Alte articole din serie:
- Istoria ștafetei
- Istoria calculatoarelor electronice
- Istoria tranzistorului
- Istoricul internetului
Telefonul a apărut întâmplător. Dacă Datorită unui secol de cercetări asupra posibilităților de transmitere a mesajelor folosind electricitate, oamenii au dat peste telefon în căutarea unui telegraf îmbunătățit. Prin urmare, este destul de ușor să atribuiți o dată plauzibilă, deși nu complet sigură, pentru inventarea telefonului - anul centenarului înființării Statelor Unite, 1876.
Și nu se poate spune că telefonul nu a avut predecesori. Din 1830, oamenii de știință au căutat modalități de a transforma sunetul în electricitate și electricitatea în sunet.
Sunete electric
In anul 1837 , un medic și experimentator în domeniul electromagnetismului din Massachusetts, a dat peste un fenomen ciudat. El a plasat un fir spiralat izolat între capetele unui magnet permanent și apoi a plasat fiecare capăt al firului într-un recipient cu mercur conectat la o baterie. De fiecare dată când deschidea sau închidea circuitul, ridicând capătul firului din recipient sau coborându-l acolo, magnetul emite un sunet care se auzea de la o distanță de un metru. Page a numit-o muzică galvanică și a sugerat că totul era despre „tulburarea moleculară” care apare în magnet. Page a lansat un val de cercetări în două aspecte ale acestei descoperiri: proprietatea ciudată a materialelor metalice de a-și schimba forma atunci când sunt magnetizate și generarea mai evidentă de sunet prin electricitate.
Suntem deosebit de interesați de două studii. Prima a fost condusă de Johann Philipp Reis. Reis a predat matematica și știința școlarilor la Institutul Garnier de lângă Frankfurt, dar în timpul liber era angajat în cercetarea electrică. Până în acel moment, câțiva electricieni creaseră deja versiuni noi de muzică galvanică, dar Reis a fost primul care a stăpânit alchimia traducerii în două sensuri a sunetului în electricitate și invers.
Reis și-a dat seama că o diafragmă, asemănătoare unui timpan uman, ar putea închide și deschide un circuit electric atunci când vibrează. Primul prototip al dispozitivului telefonic, construit în 1860, a constat dintr-o ureche sculptată din lemn, cu o membrană din vezica de porc întinsă peste ea. Pe fundul membranei a fost atașat un electrod de platină, care, la vibrare, a deschis și a închis circuitul cu bateria. Receptorul era o bobină de sârmă înfășurată în jurul unui ac de tricotat atașat de o vioară. Corpul viorii amplifica vibrațiile stylus-ului care își schimbă forma, deoarece era magnetizat și demagnetizat alternativ.
Telefon Reis model târziu
Reis a venit cu multe îmbunătățiri la prototipul timpuriu și, împreună cu alți experimentatori, a descoperit că, dacă cântați sau fredonați ceva în el, sunetul transmis rămâne ușor de recunoscut. Cuvintele erau mai greu de distins și adesea deveneau distorsionate și de neînțeles. Multe mesaje vocale de succes foloseau expresii comune precum „bună dimineața” și „ce mai faci” și erau ușor de ghicit. Problema principală a rămas că emițătorul lui Reis doar deschidea și închisea circuitul, dar nu regla puterea sunetului. Ca urmare, doar o frecvență cu o amplitudine fixă putea fi transmisă, iar aceasta nu putea simula toate subtilitățile vocii umane.
Reis credea că munca sa ar trebui să fie recunoscută de știință, dar nu a reușit niciodată acest lucru. Dispozitivul său a fost o curiozitate populară în rândul elitei științifice, iar copii au apărut în majoritatea centrelor acestei elite: la Paris, Londra, Washington. Dar munca sa științifică a fost respinsă de revista Annalen der Physik [Annalele fizicii] a profesorului Poggendorff, una dintre cele mai vechi reviste științifice și cea mai influentă revistă a vremii. Încercările lui Race de a face publicitate telefonului cu companiile de cabluri au eșuat. El suferea de tuberculoză, iar agravarea bolii l-a împiedicat de la continuarea cercetărilor serioase. Drept urmare, în 1873, boala i-a luat viața și ambițiile. Și aceasta nu va fi ultima dată când această boală va împiedica dezvoltarea istoriei telefonului.
În timp ce Race își îmbunătăți telefonul, punea ultima tușă studiului său fundamental al fiziologiei auditive: „Doctrina senzațiilor auditive ca bază fiziologică pentru teoria muzicii” [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], publicat în 1862. Helmholtz, pe atunci profesor la Universitatea din Heidelberg, a fost un gigant al științei în secolul al XIX-lea, lucrând la fiziologia vederii, electrodinamică, termodinamică etc.
