan dalam bisnis telegraf. , seorang pengacara dan pengusaha asal Boston, adalah salah satu pendukung utama upaya menjadikan telegraf Amerika di bawah kendali pemerintah federal. Hubbard percaya bahwa telegram bisa semurah surat, dan bertekad untuk melemahkan apa yang dia lihat sebagai monopoli Western Union yang sinis dan pemeras. RUU Hubbard tidak mengusulkan untuk sepenuhnya menasionalisasi perusahaan telegraf yang ada, seperti yang dilakukan hampir semua negara Eropa, tetapi akan mendirikan layanan telegraf yang disponsori pemerintah di bawah naungan Departemen Kantor Pos. Namun kemungkinan besar hasilnya akan sama, dan Western Union akan meninggalkan bisnis ini. Pada pertengahan tahun 1870-an, kemajuan dalam undang-undang tersebut terhenti, tetapi Hubbard yakin bahwa kendali atas paten telegraf baru yang penting dapat memberinya keuntungan dalam mendorong proposalnya melalui Kongres.
Gardiner Green Hubbard
Ada dua faktor unik di Amerika Serikat: pertama, skala kontinental Western Union. Tidak ada organisasi telegraf Eropa yang memiliki antrean panjang, dan oleh karena itu, tidak ada alasan untuk mengembangkan telegrafi multipleks. Kedua, ada pertanyaan terbuka mengenai kendali pemerintah atas telegraf. Benteng Eropa terakhir adalah Inggris, yang menasionalisasi telegraf pada tahun 1870. Setelah ini, tidak ada tempat tersisa kecuali Amerika Serikat dimana prospek yang menggiurkan untuk membuat terobosan teknologi dan melemahkan monopoli semakin besar. Mungkin karena itu, sebagian besar pengerjaan telegraf harmonik dilakukan di Amerika Serikat.
Terutama ada tiga pesaing untuk hadiah tersebut. Dua dari mereka sudah menjadi penemu terhormat - и . Yang ketiga adalah seorang profesor retorika dan guru tunarungu bernama Bell.
Abu-abu
Elisha Gray dibesarkan di sebuah peternakan di Ohio. Seperti banyak orang sezamannya, ia bermain telegrafi saat remaja, namun pada usia 12 tahun, ketika ayahnya meninggal, ia mulai mencari pekerjaan yang dapat menghidupinya. Dia pernah magang sebagai pandai besi, kemudian sebagai tukang kayu kapal, dan pada usia 22 tahun dia mengetahui bahwa dia bisa mendapatkan pendidikan di Oberlin College sambil tetap bekerja sebagai tukang kayu. Setelah lima tahun menempuh studi, ia terjun ke karir sebagai penemu di bidang telegrafi. Paten pertamanya adalah relai yang dapat menyesuaikan sendiri, yang, dengan menggunakan elektromagnet kedua sebagai pengganti pegas untuk mengembalikan jangkar, menghilangkan kebutuhan untuk menyesuaikan sensitivitas relai tergantung pada kekuatan arus di sirkuit.
Elisha Gray, ca. 1878
Pada tahun 1870, ia sudah menjadi mitra di sebuah perusahaan yang memproduksi peralatan listrik, dan bekerja di sana sebagai chief engineer. Pada tahun 1872, dia dan rekannya memindahkan perusahaannya ke Chicago dan menamainya Western Electric Manufacturing Company. Western Electric segera menjadi pemasok utama peralatan telegraf ke Western Union. Hasilnya, hal ini akan meninggalkan jejak nyata dalam sejarah telepon.
Awal tahun 1874, Gray mendengar suara aneh dari kamar mandinya. Kedengarannya seperti deru reotome yang bergetar, hanya saja lebih kuat. Reotome (secara harfiah berarti "pemutus aliran") adalah perangkat listrik terkenal yang menggunakan lidah logam untuk membuka dan menutup sirkuit dengan cepat. Melihat ke dalam kamar mandi, Gray melihat putranya memegang kumparan induksi yang terhubung ke rheotome di satu tangan, dan tangan lainnya menggosok lapisan seng bak mandi, yang berdengung dengan frekuensi yang sama. Gray, yang tertarik dengan kemungkinan-kemungkinan tersebut, meninggalkan pekerjaannya sehari-hari di Western Electric untuk kembali menciptakan. Pada musim panas, dia telah mengembangkan telegraf musik oktaf penuh, yang dengannya dia dapat memutar suara pada diafragma yang terbuat dari baskom logam dengan menekan tombol keyboard.
