מאמרים נוספים בסדרה:
- היסטוריה של הממסר
- היסטוריה של מחשבים אלקטרוניים
- היסטוריה של הטרנזיסטור
- היסטוריית אינטרנט
הטלפון הופיע במקרה. אם הודות למאה שנים של מחקר על האפשרויות של העברת מסרים באמצעות חשמל, אנשים נתקלו בטלפון בחיפוש אחר טלגרף משופר. לכן, די קל לקבוע תאריך סביר, אם כי לא לגמרי בטוח, להמצאת הטלפון - שנת המאה להקמת ארצות הברית, 1876.
ואי אפשר לומר שלטלפון לא היו קודמים. מאז 1830, מדענים חוקרים מחפשים דרכים להמיר צליל לחשמל, וחשמל לקול.
צליל חשמלי
בשנת 1837 , רופא ונסיין בתחום האלקטרומגנטיות ממסצ'וסטס, נתקל בתופעה מוזרה. הוא הניח חוט ספירלי מבודד בין הקצוות של מגנט קבוע, ולאחר מכן הניח כל קצה של החוט במיכל של כספית המחובר לסוללה. בכל פעם שפתח או סגר את המעגל, הרים את קצה החוט מהמיכל או הוריד אותו לשם, המגנט פלט צליל שניתן לשמוע ממרחק של מטר. פייג' קרא לזה מוזיקה גלוונית, והציע שהכל קשור ל"הפרעה המולקולרית" המתרחשת במגנט. פייג' השיק גל של מחקר על שני היבטים של גילוי זה: התכונה המוזרה של חומרים מתכתיים לשנות צורה בעת מגנט, והיצירה הברורה יותר של צליל באמצעות חשמל.
אנו מתעניינים במיוחד בשני מחקרים. על הראשון ניצח יוהאן פיליפ רייס. רייס לימד מתמטיקה ומדעים לתלמידי בית ספר במכון גרנייה ליד פרנקפורט, אך בזמנו הפנוי עסק בחקר חשמל. באותו זמן, כמה חשמלאים כבר יצרו גרסאות חדשות של מוזיקה גלוונית, אבל רייס היה הראשון ששולט באלכימיה של תרגום דו-כיווני של צליל לחשמל ולהיפך.
רייס הבין שדיאפרגמה, הדומה לעור תוף אנושי, יכולה להיסגר ולפתוח מעגל חשמלי בעת רטט. אב הטיפוס הראשון של מכשיר הטלפון, שנבנה ב-1860, היה מורכב מאוזן מגולפת מעץ שעליה נמתח קרום עשוי משלפוחית חזיר. אל תחתית הממברנה הוצמדה אלקטרודת פלטינה, אשר בעת רטט פתחה וסגרה את המעגל עם הסוללה. השפופרת הייתה סליל של חוט מלופף סביב מסרגה המחוברת לכינור. גוף הכינור הגביר את תנודות החרט המשנה צורה כשהוא ממוגנט לסירוגין.
טלפון רייס דגם מאוחר
רייס הגה שיפורים רבים לאב הטיפוס המוקדם, ויחד עם נסיינים אחרים גילו שאם שרת או מזמזמת משהו לתוכו, הצליל המועבר נשאר מוכר. היה קשה יותר להבחין במילים, ולעתים קרובות הן הפכו מעוותות ובלתי מובנות. הודעות הצלחה קוליות רבות השתמשו בביטויים נפוצים כגון "בוקר טוב" ו"מה שלומך" והיה קל לנחש. הבעיה העיקרית נותרה שהמשדר של רייס רק פתח וסגר את המעגל, אבל לא מווסת את עוצמת הצליל. כתוצאה מכך, ניתן היה לשדר רק תדר בעל משרעת קבועה, וזה לא יכול היה לדמות את כל הדקויות של הקול האנושי.
רייס האמין שעבודתו צריכה להיות מוכרת על ידי המדע, אך מעולם לא השיג זאת. המכשיר שלו היה קוריוז פופולרי בקרב האליטה המדעית, והעתקים הופיעו ברוב מרכזי האליטה הזו: בפריז, לונדון, וושינגטון. אבל עבודתו המדעית נדחתה על ידי כתב העת של פרופסור Poggendorff Annalen der Physik [Annals of Physics], אחד מכתבי העת המדעיים העתיקים ביותר ומכתב העת המשפיע ביותר באותה תקופה. גם הניסיונות של Race לפרסם את הטלפון עם חברות תיל נכשלו. הוא סבל משחפת, ומחלתו המחמירה מנעה ממנו מחקר רציני נוסף. כתוצאה מכך, בשנת 1873, מחלה נטלה את חייו ואת שאיפותיו. וזו לא תהיה הפעם האחרונה שהמחלה הזו תפריע להתפתחות ההיסטוריה של הטלפון.
בזמן שמירוץ שיפר את הטלפון שלו, היה שם את הליטוש האחרון במחקרו המכונן בפיזיולוגיה שמיעתית: "הדוקטרינה של תחושות שמיעתיות כבסיס פיזיולוגי לתורת המוזיקה" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], שפורסם ב-1862. הלמהולץ, אז פרופסור באוניברסיטת היידלברג, היה ענק של מדע במאה ה-XNUMX, שעבד על הפיזיולוגיה של הראייה, אלקטרודינמיקה, תרמודינמיקה וכו'.