Lucrarea lui Helmholtz se referă doar pe scurt la istoria noastră, dar ar fi păcat să o ratam. În Doctrina senzațiilor auditive, Helmholtz a făcut pentru muzică ceea ce a făcut Newton pentru lumină - el a arătat cum o senzație aparent unică poate fi dezasamblată în părțile sale componente. El a dovedit că diferențele de timbre, de la vioară la fagot, provin doar din diferențele de putere relativă a tonurilor lor (tonuri la frecvențe duble, triple etc. în raport cu nota de bază). Dar pentru povestea noastră, cel mai interesant lucru despre munca sa constă în instrumentul remarcabil pe care l-a dezvoltat pentru demonstrație:
Varianta de sintetizator Helmholtz
Helmholtz a comandat primul aparat de la atelierul din Köln. Mai simplu spus, era un sintetizator capabil să producă sunete bazate pe o compoziție de tonuri simple. Abilitatea sa cea mai uimitoare a fost capacitatea inexplicabilă de a reproduce sunete vocale pe care toată lumea era obișnuită să le audă provenind doar din gura omului.
Sintetizatorul a funcționat din bătaia diapazonului principal, care vibra pe nota de bază, închizând și deschizând circuitul, scufundând un fir de platină într-un recipient cu mercur. Opt diapazon magnetizat, fiecare vibrând cu propria sa tonalitate, se sprijineau între capetele unui electromagnet conectat la un circuit. Fiecare închidere a circuitului a pornit electromagneții și a menținut diapazonele într-o stare de vibrație. Lângă fiecare diapazon se afla un rezonator cilindric capabil să-și amplifice bâzâitul la un nivel audibil. În stare normală, capacul rezonatorului a fost închis și a înăbușit sunetul diapazonului. Dacă mutați capacul într-o parte, puteți auzi această tonalitate și, astfel, puteți „reda” sunetul unei trompete, al unui pian sau al litera vocală „o”.
Acest dispozitiv va juca un rol mic în crearea unui nou tip de telefon.
Telegraf armonic
Una dintre momelile pentru inventatorii celei de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea a fost multitelegraful. Cu cât mai multe semnale telegrafice ar putea fi înghesuite într-un singur fir, cu atât eficiența rețelei telegrafice este mai mare. La începutul anilor 1870, erau cunoscute mai multe metode diferite de telegrafie duplex (trimiterea a două semnale în direcții opuse în același timp). Curând după aceea, Thomas Edison le-a îmbunătățit creând quadruplex, combinând duplex și diplex (transmițând două semnale într-o direcție în același timp), astfel încât firul să poată fi folosit de patru ori mai eficient.
Dar s-ar putea crește și mai mult numărul de semnale? Organizați un fel de octoruplex, sau chiar mai mult? Faptul că undele sonore puteau fi convertite în curent electric și înapoi a oferit o posibilitate interesantă. Ce se întâmplă dacă am folosi tonuri de înălțimi diferite pentru a crea un telegraf muzical acustic, armonic sau, poetic vorbind? Dacă vibrațiile fizice de diferite frecvențe ar putea fi convertite în vibrații electrice și apoi reasamblate în frecvențele lor originale pe cealaltă parte, atunci ar fi posibil să se trimită multe semnale simultan fără interferențe reciproce. Sunetul în sine ar fi atunci doar un mijloc pentru un scop, un mediu intermediar care formează curenți, astfel încât mai multe semnale să poată exista într-un singur fir. Pentru simplitate, mă voi referi la acest concept ca telegraf armonic, deși în acel moment au fost folosite diferite variații ale termenilor.
Aceasta nu a fost singura modalitate de a crea semnale multiplexate. În Franța [după care se numește unitatea de viteză simbolică - baud / aprox. transl.] până în 1874 a venit cu o mașină cu un distribuitor rotativ care colecta alternativ semnalele de la mai multe emițătoare telegrafice. În zilele noastre am numi acest lucru un multiplex împărțit mai degrabă la timp decât la frecvență. Dar această abordare avea un dezavantaj - nu ar duce la crearea telefoniei.
Până atunci, telegrafia americană era dominată de Western Union, care se formase în anii 1850 în încercarea de a elimina concurența nefavorabilă dintre câteva mari companii de telegrafie – o explicație care putea fi folosită cu ușurință pentru a justifica astfel de fuziuni înainte de apariția legilor antitrust. Unul dintre personajele din povestea noastră a descris-o drept „probabil cea mai mare corporație care a existat vreodată”. Având mii de kilometri de fire și cheltuind sume uriașe pentru construirea și întreținerea rețelelor, Western Union a urmărit cu mare interes evoluțiile din domeniul telegrafiei multiplex.