Pemancar
Penerima
Telegraf musikal adalah hal baru tanpa nilai komersial yang jelas. Namun Gray menyadari bahwa kemampuan untuk mengirimkan suara dengan nada berbeda melalui satu kabel memberinya dua pilihan. Dengan pemancar dengan desain berbeda, yang mampu menangkap suara dari udara, telegraf suara dapat dibuat. Dengan penerima lain yang mampu memisahkan sinyal gabungan menjadi komponen-komponennya, dimungkinkan untuk membuat telegrafi harmonik - yaitu telegrafi multipleks berdasarkan suara. Dia memutuskan untuk berkonsentrasi pada pilihan kedua, karena industri telegraf memiliki tuntutan yang jelas. Dia dikukuhkan dalam pilihannya setelah mengetahui tentang telepon Race, yang tampaknya merupakan mainan filosofis sederhana.
Gray membuat penerima telegraf harmonik dari sekumpulan elektromagnet yang digabungkan dengan strip logam. Setiap strip disetel ke frekuensi tertentu, dan dibunyikan ketika tombol yang sesuai pada pemancar ditekan. Pemancar bekerja dengan prinsip yang sama seperti telegraf musik.
Gray memperbaiki perangkatnya selama dua tahun berikutnya dan membawanya ke pameran. Secara resmi acara itu disebut "". Ini adalah pameran dunia pertama yang diadakan di Amerika Serikat, dan bertepatan dengan perayaan seratus tahun negara tersebut, dan oleh karena itu menampilkan apa yang disebut. "Pameran Seratus Tahun" Itu terjadi di Philadelphia pada musim panas 1876. Di sana, Gray mendemonstrasikan koneksi "octruplex" (yaitu transmisi delapan pesan secara bersamaan) pada jalur telegraf yang disiapkan khusus dari New York. Pencapaian ini mendapat pujian tinggi dari para juri pameran, namun tak lama kemudian dikalahkan oleh keajaiban yang lebih besar lagi.
Edison
, presiden Western Union, dengan cepat mengetahui kemajuan Gray, yang membuatnya sangat gugup. Paling-paling, jika Gray berhasil, situasinya akan mengakibatkan lisensi paten menjadi sangat mahal. Dalam kasus terburuk, paten Gray akan menjadi dasar pembentukan perusahaan saingan yang akan menantang dominasi Western Union.
Jadi pada bulan Juli 1875, Orton mengeluarkan kartu as: Thomas Edison. Edison tumbuh besar dengan telegrafi, menghabiskan beberapa tahun sebagai operator telegraf, dan kemudian menjadi seorang penemu. Kemenangan terbesarnya saat itu adalah komunikasi quadruplex, yang dibuat dengan uang Western Union tahun sebelumnya. Sekarang Orton berharap dia bisa meningkatkan penemuannya dan melampaui apa yang berhasil dilakukan Gray. Dia memberi Edison deskripsi telepon Race; Edison juga mempelajari karya Helmholtz yang baru-baru ini diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris.
Edison berada di puncak performanya, dan ide-ide inovatif mengalir darinya seperti percikan api dari landasan. Pada tahun berikutnya ia menunjukkan dua pendekatan berbeda terhadap telegrafi akustik - yang pertama mirip dengan telegraf Gray, dan menggunakan garpu tala atau buluh getar untuk menciptakan atau merasakan frekuensi yang diinginkan. Edison tidak dapat membuat alat tersebut bekerja pada tingkat yang dapat diterima.
Pendekatan kedua, yang disebutnya "pemancar akustik", benar-benar berbeda. Alih-alih menggunakan buluh yang bergetar untuk mengirimkan frekuensi yang berbeda, ia menggunakannya untuk mengirimkan pulsa pada interval yang berbeda. Ini membagi penggunaan kabel antar pemancar berdasarkan waktu, bukan berdasarkan frekuensi. Untuk itu diperlukan sinkronisasi getaran yang sempurna pada setiap pasangan penerima-pemancar agar sinyal tidak tumpang tindih. Pada bulan Agustus 1876, ia memiliki quadruplex yang bekerja berdasarkan prinsip ini, meskipun pada jarak lebih dari 100 mil sinyalnya menjadi tidak berguna. Dia juga punya ide untuk memperbaiki ponsel Race, yang untuk sementara dia kesampingkan.
