🥇중계 기록: 전신 이야기

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우연히 전화가 나타났습니다. 만약에 1840년대 전신망 등장 전기를 사용하여 메시지를 전송할 수 있는 가능성에 대한 1876년 간의 연구 덕분에 사람들은 향상된 전신을 찾기 위해 우연히 전화를 발견하게 되었습니다. 따라서 완전히 확실하지는 않지만 그럴듯한 전화 발명 날짜, 즉 미국 건국 XNUMX주년인 XNUMX년을 지정하는 것은 매우 쉽습니다.

그리고 전화기에 전임자가 없었다고 말할 수 없습니다. 1830년부터 연구 과학자들은 소리를 전기로, 전기를 소리로 변환하는 방법을 찾고 있었습니다.

일렉트릭 사운드

1837 년 찰스 페이지매사추세츠 출신의 전자기학 분야의 의사이자 실험가인 는 이상한 현상을 우연히 발견했습니다. 그는 영구 자석 끝 사이에 절연 나선형 전선을 배치한 다음 전선의 각 끝을 배터리에 연결된 수은 용기에 넣었습니다. 그가 회로를 열거나 닫을 때마다, 전선 끝을 용기에서 들어올리거나 내릴 때마다 자석은 XNUMX미터 거리에서도 들을 수 있는 소리를 냈습니다. 페이지는 이를 갈바닉 음악이라고 부르며 자석에서 발생하는 "분자 장애"에 관한 것이라고 제안했습니다. 페이지는 이 발견의 두 가지 측면, 즉 자화될 때 모양이 바뀌는 금속 재료의 이상한 특성과 전기에 의해 보다 확실한 소리 생성에 대한 연구의 물결을 시작했습니다.

우리는 특히 두 가지 연구에 관심이 있습니다. 첫 번째는 Johann Philipp Reis가 지휘했습니다. Reis는 프랑크푸르트 근처의 Garnier Institute에서 학생들에게 수학과 과학을 가르쳤지만 여가 시간에는 전기 연구에 참여했습니다. 그 무렵에는 여러 전기 기술자가 이미 갈바닉 음악의 새로운 버전을 만들었지만 Reis는 소리를 전기로 또는 그 반대로 양방향 변환하는 연금술을 최초로 마스터한 사람이었습니다.

Reis는 인간의 고막과 유사한 진동판이 진동할 때 전기 회로를 닫거나 열 수 있다는 것을 깨달았습니다. 1860년에 제작된 최초의 전화 장치 원형은 나무를 깎아 만든 귀와 그 위에 돼지 방광으로 만든 막을 씌운 형태로 구성되었습니다. 백금 전극이 멤브레인 바닥에 부착되어 진동할 때 배터리로 회로가 열리고 닫힙니다. 수신기는 바이올린에 부착된 뜨개질 바늘에 감겨진 철사 코일이었습니다. 바이올린의 몸체는 자화 및 탈자기를 번갈아 가며 모양을 바꾸는 스타일러스의 진동을 증폭시켰습니다.

최신 모델 Reis 전화

Reis는 초기 프로토타입에 대한 많은 개선 사항을 제시했으며 다른 실험자들과 함께 무언가를 노래하거나 흥얼거릴 경우 전송되는 사운드가 인식 가능한 상태로 유지된다는 사실을 발견했습니다. 단어는 구별하기가 더 어려워졌으며, 종종 왜곡되거나 이해할 수 없게 되었습니다. 많은 음성 성공 메시지는 “좋은 아침입니다”, “잘 지내세요”와 같은 일반적인 문구를 사용하여 추측하기 쉬웠습니다. 가장 큰 문제는 Reis의 송신기가 회로를 열고 닫았을 뿐 사운드 강도를 조절하지 못했다는 것입니다. 결과적으로, 고정된 진폭의 주파수만 전송될 수 있었고, 이는 인간 목소리의 모든 미묘함을 시뮬레이션할 수 없었습니다.

Reis는 자신의 연구가 과학에 의해 인정되어야 한다고 믿었지만 결코 이를 달성하지 못했습니다. 그 장치는 과학 엘리트들 사이에서 대중적인 호기심을 불러일으켰고, 이 엘리트들의 중심지 대부분, 즉 파리, 런던, 워싱턴에 사본이 나타났습니다. 그러나 그의 과학적 연구는 당시 가장 오래된 과학 저널 중 하나이자 가장 영향력 있는 저널인 Poggendorff 교수의 저널 Annalen der Physik [Annals of Physics]에 의해 거부되었습니다. 통신 회사에 전화를 광고하려는 Race의 시도도 실패했습니다. 그는 결핵을 앓고 있었고, 병이 악화되면서 더 이상 진지한 연구를 할 수 없었습니다. 그 결과 1873년 질병이 그의 삶과 야망을 앗아갔습니다. 그리고 이 질병이 휴대폰 역사의 발전을 방해하는 것은 이번이 마지막이 아닐 것입니다.

레이스가 휴대폰을 개선하는 동안, 헤르만 루트비히 페르디난트 헬름홀츠 1862년에 출판된 "음악 이론의 생리학적 기초로서의 청각 감각의 교리" [Die Lehre von den Tonempfindungen als생리학 Grundlage für die Theorie der Musik]라는 청각 생리학에 대한 그의 중요한 연구에 마무리 손질을 하고 있었습니다. 당시 하이델베르그 대학교 교수였던 헬름홀츠는 시각의 생리학, 전기역학, 열역학 등을 연구한 XNUMX세기 과학의 거인이었다.