Un alt jucător aștepta, de asemenea, descoperiri în domeniul telegrafului. , avocat și antreprenor din Boston, a fost unul dintre principalii susținători ai aducerii telegrafului american sub controlul guvernului federal. Hubbard credea că telegramele ar putea fi la fel de ieftine ca scrisorile și era hotărât să submineze ceea ce el considera monopolul cinic și extorsionist al Western Union. Proiectul de lege al lui Hubbard nu propunea naționalizarea completă a companiilor de telegraf existente, așa cum au făcut aproape toate puterile europene, ci urma să înființeze un serviciu de telegraf sponsorizat de guvern sub auspiciile Departamentului Poștal. Dar rezultatul ar fi fost cel mai probabil același, iar Western Union ar fi părăsit această afacere. Până la mijlocul anilor 1870, progresul în materie de legislație stătuse, dar Hubbard era încrezător că controlul noului brevet de telegraf critic i-ar putea oferi un avantaj în a-și împinge propunerea prin Congres.
Gardiner Green Hubbard
Există doi factori unici în Statele Unite: în primul rând, scara continentală a Western Union. Nicio organizație europeană de telegrafie nu a avut linii atât de lungi și, prin urmare, niciun motiv pentru a dezvolta telegrafia multiplex. În al doilea rând, există problema deschisă a controlului guvernamental asupra telegrafului. Ultimul bastion european a fost Marea Britanie, care a naționalizat telegraful în 1870. După aceasta, nu au mai rămas nicăieri locuri, cu excepția Statelor Unite, unde perspectiva tentantă de a face o descoperire tehnologică și de a submina monopolul se profila. Poate din această cauză, cea mai mare parte a lucrărilor la telegraful armonic a fost efectuată în Statele Unite.
Au fost în principal trei candidați la premiu. Doi dintre ei erau deja venerabili inventatori - и . Al treilea a fost un profesor de retorică și profesor al surzilor pe nume Bell.
gri
Elisha Gray a crescut la o fermă din Ohio. Ca mulți dintre contemporanii săi, s-a jucat cu telegrafia în adolescență, dar la vârsta de 12 ani, când a murit tatăl său, a început să caute o ocupație care să-l poată susține. A fost ucenic pentru o vreme ca fierar, apoi ca tâmplar de corabie, iar la 22 de ani a aflat că ar putea să urmeze studiile la Colegiul Oberlin în timp ce încă lucrează ca tâmplar. După cinci ani de studii, a intrat într-o carieră de inventator în domeniul telegrafiei. Primul său brevet a fost un releu cu auto-reglare, care, folosind un al doilea electromagnet în loc de arc pentru a returna armătura, a eliminat necesitatea de a regla sensibilitatea releului în funcție de puterea curentului din circuit.
Elisha Gray, ca. 1878
Până în 1870, el era deja partener într-o companie care producea echipamente electrice și lucra acolo ca inginer șef. În 1872, el și un partener au mutat compania la Chicago și au redenumit-o Western Electric Manufacturing Company. Western Electric a devenit în curând principalul furnizor de echipamente telegrafice pentru Western Union. Drept urmare, va lăsa o amprentă notabilă în istoria telefoniei.
La începutul anului 1874, Gray a auzit un sunet ciudat venind din baia lui. Sună ca urletul unui reotom care vibra, doar că mult mai puternic. Reotomul (literal „întrerupător de curent”) era un dispozitiv electric binecunoscut care folosea o limbă de metal pentru a deschide și închide rapid un circuit. Privind în baie, Gray și-a văzut fiul ținând o bobină de inducție conectată la un reotom într-o mână, iar cu cealaltă mână frecând stratul de zinc al căzii de baie, care zumzea la aceeași frecvență. Gray, intrigat de posibilități, a părăsit slujba lui de zi cu zi la Western Electric pentru a reveni la inventat. Până în vară, el dezvoltase un telegraf muzical cu o octavă completă, cu care putea reda sunete pe o diafragmă făcută dintr-un bazin metalic apăsând tastele unei tastaturi.
Transmiţător
Receptor
Telegraful muzical era o noutate fără valoare comercială evidentă. Dar Gray și-a dat seama că abilitatea de a transmite sunete de diferite tonuri pe un fir îi oferea două opțiuni. Cu un transmițător cu un design diferit, capabil să capteze sunetul din aer, ar putea fi creat un telegraf vocal. Cu un alt receptor capabil să separe semnalul combinat în componentele sale, a fost posibil să se realizeze telegrafie armonică - adică telegrafie multiplex bazată pe sunet. El a decis să se concentreze asupra a doua opțiune, deoarece industria telegrafică avea cerințe evidente. A fost confirmat în alegerea sa după ce a aflat despre telefonul lui Race, care părea a fi o simplă jucărie filozofică.