Dan kemudian Edison mendengar tentang sensasi yang diciptakan di Centennial Exposition di Philadelphia oleh seorang pria bernama Bell.
lonceng
lahir di Edinburgh, Skotlandia, dan dibesarkan di London di bawah bimbingan ketat kakeknya. Seperti Gray dan Edison, ia menunjukkan ketertarikan pada telegraf saat masih kecil, namun kemudian mengikuti jejak ayah dan kakeknya, memilih ucapan manusia sebagai minat utamanya. Kakeknya, Alexander, membuat namanya terkenal di panggung dan kemudian mulai mengajar berbicara di depan umum. Ayahnya, Alexander Melville, juga seorang guru, dan bahkan mengembangkan dan menerbitkan sistem fonetik, yang disebutnya “ucapan yang terlihat”. Alexander yang lebih muda (Alec, begitu dia dipanggil dalam keluarga), memilih pekerjaannya mengajar pidato kepada orang tuli.
Pada akhir tahun 1860-an dia mempelajari anatomi dan fisiologi di University College London. Siswa Marie Eccleston belajar dengannya, yang rencananya akan dinikahinya. Tapi kemudian dia meninggalkan pembelajaran dan cinta. Kedua saudara laki-lakinya meninggal karena tuberkulosis, dan ayah Alec meminta dia dan keluarganya yang tersisa untuk pindah ke Dunia Baru untuk menjaga kesehatan putra satu-satunya. Bell menurutinya, meskipun dia menolak dan membencinya, dan berlayar pada tahun 1870.
Setelah peretasan singkat di Ontario, Alexander, menggunakan koneksi ayahnya, mendapatkan pekerjaan sebagai guru di sekolah tunarungu di Boston. Di sana benang masa depannya mulai dijalin.
Pertama dia mempunyai seorang murid, Mabel Hubbard, yang kehilangan pendengarannya pada usia lima tahun karena demam berdarah. Bell terus mengajar secara privat bahkan setelah menjadi profesor fisiologi vokal dan berbicara di depan umum di Universitas Boston, dan Mabel termasuk di antara murid pertamanya. Pada saat pelatihan, dia baru berusia di bawah 16 tahun, sepuluh tahun lebih muda dari Bell, dan dalam beberapa bulan dia telah jatuh cinta dengan gadis ini. Kami akan kembali ke ceritanya nanti.
Pada tahun 1872 Bell memperbarui minatnya pada telegrafi. Beberapa tahun sebelumnya, saat masih di London, Bell mengetahui eksperimen Helmholtz. Namun Bell salah memahami pencapaian Helmholtz, percaya bahwa dia tidak hanya menciptakan, tetapi juga mengirimkan suara kompleks menggunakan listrik. Jadi Bell menjadi tertarik pada telegrafi harmonik - kombinasi penggunaan kabel dengan beberapa sinyal yang ditransmisikan pada beberapa frekuensi. Mungkin terinspirasi oleh berita bahwa Western Union telah memperoleh ide telegraf dupleks dari sesama warga Boston Joseph Stearns, Bell mempertimbangkan kembali idenya dan, seperti Edison dan Gray, mulai mencoba menerapkannya.
Suatu hari, saat mengunjungi Mabel, dia menyentuh benang kedua dari takdirnya - berdiri di samping piano, dia menunjukkan kepada keluarganya sebuah trik yang telah dia pelajari di masa mudanya. Jika Anda menyanyikan nada bersih pada piano, senar yang sesuai akan berbunyi dan memainkannya kembali untuk Anda. Dia memberi tahu ayah Mabel bahwa sinyal telegraf yang disetel dapat menghasilkan efek yang sama, dan menjelaskan bagaimana sinyal tersebut dapat digunakan dalam telegrafi multipleks. Dan Bell tidak dapat menemukan pendengar yang lebih memahami ceritanya: dia bergema dengan gembira dan langsung memahami gagasan utama: “ada satu udara untuk setiap orang, dan hanya satu kabel yang diperlukan,” yaitu, perambatan gelombang arus dalam sebuah kawat dalam bentuk mini dapat meniru perambatan gelombang udara yang dihasilkan oleh suara kompleks. Pendengar Bell adalah Gardiner Hubbard.
