Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs

Citi sērijas raksti:

Tālrunis parādÄ«jās nejauÅ”i. Ja parādÄ«jās 1840. gadu telegrāfa tÄ«kli Pateicoties gadsimtu ilgajiem pētÄ«jumiem par iespējām pārraidÄ«t ziņojumus, izmantojot elektrÄ«bu, cilvēki, meklējot uzlabotu telegrāfu, uzdÅ«rās telefonam. Tāpēc telefona izgudroÅ”anai ir diezgan viegli noteikt ticamu, lai arÄ« ne lÄ«dz galam droÅ”u datumu - ASV dibināŔanas simtgadi, 1876. gadu.

Un nevar teikt, ka telefonam nebija priekÅ”teču. KopÅ” 1830. gada pētnieki ir meklējuÅ”i veidus, kā pārvērst skaņu elektrÄ«bā un elektrÄ«bu skaņā.

Elektriskā skaņa

Jo 1837 gadā Čārlzs Peidžs, ārsts un eksperimentētājs elektromagnētisma jomā no Masačūsetsas, uzdÅ«rās dÄ«vainai parādÄ«bai. ViņŔ ievietoja izolētu spirālveida vadu starp pastāvÄ«gā magnēta galiem un pēc tam ievietoja katru stieples galu dzÄ«vsudraba traukā, kas savienots ar akumulatoru. Katru reizi, kad viņŔ atvēra vai aizvēra ķēdi, paceļot stieples galu no konteinera vai nolaižot to tur, magnēts izdalÄ«ja skaņu, kas bija dzirdama no metra attāluma. Peidžs to sauca par galvanisko mÅ«ziku un ierosināja, ka tas viss ir saistÄ«ts ar "molekulārajiem traucējumiem", kas rodas magnētā. Peidžs uzsāka pētÄ«jumu vilni par diviem Ŕī atklājuma aspektiem: metālisku materiālu dÄ«vaino Ä«paŔību mainÄ«t formu, kad tie tiek magnetizēti, un acÄ«mredzamāku skaņas radÄ«Å”anu ar elektrÄ«bu.

MÅ«s Ä«paÅ”i interesē divi pētÄ«jumi. Pirmo vadÄ«ja Johans Filips Reiss. Reiss Garnjē institÅ«tā netālu no Frankfurtes mācÄ«ja skolēniem matemātiku un dabaszinātnes, bet brÄ«vajā laikā nodarbojās ar elektropētniecÄ«bu. LÄ«dz tam laikam vairāki elektriÄ·i jau bija radÄ«juÅ”i jaunas galvaniskās mÅ«zikas versijas, bet Reiss bija pirmais, kurÅ” apguva skaņas divvirzienu pārveidoÅ”anas elektrÄ«bā alÄ·Ä«miju un otrādi.

Reiss saprata, ka diafragma, kas atgādina cilvēka bungādiņu, vibrējot var aizvērt un atvērt elektrisko ķēdi. Pirmais telefona ierÄ«ces prototips, kas tika uzbÅ«vēts 1860. gadā, sastāvēja no auss, kas izgrebta no koka, un pāri tai bija izstiepta membrāna, kas izgatavota no cÅ«kas pūŔļa. Membrānas apakŔā tika piestiprināts platÄ«na elektrods, kas, vibrējot, atvēra un aizvēra ķēdi ar akumulatoru. Uztvērējs bija stiepļu spole, kas aptÄ«ta ap adāmadatu, kas piestiprināta pie vijoles. Vijoles korpuss pastiprināja formu mainoŔā irbuļa vibrācijas, jo tas tika pārmaiņus magnetizēts un demagnetizēts.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Vēlā modeļa Reisa telefons

Reiss nāca klajā ar daudziem agrÄ«nā prototipa uzlabojumiem un kopā ar citiem eksperimentētājiem atklāja, ka, ja tajā kaut ko dziedat vai dungojat, pārraidÄ«tā skaņa palika atpazÄ«stama. Vārdus bija grÅ«tāk atŔķirt, un bieži tie kļuva sagrozÄ«ti un nesaprotami. Daudzos balss veiksmes ziņojumos tika izmantotas tādas izplatÄ«tas frāzes kā ā€œlabrÄ«tā€ un ā€œkā klājasā€, un tos bija viegli uzminēt. Galvenā problēma palika tā, ka Reisa raidÄ«tājs tikai atvēra un slēdza ķēdi, bet neregulēja skaņas stiprumu. Tā rezultātā varēja pārraidÄ«t tikai frekvenci ar fiksētu amplitÅ«du, un tas nevarēja simulēt visus cilvēka balss smalkumus.

Reiss uzskatÄ«ja, ka zinātnei ir jāatzÄ«st viņa darbs, taču viņŔ to nekad nesasniedza. Tās ierÄ«ce bija populāra zinātkāre zinātniskās elites vidÅ«, un kopijas parādÄ«jās lielākajā daļā Ŕīs elites centru: ParÄ«zē, Londonā, VaÅ”ingtonā. Taču viņa zinātnisko darbu noraidÄ«ja profesora Pogendorfa žurnāls Annalen der Physik [Fizikas gadagrāmatas], viens no vecākajiem zinātniskajiem žurnāliem un tā laika ietekmÄ«gākais žurnāls. ArÄ« Race mēģinājumi reklamēt tālruni ar vadu kompānijām cieta neveiksmi. ViņŔ cieta no tuberkulozes, un slimÄ«bas saasināŔanās atturēja viņu no turpmākiem nopietniem pētÄ«jumiem. Tā rezultātā 1873. gadā slimÄ«ba atņēma viņa dzÄ«vÄ«bu un ambÄ«cijas. Un Ŕī nebÅ«s pēdējā reize, kad Ŕī slimÄ«ba kavēs telefona vēstures attÄ«stÄ«bu.