헬름홀츠의 작업은 우리 역사와 간략하게만 관련되어 있지만, 놓치면 안타깝습니다. The Doctrine of Audiory Sensations에서 Helmholtz는 Newton이 빛에 대해 했던 것처럼 음악에 대해서도 수행했습니다. 그는 겉보기에 단일한 감각이 어떻게 구성 요소로 분해될 수 있는지 보여주었습니다. 그는 바이올린에서 바순에 이르기까지 음색의 차이는 배음(기본 음과 관련된 이중, 삼중 등의 주파수의 음색)의 상대적인 강도의 차이에서만 발생한다는 것을 증명했습니다. 하지만 우리 이야기에서 그의 작업에서 가장 흥미로운 점은 그가 시연을 위해 개발한 놀라운 도구에 있습니다.

헬름홀츠 합성기 변형

Helmholtz는 쾰른 작업장에서 첫 번째 장치를 주문했습니다. 쉽게 말하면 단순한 음색의 구성을 바탕으로 소리를 만들어내는 신디사이저였습니다. 그의 가장 놀라운 능력은 모든 사람이 인간의 입에서만 들리는 모음 소리를 재현하는 설명할 수 없는 능력이었습니다.

신디사이저는 기본 음표에서 진동하는 메인 소리굽쇠를 두드려 회로를 닫고 열고 백금 와이어를 수은 용기에 담그는 방식으로 작동했습니다. 각각 고유한 배음으로 진동하는 XNUMX개의 자화된 소리굽쇠가 회로에 연결된 전자석의 끝 사이에 놓여 있습니다. 각 회로 폐쇄는 전자석을 켜고 소리굽쇠를 진동 상태로 유지했습니다. 각 소리굽쇠 옆에는 윙윙거리는 소리를 들을 수 있는 수준까지 증폭시킬 수 있는 원통형 공진기가 있었습니다. 정상 상태에서는 공진기의 뚜껑이 닫혀 소리굽쇠의 소리가 작아졌습니다. 뚜껑을 옆으로 움직이면 이 배음이 들리고 트럼펫, 피아노 또는 모음 문자 "o"의 소리가 "연주"됩니다.

이 장치는 새로운 종류의 전화기를 만드는 데 작은 역할을 할 것입니다.

고조파 전신

1870세기 후반 발명가들의 미끼 중 하나는 다중전신이었습니다. 하나의 전선에 더 많은 전신 신호를 넣을수록 전신 네트워크의 효율성은 높아집니다. XNUMX년대 초에는 여러 가지 이중 전신 방식(두 개의 신호를 동시에 반대 방향으로 전송)이 알려졌습니다. 얼마 지나지 않아 Thomas Edison은 이중과 이중(두 개의 신호를 동시에 한 방향으로 전송)을 결합하여 XNUMX중을 만들어 와이어를 XNUMX배 더 효율적으로 사용할 수 있도록 개선했습니다.

하지만 신호의 수를 더 늘릴 수 있을까요? 어떤 종류의 옥토루플렉스를 조직합니까, 아니면 그 이상입니까? 음파가 전류로 변환되었다가 다시 전류로 변환될 수 있다는 사실은 흥미로운 가능성을 제시했습니다. 다양한 음조의 음색을 사용하여 음향, 화성, 또는 시적으로 말하면 음악 전신을 만들면 어떨까요? 서로 다른 주파수의 물리적 진동을 전기적 진동으로 변환한 다음 반대쪽에서 원래의 주파수로 재조립할 수 있다면 상호 간섭 없이 동시에 많은 신호를 보낼 수 있을 것입니다. 그러면 소리 자체는 목적을 위한 수단일 뿐이며, 하나의 전선에 여러 신호가 존재할 수 있도록 전류를 형성하는 중간 매체일 뿐입니다. 단순화를 위해 이 개념을 하모닉 전신(harmonic telegraph)이라고 부르겠습니다. 당시에는 용어의 다양한 변형이 사용되었습니다.

이것이 다중화된 신호를 생성하는 유일한 방법은 아닙니다. 프랑스 장 모리스 에밀 보도 [그 후에 기호 속도 단위의 이름이 지정됩니다 - 보드 / 약. transl.] 1874년에 그는 여러 전신 송신기에서 신호를 교대로 수집하는 회전 분배기를 갖춘 기계를 고안했습니다. 요즘 우리는 이것을 주파수가 아닌 시간으로 나눈 멀티플렉스라고 부릅니다. 그러나 이 접근 방식에는 단점이 있었습니다. 즉, 전화 통신의 탄생으로 이어지지는 않았습니다.

그 당시 미국 전신은 몇몇 대형 전신 회사 간의 불리한 경쟁을 제거하기 위해 1850년대에 설립된 웨스턴 유니언(Western Union)이 지배하고 있었습니다. 이는 독점 금지법이 출현하기 전에 그러한 합병을 정당화하는 데 쉽게 사용될 수 있었던 설명이었습니다. 우리 이야기 속 인물 중 한 명은 이 회사를 "아마도 지금까지 존재했던 가장 큰 기업"이라고 묘사했습니다. 수천 킬로미터에 달하는 전선을 보유하고 네트워크 구축 및 유지에 막대한 돈을 지출한 Western Union은 큰 관심을 가지고 다중 전신 분야의 발전을 따랐습니다.