Gray a făcut receptorul telegrafic armonic dintr-un set de electromagneți cuplati la benzi metalice. Fiecare bandă a fost reglată la o anumită frecvență și a sunat când a fost apăsat butonul corespunzător de pe transmițător. Emițătorul a funcționat pe același principiu ca și telegraful muzical.
Gray și-a îmbunătățit dispozitivul în următorii doi ani și l-a dus la expoziție. Oficial, evenimentul s-a numit „". A fost primul târg mondial organizat în Statele Unite și a coincis cu celebrarea centenarului națiunii și, prin urmare, a prezentat așa-numitul. „Expoziție Centenar” A avut loc la Philadelphia în vara anului 1876. Acolo, Gray a demonstrat o conexiune „octruplex” (adică transmiterea a opt mesaje simultan) pe o linie telegrafică special pregătită din New York. Această realizare a fost foarte lăudată de judecătorii expoziției, dar a fost eclipsată curând de un miracol și mai mare.
Edison
, președintele Western Union, a aflat rapid despre progresul lui Gray, ceea ce l-a pus foarte nervos. În cel mai bun caz, dacă Gray reușește, situația va duce la licențierea brevetelor foarte costisitoare. În cel mai rău caz, brevetul lui Gray ar deveni baza pentru crearea unei companii rivale care ar contesta dominația Western Union.
Așa că, în iulie 1875, Orton și-a scos un as în mânecă: Thomas Edison. Edison a crescut cu telegrafia, a petrecut câțiva ani ca operator de telegrafie și apoi a devenit inventator. Cel mai mare triumf al său la acea vreme a fost comunicarea cvadruplex, creată cu banii Western Union cu un an înainte. Acum Orton spera că își va îmbunătăți invenția și va depăși ceea ce reușise Gray să facă. I-a oferit lui Edison o descriere a telefonului lui Race; Edison a studiat și opera lui Helmholtz, care fusese recent tradusă în engleză.
Edison era la apogeul formei sale, iar ideile inovatoare curgeau din el ca niște scântei dintr-o nicovală. În anul următor, el a arătat două abordări diferite ale telegrafiei acustice - prima a fost similară cu telegraful lui Gray și a folosit diapazon sau trestii vibratoare pentru a crea sau a simți frecvența dorită. Edison nu a reușit să facă ca un astfel de dispozitiv să funcționeze la un nivel acceptabil.
A doua abordare, pe care a numit-o „transmițătorul acustic”, a fost complet diferită. În loc să folosească trestii vibrante pentru a transmite frecvențe diferite, le-a folosit pentru a transmite impulsuri la intervale diferite. A împărțit utilizarea firului între transmițători în funcție de timp și nu de frecvență. Acest lucru a necesitat sincronizarea perfectă a vibrațiilor în fiecare pereche receptor-transmițător, astfel încât semnalele să nu se suprapună. Până în august 1876, avea un cvadruplex care lucra pe acest principiu, deși la o distanță de peste 100 de mile semnalul a devenit inutil. Avea și idei de îmbunătățire a telefonului lui Race, pe care l-a lăsat temporar deoparte.
Și apoi Edison a auzit despre o senzație creată la Expoziția Centennial din Philadelphia de un bărbat pe nume Bell.
clopot
s-a născut la Edinburgh, Scoția și a crescut la Londra sub îndrumarea strictă a bunicului său. Asemenea lui Gray și Edison, și-a manifestat în copilărie un interes pentru telegraf, dar apoi a călcat pe urmele tatălui și bunicului său, alegând ca principală pasiune vorbirea umană. Bunicul său, Alexander, și-a făcut un nume pe scenă și apoi a început să predea vorbitul în public. Tatăl său, Alexander Melville, a fost și el profesor și chiar a dezvoltat și publicat un sistem fonetic, pe care l-a numit „vorbire vizibilă”. Tânărul Alexandru (Alec, așa cum era numit în familie), și-a ales ca ocupație să predea vorbirea surzilor.
Până la sfârșitul anilor 1860, studia anatomia și fiziologia la University College London. Studenta Marie Eccleston a studiat cu el, cu care plănuia să se căsătorească. Dar apoi a abandonat atât învățarea, cât și dragostea. Cei doi frați ai săi au murit de tuberculoză, iar tatăl lui Alec a cerut ca el și familia lui rămasă să emigreze în Lumea Nouă pentru a-și păstra sănătatea unicului său fiu. Bell s-a conformat, deși s-a împotrivit și s-a supărat și a pornit în 1870.