Kamēr Race uzlaboja savu tālruni, Hermanis Ludvigs Ferdinands Helmholcs viņŔ pielika pēdējo pieskārienu savam pamatÄ«gajam dzirdes fizioloÄ£ijas pētÄ«jumam: ā€œDzirdes sajÅ«tu doktrÄ«na kā mÅ«zikas teorijas fizioloÄ£iskais pamatsā€ [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage fĆ¼r die Theorie der Musik], publicēts 1862. gadā. Helmholcs, toreizējais Heidelbergas universitātes profesors, XNUMX. gadsimtā bija zinātnes gigants, kas strādāja pie redzes fizioloÄ£ijas, elektrodinamikas, termodinamikas u.c.

Helmholca darbs tikai Ä«si attiecas uz mÅ«su vēsturi, taču bÅ«tu žēl to palaist garām. Grāmatā The Doctrine of Auditory Sensations Helmholtz ar mÅ«ziku darÄ«ja to paÅ”u, ko Ņūtons darÄ«ja ar gaismu ā€” viņŔ parādÄ«ja, kā Ŕķietami vienotu sajÅ«tu var izjaukt tā sastāvdaļās. ViņŔ pierādÄ«ja, ka atŔķirÄ«bas tembros, sākot no vijoles lÄ«dz fagotam, rodas tikai no to virstoņu relatÄ«vā stipruma atŔķirÄ«bām (toņi dubultās, trÄ«skārŔās utt. frekvencēs attiecÄ«bā pret pamatnoti). Bet mÅ«su stāstam visinteresantākā lieta viņa darbā slēpjas ievērojamajā rÄ«kā, ko viņŔ izstrādāja demonstrācijai:

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Helmholca sintezatora variants

Helmholcs pasÅ«tÄ«ja pirmo ierÄ«ci Ķelnes darbnÄ«cā. VienkārÅ”i sakot, tas bija sintezators, kas spēj radÄ«t skaņas, pamatojoties uz vienkārÅ”u toņu kompozÄ«ciju. Viņa apbrÄ«nojamākā spēja bija neizskaidrojamā spēja reproducēt patskaņu skaņas, kuras visi bija pieraduÅ”i dzirdēt tikai no cilvēka mutes.

Sintezators darbojās no galvenās kamertonis sitiena, kas vibrēja uz pamatnots, aizverot un atverot ķēdi, iegremdējot platÄ«na stiepli dzÄ«vsudraba traukā. Astoņas magnetizētas kamertonis, no kurām katra vibrēja ar savu virstoni, atradās starp elektromagnēta galiem, kas savienots ar ķēdi. Katra ķēdes slēgÅ”ana ieslēdza elektromagnētus un turēja kamertonis vibrācijas stāvoklÄ«. Blakus katrai kamertonis atradās cilindrisks rezonators, kas spēja pastiprināt tā dÅ«koņu lÄ«dz dzirdamam lÄ«menim. Normālā stāvoklÄ« rezonatora vāks bija aizvērts un apslāpēja kamertona skaņu. Ja pabÄ«dāt vāku uz sāniem, jÅ«s varat dzirdēt Å”o virstoni un tādējādi ā€œatskaņotā€ trompetes, klavieru vai patskaņa burta ā€œoā€ skaņu.

Šai ierīcei būs neliela loma jauna veida tālruņa izveidē.

Harmoniskais telegrāfs

Viens no 1870. gadsimta otrās puses izgudrotāju vilinājumiem bija multitelegrāfs. Jo vairāk telegrāfa signālu var saspiest vienā vadā, jo lielāka ir telegrāfa tÄ«kla efektivitāte. LÄ«dz XNUMX. gadu sākumam bija zināmas vairākas dažādas dupleksās telegrāfijas metodes (vienlaicÄ«ga divu signālu sÅ«tÄ«Å”ana pretējos virzienos). DrÄ«z pēc tam Tomass Edisons tos uzlaboja, izveidojot kvadrupleksu, apvienojot dupleksu un dipleksu (vienlaikus pārraidot divus signālus vienā virzienā), lai vadu varētu izmantot četras reizes efektÄ«vāk.

Bet vai signālu skaitu varētu vēl vairāk palielināt? Organizēt kaut kādu oktorupleksu vai pat vairāk? Fakts, ka skaņas viļņus varēja pārvērst elektriskajā strāvā un atkal atpakaļ, piedāvāja interesantu iespēju. Kā bÅ«tu, ja mēs izmantotu dažādu toņu toņus, lai izveidotu akustisku, harmonisku vai, poētiski runājot, muzikālu telegrāfu? Ja dažādu frekvenču fiziskās vibrācijas varētu pārvērst elektriskās vibrācijās un pēc tam otrā pusē atkal salikt to sākotnējās frekvencēs, tad bÅ«tu iespējams raidÄ«t daudzus signālus vienlaicÄ«gi bez savstarpējas iejaukÅ”anās. Pati skaņa tad bÅ«tu tikai lÄ«dzeklis mērÄ·a sasniegÅ”anai, starpposma vide, kas veido strāvas, lai vienā vadā varētu pastāvēt vairāki signāli. VienkārŔības labad es nosaukÅ”u Å”o jēdzienu kā harmonisko telegrāfu, lai gan tajā laikā tika lietotas dažādas terminu variācijas.

Tas nebija vienÄ«gais veids, kā izveidot multipleksētus signālus. Francijā Žans Moriss EmÄ«ls Bodo [pēc kura simboliskā ātruma mērvienÄ«ba tiek nosaukta - bods / apm. tulk.] lÄ«dz 1874. gadam viņŔ nāca klajā ar maŔīnu ar rotējoÅ”u sadalÄ«tāju, kas pārmaiņus savāca signālus no vairākiem telegrāfa raidÄ«tājiem. MÅ«sdienās mēs to dēvētu par multipleksu, kas dalÄ«ts ar laiku, nevis pēc frekvences. Bet Å”ai pieejai bija trÅ«kums - tas neizraisÄ«ja telefonijas izveidi.