Telepon
Dan kini ceritanya semakin membingungkan sehingga takut menguji kesabaran pembaca. Saya akan mencoba melacak tren utama tanpa terpaku pada detailnya.
Bell, didukung oleh Hubbard dan ayah muridnya yang lain, bekerja dengan tekun pada telegraf harmonik tanpa mempublikasikan kemajuannya. Dia bergantian bekerja keras dengan waktu istirahat ketika kesehatannya menurun, sambil mencoba memenuhi tugas universitasnya, mempromosikan sistem "ucapan terlihat" ayahnya dan bekerja sebagai tutor. Dia mempekerjakan asisten baru , seorang mekanik berpengalaman dari bengkel mekanik Charles Williams di Boston - orang-orang yang tertarik dengan listrik berkumpul di sana. Hubbard mendesak Bell untuk terus melakukannya, dan tidak segan-segan menggunakan tangan putrinya sebagai insentif, menolak menikahkannya sampai Bell memperbaiki telegrafnya.
Pada musim panas tahun 1874, saat berlibur di dekat rumah keluarganya di Ontario, Bell mendapat pencerahan. Beberapa pemikiran yang ada di alam bawah sadarnya melebur menjadi satu – telepon. Pikirannya juga terpengaruh - alat perekam suara pertama di dunia yang melukiskan gelombang suara pada kaca berasap. Hal ini meyakinkan Bell bahwa suara dengan kerumitan apa pun dapat direduksi menjadi pergerakan suatu titik di ruang angkasa, seperti pergerakan arus melalui kawat. Kami tidak akan membahas detail teknisnya, karena tidak ada hubungannya dengan ponsel yang sebenarnya dibuat dan kepraktisan penggunaannya dipertanyakan. Namun mereka membawa pemikiran Bell ke arah yang baru.
Sketsa konsep telepon Bell asli dengan "harmonik" (tidak dibuat)
Bell mengesampingkan ide ini untuk sementara waktu untuk mengejar, seperti yang diharapkan rekan-rekannya, tujuan menciptakan telegraf harmonis.
Namun ia segera bosan dengan rutinitas menyempurnakan instrumen, dan hatinya, yang bosan dengan banyaknya hambatan praktis yang menghalangi prototipe kerja menuju sistem praktis, semakin tertarik pada telepon. Suara manusia adalah hasrat pertamanya. Pada musim panas tahun 1875, ia menemukan bahwa buluh yang bergetar tidak hanya dapat dengan cepat menutup dan membuka sirkuit seperti kunci telegraf, tetapi juga menciptakan arus seperti gelombang yang terus menerus saat bergerak dalam medan magnet. Dia menceritakan idenya tentang telepon kepada Watson, dan bersama-sama mereka membangun model telepon pertama berdasarkan prinsip ini - diafragma yang bergetar di bidang elektromagnet membangkitkan arus seperti gelombang di sirkuit magnet. Perangkat ini mampu mentransmisikan suara-suara tertentu yang teredam. Hubbard tidak terkesan dengan perangkat tersebut dan memerintahkan Bell untuk kembali ke masalah sebenarnya.
Telepon tiang gantungan Bell yang tersisa dari musim panas 1875
Namun Bell tetap meyakinkan Hubbard dan mitra lainnya bahwa ide tersebut harus dipatenkan, karena dapat digunakan dalam telegrafi multipleks. Dan jika Anda mengajukan paten, tidak ada yang akan melarang Anda menyebutkan di dalamnya kemungkinan penggunaan perangkat untuk komunikasi suara. Kemudian pada bulan Januari, Bell menambahkan mekanisme baru untuk menghasilkan arus gelombang ke dalam rancangan paten: resistensi variabel. Dia ingin menghubungkan diafragma bergetar, yang menerima suara, dengan kontak platinum, diturunkan dan diangkat dari wadah berisi asam, di mana terdapat kontak stasioner lainnya. Ketika kontak bergerak tenggelam lebih dalam, luas permukaan yang lebih besar bersentuhan dengan asam, yang mengurangi resistensi terhadap arus yang mengalir di antara kontak – dan sebaliknya.