עבודתו של הלמהולץ מתייחסת רק בקצרה להיסטוריה שלנו, אבל חבל לפספס אותה. ב"דוקטרינת התחושות השמיעתיות", הלמהולץ עשה למוזיקה את מה שניוטון עשה לאור - הוא הראה כיצד ניתן לפרק תחושה בודדת לכאורה לחלקיה המרכיבים אותה. הוא הוכיח שהבדלים בגוונים, מהכינור ועד הבסון, נובעים רק מהבדלים בחוזק היחסי של הצלילים העליונים שלהם (צלילים בתדרים כפולים, משולשים וכו' ביחס לצליל הבסיס). אבל לסיפור שלנו, הדבר המעניין ביותר בעבודתו טמון בכלי המדהים שפיתח להדגמה:
גרסה של סינתיסייזר הלמהולץ
הלמהולץ הזמין את המכשיר הראשון מבית המלאכה של קלן. במילים פשוטות, זה היה סינתיסייזר המסוגל להפיק צלילים המבוססים על קומפוזיציה של גוונים פשוטים. היכולת המדהימה ביותר שלו הייתה היכולת הבלתי מוסברת לשחזר צלילי תנועות שכולם היו רגילים לשמוע שמגיעים רק מהפה האנושי.
הסינתיסייזר פעל מהפעמת המזלג הראשי, שרטט על תו הבסיס, סגירה ופתיחה של המעגל, טבילה של חוט פלטינה במיכל כספית. שמונה מזלגות כוונון ממוגנטים, כל אחד רוטט עם צליל על משלו, נחו בין קצוות אלקטרומגנט המחובר למעגל. כל סגירת מעגל הפעילה את האלקטרומגנטים ושמרה את מזלגות הכוונון במצב רוטט. ליד כל מזלג כוונון היה תהודה גלילי המסוגל להגביר את הזמזום שלו לרמה נשמעת. במצב הרגיל, המכסה על המהוד היה סגור והעמע את צליל המזלג. אם תזיז את המכסה הצידה, תוכל לשמוע את הטון העלי הזה, וכך "לנגן" צליל של חצוצרה, פסנתר או האות הנעה "o".
מכשיר זה ישחק תפקיד קטן ביצירת סוג חדש של טלפון.
טלגרף הרמוני
אחד הפיתויים לממציאים של המחצית השנייה של המאה ה-1870 היה המולטלגרף. ככל שניתן היה לדחוס יותר אותות טלגרף בחוט אחד, כך היעילות של רשת הטלגרף תהיה גדולה יותר. בתחילת שנות ה-XNUMX של המאה ה-XNUMX, היו ידועות כמה שיטות שונות של טלגרפיה דופלקסית (שליחת שני אותות בכיוונים מנוגדים בו זמנית). זמן קצר לאחר מכן, תומס אדיסון שיפר אותם על ידי יצירת קוואדרופלקס, שילוב דופלקס ודיפלקס (שידור שני אותות בכיוון אחד בו זמנית), כך שניתן יהיה להשתמש בחוט ביעילות פי ארבעה.
אבל האם ניתן להגדיל עוד יותר את מספר האותות? לארגן איזשהו אוקטורופלקס, או אפילו יותר? העובדה שניתן היה להמיר גלי קול לזרם חשמלי וחוזר חלילה הציעה אפשרות מעניינת. מה אם נשתמש בטונים בגובה צלילים משתנים כדי ליצור טלגרף אקוסטי, הרמוני או, מבחינה פיוטית, מוזיקלי? אם ניתן היה להמיר רעידות פיזיות בתדרים שונים לרעידות חשמליות ואז להרכיב אותן מחדש לתדרים המקוריים שלהן בצד השני, אז ניתן יהיה לשלוח אותות רבים בו זמנית ללא הפרעות הדדיות. הצליל עצמו יהיה אז רק אמצעי להשגת מטרה, תווך ביניים היוצר זרמים כך שמספר אותות יכולים להתקיים בחוט אחד. למען הפשטות, אתייחס למושג זה כאל טלגרף הרמוני, אם כי נעשה שימוש בזמנו בווריאציות שונות של המונחים.
זו לא הייתה הדרך היחידה ליצור אותות מרובבים. בצרפת [על שמה נקראת יחידת המהירות הסמלית - באוד / כ. תרגום] עד 1874 הוא הגיע עם מכונה עם מפיץ מסתובב שאספה אותות לסירוגין מכמה משדרי טלגרף. בימינו היינו קוראים לזה מרובה מחולק בזמן ולא בתדירות. אבל לגישה הזו היה חסרון - היא לא תוביל ליצירת טלפוניה.