LÄ«dz tam laikam amerikāņu telegrāfijā dominēja Western Union, kas bija izveidojusies 1850. gados, mēģinot novērst nelabvēlÄ«gu konkurenci starp dažām lielām telegrāfa kompānijām ā€” Å”o skaidrojumu varēja viegli izmantot, lai attaisnotu Ŕādu apvienoÅ”anos pirms pretmonopola likumu parādÄ«Å”anās. Viens no mÅ«su stāsta varoņiem to raksturoja kā "iespējams, lielāko korporāciju, kāda jebkad pastāvējusi". Ņemot vērā tÅ«kstoÅ”iem kilometru garu vadu un tērējot milzÄ«gas naudas summas tÄ«klu veidoÅ”anai un uzturÄ“Å”anai, Western Union ar lielu interesi sekoja lÄ«dzi notikumiem multipleksās telegrāfijas jomā.

Izrāvienu telegrāfa biznesā gaidÄ«ja arÄ« kāds cits spēlētājs. Gardiner Green Hubbard, Bostonas jurists un uzņēmējs, bija viens no vadoÅ”ajiem ASV telegrāfa nodoÅ”anas federālās valdÄ«bas kontrolē atbalstÄ«tājiem. Habards uzskatÄ«ja, ka telegrammas var bÅ«t tikpat lētas kā vēstules, un bija apņēmÄ«bas pilns graut to, ko viņŔ uzskatÄ«ja par Western Union cinisko un izspiedēju monopolu. Habarda likumprojekts neparedzēja pilnÄ«bā nacionalizēt esoŔās telegrāfa kompānijas, kā to darÄ«ja gandrÄ«z visas Eiropas lielvaras, bet gan izveidoja valdÄ«bas finansētu telegrāfa dienestu Pasta departamenta paspārnē. Taču rezultāts, visticamāk, bÅ«tu bijis tāds pats, un Western Union bÅ«tu pametis Å”o biznesu. LÄ«dz 1870. gadu vidum tiesÄ«bu aktu virzÄ«ba bija apstājusies, taču Habards bija pārliecināts, ka kritiskā jaunā telegrāfa patenta kontrole varētu dot viņam priekÅ”rocÄ«bas, virzot savu priekÅ”likumu Kongresā.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Gardiner Green Hubbard

Amerikas Savienotajās ValstÄ«s ir divi unikāli faktori: pirmkārt, Western Union kontinentālais mērogs. Nevienai Eiropas telegrāfa organizācijai nebija tik garas rindas, un tāpēc nebija iemesla attÄ«stÄ«t multipleksu telegrāfiju. Otrkārt, ir atklāts jautājums par valdÄ«bas kontroli pār telegrāfu. Pēdējais Eiropas cietoksnis bija Lielbritānija, kas telegrāfu nacionalizēja 1870. gadā. Pēc tam vairs nebija citu vietu, izņemot ASV, kur pavērās vilinoÅ”a izredzes veikt tehnoloÄ£isku izrāvienu un graut monopolu. VarbÅ«t tāpēc lielākā daļa darbu pie harmoniskā telegrāfa tika veikti Amerikas Savienotajās ValstÄ«s.

Pretendenti uz balvu bija galvenokārt trÄ«s. Divi no viņiem jau bija cienÄ«jami izgudrotāji - ElÄ«sa Greja Šø Thomas Edison. TreÅ”ais bija retorikas profesors un nedzirdÄ«go skolotājs vārdā Bells.

Pelēks

Elisha Grey uzauga fermā Ohaio Å”tatā. Tāpat kā daudzi viņa laikabiedri, viņŔ pusaudža gados spēlēja ar telegrāfu, bet 12 gadu vecumā, kad nomira viņa tēvs, viņŔ sāka meklēt nodarboÅ”anos, kas varētu viņu uzturēt. Kādu laiku viņŔ mācÄ«jās par kalēju, pēc tam par kuÄ£a galdnieku un 22 gadu vecumā uzzināja, ka var iegÅ«t izglÄ«tÄ«bu Oberlinas koledžā, vēl strādājot par galdnieku. Pēc piecu gadu studijām viņŔ sāka karjeru kā izgudrotājs telegrāfa jomā. Viņa pirmais patents bija paÅ”regulējoÅ”s relejs, kas, izmantojot otru elektromagnētu atsperes vietā, lai atgrieztu armatÅ«ru, likvidēja nepiecieÅ”amÄ«bu pielāgot releja jutÄ«bu atkarÄ«bā no strāvas stipruma ķēdē.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Elīsa Greja, apm. 1878. gads

1870. gadā viņŔ jau bija partneris uzņēmumā, kas ražoja elektroiekārtas, un strādāja tur par galveno inženieri. 1872. gadā viņŔ kopā ar partneri pārcēla uzņēmumu uz Čikāgu un pārdēvēja to par Western Electric Manufacturing Company. Western Electric drÄ«z kļuva par galveno telegrāfa iekārtu piegādātāju Western Union. Rezultātā tas atstās ievērojamu zÄ«mi telefonijas vēsturē.

1874. gada sākumā Grejs dzirdēja dÄ«vainu skaņu, kas nāk no viņa vannas istabas. Tas izklausÄ«jās kā vibrējoÅ”a reotoma gaudoÅ”ana, tikai daudz spēcÄ«gāk. Reotoms (burtiski "straumes pārtraucējs") bija plaÅ”i pazÄ«stama elektriskā ierÄ«ce, kas izmantoja metāla mēli, lai ātri atvērtu un aizvērtu ķēdi. Ieskatoties vannas istabā, Grejs ieraudzÄ«ja, ka viņa dēls vienā rokā turēja indukcijas spoli, kas savienota ar reotomu, un ar otru roku berzē vannas cinka pārklājumu, kas dÅ«ko tādā paŔā frekvencē. Grejs, ieintriģēts par iespējām, pameta ikdienas darbu uzņēmumā Western Electric, lai atgrieztos pie izgudroÅ”anas. LÄ«dz vasarai viņŔ bija izstrādājis pilnas oktāvas mÅ«zikas telegrāfu, ar kuru varēja atskaņot skaņas uz diafragmas, kas izgatavota no metāla baseina, nospiežot tastatÅ«ras taustiņus.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Raidītājs

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Uztvērējs

Muzikālais telegrāfs bija jaunums bez acÄ«mredzamas komerciālas vērtÄ«bas. Taču Grejs saprata, ka spēja pārraidÄ«t dažādu toņu skaņas pa vienu vadu viņam sniedza divas iespējas. Ar cita dizaina raidÄ«tāju, kas spēj uztvert skaņu no gaisa, varētu izveidot balss telegrāfu. Izmantojot citu uztvērēju, kas spēj sadalÄ«t kombinēto signālu tā sastāvdaļās, bija iespējams izveidot harmonisku telegrāfiju - tas ir, multipleksu telegrāfiju, kuras pamatā ir skaņa. ViņŔ nolēma koncentrēties uz otro iespēju, jo telegrāfa nozarei bija acÄ«mredzamas prasÄ«bas. ViņŔ apstiprinājās savā izvēlē, uzzinot par Race telefonu, kas Ŕķita vienkārÅ”a filozofiska rotaļlieta.