După un scurt hack în Ontario, Alexander, folosind conexiunile tatălui său, și-a găsit un loc de muncă ca profesor la o școală pentru surzi din Boston. Acolo au început să se țesă firele viitorului său.
Mai întâi a avut o elevă, Mabel Hubbard, care și-a pierdut auzul la vârsta de cinci ani din cauza scarlatinei. Bell a continuat să predea în mod privat chiar și după ce a devenit profesor de fiziologie vocală și vorbire în public la Universitatea din Boston, iar Mabel a fost printre primii săi studenți. La momentul antrenamentului, ea avea puțin sub 16 ani, cu zece ani mai tânără decât Bell, iar în câteva luni el se îndrăgostise de această fată. Vom reveni la povestea ei mai târziu.
În 1872, Bell și-a reînnoit interesul pentru telegrafie. Cu câțiva ani mai devreme, pe când era încă la Londra, Bell a aflat despre experimentele lui Helmholtz. Dar Bell a înțeles greșit realizarea lui Helmholtz, crezând că nu numai că a creat, ci și a transmis sunete complexe folosind electricitatea. Așa că Bell a devenit interesat de telegrafia armonică - utilizarea combinată a unui fir cu mai multe semnale transmise la mai multe frecvențe. Poate inspirat de vestea că Western Union a dobândit ideea telegrafului duplex de la colegul Bostonian Joseph Stearns, Bell și-a reconsiderat ideile și, la fel ca Edison și Gray, a început să încerce să le implementeze.
Într-o zi, în vizită la Mabel, el a atins al doilea fir al destinului său - stând lângă pian, i-a arătat familiei ei un truc pe care l-a învățat în tinerețe. Dacă cânți o notă curată la pian, coarda corespunzătoare va suna și ți-o va reda. El i-a spus tatălui lui Mabel că un semnal telegrafic reglat ar putea obține același efect și a explicat cum ar putea fi folosit în telegrafia multiplex. Iar Bell nu ar fi putut găsi un ascultător mai adaptat la povestea lui: a rezonat de bucurie și a înțeles instantaneu ideea principală: „există un aer pentru toată lumea și este nevoie de un singur fir”, adică propagarea cu undă a curentului în un fir poate copia în miniatură propagarea în undele de aer generate de sunet complex. Ascultătorul lui Bell a fost Gardiner Hubbard.
Telefon
Și acum povestea devine foarte confuză, așa că mi-e teamă să testez răbdarea cititorilor. Voi încerca să urmăresc principalele tendințe fără a mă bloca în detalii.
Bell, sprijinit de Hubbard și de tatăl altuia dintre studenții săi, a lucrat cu sârguință la telegraful armonic fără a-și publica progresul. A alternat munca furioasă cu perioadele de odihnă când sănătatea îi dădea greș, încercând în același timp să-și îndeplinească îndatoririle universitare, să promoveze sistemul de „vorbire vizibilă” al tatălui său și să lucreze ca tutore. A angajat un nou asistent , un mecanic cu experiență de la atelierul de mecanică din Boston al lui Charles Williams - acolo s-au adunat oameni interesați de electricitate. Hubbard l-a îndemnat pe Bell și nu s-a sfiit nici măcar să folosească mâna fiicei sale ca un stimulent, refuzând să o căsătorească până când Bell și-a îmbunătățit telegraful.
În vara anului 1874, în timp ce se afla în vacanță lângă casa familiei din Ontario, Bell a avut o bobodie. Mai multe gânduri care existau în subconștientul lui s-au contopit într-unul singur - telefonul. Gândurile lui au fost influențate nu în ultimul rând - primul dispozitiv de înregistrare a sunetului din lume care a pictat unde sonore pe sticlă afumată. Acest lucru l-a convins pe Bell că sunetul de orice complexitate poate fi redus la mișcările unui punct din spațiu, cum ar fi mișcarea curentului printr-un fir. Nu ne vom opri asupra detaliilor tehnice, deoarece nu au nimic de-a face cu telefoanele create efectiv și caracterul practic al utilizării lor este îndoielnic. Dar au dus gândirea lui Bell într-o nouă direcție.
Schiță conceptuală a telefonului Bell original cu „armonici” (nu a fost construit)
Bell a lăsat deoparte această idee pentru un timp pentru a urmări, așa cum se așteptau partenerii săi de la el, scopul de a crea un telegraf armonic.