עד אז, הטלגרף האמריקאי נשלט על ידי ווסטרן יוניון, שנוצר בשנות ה-1850 של המאה ה-XNUMX בניסיון לחסל תחרות לא חיובית בין כמה חברות טלגרף גדולות - הסבר שניתן בקלות להשתמש בו כדי להצדיק מיזוגים כאלה לפני הופעת חוקי ההגבלים העסקיים. אחת הדמויות בסיפור שלנו תיארה אותו כ"כנראה התאגיד הגדול ביותר שהיה קיים אי פעם". לאחר אלפי קילומטרים של חוטים והוצאה של סכומי כסף אדירים על בנייה ותחזוקה של רשתות, ווסטרן יוניון עקבה בעניין רב אחר ההתפתחויות בתחום הטלגרפיה המרובה.
שחקן אחר חיכה גם הוא לפריצות דרך בעסקי הטלגרף. , עורך דין ויזם מבוסטון, היה אחד התומכים המובילים בהבאת הטלגרף האמריקאי לשליטת הממשל הפדרלי. האברד האמין שמברקים יכולים להיות זולים כמו מכתבים, והיה נחוש לערער את מה שהוא ראה כמונופול הציני והסחטני של ווסטרן יוניון. הצעת החוק של האברד לא הציעה להלאים לחלוטין את חברות הטלגרף הקיימות, כפי שעשו כמעט כל המעצמות האירופיות, אלא תקים שירות טלגרף בחסות הממשלה בחסות מחלקת הדואר. אבל סביר להניח שהתוצאה הייתה זהה, ווסטרן יוניון היה עוזב את העסק הזה. באמצע שנות ה-1870, ההתקדמות בחקיקה נעצרה, אך האברד היה בטוח שהשליטה בפטנט הקריטי החדש של הטלגרף יכולה לתת לו יתרון בהעברת הצעתו דרך הקונגרס.
גרדינר גרין האברד
ישנם שני גורמים ייחודיים בארצות הברית: ראשית, קנה המידה היבשתי של ווסטרן יוניון. לאף ארגון טלגרף אירופאי לא היו תורים כה ארוכים, ולכן אין סיבה לפתח טלגרפיה משולבת. שנית, ישנה השאלה הפתוחה של שליטה ממשלתית על הטלגרף. המעוז האירופי האחרון היה בריטניה, שהלאימה את הטלגרף ב-1870. לאחר מכן, לא נותרו מקומות בשום מקום מלבד ארה"ב, שבהם התנשא הסיכוי המפתה לפרוץ דרך טכנולוגית ולערער את המונופול. אולי בגלל זה, רוב העבודה על הטלגרף ההרמוני בוצעה בארצות הברית.
היו בעיקר שלושה מתמודדים על הפרס. שניים מהם כבר היו ממציאים מכובדים - и . השלישי היה פרופסור לרטוריקה ומורה לחירשים בשם בל.
אפור
אלישע גריי גדל בחווה באוהיו. כמו רבים מבני דורו, הוא שיחק בטלגרפיה כנער, אך בגיל 12, כשאביו נפטר, החל לחפש עיסוק שיוכל לפרנס אותו. הוא התלמד לזמן מה כנפח, אחר כך כנגר אוניות, ובגיל 22 למד שהוא יכול לקבל השכלה במכללת אוברלין בעודו עובד כנגר. לאחר חמש שנות לימודים, הוא צלל לקריירה של ממציא בתחום הטלגרפיה. הפטנט הראשון שלו היה ממסר מתכוונן עצמי, שבאמצעות שימוש באלקטרומגנט שני במקום קפיץ להחזרת האבזור, ביטל את הצורך להתאים את רגישות הממסר בהתאם לחוזק הזרם במעגל.
אלישע גריי, בערך. 1878
ב-1870 הוא כבר היה שותף בחברה לייצור ציוד חשמלי, ועבד שם כמהנדס ראשי. בשנת 1872, הוא ושותף העבירו את החברה לשיקגו ושינו את שמה של Western Electric Manufacturing Company. ווסטרן אלקטריק הפכה עד מהרה לספק הראשי של ציוד טלגרף ל-Western Union. כתוצאה מכך, זה ישאיר חותם בולט בהיסטוריה של הטלפוניה.
בתחילת 1874 שמע גריי צליל מוזר שהגיע מחדר האמבטיה שלו. זה נשמע כמו יללה של רוטום רוטט, רק הרבה יותר חזק. ה-reotome (מילולית "מפסק זרם") היה מכשיר חשמלי ידוע שהשתמש בלשון מתכת כדי לפתוח ולסגור מעגל במהירות. בהסתכל לחדר האמבטיה, ראה גריי את בנו מחזיק ביד אחת סליל אינדוקציה המחובר לריאוטום, וביד השנייה משפשף את ציפוי האבץ של האמבטיה, שהזמזם באותה תדירות. גריי, מסוקרן מהאפשרויות, התרחק מהעבודה היומיומית שלו ב-Western Electric כדי לחזור להמציא. עד הקיץ, הוא פיתח טלגרף מוזיקלי באוקטבה מלאה, שבאמצעותו יכול היה לנגן צלילים על דיאפרגמה העשויה מאגן מתכת על ידי לחיצה על מקשי המקלדת.