또 다른 플레이어도 전신 사업의 돌파구를 기다리고있었습니다. 가디너 그린 허바드보스턴의 변호사이자 기업가인 그는 미국 전신을 연방 정부의 통제하에 두는 주요 지지자 중 한 명이었습니다. 허바드는 전보가 편지만큼 저렴할 수 있다고 믿었고, 웨스턴 유니온의 냉소적이고 강탈적인 독점을 훼손하기로 결심했습니다. 허바드의 법안은 거의 모든 유럽 강대국처럼 기존 전신 회사를 완전히 국유화하는 것을 제안하지 않았지만 우체국의 후원으로 정부가 후원하는 전신 서비스를 설립할 것을 제안했습니다. 그러나 결과는 아마도 같았을 것이고, 웨스턴 유니온은 이 사업을 떠났을 것입니다. 1870년대 중반까지 법안의 진행이 정체되었지만 Hubbard는 중요한 새 전신 특허를 통제하면 자신의 제안을 의회를 통해 추진하는 데 유리할 수 있다고 확신했습니다.

가디너 그린 허바드

미국에는 두 가지 독특한 요소가 있습니다. 첫째, 웨스턴 유니언(Western Union)의 대륙적 규모입니다. 유럽의 어떤 전신 기관도 이렇게 긴 줄을 갖고 있지 않았으므로 다중 전신을 개발할 이유가 없었습니다. 둘째, 전신에 대한 정부 통제에 대한 공개적인 문제가 있습니다. 유럽의 마지막 거점은 1870년 전신을 국유화한 영국이었다. 그 후 기술 혁신을 이루고 독점을 무너뜨릴 전망이 떠오르는 곳은 미국 외에는 어디에도 남아 있지 않았습니다. 아마도 이 때문에 고조파 전신에 대한 대부분의 작업이 미국에서 수행되었습니다.

주로 상금을 놓고 경쟁하는 사람은 세 명이었습니다. 그들 중 두 명은 이미 존경받는 발명가였습니다. 엘리샤 그레이 и 토마스 에디슨. 세 번째는 벨이라는 수사학 교수이자 청각 장애인 교사였습니다.

회색

엘리샤 그레이는 오하이오주의 한 농장에서 자랐습니다. 많은 동시대 사람들처럼 그는 12대에 전신을 가지고 놀았으나 22세에 아버지가 돌아가시자 자신을 부양할 수 있는 직업을 찾기 시작했습니다. 그는 한동안 대장장이로 견습생을 하다가 배의 목수로 일했으며, XNUMX세에 목수로 일하면서 오베를린 대학에서 교육을 받을 수 있다는 것을 알게 되었습니다. XNUMX년간의 연구 끝에 그는 전신 분야의 발명가로서의 경력을 쌓았습니다. 그의 첫 번째 특허는 스프링 대신 두 번째 전자석을 사용하여 전기자를 반환함으로써 회로의 전류 강도에 따라 릴레이의 감도를 조정할 필요가 없는 자체 조정 릴레이였습니다.

엘리샤 그레이, ca. 1878년

1870년까지 그는 이미 전기 장비를 생산하는 회사의 파트너였으며 그곳에서 수석 엔지니어로 일했습니다. 1872년 그와 파트너는 회사를 시카고로 이전하고 이름을 Western Electric Manufacturing Company로 변경했습니다. Western Electric은 곧 Western Union에 전신 장비를 공급하는 주요 공급업체가 되었습니다. 결과적으로 이는 전화통신의 역사에 눈에 띄는 흔적을 남기게 될 것이다.

1874년 초, 그레이는 화장실에서 이상한 소리가 나는 것을 들었습니다. 그것은 진동하는 레오톰의 울부짖는 소리처럼 들렸지만 훨씬 더 강했습니다. 레오톰(문자 그대로 "스트림 차단기")은 금속 텅을 사용하여 회로를 빠르게 열고 닫는 잘 알려진 전기 장치였습니다. 그레이는 욕실을 들여다보면서 아들이 한 손에는 레오톰에 연결된 유도 코일을 들고 다른 손으로는 같은 주파수로 윙윙거리는 욕조의 아연 코팅을 문지르고 있는 것을 보았습니다. 가능성에 흥미를 느낀 그레이는 발명으로 돌아오기 위해 Western Electric에서의 본업을 그만뒀습니다. 여름까지 그는 키보드의 키를 눌러 금속 대야로 만든 진동판에서 소리를 재생할 수 있는 풀 옥타브 음악 전신을 개발했습니다.

송신기

리시버

뮤지컬 전신은 뚜렷한 상업적 가치가 없는 참신함이었습니다. 그러나 그레이는 하나의 전선을 통해 서로 다른 음색의 소리를 전송하는 능력이 그에게 두 가지 옵션을 제공한다는 것을 깨달았습니다. 공기 중에서 소리를 포착할 수 있는 다른 디자인의 송신기를 사용하면 음성 전신을 만들 수 있습니다. 결합된 신호를 해당 구성 요소로 분리할 수 있는 또 다른 수신기를 사용하면 고조파 전신, 즉 소리를 기반으로 하는 다중 전신을 만드는 것이 가능했습니다. 전신 업계의 요구 사항이 분명했기 때문에 그는 두 번째 옵션에 집중하기로 결정했습니다. 그는 단순한 철학적 장난감처럼 보였던 레이스의 휴대폰에 대해 알게 된 후 자신의 선택을 확정했다.