Sketsa Bell tentang konsep pemancar resistansi variabel cair
Hubbard, mengetahui bahwa Gray sedang mengejar Bell, mengirimkan permohonan paten gelombang saat ini ke kantor paten pada pagi hari tanggal 14 Februari, tanpa menunggu konfirmasi akhir dari Bell. Dan pada sore hari yang sama, pengacara Gray tiba dengan membawa patennya. Itu juga berisi usulan untuk menghasilkan arus gelombang menggunakan resistansi variabel cair. Disebutkan juga kemungkinan penggunaan penemuan ini untuk telegraf dan transmisi suara. Tapi dia terlambat beberapa jam untuk mengganggu paten Bell. Jika urutan kedatangannya berbeda, maka akan diperlukan pemeriksaan prioritas yang panjang sebelum paten diberikan. Hasilnya, pada tanggal 7 Maret, Bell dikeluarkan paten nomor 174, “Perbaikan Telegrafi,” yang meletakkan landasan bagi dominasi sistem Bell di masa depan.
Namun kisah dramatis ini bukannya tanpa ironi. Karena pada tanggal 14 Februari 1876, baik Bell maupun Gray belum membuat model telepon yang berfungsi. Belum ada seorang pun yang pernah mencobanya, kecuali upaya singkat Bell pada bulan Juli lalu, di mana tidak ada resistensi yang bervariasi. Oleh karena itu, paten tidak boleh dipandang sebagai tonggak sejarah teknologi. Momen kritis dalam perkembangan telepon sebagai sebuah perusahaan bisnis tidak ada hubungannya dengan telepon sebagai sebuah perangkat.
Hanya setelah menyerahkan paten, Bell dan Watson memiliki kesempatan untuk kembali menggunakan telepon, meskipun Hubbard terus-menerus menuntut untuk terus mengerjakan telegraf multipleks. Bell dan Watson menghabiskan beberapa bulan mencoba membuat ide resistensi variabel cair berhasil, dan telepon yang dibuat berdasarkan prinsip ini digunakan untuk mengirimkan ungkapan terkenal: "Tuan Watson, kemarilah, saya ingin bertemu Anda."
Namun para penemunya terus-menerus mengalami masalah dengan keandalan pemancar ini. Jadi Bell dan Watson mulai mengerjakan pemancar baru menggunakan prinsip magneto yang telah mereka uji pada musim panas tahun 1875—menggunakan pergerakan diafragma dalam medan magnet untuk membangkitkan arus secara langsung. Keuntungannya adalah kesederhanaan dan keandalan. Kerugiannya adalah rendahnya kekuatan sinyal telepon akibat getaran di udara yang ditimbulkan oleh suara pembicara. Hal ini membatasi jarak pengoperasian efektif pemancar magneto. Dan pada perangkat dengan resistansi variabel, suara memodulasi arus yang dihasilkan oleh baterai, yang dapat dibuat sekuat yang diinginkan.
Magneto baru ini bekerja jauh lebih baik dibandingkan magneto musim panas lalu, dan Gardiner memutuskan bahwa mungkin ada sesuatu dalam ide telepon tersebut. Di antara aktivitas lainnya, ia bertugas di Komite Pameran Pendidikan dan Sains Massachusetts untuk acara Centennial Exposition yang akan datang. Dia menggunakan pengaruhnya untuk memberi Bell tempat dalam pameran dan kompetisi di mana para juri menilai penemuan listrik.
Pemancar magnet Bell/Watson. Diafragma logam D yang bergetar bergerak dalam medan magnet magnet H dan membangkitkan arus dalam rangkaian
Penerima
Para juri datang ke Bell segera setelah mempelajari telegraf harmonik Gray. Dia meninggalkannya di penerima dan pergi ke salah satu pemancar yang terletak seratus meter lebih jauh di sepanjang galeri. Teman bicara Bell takjub mendengarnya bernyanyi dan kata-kata keluar dari kotak logam kecil. Salah satu jurinya adalah rekan Bell dari Skotlandia (yang kemudian diberi gelar Lord Kelvin). Dalam kegembiraan yang menggembirakan, dia berlari melintasi aula menuju Bell untuk memberitahunya bahwa dia telah mendengar kata-katanya, dan kemudian menyatakan telepon sebagai “hal paling menakjubkan yang pernah dia lihat di Amerika.” Kaisar Brasil juga hadir, yang mula-mula menempelkan kotak itu ke telinganya, lalu melompat dari kursinya sambil berteriak: “Saya dengar, saya dengar!”