Dar s-a săturat curând de rutina de reglare fină a instrumentelor, iar inima lui, obosită de numeroasele obstacole practice care stau în calea unui prototip funcțional către un sistem practic, a gravita din ce în ce mai mult spre telefon. Vocea umană a fost prima lui pasiune. În vara anului 1875, el a descoperit că trestii vibrante nu numai că puteau închide și deschide rapid un circuit în felul unei chei telegrafice, dar și pot crea un curent continuu asemănător unui val în timp ce se mișcau într-un câmp magnetic. El i-a spus lui Watson ideea unui telefon și împreună au construit primul model de telefon pe acest principiu - o diafragmă care vibrează în câmpul unui electromagnet a excitat un curent asemănător unui val în circuitul magnetului. Acest dispozitiv era capabil să transmită anumite sunete de voce înfundate. Hubbard nu a fost impresionat de dispozitiv și i-a ordonat lui Bell să revină la problemele reale.
Telefonul de spânzurătoare vestigială a lui Bell din vara anului 1875
Dar Bell l-a convins în continuare pe Hubbard și pe ceilalți parteneri că ideea ar trebui brevetată, deoarece ar putea fi folosită în telegrafia multiplex. Iar dacă depuneți cerere de brevet, nimeni nu vă va interzice să menționați în el posibilitatea de a utiliza dispozitivul pentru comunicații vocale. Apoi, în ianuarie, Bell a adăugat un nou mecanism de generare a curentului de undă în proiectul de brevet: rezistența variabilă. El a vrut să conecteze o diafragmă vibrantă, care a primit sunet, cu un contact de platină, coborâtă și ridicată dintr-un recipient cu acid, în care mai exista un alt contact, staționar. Când contactul în mișcare s-a scufundat mai adânc, o suprafață mai mare a intrat în contact cu acidul, ceea ce a redus rezistența la curentul care curge între contacte - și invers.
Schița lui Bell a conceptului de transmițător de rezistență variabilă lichidă
Hubbard, știind că Gray era pe urmele lui Bell, a trimis cererea de brevet curentă val la biroul de brevete în dimineața zilei de 14 februarie, fără să aștepte confirmarea finală de la Bell. Și în după-amiaza aceleiași zile, avocatul lui Gray a sosit cu brevetul său. De asemenea, conținea o propunere de generare a curentului de val folosind rezistența variabilă a lichidului. De asemenea, s-a menționat posibilitatea utilizării invenției atât pentru telegraf, cât și pentru transmisia vocală. Dar a întârziat câteva ore pentru a interfera cu brevetul lui Bell. Dacă ordinea de sosire ar fi fost diferită, ar fi existat o lungă audiere prioritară înainte de acordarea brevetului. Drept urmare, pe 7 martie, Bell a primit brevetul cu numărul 174, „Îmbunătățiri în telegrafie”, care a pus piatra de temelie pentru viitoarea dominație a sistemului Bell.
Dar această poveste dramatică nu este lipsită de ironie. Căci la 14 februarie 1876, nici Bell, nici Gray nu au construit un model funcțional al telefonului. Nimeni nu a încercat nici măcar acest lucru, cu excepția scurtei încercări a lui Bell în iulie anul trecut, în care nu a existat rezistență variabilă. Prin urmare, brevetele nu ar trebui privite ca repere în istoria tehnologiei. Acest moment critic în dezvoltarea telefoniei ca întreprindere de afaceri a avut prea puțin de-a face cu telefonul ca dispozitiv.
Abia după depunerea brevetului Bell și Watson au avut ocazia să se întoarcă la telefon, în ciuda cererilor constante ale lui Hubbard pentru continuarea lucrărilor la telegraful multiplex. Bell și Watson au petrecut câteva luni încercând să facă ca ideea rezistenței variabile lichide să funcționeze, iar un telefon construit pe acest principiu a fost folosit pentru a transmite celebra frază: „Domnule Watson, vino aici, vreau să te văd”.
Dar inventatorii au avut în mod constant probleme cu fiabilitatea acestor transmițătoare. Așa că Bell și Watson au început să lucreze la noi transmițătoare folosind principiul magneto pe care l-au experimentat în vara anului 1875 - folosind mișcarea unei diafragme într-un câmp magnetic pentru a excita direct un curent. Avantajele au fost simplitatea și fiabilitatea. Dezavantajul a fost că puterea scăzută a semnalului telefonic a fost o consecință a vibrațiilor din aer create de vocea difuzorului. Acest lucru a limitat distanța efectivă de operare a transmițătorului magneto. Și într-un dispozitiv cu rezistență variabilă, vocea modula curentul creat de baterie, care putea fi făcut cât se dorește.