그레이는 금속 스트립에 연결된 전자석 세트로 고조파 전신 수신기를 만들었습니다. 각 스트립은 특정 주파수로 조정되었으며 송신기의 해당 버튼을 누를 때 소리가 들렸습니다. 송신기는 음악 전신과 동일한 원리로 작동했습니다.

그레이는 향후 XNUMX년에 걸쳐 자신의 장치를 개선하여 전시회에 가져갔습니다. 공식적으로 이벤트 이름은 "예술, 산업 제품, 토양 및 광산 제품의 국제 전시회". 이것은 미국에서 열린 최초의 세계 박람회였으며 미국 건국 1876주년을 기념하는 행사와 겹쳤기 때문에 소위 말하는 것이 특징이었습니다. "백주년 전시회" XNUMX년 여름 필라델피아에서 일어났습니다. 그곳에서 그레이는 뉴욕에서 특별히 준비된 전신선을 통해 "octruplex" 연결(즉, XNUMX개의 메시지를 동시에 전송하는 것)을 시연했습니다. 이 성과는 전시회 심사위원들로부터 높은 평가를 받았지만 곧 더 큰 기적에 의해 가려졌습니다.

에디슨

윌리엄 오턴웨스턴 유니언(Western Union)의 회장인 는 그레이의 진전을 재빨리 알게 되었고, 이는 그를 매우 불안하게 만들었습니다. 기껏해야 그레이가 성공한다면 매우 비싼 특허 라이센스 비용이 발생하게 될 것입니다. 최악의 경우, 그레이의 특허는 웨스턴 유니온의 지배력에 도전하는 경쟁 회사 탄생의 기반이 될 것입니다.

그래서 1875년 XNUMX월, 오튼은 토마스 에디슨이라는 에이스를 꺼냈습니다. 에디슨은 전신과 함께 자랐고, 전신 교환원으로 수년을 보낸 후 발명가가 되었습니다. 당시 그의 가장 큰 승리는 XNUMX년 전 웨스턴 유니언(Western Union) 돈으로 만든 쿼드러플렉스 통신이었다. 이제 Orton은 자신의 발명품을 개선하고 Gray가 수행한 작업을 능가할 수 있기를 바랐습니다. 그는 Edison에게 Race의 전화기에 대한 설명을 제공했습니다. 에디슨은 최근 영어로 번역된 헬름홀츠의 작품도 연구했습니다.

에디슨은 그의 형태의 정점에 있었고 혁신적인 아이디어는 모루에서 불꽃처럼 그에게서 흘러나왔습니다. 다음 해에 그는 음향 전신에 대한 두 가지 다른 접근 방식을 보여주었습니다. 첫 번째는 그레이의 전신과 유사했으며 소리굽쇠나 진동 리드를 사용하여 원하는 주파수를 생성하거나 감지했습니다. Edison은 그러한 장치가 허용 가능한 수준에서 작동하도록 할 수 없었습니다.

그가 "음향 송신기"라고 부르는 두 번째 접근 방식은 완전히 달랐습니다. 그는 진동 리드를 사용하여 서로 다른 주파수를 전송하는 대신 서로 다른 간격으로 펄스를 전송하는 데 사용했습니다. 이는 송신기 간의 전선 사용을 주파수가 아닌 시간별로 나누었습니다. 이를 위해서는 신호가 겹치지 않도록 각 수신기-송신기 쌍의 진동을 완벽하게 동기화해야 했습니다. 1876년 100월까지 그는 이 원리에 따라 작동하는 XNUMX중 통신 장치를 사용했지만 XNUMX마일 이상의 거리에서는 신호가 쓸모 없게 되었습니다. 그는 또한 Race의 휴대폰을 개선하기 위한 아이디어를 가지고 있었지만 일시적으로 보류했습니다.

그리고 에디슨은 필라델피아에서 열린 XNUMX주년 박람회에서 벨이라는 사람이 일으킨 센세이션에 대해 들었습니다.

벨

알렉산더 그레이엄 벨 스코틀랜드 에든버러에서 태어나 할아버지의 엄격한 지도 아래 런던에서 자랐다. 그레이와 에디슨처럼 그도 어렸을 때 전신에 관심을 보였지만 그 이후에는 아버지와 할아버지의 발자취를 따라 인간의 말을 그의 주요 열정으로 선택했습니다. 그의 할아버지 알렉산더는 무대에서 이름을 알린 후 대중 연설을 가르치기 시작했습니다. 그의 아버지 알렉산더 멜빌(Alexander Melville) 역시 교사였으며, 심지어 그가 '가시적 언어'라고 부르는 음성 체계를 개발하고 출판하기도 했습니다. 어린 알렉산더(알렉, 가족 내에서 부름을 받음)는 청각 장애인에게 연설을 가르치는 직업을 선택했습니다.