Publisitas yang dihasilkan Bell di pameran tersebut membuat Edison mengejar ide transmisi telepon sebelumnya. Dia segera menyerang kelemahan utama perangkat Bell - pemancar magneto yang lemah. Dari eksperimennya dengan quadruplex, dia mengetahui bahwa resistansi serpihan batubara berubah seiring dengan perubahan tekanan. Setelah banyak percobaan dengan konfigurasi berbeda, ia mengembangkan pemancar resistansi variabel yang beroperasi berdasarkan prinsip ini. Alih-alih kontak bergerak dalam cairan, gelombang tekanan suara pembicara memampatkan “tombol” karbon, mengubah resistansinya, dan juga kekuatan arus dalam rangkaian. Ini jauh lebih dapat diandalkan dan lebih mudah diterapkan dibandingkan pemancar cair yang dibuat oleh Bell dan Gray, dan merupakan kontribusi yang menentukan bagi kesuksesan telepon jangka panjang.
Namun Bell tetaplah orang pertama yang membuat telepon, meskipun keunggulan pengalaman dan keterampilannya jelas dimiliki oleh para pesaingnya. Dia adalah orang pertama bukan karena dia memiliki wawasan yang belum terjangkau oleh orang lain - mereka juga memikirkan telepon, tetapi mereka menganggapnya tidak penting dibandingkan dengan telegraf yang lebih baik. Bell adalah yang pertama karena dia lebih menyukai suara manusia daripada telegraf, sehingga dia menolak keinginan rekannya sampai dia bisa membuktikan fungsi teleponnya.
Bagaimana dengan telegraf harmonik, yang menghabiskan begitu banyak usaha dan pemikiran Gray, Edison, dan Bell? Sejauh ini tidak ada yang berhasil. Menjaga vibrator mekanis di kedua ujung kabel tetap sejajar sempurna terbukti sangat sulit, dan tidak ada yang tahu cara memperkuat sinyal gabungan agar bekerja dalam jarak jauh. Baru menjelang pertengahan abad ke-XNUMX, setelah teknologi kelistrikan yang dimulai dengan radio memungkinkan penyetelan frekuensi yang tepat dan amplifikasi kebisingan yang rendah, gagasan untuk menumpuk banyak sinyal untuk transmisi pada satu kabel menjadi kenyataan.
Perpisahan dengan Bell
Meskipun telepon sukses di pameran tersebut, Hubbard tidak tertarik untuk membangun sistem telepon. Musim dingin berikutnya, dia melamar William Orton, presiden Western Union, untuk membeli semua hak atas telepon berdasarkan paten Bell seharga $100. Orton menolak, dipengaruhi oleh kombinasi ketidaksukaan terhadap Hubbard dan skema telegraf posnya, kepercayaan diri, dan Karya Edison tentang telepon, dan juga keyakinan bahwa telepon, dibandingkan dengan telegraf, tidak banyak artinya. Upaya lain untuk menjual ide telepon telah gagal, sebagian besar disebabkan oleh kekhawatiran akan besarnya biaya litigasi atas hak paten jika dikomersialkan. Oleh karena itu, pada bulan Juli 000, Bell dan rekan-rekannya mendirikan Bell Telephone Company untuk mengatur layanan telepon mereka sendiri. Pada bulan yang sama, Bell akhirnya menikah dengan Mabel Gardiner di rumah keluarganya, menjadi cukup sukses untuk mendapatkan restu ayahnya.
Alec bersama istrinya Mabel dan dua anaknya yang masih hidup - kedua putranya meninggal saat masih bayi (c. 1885)
Tahun berikutnya, Orton berubah pikiran tentang telepon dan mendirikan perusahaannya sendiri, American Speaking Telephone Company, dengan harapan bahwa paten Edison, Gray, dan lainnya akan melindungi perusahaan tersebut dari serangan hukum Bell. Dia menjadi ancaman mematikan bagi kepentingan Bell. Western Union memiliki dua keunggulan utama. Pertama, sumber daya keuangan yang besar. Perusahaan Bell membutuhkan uang karena menyewakan peralatan kepada pelanggannya, yang memerlukan waktu berbulan-bulan untuk membayar sendiri. Kedua, akses ke pemancar Edison yang ditingkatkan. Siapa pun yang membandingkan pemancarnya dengan perangkat Bell pasti akan menyadari kejernihan dan volume suara yang lebih baik. Perusahaan Bell tidak punya pilihan selain menuntut pesaingnya atas pelanggaran paten.