Noile magnetouri au funcționat mult mai bine decât cele din vara trecută, iar Gardiner a decis că ar putea fi ceva în ideea de telefon până la urmă. Printre alte activități, a făcut parte din Comitetul de expoziție pentru educație și știință din Massachusetts pentru expoziția Centennial care se apropie. Și-a folosit influența pentru a-i obține lui Bell un loc într-o expoziție și competiție în care judecătorii au judecat invențiile electrice.
Transmițător magneto Bell/Watson. O diafragmă metalică vibrantă D se mișcă în câmpul magnetic al unui magnet H și excită un curent în circuit
Receptor
Judecătorii au venit la Bell imediat după ce au studiat telegraful armonic al lui Gray. Le-a lăsat la receptor și s-a dus la unul dintre emițătoarele situate la o sută de metri mai încolo de-a lungul galeriei. Interlocutorii lui Bell au fost uimiți să-l audă cântând și cuvinte ieșind dintr-o cutie mică de metal. Unul dintre judecători a fost colegul scoțian al lui Bell (care a primit mai târziu titlul de Lord Kelvin). Încântat de bucurie, a fugit peste hol la Bell pentru a-i spune că i-a auzit cuvintele, iar mai târziu a declarat că telefonul este „cel mai uimitor lucru pe care l-a văzut în America”. De asemenea, a fost prezent și împăratul Braziliei, care și-a lipit mai întâi cutia de ureche, apoi a sărit de pe scaun strigând: „Aud, aud!”
Publicitatea generată de Bell la expoziție l-a determinat pe Edison să-și urmărească ideile anterioare de transmisie telefonică. A atacat imediat principalul dezavantaj al dispozitivului lui Bell - emițătorul magneto fragil. Din experimentele sale cu quadruplex, el știa că rezistența așchiilor de cărbune se schimba odată cu schimbările de presiune. După multe experimente cu diferite configurații, a dezvoltat un transmițător cu rezistență variabilă care funcționează pe acest principiu. În loc de un contact care se mișcă într-un lichid, undele de presiune ale vocii difuzorului au comprimat „butonul” de carbon, modificându-i rezistența și, prin urmare, puterea curentului în circuit. Acesta a fost mult mai fiabil și mai ușor de implementat decât transmițătoarele lichide concepute de Bell și Gray și a fost o contribuție decisivă la succesul pe termen lung al telefonului.
Dar Bell a fost încă primul care a făcut un telefon, în ciuda avantajelor evidente în experiență și abilități pe care le aveau rivalii săi. El a fost primul nu pentru că ar fi avut o perspectivă la care alții nu au ajuns - s-au gândit și la telefon, dar l-au considerat nesemnificativ în comparație cu telegraful îmbunătățit. Bell a fost primul pentru că îi plăcea mai mult vocea umană decât telegraful, atât de mult încât a rezistat dorințelor partenerilor săi până a putut dovedi funcționalitatea telefonului său.
Dar telegraful armonic, pe care Gray, Edison și Bell au cheltuit atât de mult efort și gândit? Pana acum nu a iesit nimic. Menținerea vibratoarelor mecanice la ambele capete ale firului într-o aliniere perfectă s-a dovedit foarte dificilă și nimeni nu știa cum să amplifice semnalul combinat pentru a funcționa pe distanțe lungi. Abia spre mijlocul secolului al XX-lea, după ce tehnologia electrică începând cu radioul a permis reglarea precisă a frecvenței și amplificarea cu zgomot redus, ideea de a stivui mai multe semnale pentru transmisie pe un singur fir a devenit realitate.
Adio lui Bell
În ciuda succesului telefonului la expoziție, Hubbard nu a fost interesat să construiască un sistem telefonic. În iarna următoare, el i-a propus lui William Orton, președintele Western Union, să achiziționeze toate drepturile asupra telefonului sub brevetul Bell pentru 100 000 de dolari. Orton a refuzat, influențat de o combinație de antipatie față de Hubbard și schemele sale de telegraf poștal, încredere în sine și Lucrarea lui Edison la telefon și, de asemenea, credința că telefonul, în comparație cu telegraful, însemna foarte puțin. Alte încercări de a vinde ideea de telefon au eșuat, în mare parte din cauza temerilor legate de costul enorm al litigiilor privind drepturile de brevet dacă sunt comercializate. Prin urmare, în iulie 1877, Bell și partenerii săi au fondat compania Bell Telephone pentru a-și organiza propriul serviciu de telefonie. În aceeași lună, Bell s-a căsătorit în cele din urmă cu Mabel Gardiner la casa familiei ei, devenind suficient de succes pentru a câștiga binecuvântarea tatălui ei.