מַשׁדֵר
מַקְלֵט
הטלגרף המוזיקלי היה חידוש ללא ערך מסחרי ברור. אבל גריי הבין שהיכולת לשדר צלילים בגוונים שונים על חוט אחד נותנת לו שתי אפשרויות. עם משדר בעיצוב שונה, המסוגל לקלוט קול מהאוויר, ניתן היה ליצור טלגרף קולי. עם מקלט נוסף המסוגל להפריד את האות המשולב למרכיביו, ניתן היה לבצע טלגרפיה הרמונית – כלומר טלגרפיה מרובה המבוססת על צליל. הוא החליט להתרכז באפשרות השנייה, שכן לתעשיית הטלגרף היו דרישות ברורות. הוא אושר בבחירתו לאחר שלמד על הטלפון של Race, שנראה כצעצוע פילוסופי פשוט.
גריי יצר את מקלט הטלגרף ההרמוני מסט של אלקטרומגנטים המחוברים לרצועות מתכת. כל פס היה מכוון לתדר מסוים, ונשמע כאשר הכפתור המתאים במשדר נלחץ. המשדר פעל על אותו עיקרון כמו טלגרף המוזיקה.
גריי שיפר את המכשיר שלו במהלך השנתיים הבאות ולקח אותו לתערוכה. באופן רשמי האירוע נקרא "". זה היה היריד העולמי הראשון שנערך בארצות הברית, והוא עלה בקנה אחד עם חגיגת המאה של האומה, ולכן הציג את מה שנקרא. "תערוכת המאה" זה התרחש בפילדלפיה בקיץ 1876. שם הדגים גריי חיבור "אוקטרופלקס" (כלומר העברת שמונה הודעות בו-זמנית) בקו טלגרף שהוכן במיוחד מניו יורק. הישג זה זכה לשבחים רבים על ידי שופטי התערוכה, אך עד מהרה האפיל עליו נס גדול עוד יותר.
אדיסון
, נשיא ווסטרן יוניון, למד במהירות על התקדמותו של גריי, מה שגרם לו לעצבנות רבה. במקרה הטוב, אם גריי יצליח, המצב יביא לרישוי פטנטים יקר מאוד. במקרה הגרוע, הפטנט של גריי יהפוך לבסיס ליצירת חברה מתחרה שתאתגר את הדומיננטיות של ווסטרן יוניון.
אז ביולי 1875, אורטון שלף אס בשרוול: תומס אדיסון. אדיסון גדל עם טלגרפיה, בילה כמה שנים כמפעיל טלגרף, ולאחר מכן הפך לממציא. הניצחון הגדול ביותר שלו באותה תקופה היה התקשורת המרובעת, שנוצרה עם כסף של ווסטרן יוניון שנה קודם לכן. כעת קיווה אורטון שהוא ישפר את ההמצאה שלו ויעלה על מה שגריי הצליח לעשות. הוא סיפק לאדיסון תיאור של הטלפון של רייס; אדיסון גם למד את עבודתו של הלמהולץ, שתורגמה לאחרונה לאנגלית.
אדיסון היה בשיא צורתו, ורעיונות חדשניים זרמו ממנו כמו ניצוצות מסדן. בשנה שלאחר מכן הוא הראה שתי גישות שונות לטלגרפיה אקוסטית - הראשונה הייתה דומה לטלגרף של גריי, והשתמש במזלגות כוונון או בקנים רוטטים כדי ליצור או לחוש את התדר הרצוי. אדיסון לא הצליח לגרום למכשיר כזה לעבוד ברמה מקובלת.
הגישה השנייה, שאותה כינה "המשדר האקוסטי", הייתה שונה לחלוטין. במקום להשתמש בקנים רוטטים כדי לשדר תדרים שונים, הוא השתמש בהם כדי לשדר פולסים במרווחים שונים. הוא חילק את השימוש בחוט בין משדרים לפי זמן ולא לפי תדר. זה הצריך סנכרון מושלם של רעידות בכל זוג מקלט-משדר כך שהאותות לא יחפפו. באוגוסט 1876, היה לו קוואדרופלקס שעבד על עיקרון זה, אם כי במרחק של יותר מ-100 מייל האות הפך לחסר תועלת. היו לו גם רעיונות לשיפור הטלפון של Race, שאותו הניח זמנית בצד.
ואז אדיסון שמע על סנסציה שנוצרה בתערוכת המאה בפילדלפיה על ידי אדם בשם בל.
פַּעֲמוֹן
נולד באדינבורו, סקוטלנד, וגדל בלונדון בהדרכתו הקפדנית של סבו. כמו גריי ואדיסון, הוא גילה עניין בטלגרף כילד, אבל אז הלך בדרכו של אביו וסבו, ובחר בדיבור אנושי כתשוקתו העיקרית. סבו, אלכסנדר, עשה לעצמו שם על הבמה ולאחר מכן החל ללמד דיבור בפני קהל. אביו, אלכסנדר מלוויל, היה גם מורה, ואף פיתח ופרסם מערכת פונטית, שאותה כינה "דיבור גלוי". אלכסנדר הצעיר (אלק, כפי שנקרא במשפחה), בחר כעיסוקו בהוראת דיבור לחירשים.