Grejs izgatavoja harmonisko telegrāfa uztvērēju no elektromagnētu komplekta, kas savienots ar metāla sloksnēm. Katra josla tika noregulēta uz noteiktu frekvenci un skanēja, kad tika nospiesta atbilstoŔā raidÄ«tāja poga. RaidÄ«tājs strādāja pēc tāda paÅ”a principa kā mÅ«zikas telegrāfs.

Grejs nākamo divu gadu laikā uzlaboja savu ierÄ«ci un aizveda to uz izstādi. Oficiāli pasākums saucās "Starptautiskā mākslas, rÅ«pniecÄ«bas produktu un augsnes un raktuvju izstrādājumu izstāde". Tas bija pirmais pasaules gadatirgus, kas notika Amerikas Savienotajās ValstÄ«s, un tas sakrita ar valsts simtgades svinÄ«bām, un tāpēc tajā bija t.s. "Simtgades izstāde" Tas notika Filadelfijā 1876. gada vasarā. Tur Grejs uz Ä«paÅ”i sagatavotas telegrāfa lÄ«nijas no Ņujorkas demonstrēja "oktrupleksa" savienojumu (tas ir, astoņu ziņojumu pārraidi vienlaicÄ«gi). Å o sasniegumu ļoti atzinÄ«gi novērtēja izstādes vērtētāji, taču to drÄ«z vien aptumÅ”oja vēl lielāks brÄ«nums.

Edisons

Viljams Ortons, Western Union prezidents, ātri uzzināja par Greja progresu, kas viņu ļoti satrauca. Labākajā gadÄ«jumā, ja Grejam tas izdosies, situācija radÄ«s ļoti dārgu patentu licencÄ“Å”anu. Sliktākajā gadÄ«jumā Greja patents kļūtu par pamatu konkurējoÅ”a uzņēmuma izveidei, kas izaicinātu Western Union dominējoÅ”o stāvokli.

Tātad 1875. gada jÅ«lijā Ortons izvilka dÅ«zi piedurknē: Tomasu Edisonu. Edisons uzauga ar telegrāfu, vairākus gadus strādāja par telegrāfa operatoru un pēc tam kļuva par izgudrotāju. Viņa lielākais triumfs tajā laikā bija kvadrupleksā komunikācija, kas tika izveidota ar Western Union naudu gadu iepriekÅ”. Tagad Ortons cerēja, ka viņŔ uzlabos savu izgudrojumu un pārspēs to, ko Grejam bija izdevies. ViņŔ sniedza Edisonam Raisa tālruņa aprakstu; Edisons arÄ« pētÄ«ja Helmholca darbu, kas nesen tika tulkots angļu valodā.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs

Edisons bija savas formas virsotnē, un novatoriskas idejas plÅ«da no viņa kā dzirksteles no laktas. Nākamajā gadā viņŔ demonstrēja divas dažādas pieejas akustiskajai telegrāfijai ā€“ pirmā bija lÄ«dzÄ«ga Greja telegrāfam un izmantoja kamertonis vai vibrējoÅ”as niedres, lai radÄ«tu vai uztvertu vēlamo frekvenci. Edisons nespēja panākt, lai Ŕāda ierÄ«ce darbotos pieņemamā lÄ«menÄ«.

Otrā pieeja, ko viņŔ nosauca par "akustisko raidÄ«tāju", bija pilnÄ«gi atŔķirÄ«ga. Tā vietā, lai izmantotu vibrējoÅ”as niedres, lai pārraidÄ«tu dažādas frekvences, viņŔ izmantoja tās impulsu pārraidÄ«Å”anai dažādos intervālos. Tas sadalÄ«ja vadu izmantoÅ”anu starp raidÄ«tājiem pēc laika, nevis pēc frekvences. Tam bija nepiecieÅ”ama perfekta vibrāciju sinhronizācija katrā uztvērēja-raidÄ«tāja pārÄ«, lai signāli nepārklātos. LÄ«dz 1876. gada augustam viņam kvadruplekss darbojās pēc Ŕī principa, lai gan vairāk nekā 100 jÅ«džu attālumā signāls kļuva nederÄ«gs. Viņam bija arÄ« idejas Race telefona uzlaboÅ”anai, kuras viņŔ uz laiku nolika malā.

Un tad Edisons uzzināja par sensāciju, ko simtgades izstādē Filadelfijā radīja kāds vīrietis vārdā Bells.

Zvans

Aleksandrs Greiems Bells dzimis Edinburgā, Skotijā, un uzaudzis Londonā stingrā vectēva vadÄ«bā. Tāpat kā Grejs un Edisons, viņŔ jau zēna gados izrādÄ«ja interesi par telegrāfu, bet pēc tam sekoja sava tēva un vectēva pēdās, par galveno aizrauÅ”anos izvēloties cilvēka runu. Viņa vectēvs Aleksandrs uz skatuves ieguva vārdu un pēc tam sāka mācÄ«t publisku runu. Viņa tēvs Aleksandrs Melvils arÄ« bija skolotājs un pat izstrādāja un publicēja fonētisko sistēmu, ko viņŔ sauca par "redzamo runu". Jaunākais Aleksandrs (Aleks, kā viņu sauca Ä£imenē) par savu nodarboÅ”anos izvēlējās mācÄ«t runu nedzirdÄ«gajiem.