1860년대 후반에 그는 University College London에서 해부학과 생리학을 공부했습니다. 학생 Marie Eccleston은 그와 함께 공부했으며 결혼할 계획이었습니다. 그러나 그는 배움과 사랑을 모두 버렸습니다. 그의 두 형제는 결핵으로 사망했고, 알렉의 아버지는 그와 그의 남은 가족이 그의 외아들의 건강을 보존하기 위해 신세계로 이주할 것을 요구했습니다. 벨은 이에 저항하고 분개했지만 이에 따랐고 1870년 출항했습니다.

온타리오에서 짧은 해킹을 당한 후, 알렉산더는 아버지의 인맥을 이용하여 보스턴에 있는 청각 장애인 학교에서 교사로 일자리를 찾았습니다. 그곳에서 그의 미래의 실타래가 짜여지기 시작했습니다.

먼저 그에게는 메이블 허바드(Mabel Hubbard)라는 학생이 있었는데, 그는 16세 때 성홍열로 인해 청력을 잃었습니다. Bell은 Boston University에서 성대 생리학 및 대중 연설 교수가 된 후에도 계속해서 개인 지도를 했으며 Mabel은 그의 첫 학생 중 하나였습니다. 훈련 당시 그녀는 벨보다 XNUMX살 어렸던 XNUMX세 미만이었고, 몇 달 안에 벨은 이 소녀와 사랑에 빠졌습니다. 나중에 그녀의 이야기로 다시 돌아오겠습니다.

1872년 벨은 전신에 대한 관심을 다시 시작했습니다. 몇 년 전, 아직 런던에 있는 동안 벨은 헬름홀츠의 실험에 대해 알게 되었습니다. 그러나 Bell은 Helmholtz의 업적을 오해하여 그가 전기를 사용하여 복잡한 소리를 생성했을뿐만 아니라 전달했다고 믿었습니다. 그래서 Bell은 여러 주파수에서 전송되는 여러 신호와 전선을 결합하여 사용하는 고조파 전신에 관심을 갖게 되었습니다. 아마도 웨스턴 유니언이 동료 보스턴 출신인 조셉 스턴스로부터 이중 전신 아이디어를 얻었다는 소식에 영감을 받은 벨은 자신의 아이디어를 재고하고 에디슨과 그레이처럼 이를 구현하기 시작했습니다.

어느 날 메이블을 방문하던 중 그는 자신의 운명의 두 번째 실마리를 접하게 되었습니다. 피아노 옆에 서서 어린 시절 배웠던 비법을 그녀의 가족에게 보여 준 것입니다. 피아노로 깨끗한 음을 부르면 해당 현이 울리고 재생됩니다. 그는 Mabel의 아버지에게 조정된 전신 신호가 동일한 효과를 얻을 수 있다고 말했고, 그것이 다중 전신에 어떻게 사용될 수 있는지 설명했습니다. 그리고 Bell은 자신의 이야기에 더 잘 어울리는 청취자를 찾을 수 없었습니다. 그는 기쁨에 공감했고 "모든 사람에게 하나의 공기가 있고 단 하나의 와이어 만 필요합니다"라는 주요 아이디어, 즉 전류의 파동 전파를 즉시 이해했습니다. 와이어는 복잡한 소리에 의해 생성된 공기파의 전파를 미니어처로 복사할 수 있습니다. Bell의 청취자는 Gardiner Hubbard였습니다.

전화

그리고 이제 이야기가 매우 혼란스러워지고 있어서 독자들의 인내심을 시험해볼까 두렵습니다. 세부적인 내용에 얽매이지 않고 주요 동향을 추적하려고 노력하겠습니다.

Hubbard와 다른 학생의 아버지의 지원을 받는 Bell은 자신의 진행 상황을 공개하지 않고 조화 전신 작업을 부지런히 수행했습니다. 그는 건강이 나빠졌을 때 휴식 기간과 격렬한 일을 번갈아 가며 대학 의무를 수행하고 아버지의 "눈에 보이는 연설"시스템을 홍보하고 교사로 일하려고 노력했습니다. 그는 새로운 조수를 고용했습니다 토마스 왓슨, 보스턴 기계 워크샵 Charles Williams의 경험 많은 기계공 – 전기에 관심이 있는 사람들이 그곳에 모였습니다. Hubbard는 Bell을 격려했고 딸의 손을 인센티브로 사용하는 것조차 부끄러워하지 않았으며 Bell이 전신을 개선할 때까지 그녀와 결혼하는 것을 거부했습니다.

1874년 여름, 온타리오에 있는 가족의 집 근처에서 휴가를 보내는 동안 벨은 깨달음을 얻었습니다. 그의 잠재 의식에 존재했던 몇 가지 생각이 하나, 즉 전화로 합쳐졌습니다. 그의 생각은 적어도 영향을 받았다 축음기 - 스모크 유리에 음파를 그린 세계 최초의 녹음 장치. 이로 인해 Bell은 어떤 복잡한 소리도 전선을 통한 전류 이동과 같은 공간 내 한 지점의 움직임으로 축소될 수 있다는 확신을 갖게 되었습니다. 기술적인 세부 사항에 대해서는 실제로 만들어진 전화기와 아무 관련이 없으며 사용의 실용성이 의심스럽기 때문에 다루지 않겠습니다. 그러나 그들은 벨의 생각을 새로운 방향으로 받아들였습니다.