בסוף שנות ה-1860 הוא למד אנטומיה ופיזיולוגיה באוניברסיטת קולג' בלונדון. אצלו למדה הסטודנטית מארי אקלסטון, שאליה תכנן להינשא. אבל אז הוא נטש גם את הלמידה וגם את האהבה. שני אחיו מתו משחפת, ואביו של אלק דרש ממנו וממשפחתו שנותרה להגר לעולם החדש כדי לשמור על בריאות בנו היחיד. בל נענה, למרות שהתנגד והתרעם על כך, והפליג ב-1870.
לאחר פריצה קצרה באונטריו, אלכסנדר, באמצעות קשריו של אביו, מצא עבודה כמורה בבית ספר לחירשים בבוסטון. שם החלו להירקם חוטי עתידו.
תחילה הייתה לו תלמידה, מייבל האברד, שאיבדה את שמיעתה בגיל חמש בגלל קדחת השנית. בל המשיך ללמד באופן פרטי גם לאחר שהפך לפרופסור לפיזיולוגיה ווקאלית ולדיבור בפני קהל באוניברסיטת בוסטון, ומייבל הייתה בין תלמידיו הראשונים. בזמן האימון היא הייתה קצת פחות מגיל 16, צעירה מבל בעשר שנים, ותוך כמה חודשים הוא התאהב בבחורה הזו. נחזור לסיפורה בהמשך.
ב-1872 חידש בל את העניין שלו בטלגרפיה. כמה שנים קודם לכן, בעודו בלונדון, למד בל על הניסויים של הלמהולץ. אבל בל לא הבין את ההישג של הלמהולץ, והאמין שהוא לא רק יצר, אלא גם העביר צלילים מורכבים באמצעות חשמל. אז בל התעניין בטלגרפיה הרמונית - שימוש משולב בחוט עם מספר אותות המשודרים במספר תדרים. אולי בהשראת החדשות ש-Western Union רכשה את רעיון הטלגרף הדופלקס מחברו הבוסטוני ג'וזף סטרנס, בל שקל מחדש את רעיונותיו וכמו אדיסון וגריי החל לנסות ליישם אותם.
יום אחד, בעת ביקורו במייבל, הוא נגע בחוט השני של גורלו - בעמידה ליד הפסנתר, הוא הראה למשפחתה טריק שלמד בצעירותו. אם אתה שר תו נקי בפסנתר, המיתר המתאים יצלצל וינגן לך אותו בחזרה. הוא אמר לאביה של מייבל שאות טלגרף מכוון יכול להשיג את אותו אפקט, והסביר כיצד ניתן להשתמש בו בטלגרפיה מרובה. ובל לא יכול היה למצוא מאזין שמתאים יותר לסיפורו: הוא הדהד בשמחה והבין מיד את הרעיון המרכזי: "יש אוויר אחד לכולם, ונדרש רק חוט אחד", כלומר, התפשטות הגל של הזרם ב חוט יכול להעתיק במיניאטורי את ההתפשטות בגלי אוויר שנוצרים על ידי צליל מורכב. המאזין של בל היה גרדינר האברד.
מספר טלפון
ועכשיו הסיפור נהיה מאוד מבלבל, אז אני חושש לבדוק את סבלנותם של הקוראים. אנסה לעקוב אחר הטרנדים העיקריים מבלי להסתבך בפרטים.
בל, שנתמך על ידי האברד ואביו של אחר מתלמידיו, עבד בחריצות על הטלגרף ההרמוני מבלי לפרסם את התקדמותו. הוא החליף עבודה זועמת בתקופות של מנוחה כשבריאותו כשלה בו, תוך שהוא מנסה למלא את חובותיו באוניברסיטה, לקדם את שיטת "הדיבור הגלוי" של אביו ולעבוד כמורה. הוא שכר עוזר חדש , מכונאי מנוסה מהסדנה המכנית בבוסטון של צ'רלס וויליאמס - התאספו שם אנשים שמתעניינים בחשמל. האברד האיץ בבל להמשיך, ולא התבייש אפילו להשתמש בידה של בתו כתמריץ, וסירב לחתן אותה עד שבל שיפר את הטלגרף שלו.
בקיץ 1874, בעת חופשה ליד בית המשפחה באונטריו, הייתה לבל התגלות. כמה מחשבות שהתקיימו בתת המודע שלו התמזגו לאחת - הטלפון. מחשבותיו הושפעו לא מעט - מכשיר הקלטת הקול הראשון בעולם שצייר גלי קול על זכוכית מעושנת. זה שכנע את בל שאפשר לצמצם צליל בכל מורכבות לתנועות של נקודה בחלל, כמו תנועת זרם דרך חוט. לא נתעכב על הפרטים הטכניים, כי אין להם שום קשר לטלפונים שנוצרו בפועל והמעשיות של השימוש בהם מוטלת בספק. אבל הם לקחו את החשיבה של בל לכיוון חדש.