1860. gadu beigās viņŔ studēja anatomiju un fizioloÄ£iju Londonas Universitātes koledžā. Kopā ar viņu mācÄ«jās studente Marija Eklstona, ar kuru viņŔ plānoja apprecēties. Bet tad viņŔ pameta gan mācÄ«Å”anos, gan mÄ«lestÄ«bu. Viņa divi brāļi nomira no tuberkulozes, un Aleka tēvs pieprasÄ«ja viņam un viņa atlikuÅ”ajai Ä£imenei emigrēt uz Jauno pasauli, lai saglabātu vienÄ«gā dēla veselÄ«bu. Bells to izpildÄ«ja, lai gan pretojās un apvainojās, un devās burā 1870. gadā.

Pēc neilga uzlauÅ”anas Ontario, Aleksandrs, izmantojot sava tēva sakarus, atrada skolotāja darbu nedzirdÄ«go skolā Bostonā. Tur sāka aust viņa nākotnes pavedienus.

Vispirms viņam bija skolniece Mabela Habarda, kura piecu gadu vecumā zaudēja dzirdi skarlatÄ«nas dēļ. Bells turpināja privāti apmācÄ«t pat pēc tam, kad kļuva par vokālās fizioloÄ£ijas un publiskās runas profesoru Bostonas Universitātē, un Mabels bija viens no viņa pirmajiem studentiem. ApmācÄ«bas laikā viņa bija nedaudz jaunāka par 16 gadiem, desmit gadus jaunāka par Bellu, un dažu mēneÅ”u laikā viņŔ bija iemÄ«lējies Å”ajā meitenē. Pie viņas stāsta mēs atgriezÄ«simies vēlāk.

1872. gadā Bells atjaunoja savu interesi par telegrāfiju. Dažus gadus iepriekÅ”, vēl atrodoties Londonā, Bels uzzināja par Helmholca eksperimentiem. Bet Bells pārprata Helmholca sasniegumu, uzskatot, ka viņŔ ne tikai radÄ«ja, bet arÄ« pārraida sarežģītas skaņas, izmantojot elektrÄ«bu. Tāpēc Bells sāka interesēties par harmonisko telegrāfiju - vadu kombinētu izmantoÅ”anu ar vairākiem signāliem, kas pārraidÄ«ti vairākās frekvencēs. Iespējams, iedvesmojoties no ziņām, ka Western Union ir ieguvusi dupleksā telegrāfa ideju no bostonieÅ”a Džozefa Stērnsa, Bells pārdomāja savas idejas un, tāpat kā Edisons un Grejs, sāka mēģināt tās Ä«stenot.

Kādu dienu, viesojoties Mābelā, viņŔ pieskārās otrajam sava likteņa pavedienam - stāvot blakus klavierēm, viņŔ parādÄ«ja viņas Ä£imenei jaunÄ«bā apgÅ«tu triku. Ja uz klavierēm dziedat tÄ«ru noti, atbilstoŔā stÄ«ga noskanēs un atskaņos to jums. ViņŔ pastāstÄ«ja Mabela tēvam, ka noregulēts telegrāfa signāls var sasniegt tādu paÅ”u efektu, un paskaidroja, kā to varētu izmantot multipleksā telegrāfijā. Un Bells nevarēja atrast klausÄ«tāju, kurÅ” bÅ«tu labāk pieskaņots viņa stāstam: viņŔ rezonēja ar prieku un uzreiz saprata galveno domu: "visiem ir viens gaiss, un vajadzÄ«gs tikai viens vads", tas ir, strāvas viļņu izplatÄ«Å”anās vads miniatÅ«rā var kopēt sarežģītas skaņas radÄ«to izplatÄ«Å”anos gaisa viļņos. Bela klausÄ«tājs bija Gārdiners Habards.

Telefons

Un tagad stāsts kļūst ļoti mulsinoÅ”s, tāpēc baidos pārbaudÄ«t lasÄ«tāju pacietÄ«bu. MēģināŔu izsekot galvenajām tendencēm, neiegrimstot detaļās.

Bells, ko atbalstÄ«ja Habards un cita viņa skolnieka tēvs, cÄ«tÄ«gi strādāja pie harmoniskā telegrāfa, nepublicējot savu progresu. ViņŔ nikns darbs mija ar atpÅ«tas periodiem, kad veselÄ«ba pievÄ«la, mēģinot pildÄ«t universitātes pienākumus, veicināt tēva "redzamās runas" sistēmu un strādāt par pasniedzēju. ViņŔ nolÄ«ga jaunu palÄ«gu Tomass Vatsons, pieredzējis mehāniÄ·is no Bostonas Čārlza Viljamsa mehāniskās darbnÄ«cas ā€“ tur pulcējās elektrÄ«bas interesenti. Habards mudināja Bellu turpināties un nekautrējās pat izmantot meitas roku kā stimulu, atsakoties viņu precēt, lÄ«dz Bels uzlabos telegrāfu.

1874. gada vasarā, atrodoties atvaļinājumā netālu no Ä£imenes mājas Ontario, Bells piedzÄ«voja epifāniju. Vairākas domas, kas pastāvēja viņa zemapziņā, saplÅ«da vienā ā€“ telefonā. Viņa domas tika ietekmētas ne mazāk kā fonautogrāfs - pasaulē pirmā skaņu ierakstÄ«Å”anas iekārta, kas krāsoja skaņas viļņus uz kÅ«pināta stikla. Tas pārliecināja Bellu, ka jebkuras sarežģītÄ«bas skaņu var reducēt lÄ«dz kosmosa punkta kustÄ«bām, piemēram, strāvas kustÄ«bai caur vadu. Pie tehniskajām detaļām nekavēsimies, jo tiem nav nekāda sakara ar reāli radÄ«tiem telefoniem un to lietoÅ”anas praktiskums ir apÅ”aubāms. Bet viņi pacēla Bela domāŔanu jaunā virzienā.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Oriģinālā Bell telefona ar "harmoniku" koncepcijas skice (netika uzbūvēta)

Bells uz brÄ«di nolika Å”o ideju malā, lai, kā no viņa gaidÄ«ja partneri, sasniegtu mērÄ·i izveidot harmonisku telegrāfu.