"고조파"가 포함된 원래 Bell 전화기의 컨셉 스케치(제작되지 않음)

벨은 파트너가 기대했던 대로 조화 전신을 만드는 목표를 추구하기 위해 이 아이디어를 잠시 제쳐두었습니다.

그러나 그는 곧 악기를 미세 조정하는 일상적인 일에 지쳤고, 작동하는 프로토타입을 실용적인 시스템으로 만드는 데 방해가 되는 많은 실제적인 장애물에 지친 그의 마음은 점점 더 전화기에 끌렸습니다. 인간의 목소리는 그의 첫 번째 열정이었습니다. 1875년 여름, 그는 진동하는 리드가 전신 키처럼 회로를 빠르게 닫고 열 수 있을 뿐만 아니라 자기장 내에서 움직일 때 연속적인 파동 전류를 생성할 수도 있다는 사실을 발견했습니다. 그는 전화에 대한 자신의 아이디어를 Watson에게 말했고 그들은 함께 이 원리에 따라 최초의 전화 모델을 만들었습니다. 전자석 분야에서 진동하는 다이어프램은 자석 회로에서 파동과 같은 전류를 자극했습니다. 이 장치는 특정 소리를 약하게 전달할 수 있었습니다. Hubbard는 장치에 깊은 인상을 받지 못했고 Bell에게 실제 문제로 돌아가도록 명령했습니다.

1875년 여름 벨의 흔적이 남아있는 교수대 전화기

그러나 Bell은 여전히 이 아이디어가 다중 전신에 사용될 수 있기 때문에 특허를 받아야 한다고 Hubbard와 다른 파트너들에게 확신시켰습니다. 그리고 특허를 신청하면 누구도 해당 장치를 음성 통신에 사용할 가능성을 언급하는 것을 금지하지 않습니다. 그런 다음 XNUMX월에 Bell은 특허 초안에 파동 전류를 생성하는 새로운 메커니즘인 가변 저항을 추가했습니다. 그는 소리를 수신하는 진동 다이어프램을 백금 접점과 연결하고 또 다른 고정 접점이 있는 산이 담긴 용기에서 낮추고 올려 연결하기를 원했습니다. 움직이는 접점이 더 깊게 가라앉으면 더 넓은 표면적이 산과 접촉하게 되어 접점 사이에 흐르는 전류에 대한 저항이 감소하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

벨의 액체 가변 저항 송신기 개념 스케치

Gray가 Bell의 뒤를 바짝 쫓고 있다는 것을 알고 있는 Hubbard는 Bell의 최종 확인을 기다리지 않고 14월 7일 아침 특허청에 Wave Current 특허 신청서를 보냈습니다. 그리고 같은 날 오후, 그레이의 변호사가 그의 특허를 가지고 도착했습니다. 액체 가변저항을 이용해 파동전류를 생성하자는 제안도 담겼다. 또한 본 발명을 전신과 음성 전송 모두에 사용할 수 있는 가능성도 언급했습니다. 그러나 그는 벨의 특허를 방해하기 위해 몇 시간 늦었습니다. 도착 순서가 달랐다면 특허가 부여되기까지 오랜 시간 동안 우선심리가 진행되었을 것입니다. 그 결과, 174월 465일 벨은 벨 시스템의 향후 지배력을 위한 초석을 마련한 "전신의 개선"이라는 특허 번호 XNUMX를 취득했습니다.

하지만 이 극적인 이야기에는 아이러니가 없지 않습니다. 14년 1876월 XNUMX일 벨과 그레이 모두 작동 가능한 전화기 모델을 만들지 못했습니다. 지난 XNUMX월 벨의 짧은 시도를 제외하고는 누구도 이를 시도조차 하지 않았는데, 거기에는 가변적인 저항이 없었다. 그러므로 특허를 기술 역사의 이정표로 보아서는 안 됩니다. 기업으로서 전화통신이 발전하는 데 있어서 이 중요한 순간은 전화를 장치로 사용하는 것과는 거의 관련이 없습니다.

멀티플렉스 전신에 대한 지속적인 작업에 대한 Hubbard의 끊임없는 요구에도 불구하고 Bell과 Watson이 전화로 돌아갈 기회를 갖게 된 것은 특허를 제출한 후에야 가능했습니다. 벨과 왓슨은 액체 가변 저항 아이디어를 구현하기 위해 몇 달을 보냈고, 이 원리를 바탕으로 제작된 전화기는 "왓슨 씨, 이리 오세요. 보고 싶습니다."라는 유명한 문구를 전송하는 데 사용되었습니다.

그러나 발명가들은 이러한 송신기의 신뢰성에 끊임없이 문제를 겪었습니다. 그래서 벨과 왓슨은 1875년 여름에 실험했던 마그네토 원리, 즉 전류를 직접 여기시키기 위해 자기장에서 다이어프램의 움직임을 사용하는 새로운 송신기에 대한 작업을 시작했습니다. 장점은 단순성과 신뢰성이었습니다. 단점은 화자의 음성으로 인해 발생하는 공기 진동으로 인해 전화 신호의 강도가 낮다는 것입니다. 이로 인해 자기 송신기의 유효 작동 거리가 제한되었습니다. 그리고 저항이 가변적인 장치에서는 음성이 배터리에서 생성된 전류를 변조하여 원하는 만큼 강력하게 만들 수 있습니다.