Jika Western Union mempunyai hak yang jelas atas satu-satunya pemancar berkualitas tinggi yang tersedia, Western Union akan memiliki pengaruh yang kuat untuk mencapai kesepakatan. Namun tim Bell menemukan paten sebelumnya untuk perangkat serupa, yang diperoleh oleh seorang emigran Jerman , dan membelinya. Hanya setelah bertahun-tahun pertarungan hukum barulah paten Edison mendapat prioritas. Melihat bahwa prosesnya tidak berhasil, pada bulan November 1879 Western Union setuju untuk mengalihkan semua hak paten atas telepon, peralatan, dan basis pelanggan yang ada (55 orang) ke perusahaan Bell. Sebagai imbalannya, mereka hanya meminta 000% dari sewa telepon untuk 20 tahun ke depan, dan juga agar Bell tidak terlibat dalam bisnis telegraf.
Perusahaan Bell dengan cepat mengganti perangkat Bell dengan model yang lebih baik berdasarkan paten Berliner dan kemudian paten yang diperoleh dari Western Union. Pada saat litigasi berakhir, pekerjaan utama Bell adalah memberikan kesaksian dalam litigasi paten, yang jumlahnya banyak. Pada tahun 1881 dia telah pensiun sepenuhnya. Seperti Morse, dan tidak seperti Edison, dia bukanlah pencipta sistem. Theodore Vail, seorang manajer energik yang dibujuk Gardiner dari layanan pos, mengambil kendali perusahaan dan membawanya ke posisi dominan di negara tersebut.
Awalnya, jaringan telepon tumbuh cukup berbeda dengan jaringan telegraf. Yang terakhir ini berkembang pesat dari satu pusat komersial ke pusat komersial lainnya, menempuh jarak 150 km sekaligus, mencari konsentrasi tertinggi pelanggan berharga, dan baru kemudian melengkapi jaringan tersebut dengan koneksi ke pasar lokal yang lebih kecil. Jaringan telepon tumbuh seperti kristal dari titik pertumbuhan kecil, dari beberapa pelanggan yang berlokasi di cluster independen di setiap kota dan wilayah sekitarnya, dan perlahan-lahan, selama beberapa dekade, bergabung menjadi struktur regional dan nasional.
Ada dua hambatan terhadap telepon skala besar. Pertama, masalah jarak. Bahkan dengan pemancar resistansi variabel yang diperkuat berdasarkan ide Edison, jangkauan pengoperasian telegraf dan telepon tidak ada bandingannya. Sinyal telepon yang lebih kompleks lebih rentan terhadap kebisingan, dan sifat listrik dari arus yang berfluktuasi kurang diketahui dibandingkan dengan arus searah yang digunakan dalam telegraf.
Kedua, ada masalah komunikasi. Telepon Bell adalah perangkat komunikasi satu-ke-satu; dapat menghubungkan dua titik melalui satu kabel. Bagi telegraf, hal ini tidak menjadi masalah. Satu kantor dapat melayani banyak klien, dan pesan dapat dengan mudah dialihkan dari kantor pusat melalui jalur lain. Namun tidak ada cara mudah untuk menyampaikan percakapan telepon. Dalam implementasi telepon pertama, orang ketiga dan selanjutnya hanya dapat terhubung dengan dua orang yang berbicara melalui apa yang kemudian disebut “telepon berpasangan”. Artinya, jika semua perangkat pelanggan terhubung ke satu saluran, maka masing-masing perangkat dapat berbicara (atau menguping) satu sama lain.
Kami akan kembali ke masalah jarak pada waktunya. DI DALAM Kami akan menyelidiki masalah koneksi dan konsekuensinya, yang berdampak pada perkembangan relay.
Apa yang harus dibaca?
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell dan Penaklukan Kesendirian (1973)
- David A. Hounshell, “Elisha Gray dan Telepon: Tentang Kerugian Menjadi Ahli,” Teknologi dan Budaya (1975).
- Paul Israel, Edison: Kehidupan Penemuan (1998)
- George B. Prescott, Telepon Berbicara, Fonograf Berbicara, dan Hal Baru Lainnya (1878)
Sumber: www.habr.com