שרטוט קונספט של טלפון הבל המקורי עם "הרמוניה" (לא נבנה)
בל הניח את הרעיון הזה בצד לזמן מה כדי להמשיך, כפי שציפו ממנו שותפיו, למטרה ליצור טלגרף הרמוני.
אבל עד מהרה נמאס לו מהשגרה של כוונון הכלים, ולבו, עייף מהמכשולים המעשיים הרבים שעומדים בדרכו של אב טיפוס עובד למערכת מעשית, נמשך יותר ויותר לעבר הטלפון. הקול האנושי היה התשוקה הראשונה שלו. בקיץ 1875, הוא גילה שקנים רוטטים יכולים לא רק להיסגר ולפתוח מעגל במהירות כמו מפתח טלגרף, אלא גם ליצור זרם רציף דמוי גל כשהם נעים בשדה מגנטי. הוא סיפר לווטסון את רעיון הטלפון שלו, ויחד הם בנו את דגם הטלפון הראשון על עיקרון זה - דיאפרגמה הרוטטת בשדה של אלקטרומגנט עוררה זרם דמוי גל במעגל המגנט. מכשיר זה היה מסוגל לשדר צלילי קול עמומים מסוימים. האברד לא התרשם מהמכשיר והורה לבל לחזור לבעיות אמיתיות.
טלפון הגרדום השרידי של בל מקיץ 1875
אבל בל עדיין שכנע את האברד ואת השותפים האחרים שצריך לרשום את הרעיון, מכיוון שניתן להשתמש בו בטלגרפיה מרובה. ואם תגישו בקשה לפטנט, אף אחד לא יאסור עליכם לציין בו את האפשרות להשתמש במכשיר לתקשורת קולית. ואז בינואר, בל הוסיפה מנגנון חדש ליצירת זרם גלים לטיוטת הפטנט: התנגדות משתנה. הוא רצה לחבר דיאפרגמה רוטטת, שקיבלה קול, עם מגע פלטינה, מונמך ומורם ממיכל עם חומצה, שבו היה מגע נוסף, נייח. כאשר המגע הנע שקע עמוק יותר, שטח פנים גדול יותר בא במגע עם החומצה, מה שהפחית את ההתנגדות לזרם הזורם בין המגעים – ולהיפך.
שרטוט של בל את הרעיון של משדר התנגדות משתנה נוזל
האברד, שידע שגריי לוהט על עקביו של בל, שלח את בקשת הפטנט הנוכחית של גל למשרד הפטנטים בבוקר ה-14 בפברואר, מבלי לחכות לאישור סופי מבל. ובצהריים של אותו יום הגיע עורך הדין של גריי עם הפטנט שלו. הוא הכיל גם הצעה ליצור זרם גל באמצעות התנגדות משתנה נוזלית. היא גם הזכירה את האפשרות להשתמש בהמצאה גם לטלגרף וגם לשידור קולי. אבל הוא איחר בכמה שעות כדי להפריע לפטנט של בל. אילו סדר ההגעה היה שונה, היה מתקיים דיון עדיפות ממושך לפני מתן פטנט. כתוצאה מכך, ב-7 במרץ, הונפק לבל פטנט מספר 174, "שיפורים בטלגרפיה", אשר הניח את אבן הפינה לדומיננטיות העתידית של מערכת בל.
אבל הסיפור הדרמטי הזה אינו חף מאירוניה. שכן ב-14 בפברואר 1876, לא בל ולא גריי בנו דגם עובד של הטלפון. אף אחד אפילו לא ניסה את זה, מלבד הניסיון הקצר של בל ביולי האחרון, שבו לא הייתה התנגדות משתנה. לכן, אין לראות בפטנטים אבני דרך בהיסטוריה של הטכנולוגיה. לרגע הקריטי הזה בפיתוח הטלפוניה כמיזם עסקי, היה מעט מאוד קשר לטלפון כמכשיר.
רק לאחר הגשת הפטנט הייתה לבל ולוואטסון ההזדמנות לחזור לטלפון, למרות הדרישות הקבועות של האברד להמשך עבודה על הטלגרף המרובה. בל ו-ווטסון בילו מספר חודשים בניסיון לגרום לרעיון ההתנגדות למשתנה נוזלי לעבוד, וטלפון הבנוי על עיקרון זה שימש להעברת המשפט המפורסם: "מר ווטסון, בוא הנה, אני רוצה לראות אותך".
אבל לממציאים היו כל הזמן בעיות עם האמינות של המשדרים האלה. אז החלו בל ו-ווטסון לעבוד על משדרים חדשים תוך שימוש בעקרון המגנטו שבו התנסו בקיץ 1875 - תוך שימוש בתנועה של דיאפרגמה בשדה מגנטי כדי לעורר זרם ישירות. היתרונות היו פשטות ואמינות. החיסרון היה שעוצמתו הנמוכה של אות הטלפון הייתה תוצאה של הרעידות באוויר שנוצרו על ידי קולו של הדובר. זה הגביל את מרחק הפעולה האפקטיבי של משדר המגנטו. ובמכשיר עם התנגדות משתנה, הקול אפנן את הזרם שנוצר על ידי הסוללה, שיכול להיות חזק ככל שתרצה.
המגנטו החדשים עבדו הרבה יותר טוב מאלה מהקיץ שעבר, וגרדין החליט שאולי בכל זאת יש משהו ברעיון הטלפוני. בין שאר הפעילויות, הוא שימש בוועדת החינוך והמדע של מסצ'וסטס לתערוכת המאה המתקרבת. הוא השתמש בהשפעתו כדי להשיג לבל מקום בתערוכה ובתחרות שבה שופטים שפטו המצאות חשמל.
משדר מגנטו של בל/ווטסון. דיאפרגמת מתכת רוטטת D נעה בשדה המגנטי של מגנט H ומעוררת זרם במעגל
מַקְלֵט
השופטים הגיעו לבל מיד לאחר שלמדו את הטלגרף ההרמוני של גריי. הוא השאיר אותם ליד השפופרת וניגש לאחד המשדרים שנמצא במרחק מאה מטרים לאורך הגלריה. בני שיחו של בל נדהמו לשמוע אותו שר ומילים יוצאות מקופסת מתכת קטנה. אחד השופטים היה חברו הסקוטי של בל (שזכה מאוחר יותר לתואר לורד קלווין). בהתרגשות שמחה, הוא רץ מעבר למסדרון אל בל כדי לומר לו ששמע את דבריו, ולאחר מכן הכריז על הטלפון "הדבר הכי מדהים שראה באמריקה". קיסר ברזיל נכח גם הוא, אשר תחילה הצמיד את הקופסה לאוזנו, ולאחר מכן קפץ מכיסאו בצעקות: "אני שומע, אני שומע!"
הפרסום שיצר בל בתערוכה הוביל את אדיסון להמשיך ברעיונות הקודמים שלו לשידור טלפוני. הוא תקף מיד את החיסרון העיקרי של המכשיר של בל - משדר המגנטו השברירי. מהניסויים שלו עם קוואדרופלקס, הוא ידע שההתנגדות של שבבי הפחם משתנה עם שינויים בלחץ. לאחר ניסויים רבים עם תצורות שונות, הוא פיתח משדר התנגדות משתנה הפועל על עיקרון זה. במקום מגע שנע בנוזל, גלי הלחץ של קולו של הדובר דחסו את "כפתור הפחמן", ושינו את ההתנגדות שלו, ולכן את חוזק הזרם במעגל. זה היה הרבה יותר אמין וקל יותר ליישום מאשר המשדרים הנוזליים שהגו בל וגריי, והיה תרומה מכרעת להצלחתו ארוכת הטווח של הטלפון.
אבל בל היה עדיין הראשון שיצר טלפון, למרות היתרונות הברורים בניסיון ובכישורים שהיו ליריביו. הוא היה הראשון שלא בגלל שהיתה לו תובנה שאחרים לא הגיעו אליה - הם גם חשבו על הטלפון, אבל הם ראו בזה חסר משמעות לעומת הטלגרף המשופר. בל היה הראשון כי הוא אהב את הקול האנושי יותר מהטלגרף, עד כדי כך שהוא התנגד לרצונותיהם של שותפיו עד שיוכל להוכיח את הפונקציונליות של הטלפון שלו.
מה לגבי הטלגרף ההרמוני, שעליו השקיעו גריי, אדיסון ובל כל כך הרבה מאמץ ומחשבה? עד כה שום דבר לא הסתדר. שמירה על הוויברטורים המכניים בשני קצוות החוט ביישור מושלם התבררה כקשה מאוד, ואף אחד לא ידע כיצד להגביר את האות המשולב לעבודה למרחקים ארוכים. רק לקראת אמצע המאה ה-XNUMX, לאחר שטכנולוגיה חשמלית שהחלה ברדיו אפשרה כוונון תדרים מדויק והגברה ברעש נמוך, הפך הרעיון של הערמת אותות מרובים לשידור על חוט בודד למציאות.
פרידה מבל
למרות הצלחת הטלפון בתערוכה, האברד לא התעניין בבניית מערכת טלפון. בחורף שלאחר מכן, הוא הציע לוויליאם אורטון, נשיא ווסטרן יוניון, לרכוש את כל הזכויות על הטלפון תחת הפטנט של בל תמורת 100 דולר. אורטון סירב, בהשפעת שילוב של חוסר חיבה מהאברד ומתוכניות הטלגרף שלו בדואר, ביטחון עצמי ו העבודה של אדיסון בטלפון, וגם האמונה שהטלפון, בהשוואה לטלגרף, אומר מעט מאוד. ניסיונות אחרים למכור את רעיון הטלפון נכשלו, בעיקר בגלל החשש מהעלות העצומה של התדיינות משפטית על זכויות פטנט אם תמוסחר. לכן, ביולי 000, הקימו בל ושותפיו את חברת Bell Telephone כדי לארגן שירות טלפוני משלהם. באותו חודש, בל סוף סוף התחתנה עם מייבל גרדינר בבית משפחתה, והצליחה מספיק כדי לזכות בברכת אביה.
אלק עם אשתו מייבל ושני ילדיו שנותרו בחיים - שני בניו מתו בינקותם (בערך 1885)
בשנה שלאחר מכן שינה אורטון את דעתו בנוגע לטלפון והקים חברה משלו, American Speaking Telephone Company, בתקווה שהפטנטים של אדיסון, גריי ואחרים יגנו על החברה מפני התקפות משפטיות של בל. היא הפכה לאיום אנושי על האינטרסים של בל. ל-Western Union היו שני יתרונות עיקריים. ראשית, משאבים כספיים גדולים. החברה של בל הייתה זקוקה לכסף כי היא השכירה ציוד ללקוחותיה, שנדרשו חודשים רבים כדי לשלם עבורה. שנית, גישה למשדר המשופר של אדיסון. כל מי שהשווה את המשדר שלו למכשיר של בל לא יכול היה שלא להבחין בבהירות ובעוצמת הקול הטובים יותר של הקול של הראשון. לחברה של בל לא הייתה ברירה אלא לתבוע את מתחרהה בגין הפרת פטנטים.
אם ל-Western Union היו זכויות ברורות על המשדר האיכותי היחיד הזמין, היה לו מנוף חזק להגיע להסכם. אבל הצוות של בל חשף פטנט קודם על מכשיר דומה, שהושג על ידי מהגר גרמני , וקנה אותו. רק לאחר שנים רבות של מאבקים משפטיים קיבל הפטנט של אדיסון עדיפות. משראה שההליכים לא צלחו, בנובמבר 1879 הסכימה ווסטרן יוניון להעביר את כל זכויות הפטנטים לטלפון, לציוד ולבסיס המנויים הקיים (55 איש) לחברה של בל. בתמורה, הם ביקשו רק 000% מהשכרות הטלפון ל-20 השנים הבאות, וגם בל יישאר מחוץ לעסקי הטלגרף.
חברת בל החליפה במהירות את המכשירים של בל בדגמים משופרים המבוססים תחילה על הפטנט של ברלינר ולאחר מכן על פטנטים שהושגו מ-Western Union. עד סיום ההתדיינות, עיסוקו העיקרי של בל היה להעיד בהליכי פטנטים, שהיו רבים מהם. עד 1881 הוא פרש לחלוטין. כמו מורס, ובניגוד לאדיסון, הוא לא היה יוצר מערכות. תיאודור וייל, מנהל נמרץ שגרדינר פיתה אותו משירות הדואר, השתלט על החברה והוביל אותה לעמדה דומיננטית במדינה.
בתחילה, רשת הטלפון גדלה באופן שונה לגמרי מרשת הטלגרף. האחרון התפתח בצעדי ענק ממרכז מסחרי אחד למשנהו, עבר 150 ק"מ בכל פעם, מחפש את הריכוזים הגבוהים ביותר של לקוחות יקרי ערך, ורק אז משלים את הרשת עם חיבורים לשווקים מקומיים קטנים יותר. רשתות הטלפון צמחו כמו גבישים מנקודות צמיחה קטנות, ממספר לקוחות הממוקמים באשכולות עצמאיים בכל עיר וסביבה, ולאט לאט, במשך עשרות שנים, התמזגו למבנים אזוריים ולאומיים.
היו שני מכשולים לטלפוניה בקנה מידה גדול. ראשית, הייתה בעיית המרחק. אפילו עם משדרי התנגדות משתנה מוגברים המבוססים על הרעיון של אדיסון, טווח הפעולה של הטלגרף והטלפון היה בלתי ניתן להשוואה. אות הטלפון המורכב יותר היה רגיש יותר לרעש, והמאפיינים החשמליים של זרמים משתנים היו פחות ידועים מאלו של הזרם הישר המשמש בטלגרף.
שנית, הייתה בעיית תקשורת. הטלפון של בל היה מכשיר תקשורת אחד לאחד; הוא יכול היה לחבר שתי נקודות על חוט יחיד. עבור הטלגרף זו לא הייתה בעיה. משרד אחד יכול לשרת לקוחות רבים, והודעות ניתנות בקלות מהמשרד המרכזי דרך קו אחר. אבל לא הייתה דרך קלה להעביר שיחת טלפון. ביישום הראשון של הטלפון, האנשים השלישיים ואחריו יכלו להתחבר רק לשני האנשים ששוחחו דרך מה שייקרא מאוחר יותר "טלפון מזווג". כלומר, אם כל מכשירי המנוי היו מחוברים לקו אחד, אז כל אחד מהם יכול לדבר (או לצותת) עם האחרים.
לבעיית המרחק נחזור בבוא העת. IN נעמיק בבעיית החיבורים והשלכותיה, שהייתה לה השפעה על התפתחות ממסרים.
מה לקרוא
- רוברט ו' ברוס, בל: אלכסנדר גרהם בל וכיבוש הבדידות (1973)
- דוד א. הונשל, "אלישע גריי והטלפון: על החסרונות בלהיות מומחה", טכנולוגיה ותרבות (1975).
- פול ישראל, אדיסון: חיים של המצאה (1998)
- ג'ורג' ב. פרסקוט, הטלפון המדבר, פונוגרף מדבר וחידושים אחרים (1878)
מקור: www.habr.com