Taču viņam drÄ«z apnika instrumentu precizÄ“Å”anas rutÄ«na, un viņa sirds, nogurusi no daudzajiem praktiskiem ŔķērŔļiem, kas traucēja darboties prototipam uz praktisku sistēmu, arvien vairāk ķērās pie telefona. Cilvēka balss bija viņa pirmā aizrauÅ”anās. 1875. gada vasarā viņŔ atklāja, ka vibrējoŔās niedres spēj ne tikai ātri aizvērt un atvērt ķēdi telegrāfa atslēgas veidā, bet arÄ« radÄ«t nepārtrauktu viļņiem lÄ«dzÄ«gu strāvu, pārvietojoties magnētiskajā laukā. ViņŔ Vatsonam izstāstÄ«ja savu ideju par telefonu, un pēc Ŕī principa viņi kopÄ«gi uzbÅ«vēja pirmo telefona modeli - elektromagnēta laukā vibrējoÅ”a diafragma magnēta ķēdē ierosināja viļņveidÄ«gu strāvu. Å Ä« ierÄ«ce spēja pārraidÄ«t noteiktas klusinātas balss skaņas. Habards nebija pārsteigts par ierÄ«ci un lika Bellam atgriezties pie reālām problēmām.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Bellas karātavu telefons no 1875. gada vasaras

Bet Bells joprojām pārliecināja Habardu un citus partnerus, ka ideja ir jāpatentē, jo to var izmantot multipleksā telegrāfijā. Un, ja jÅ«s piesakāties patentam, neviens jums neaizliedz tajā minēt iespēju izmantot ierÄ«ci balss sakariem. Pēc tam janvārÄ« Bell patenta projektam pievienoja jaunu mehānismu viļņu strāvas Ä£enerÄ“Å”anai: mainÄ«go pretestÄ«bu. ViņŔ gribēja pieslēgt vibrējoÅ”o diafragmu, kas saņēma skaņu, ar platÄ«na kontaktu, nolaistu un paceltu no tvertnes ar skābi, kurā atradās cits, stacionārs kontakts. KustÄ«gajam kontaktam nogrimstot dziļāk, ar skābi saskārās lielāks virsmas laukums, kas samazināja pretestÄ«bu starp kontaktiem plÅ«stoÅ”ajai strāvai ā€“ un otrādi.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Bela skice Ŕķidruma mainīgas pretestības raidītāja koncepcijai

Habards, zinot, ka Grejs ir karsts uz Bela papēžiem, 14. februāra rÄ«tā nosÅ«tÄ«ja viļņu strāvas patenta pieteikumu patentu birojam, negaidot galÄ«go apstiprinājumu no Bela. Un tās paÅ”as dienas pēcpusdienā ieradās Greja advokāts ar savu patentu. Tajā bija arÄ« priekÅ”likums Ä£enerēt viļņu strāvu, izmantojot Ŕķidruma mainÄ«go pretestÄ«bu. Tā arÄ« minēja iespēju izgudrojumu izmantot gan telegrāfa, gan balss pārraidei. Bet viņŔ kavējās vairākas stundas, lai traucētu Bela patentu. Ja ieraÅ”anās secÄ«ba bÅ«tu bijusi atŔķirÄ«ga, pirms patenta pieŔķirÅ”anas bÅ«tu bijusi ilga prioritāra uzklausÄ«Å”ana. Rezultātā 7. martā Bellam tika izdots patents ar numuru 174 465 ā€œUzlabojumi telegrāfijāā€, kas ielika stÅ«rakmeni Bell sistēmas turpmākajai dominÄ“Å”anai.

Taču Å”is dramatiskais stāsts nav bez ironijas. Jo 14. gada 1876. februārÄ« ne Bells, ne Grejs nebija izveidojuÅ”i funkcionējoÅ”u telefona modeli. To neviens pat nav mēģinājis, izņemot Bela Ä«so mēģinājumu pagājuŔā gada jÅ«lijā, kurā nebija mainÄ«gas pretestÄ«bas. Tāpēc patentus nevajadzētu uzskatÄ«t par pavērsiena punktiem tehnoloÄ£iju vēsturē. Å im kritiskajam brÄ«dim telefonijas kā biznesa uzņēmuma attÄ«stÄ«bā bija maz sakara ar telefonu kā ierÄ«ci.

Tikai pēc patenta iesniegÅ”anas Bellam un Vatsonam bija iespēja atgriezties pie telefona, neskatoties uz Habarda pastāvÄ«gajām prasÄ«bām turpināt darbu pie multipleksa telegrāfa. Bells un Vatsons pavadÄ«ja vairākus mēneÅ”us, cenÅ”oties panākt, lai Ŕķidrās mainÄ«gās pretestÄ«bas ideja darbotos, un telefons, kas uzbÅ«vēts uz Ŕī principa, tika izmantots, lai pārraidÄ«tu slaveno frāzi: "Vatsona kungs, nāciet Å”eit, es gribu jÅ«s redzēt."

Bet izgudrotājiem pastāvÄ«gi bija problēmas ar Å”o raidÄ«tāju uzticamÄ«bu. Tāpēc Bells un Vatsons sāka strādāt pie jauniem raidÄ«tājiem, izmantojot magneto principu, ar kuru viņi bija eksperimentējuÅ”i 1875. gada vasarā, izmantojot diafragmas kustÄ«bu magnētiskajā laukā, lai tieÅ”i ierosinātu strāvu. PriekÅ”rocÄ«bas bija vienkārŔība un uzticamÄ«ba. TrÅ«kums bija tāds, ka telefona signāla vājais stiprums bija runātāja balss radÄ«to gaisa vibrāciju sekas. Tas ierobežoja magnētiskā raidÄ«tāja efektÄ«vo darbÄ«bas attālumu. Un ierÄ«cē ar mainÄ«gu pretestÄ«bu balss modulēja akumulatora radÄ«to strāvu, kuru varēja padarÄ«t tik spēcÄ«gu, cik vēlams.