새로운 마그네토는 지난 여름의 마그네토보다 훨씬 더 잘 작동했으며 Gardiner는 결국 전화 아이디어에 뭔가가 있을 것이라고 결정했습니다. 다른 활동 중에서도 그는 다가오는 XNUMX주년 박람회를 위해 매사추세츠 교육 및 과학 박람회 위원회에서 봉사했습니다. 그는 자신의 영향력을 이용해 벨이 심사위원들이 전기 발명품을 심사하는 전시회와 대회에 참가할 수 있도록 했습니다.

Bell/Watson 마그네토 송신기. 진동하는 금속 다이어프램 D가 자석 H의 자기장에서 움직이고 회로에 전류를 여기시킵니다.

리시버

심사위원들은 그레이의 고조파 전신을 연구한 후 즉시 벨을 찾아왔습니다. 그는 그것들을 수신기에 두고 갤러리를 따라 XNUMX미터 더 떨어진 송신기 중 하나로 갔다. Bell의 대담자들은 그가 작은 금속 상자에서 나오는 노래와 말을 듣고 놀랐습니다. 심사위원 중 한 명은 벨의 동료 스코틀랜드 사람이었습니다. 윌리엄 톰슨 (나중에 Lord Kelvin이라는 칭호가 부여됨). 기쁜 마음으로 그는 복도를 가로질러 벨에게 달려가 그의 말을 들었다고 말했고, 나중에 그 전화는 "그가 미국에서 본 것 중 가장 놀라운 것"이라고 선언했습니다. 브라질의 황제도 참석했는데, 그는 먼저 상자를 자신의 귀에 대고 의자에서 벌떡 일어나 이렇게 외쳤습니다. “듣습니다, 들립니다!”

전시회에서 생성된 홍보 벨은 에디슨이 이전의 전화 전송 아이디어를 추구하도록 이끌었습니다. 그는 즉시 Bell 장치의 주요 단점 인 약한 마그네토 송신기를 공격했습니다. Quadruplex에 대한 실험을 통해 그는 석탄 칩의 저항이 압력 변화에 따라 변한다는 것을 알았습니다. 다양한 구성으로 많은 실험을 거친 후 그는 이 원리로 작동하는 가변 저항 송신기를 개발했습니다. 액체 속에서 움직이는 접점 대신 화자의 음성 압력파가 탄소 "버튼"을 압축하여 저항을 변경하고 이에 따라 회로의 전류 강도를 변경합니다. 이는 Bell과 Gray가 고안한 액체 송신기보다 훨씬 더 안정적이고 구현하기 쉬웠으며 전화의 장기적인 성공에 결정적인 기여를 했습니다.

그러나 Bell은 라이벌이 가진 경험과 기술의 명백한 이점에도 불구하고 여전히 처음으로 전화를 만들었습니다. 그는 다른 사람들이 도달하지 못한 통찰력을 가지고 있었기 때문에 처음이 아니 었습니다. 그들도 전화를 생각했지만 개선 된 전신에 비해 중요하지 않다고 생각했습니다. Bell은 전신보다 사람의 목소리를 더 좋아했기 때문에 처음으로 전화기의 기능을 증명할 수 있을 때까지 파트너의 희망에 저항했습니다.

그레이, 에디슨, 벨이 그토록 많은 노력과 고민을 쏟은 고조파 전신은 어떻습니까? 지금까지 아무것도 해결되지 않았습니다. 와이어 양쪽 끝에 있는 기계식 진동기를 완벽하게 정렬하는 것은 매우 어려웠으며 장거리 작동을 위해 결합된 신호를 증폭하는 방법을 아는 사람이 아무도 없었습니다. XNUMX세기 중반이 되어서야 무선으로 시작된 전기 기술로 인해 정확한 주파수 튜닝과 저잡음 증폭이 가능해졌고, 여러 신호를 쌓아서 단일 전선에 전송하려는 아이디어가 현실화되었습니다.

벨에게 작별 인사

전시회에서 전화의 성공에도 불구하고 Hubbard는 전화 시스템 구축에 관심이 없었습니다. 다음 겨울, 그는 웨스턴 유니온(Western Union)의 사장인 윌리엄 오턴(William Orton)에게 벨의 특허에 따라 전화에 대한 모든 권리를 100만 달러에 구입하겠다고 제안했지만 오턴은 허바드와 그의 우편 전신 계획에 대한 혐오감, 자신감, 그리고 자신감 때문에 거절했습니다. 전화에 관한 에디슨의 연구와 전신에 비해 전화가 별 의미가 없다는 믿음도 있었습니다. 휴대폰 아이디어를 판매하려는 다른 시도는 상용화될 경우 특허권을 둘러싼 소송 비용이 엄청날 것이라는 두려움 때문에 실패했습니다. 따라서 000년 1877월 Bell과 그의 파트너는 자체 전화 서비스를 조직하기 위해 Bell Telephone Company를 설립했습니다. 같은 달에 Bell은 마침내 가족의 집에서 Mabel Gardiner와 결혼하여 아버지의 축복을 받을 만큼 성공했습니다.

아내 메이블(Mabel)과 살아남은 두 자녀와 함께 있는 알렉(그의 두 아들은 유아기에 사망함)(1885년경)

이듬해 Orton은 전화에 대한 마음을 바꾸고 자신의 회사인 American Speaking Telephone Company를 설립했습니다. 그는 Edison, Gray 및 다른 사람들의 특허가 Bell의 법적 공격으로부터 회사를 보호할 것이라고 기대했습니다. 그녀는 벨의 이익에 치명적인 위협이 되었습니다. 웨스턴 유니언에는 두 가지 주요 장점이 있었습니다. 첫째, 막대한 재정 자원이다. Bell의 회사는 고객에게 장비를 임대했기 때문에 돈이 필요했는데, 비용을 지불하는 데 수개월이 걸렸습니다. 둘째, Edison의 향상된 송신기에 대한 액세스입니다. 자신의 송신기를 Bell의 장치와 비교해 본 사람이라면 전자의 음성이 더 명확하고 볼륨이 더 좋아졌다는 사실을 눈치채지 않을 수 없었을 것입니다. Bell의 회사는 경쟁업체를 특허 침해 혐의로 고소할 수밖에 없었습니다.

만약 웨스턴 유니언이 고품질의 유일한 송신기에 대한 명확한 권리를 가지고 있다면 합의에 도달할 수 있는 강력한 영향력을 갖게 될 것입니다. 그러나 벨의 팀은 독일 이민자가 획득한 유사한 장치에 대한 이전 특허를 발견했습니다. 에밀 베를리너, 그리고 그것을 샀습니다. 수년간의 법적 싸움 끝에야 에디슨의 특허가 우선권을 갖게 되었습니다. 절차가 실패하자 1879년 55월 Western Union은 전화, 장비 및 기존 가입자 기반(000명)에 대한 모든 특허권을 Bell의 회사에 이전하기로 합의했습니다. 그 대가로 그들은 향후 20년 동안 전화 임대료의 17%만 요구하고 벨에게 전신 사업에서 손을 떼도록 요구했습니다.

Bell Company는 Bell의 장치를 먼저 Berliner의 특허를 기반으로 한 다음 Western Union에서 얻은 특허를 기반으로 한 개선된 모델로 신속하게 교체했습니다. 소송이 끝날 무렵 Bell의 주요 직업은 특허 소송에서 증언하는 것이었고 그 중 많은 것이있었습니다. 1881년에 그는 완전히 은퇴했다. Morse와 마찬가지로 Edison과도 달리 그는 시스템 제작자가 아니었습니다. Gardiner가 우편 서비스에서 끌어낸 정력적인 관리자 Theodore Vail이 회사를 장악하고 국가에서 지배적인 위치로 이끌었습니다.

처음에 전화 네트워크는 전신 네트워크와 상당히 다르게 성장했습니다. 후자는 한 번에 150km를 포괄하면서 한 상업 중심지에서 다른 상업 중심지로 도약하고 발전했으며, 가장 집중된 귀중한 고객을 찾은 다음 소규모 지역 시장과의 연결을 통해 네트워크를 보완했습니다. 전화 네트워크는 작은 성장 지점, 즉 각 도시와 주변 지역의 독립적인 클러스터에 위치한 소수의 고객으로부터 수정처럼 성장했으며, 수십 년에 걸쳐 서서히 지역 및 국가 구조로 통합되었습니다.

대규모 전화통신에는 두 가지 장애물이 있었습니다. 첫째, 거리 문제가 있었다. 에디슨의 아이디어에 기반한 증폭된 가변 저항 송신기를 사용하더라도 전신과 전화의 작동 범위는 비교할 수 없을 정도로 뛰어났습니다. 전화 신호가 복잡할수록 잡음에 더 취약하고 변동하는 전류의 전기적 특성은 전신에 사용되는 직류의 전기적 특성보다 잘 알려져 있지 않습니다.

둘째, 의사소통의 문제가 있었습니다. Bell의 전화기는 일대일 통신 장치였으며 단일 전선을 통해 두 지점을 연결할 수 있었습니다. 전신의 경우 이는 문제가 되지 않았습니다. 한 사무실에서 여러 고객에게 서비스를 제공할 수 있으며 메시지는 중앙 사무실에서 다른 회선을 통해 쉽게 라우팅될 수 있습니다. 하지만 전화 대화를 전달하는 쉬운 방법은 없었습니다. 첫 번째 전화 구현에서 세 번째 이후의 사람들은 나중에 "페어링된 전화"라고 불리는 것을 통해서만 통화하는 두 사람과 연결할 수 있었습니다. 즉, 모든 가입자 장치가 하나의 회선에 연결되면 각 장치는 다른 장치와 대화(또는 도청)할 수 있습니다.

우리는 적절한 시기에 거리 문제로 돌아갈 것입니다. 안에 다음 부분 우리는 릴레이 개발에 영향을 미친 연결 문제와 그 결과를 조사할 것입니다.

읽을 내용

로버트 V. 브루스, 벨: 알렉산더 그레이엄 벨과 고독의 정복(1973)
David A. Hounshell, “엘리샤 그레이와 전화: 전문가가 되는 것의 단점”, 기술과 문화(1975).
폴 이스라엘, 에디슨: 발명의 삶 (1998)
조지 B. 프레스콧, 말하는 전화, 말하는 축음기 및 기타 신기한 것(1878)

출처 : habr.com

중계의 역사: 말하는 전신

일렉트릭 사운드

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벨

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벨에게 작별 인사

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