Alec cu soția sa Mabel și doi copii supraviețuitori - cei doi fii ai săi au murit în copilărie (c. 1885)
În anul următor, Orton s-a răzgândit cu privire la telefon și și-a creat propria companie, American Speaking Telephone Company, în speranța că patentele lui Edison, Gray și alții vor proteja compania de atacurile legale ale lui Bell. Ea a devenit o amenințare de moarte pentru interesele lui Bell. Western Union a avut două avantaje principale. În primul rând, resurse financiare mari. Compania Bell avea nevoie de bani pentru că a închiriat echipamente clienților săi, ceea ce a durat multe luni pentru a se plăti singur. În al doilea rând, accesul la emițătorul îmbunătățit al lui Edison. Oricine și-a comparat transmițătorul cu dispozitivul lui Bell nu a putut să nu observe claritatea și volumul mai bun al vocii celui dintâi. Compania lui Bell nu a avut de ales decât să-și dea în judecată concurentul pentru încălcarea brevetelor.
Dacă Western Union ar avea drepturi clare asupra singurului transmițător de înaltă calitate disponibil, ar avea o pârghie puternică pentru a ajunge la un acord. Însă echipa lui Bell a descoperit un brevet anterior pentru un dispozitiv similar, obținut de un emigrant german , și l-am cumpărat. Abia după mulți ani de bătălii legale i sa acordat prioritate brevetului lui Edison. Văzând că procedura nu a avut succes, în noiembrie 1879 Western Union a fost de acord să transfere toate drepturile de brevet asupra telefonului, echipamentelor și bazei de abonați existente (55 de persoane) către compania Bell. În schimb, au cerut doar 000% din închirierile de telefoane pentru următorii 20 ani și, de asemenea, Bell să rămână în afara afacerii cu telegraf.
Compania Bell a înlocuit rapid dispozitivele Bell cu modele îmbunătățite bazate mai întâi pe brevetul lui Berliner și apoi pe brevetele obținute de la Western Union. Până la încheierea litigiului, ocupația principală a lui Bell era să depună mărturie în litigiile legate de brevete, dintre care erau multe. Până în 1881 se pensionase complet. La fel ca Morse și spre deosebire de Edison, el nu a fost un creator de sisteme. Theodore Vail, un manager energic pe care Gardiner îl ademenise de la serviciul poștal, a preluat controlul companiei și a condus-o la o poziție dominantă în țară.
Inițial, rețeaua de telefonie a crescut destul de diferit față de rețeaua telegrafică. Acesta din urmă s-a dezvoltat treptat de la un centru comercial la altul, acoperind 150 km o dată, căutând cele mai mari concentrații de clienți valoroși și abia apoi completând rețeaua cu conexiuni către piețele locale mai mici. Rețelele de telefonie au crescut ca niște cristale din puncte mici de creștere, de la câțiva clienți aflați în clustere independente în fiecare oraș și zonă înconjurătoare și, încet, de-a lungul deceniilor, s-au unit în structuri regionale și naționale.
Au existat două obstacole în calea telefoniei pe scară largă. În primul rând, a fost problema distanței. Chiar și cu transmițătoarele amplificate cu rezistență variabilă bazate pe ideea lui Edison, raza de operare a telegrafului și a telefonului era incomparabilă. Semnalul telefonic mai complex era mai susceptibil la zgomot, iar proprietățile electrice ale curenților fluctuanți erau mai puțin cunoscute decât cele ale curentului continuu utilizat în telegraf.
În al doilea rând, a fost o problemă de comunicare. Telefonul lui Bell era un dispozitiv de comunicare unu-la-unu; putea conecta două puncte printr-un singur fir. Pentru telegraf aceasta nu a fost o problemă. Un birou ar putea deservi mulți clienți, iar mesajele ar putea fi direcționate cu ușurință de la biroul central pe o altă linie. Dar nu exista o modalitate ușoară de a transmite o conversație telefonică. În prima implementare a telefonului, a treia persoană și următoarele au putut să se conecteze doar cu cele două persoane care vorbeau prin ceea ce mai târziu va fi numit un „telefon împerecheat”. Adică, dacă toate dispozitivele de abonat ar fi conectate la o singură linie, atunci fiecare dintre ele ar putea vorbi (sau ascultă) cu ceilalți.
Vom reveni la problema distanței în timp util. ÎN Vom aprofunda problema conexiunilor și consecințele acesteia, care au avut impact asupra dezvoltării releelor.
Ce să citești
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell și cucerirea singurătății (1973)
- David A. Hounshell, „Elisha Gray and the Telephone: On the Disadvantages of Being an Expert”, Technology and Culture (1975).
- Paul Israel, Edison: O viață de invenție (1998)
- George B. Prescott, Telefonul vorbitor, fonograful vorbitor și alte noutăți (1878)
Sursa: www.habr.com