Jaunie magneto darbojās daudz labāk nekā pagājuŔās vasaras magnēti, un Gārdiners nolēma, ka tomēr telefona idejai varētu bÅ«t kaut kas. Cita starpā viņŔ strādāja Masačūsetsas IzglÄ«tÄ«bas un zinātnes ekspozÄ«ciju komitejā saistÄ«bā ar tuvojoÅ”os simtgades izstādi. ViņŔ izmantoja savu ietekmi, lai Bellam iegÅ«tu vietu izstādē un konkursā, kur tiesneÅ”i vērtēja elektriskos izgudrojumus.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Bell/Watson magneto raidÄ«tājs. VibrējoÅ”a metāla diafragma D pārvietojas magnēta H magnētiskajā laukā un ierosina strāvu ķēdē

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Uztvērējs

TiesneÅ”i ieradās pie Bela tÅ«lÄ«t pēc Greja harmoniskā telegrāfa izpētes. ViņŔ tos atstāja pie uztvērēja un devās uz vienu no raidÄ«tājiem, kas atradās simts metru tālāk gar galeriju. Bela sarunu biedri bija pārsteigti, dzirdot viņu dziedam un vārdus, kas izskanēja no mazas metāla kastÄ«tes. Viens no tiesneÅ”iem bija Bela biedrs skots Viljams Tomsons (kuram vēlāk tika pieŔķirts nosaukums Lords Kelvins). PriecÄ«gā sajÅ«smā viņŔ skrēja pāri gaitenim pie Bela, lai pateiktu, ka ir dzirdējis viņa vārdus, un vēlāk paziņoja, ka telefons ir "visapbrÄ«nojamākais, ko viņŔ Amerikā redzējis". Klāt bija arÄ« BrazÄ«lijas imperators, kurÅ” vispirms piespieda kastÄ«ti pie auss, bet pēc tam uzlēca no krēsla, kliedzot: "Dzirdu, dzirdu!"

Izstādē Bell radÄ«tā publicitāte lika Edisonam Ä«stenot savas iepriekŔējās telefona pārraides idejas. ViņŔ nekavējoties uzbruka Bell ierÄ«ces galvenajam trÅ«kumam - trauslajam magneto raidÄ«tājam. No saviem eksperimentiem ar kvadrupleksu viņŔ zināja, ka ogļu Ŕķeldas pretestÄ«ba mainās lÄ«dz ar spiediena izmaiņām. Pēc daudziem eksperimentiem ar dažādām konfigurācijām viņŔ izstrādāja mainÄ«gas pretestÄ«bas raidÄ«tāju, kas darbojas pēc Ŕī principa. Tā vietā, lai kontakts kustētos Ŕķidrumā, skaļruņa balss spiediena viļņi saspieda oglekļa ā€œpoguā€, mainot tās pretestÄ«bu un lÄ«dz ar to arÄ« strāvas stiprumu ķēdē. Tas bija daudz uzticamāks un vieglāk Ä«stenojams nekā Bela un Greja iecerētie Ŕķidruma raidÄ«tāji, un tas bija izŔķiroÅ”s ieguldÄ«jums tālruņa ilgtermiņa panākumos.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs

Bet Bells joprojām bija pirmais, kurÅ” izgatavoja telefonu, neskatoties uz acÄ«mredzamajām priekÅ”rocÄ«bām pieredzē un prasmēs, kādas bija viņa konkurentiem. ViņŔ bija pirmais ne tāpēc, ka viņam bija ieskats, ko citi nebija sasnieguÅ”i - viņi domāja arÄ« par telefonu, bet uzskatÄ«ja to par nenozÄ«mÄ«gu salÄ«dzinājumā ar uzlaboto telegrāfu. Bells bija pirmais, jo viņam vairāk patika cilvēka balss nekā telegrāfs, tik ļoti, ka viņŔ pretojās partneru vēlmēm, lÄ«dz varēja pierādÄ«t sava telefona funkcionalitāti.

Kā ar harmonisko telegrāfu, pie kura Grejs, Edisons un Bels veltÄ«ja tik daudz pūļu un domāja? Pagaidām nekas nav izdevies. Bija ļoti grÅ«ti noturēt mehāniskos vibratorus abos stieples galos perfektā izlÄ«dzinājumā, un neviens nezināja, kā pastiprināt kombinēto signālu, lai tas darbotos lielos attālumos. Tikai XNUMX. gadsimta vidÅ«, kad elektriskās tehnoloÄ£ijas, sākot ar radio, ļāva precÄ«zi noregulēt frekvenci un pastiprināt zemu trokŔņu lÄ«meni, ideja par vairāku signālu salikÅ”anu pārraidei uz viena vada kļuva par realitāti.

Ardievas Bellam

Neskatoties uz telefona panākumiem izstādē, Habardu neinteresēja telefona sistēmas izveide. Nākamajā ziemā viņŔ ierosināja Western Union prezidentam Viljamam Ortonam iegādāties visas tiesÄ«bas uz tālruni saskaņā ar Bela patentu par USD 100 000. Ortons atteicās, jo to ietekmēja nepatika pret Habardu un viņa pasta telegrāfa shēmām, paÅ”apziņa un Edisona darbs pie telefona, kā arÄ« pārliecÄ«ba, ka telefons, salÄ«dzinot ar telegrāfu, nozÄ«mē ļoti maz. Citi mēģinājumi pārdot tālruņa ideju ir bijuÅ”i neveiksmÄ«gi, galvenokārt tāpēc, ka baidās no milzÄ«gajām tiesāŔanās izmaksām par patenttiesÄ«bām, ja tās tiks komercializētas. Tāpēc 1877. gada jÅ«lijā Bells un viņa partneri nodibināja Bell Telephone Company, lai organizētu savu telefona pakalpojumu. Tajā paŔā mēnesÄ« Bela beidzot apprecējās ar Mabelu Gārdineri savas Ä£imenes mājās, kļūstot pietiekami veiksmÄ«gam, lai iegÅ«tu tēva svētÄ«bu.

Stafetes vēsture: runājoÅ”s telegrāfs
Alekss ar sievu Mabelu un diviem izdzÄ«vojuÅ”ajiem bērniem - viņa divi dēli nomira zÄ«daiņa vecumā (ap 1885. gadu)

Nākamajā gadā Ortons mainÄ«ja savas domas par telefonu un izveidoja savu uzņēmumu American Speaking Telephone Company, cerot, ka Edisona, Greja un citu patenti pasargās uzņēmumu no Bela juridiskajiem uzbrukumiem. Viņa kļuva par nāvējoÅ”u draudu Bela interesēm. Western Union bija divas galvenās priekÅ”rocÄ«bas. Pirmkārt, lieli finanÅ”u resursi. Bela uzņēmumam bija vajadzÄ«ga nauda, ā€‹ā€‹jo tas saviem klientiem iznomāja aprÄ«kojumu, kas prasÄ«ja vairākus mēneÅ”us, lai atmaksātos. Otrkārt, piekļuve Edisona uzlabotajam raidÄ«tājam. Ikviens, kurÅ” salÄ«dzināja savu raidÄ«tāju ar Bela ierÄ«ci, nevarēja nepamanÄ«t pirmā balss labāku skaidrÄ«bu un skaļumu. Bela uzņēmumam nekas cits neatlika, kā iesÅ«dzēt tiesā savu konkurentu par patenta pārkāpumu.

Ja Western Union bÅ«tu skaidras tiesÄ«bas uz vienÄ«go pieejamo augstas kvalitātes raidÄ«tāju, tai bÅ«tu spēcÄ«ga svira, lai panāktu vienoÅ”anos. Bet Bela komanda atklāja iepriekŔējo patentu lÄ«dzÄ«gai ierÄ«cei, ko ieguva vācu emigrants EmÄ«ls Berliners, un nopirka to. Tikai pēc daudzu gadu juridiskām cīņām Edisona patentam tika pieŔķirta prioritāte. Redzot, ka process bija neveiksmÄ«gs, 1879. gada novembrÄ« Western Union piekrita nodot visas patenta tiesÄ«bas uz telefonu, aprÄ«kojumu un esoÅ”o abonentu bāzi (55 000 cilvēku) Bela uzņēmumam. Apmaiņā viņi prasÄ«ja tikai 20% no telefona Ä«res nākamajiem 17 gadiem, kā arÄ«, lai Bells paliktu ārpus telegrāfa biznesa.

Uzņēmums Bell ātri nomainÄ«ja Bell ierÄ«ces ar uzlabotiem modeļiem, kuru pamatā vispirms bija Berlinera patents un pēc tam patenti, kas iegÅ«ti no Western Union. Laikā, kad tiesvedÄ«ba beidzās, Bela galvenā nodarboÅ”anās bija liecināt patentu tiesvedÄ«bās, kuru bija daudz. LÄ«dz 1881. gadam viņŔ bija pilnÄ«bā aizgājis pensijā. Tāpat kā Mors, un atŔķirÄ«bā no Edisona viņŔ nebija sistēmu radÄ«tājs. Teodors Vails, enerÄ£isks vadÄ«tājs, kuru Gardiners bija aizvilinājis no pasta dienesta, pārņēma kontroli pār uzņēmumu un noveda to lÄ«dz dominējoÅ”am stāvoklim valstÄ«.

Sākotnēji telefonu tīkls izauga pavisam savādāk nekā telegrāfa tīkls. Pēdējais lēcienveidīgi attīstījās no viena tirdzniecības centra uz otru, vienlaikus nobraucot 150 km, meklējot visaugstāko vērtīgo klientu koncentrāciju un tikai pēc tam papildinot tīklu ar pieslēgumiem mazākiem vietējiem tirgiem. Tālruņu tīkli kā kristāli izauga no maziem izaugsmes punktiem, no dažiem klientiem, kas atradās neatkarīgos klasteros katrā pilsētā un apkārtnē, un lēnām, gadu desmitu laikā, apvienojās reģionālās un valsts struktūrās.

Liela mēroga telefonijai bija divi ŔķērŔļi. Pirmkārt, bija attāluma problēma. Pat ar pastiprinātiem mainÄ«gas pretestÄ«bas raidÄ«tājiem, kuru pamatā ir Edisona ideja, telegrāfa un telefona darbÄ«bas diapazons bija nesalÄ«dzināms. Sarežģītāks telefona signāls bija jutÄ«gāks pret troksni, un svārstÄ«go strāvu elektriskās Ä«paŔības bija mazāk zināmas nekā telegrāfā izmantotās lÄ«dzstrāvas Ä«paŔības.

Otrkārt, radās komunikācijas problēma. Bela telefons bija viens pret vienu sakaru ierÄ«ce; tas varēja savienot divus punktus pa vienu vadu. Telegrāfam tā nebija problēma. Viens birojs varētu apkalpot daudzus klientus, un ziņojumus varētu viegli novirzÄ«t no centrālā biroja pa citu lÄ«niju. Taču nebija viegls veids, kā pārsÅ«tÄ«t telefona sarunu. Pirmajā tālruņa ievieÅ”anā treÅ”ais un nākamie cilvēki varēja sazināties tikai ar diviem cilvēkiem, kas runāja, izmantojot to, ko vēlāk sauca par "pāra tālruni". Tas ir, ja visas abonentu ierÄ«ces bÅ«tu savienotas ar vienu lÄ«niju, tad katra no tām varētu runāt (vai noklausÄ«ties) ar pārējām.

Mēs atgriezīsimies pie attāluma problēmas laikā. IN nākamā daļa Iedziļināsimies pieslēgumu problēmā un tās sekās, kas atstāja ietekmi uz releju attīstību.

Ko lasīt

  • Roberts V. BrÅ«ss, Bells: Aleksandrs Greiems Bells un vientulÄ«bas iekaroÅ”ana (1973)
  • Deivids A. HounÅ”els, ā€œEliÅ”a Greja un telefons: par eksperta trÅ«kumiemā€, TehnoloÄ£ija un kultÅ«ra (1975).
  • Pols Izraēls, Edisons: Izgudrojuma dzÄ«ve (1998)
  • Džordžs B. Preskots, runājoÅ”ais telefons, runājoÅ”s fonogrāfs un citi jauninājumi (1878)

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru