Andra artiklar i serien:
- Reläets historia
- Elektroniska datorers historia
- Transistorns historia
- Internet historia
Telefonen dök upp av en slump. Om Tack vare ett sekel av forskning om möjligheterna att sända meddelanden med elektricitet, snubblade människor över telefonen på jakt efter en förbättrad telegraf. Därför är det ganska lätt att tilldela ett rimligt, om än inte helt säkert, datum för telefonens uppfinning - hundraårsjubileet för grundandet av USA, 1876.
Och det kan inte sägas att telefonen inte hade föregångare. Sedan 1830 har forskare letat efter sätt att omvandla ljud till elektricitet och elektricitet till ljud.
Elektriskt ljud
Under 1837 år , en läkare och experimenterare inom området elektromagnetism från Massachusetts, snubblade över ett märkligt fenomen. Han placerade en isolerad spiraltråd mellan ändarna på en permanentmagnet och placerade sedan varje ände av tråden i en behållare med kvicksilver kopplad till ett batteri. Varje gång han öppnade eller stängde kretsen, lyfte änden av tråden från behållaren eller sänkte den där, avgav magneten ett ljud som kunde höras på en meters avstånd. Page kallade det galvanisk musik och föreslog att allt handlade om den "molekylära störningen" som förekommer i magneten. Page lanserade en våg av forskning om två aspekter av denna upptäckt: den märkliga egenskapen hos metalliska material att ändra form när de magnetiseras, och den mer uppenbara genereringen av ljud genom elektricitet.
Vi är särskilt intresserade av två studier. Den första dirigerades av Johann Philipp Reis. Reis lärde ut matematik och naturvetenskap till skolbarn vid Garnier-institutet nära Frankfurt, men på fritiden ägnade han sig åt elektrisk forskning. Vid den tiden hade flera elektriker redan skapat nya versioner av galvanisk musik, men Reis var den första att bemästra alkemin med tvåvägsöversättning av ljud till elektricitet och vice versa.
Reis insåg att ett diafragma, som liknar en mänsklig trumhinna, kunde stänga och öppna en elektrisk krets när den vibrerade. Den första prototypen av telefonapparaten, byggd 1860, bestod av ett öra uthugget i trä med ett membran tillverkat av en grisblåsa sträckt över det. En platinaelektrod fästes i botten av membranet, som vid vibrering öppnade och stängde kretsen med batteriet. Mottagaren var en trådspiral lindad runt en sticka fäst vid en fiol. Fiolens kropp förstärkte vibrationerna från den formskiftande pennan när den omväxlande magnetiserades och avmagnetiserades.
Sen modell av Reis-telefon
Reis kom med många förbättringar av den tidiga prototypen, och tillsammans med andra experimentörer upptäckte att om du sjöng eller nynnade på något i den, så förblev ljudet som överfördes igen. Ord var svårare att urskilja, och ofta blev de förvrängda och obegripliga. Många röstframgångsmeddelanden använde vanliga fraser som "god morgon" och "hur mår du" och var lätta att gissa. Huvudproblemet kvarstod att Reis sändare bara öppnade och stängde kretsen, men inte reglerade ljudstyrkan. Som ett resultat kunde endast en frekvens med en fast amplitud sändas, och detta kunde inte simulera alla subtiliteter i den mänskliga rösten.
Reis trodde att hans arbete borde erkännas av vetenskapen, men uppnådde aldrig detta. Dess enhet var en populär kuriosa bland den vetenskapliga eliten, och kopior dök upp i de flesta av denna elits centra: i Paris, London, Washington. Men hans vetenskapliga arbete förkastades av professor Poggendorffs tidskrift Annalen der Physik [Annals of Physics], en av de äldsta vetenskapliga tidskrifterna och den tidens mest inflytelserika tidskrift. Races försök att annonsera telefonen med teleföretag misslyckades också. Han led av tuberkulos och hans förvärrade sjukdom hindrade honom från ytterligare seriös forskning. Som ett resultat, 1873, tog sjukdom hans liv och ambitioner. Och detta kommer inte att vara sista gången denna sjukdom kommer att hindra utvecklingen av telefonens historia.
Medan Race förbättrade sin telefon, satte sista handen vid sin framträdande studie av hörselfysiologi: "Läran om hörselförnimmelser som en fysiologisk grund för musikteorin" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], publicerad 1862. Helmholtz, då professor vid universitetet i Heidelberg, var en gigant inom vetenskapen på XNUMX-talet och arbetade med synens fysiologi, elektrodynamik, termodynamik, etc.
Helmholtz verk relaterar bara kort till vår historia, men det vore synd att missa det. I The Doctrine of Auditory Sensations gjorde Helmholtz för musik vad Newton gjorde för ljus - han visade hur en till synes enstaka känsla kan demonteras i dess beståndsdelar. Han bevisade att skillnader i klangfärger, från fiol till fagott, endast kommer från skillnader i den relativa styrkan hos deras övertoner (toner vid dubbla, trippel, etc. frekvenser i förhållande till bastonen). Men för vår berättelse ligger det mest intressanta med hans arbete i det anmärkningsvärda verktyg han utvecklade för demonstration:
Helmholtz synthesizer variant
Helmholtz beställde den första enheten från verkstaden i Köln. Enkelt uttryckt var det en synthesizer som kunde producera ljud baserat på en sammansättning av enkla toner. Hans mest fantastiska förmåga var den oförklarliga förmågan att återge vokalljud som alla var vana vid att bara höra från människans mun.
Synthesizern arbetade från att slå från huvudstämgaffeln, som vibrerade på basnoten, stängde och öppnade kretsen och sänkte ner en platinatråd i en behållare med kvicksilver. Åtta magnetiserade stämgafflar, var och en vibrerande med sin egen överton, vilade mellan ändarna av en elektromagnet som är ansluten till en krets. Varje kretsstängning slog på elektromagneterna och höll stämgafflarna i ett vibrerande tillstånd. Bredvid varje stämgaffel fanns en cylindrisk resonator som kan förstärka dess surrande till en hörbar nivå. I normalt tillstånd stängdes locket på resonatorn och dämpade ljudet från stämgaffeln. Om du flyttar locket åt sidan kan du höra denna överton och därmed "spela" ljudet av en trumpet, piano eller vokalbokstaven "o".
Den här enheten kommer att spela en liten roll för att skapa en ny typ av telefon.
Harmonisk telegraf
Ett av lockbetena för uppfinnare under andra hälften av 1870-talet var multitelegrafen. Ju fler telegrafsignaler som kunde stoppas i en tråd, desto större effektivitet har telegrafnätet. I början av XNUMX-talet var flera olika metoder för duplextelegrafi (som skickar två signaler i motsatta riktningar samtidigt) kända. Strax efter förbättrade Thomas Edison dem genom att skapa quadruplex, kombinera duplex och diplex (sända två signaler i en riktning samtidigt), så att tråd kunde användas fyra gånger mer effektivt.
Men kan antalet signaler ökas ytterligare? Organisera någon form av octoruplex, eller ännu mer? Det faktum att ljudvågor kunde omvandlas till elektrisk ström och tillbaka igen erbjöd en intressant möjlighet. Tänk om vi använde toner med olika tonhöjder för att skapa en akustisk, harmonisk eller, poetiskt sett, musikalisk telegraf? Om fysiska vibrationer av olika frekvenser kunde omvandlas till elektriska vibrationer och sedan sättas ihop till sina ursprungliga frekvenser på andra sidan, då skulle det vara möjligt att skicka många signaler samtidigt utan ömsesidig störning. Ljudet i sig skulle då bara vara ett medel att nå ett mål, ett mellanmedium som bildar strömmar så att flera signaler kan finnas i en tråd. För enkelhetens skull kommer jag att referera till detta koncept som harmonisk telegraf, även om olika varianter av termerna användes vid den tiden.
Detta var inte det enda sättet att skapa multiplexade signaler. I Frankrike [efter vilken enheten för symbolisk hastighet är uppkallad - baud / ca. övers.] 1874 kom han med en maskin med en roterande fördelare som omväxlande samlade in signaler från flera telegrafsändare. Nuförtiden skulle vi kalla detta en multiplex dividerad med tid, inte med frekvens. Men detta tillvägagångssätt hade en nackdel - det skulle inte leda till skapandet av telefoni.
Då dominerades amerikansk telegrafi av Western Union, som hade bildats på 1850-talet i ett försök att eliminera ogynnsam konkurrens mellan ett fåtal stora telegrafföretag – en förklaring som lätt kunde användas för att motivera sådana sammanslagningar innan antitrustlagarna kom. En av karaktärerna i vår berättelse beskrev det som "förmodligen det största företaget som någonsin funnits." Med tusentals kilometer av ledningar och spenderade enorma summor pengar på att bygga och underhålla nätverk, följde Western Union utvecklingen inom multiplextelegrafi med stort intresse.
En annan aktör väntade också på genombrott inom telegrafbranschen. , en advokat och entreprenör i Boston, var en av de ledande förespråkarna för att föra den amerikanska telegrafen under den federala regeringens kontroll. Hubbard trodde att telegram kunde vara lika billiga som brev och var fast besluten att undergräva vad han såg som Western Unions cyniska och utpressande monopol. Hubbards lagförslag föreslog inte att de befintliga telegrafbolagen skulle nationaliseras fullständigt, vilket nästan alla europeiska makter gjorde, utan skulle upprätta en regeringssponsrad telegraftjänst under postavdelningens överinseende. Men resultatet skulle med största sannolikhet ha blivit detsamma, och Western Union skulle ha lämnat denna verksamhet. I mitten av 1870-talet hade framstegen med lagstiftningen avstannat, men Hubbard var övertygad om att kontrollen av det kritiska nya telegrafpatentet kunde ge honom en fördel i att driva sitt förslag genom kongressen.
Gardiner Green Hubbard
Det finns två unika faktorer i USA: för det första Western Unions kontinentala skala. Ingen europeisk telegraforganisation hade så långa köer och därför ingen anledning att utveckla multiplextelegrafi. För det andra är det den öppna frågan om statlig kontroll över telegrafen. Det sista europeiska fästet var Storbritannien, som nationaliserade telegrafen 1870. Efter detta fanns det inga platser kvar någonstans förutom i USA där den frestande utsikten att göra ett tekniskt genombrott och undergräva monopolet hägrade. Kanske på grund av detta utfördes det mesta av arbetet med den harmoniska telegrafen i USA.
Det var främst tre utmanare till priset. Två av dem var redan ärevördiga uppfinnare - и . Den tredje var en professor i retorik och lärare för döva vid namn Bell.
grå
Elisha Gray växte upp på en gård i Ohio. Liksom många av sina samtida lekte han med telegrafi som tonåring, men vid 12 års ålder, när hans far dog, började han leta efter ett yrke som kunde försörja honom. Han gick en tid i lärling som smed, sedan som skeppssnickare, och vid 22 års ålder fick han veta att han kunde få en utbildning vid Oberlin College samtidigt som han arbetade som snickare. Efter fem års studier kastade han sig in i en karriär som uppfinnare inom telegrafiområdet. Hans första patent var ett självjusterande relä, som, genom att använda en andra elektromagnet istället för en fjäder för att returnera ankaret, eliminerade behovet av att justera reläets känslighet beroende på strömstyrkan i kretsen.
Elisha Gray, ca. 1878
Redan 1870 var han delägare i ett företag som tillverkade elektrisk utrustning och arbetade där som överingenjör. 1872 flyttade han och en partner företaget till Chicago och döpte om det till Western Electric Manufacturing Company. Western Electric blev snart huvudleverantören av telegrafutrustning till Western Union. Som ett resultat kommer det att lämna en märkbar prägel på telefonins historia.
Tidigt 1874 hörde Gray ett konstigt ljud komma från sitt badrum. Det lät som tjutet från en vibrerande reotom, bara mycket starkare. Reotome (bokstavligen "strömbrytare") var en välkänd elektrisk anordning som använde en metalltunga för att snabbt öppna och stänga en krets. När han tittade in i badrummet såg Gray sin son hålla en induktionsspole kopplad till en reotom i ena handen och med den andra handen gnugga badkarets zinkbeläggning, som brummade med samma frekvens. Gray, fascinerad av möjligheterna, klev bort från sitt dagliga jobb på Western Electric för att återgå till att uppfinna. Till sommaren hade han utvecklat en heloktav musikalisk telegraf, med vilken han kunde spela ljud på ett membran tillverkat av en metallbassäng genom att trycka på tangenterna på ett klaviatur.
Sändare
Mottagare
Den musikaliska telegrafen var en nyhet utan uppenbart kommersiellt värde. Men Gray insåg att förmågan att överföra ljud av olika toner över en tråd gav honom två alternativ. Med en sändare av en annan design, kapabel att ta upp ljud från luften, kunde en rösttelegraf skapas. Med en annan mottagare som kunde separera den kombinerade signalen i dess komponenter var det möjligt att göra harmonisk telegrafi - det vill säga multiplextelegrafi baserad på ljud. Han bestämde sig för att koncentrera sig på det andra alternativet, eftersom telegrafindustrin hade uppenbara krav. Han bekräftades i sitt val efter att ha lärt sig om Races telefon, som verkade vara en enkel filosofisk leksak.
Gray gjorde den harmoniska telegrafmottagaren av en uppsättning elektromagneter kopplade till metallremsor. Varje remsa var inställd på en specifik frekvens och ljud när motsvarande knapp på sändaren trycktes in. Sändaren fungerade på samma princip som musiktelegrafen.
Gray förbättrade sin enhet under de kommande två åren och tog med den till utställningen. Officiellt hette evenemanget "". Det var den första världsmässan som hölls i USA, och den sammanföll med nationens hundraårsfirande, och innehöll därför den så kallade. "Hundraårsutställning" Det ägde rum i Philadelphia sommaren 1876. Där demonstrerade Gray en "oktruplex"-förbindelse (det vill säga överföring av åtta meddelanden samtidigt) på en speciellt förberedd telegraflinje från New York. Denna prestation fick mycket beröm av utställningens domare, men den översköljdes snart av ett ännu större mirakel.
Edison
, presidenten för Western Union, fick snabbt reda på Grays framsteg, vilket gjorde honom väldigt nervös. I bästa fall, om Gray lyckas, kommer situationen att resultera i mycket dyr patentlicens. I värsta fall skulle Grays patent bli grunden för skapandet av ett konkurrerande företag som skulle utmana Western Unions dominans.
Så i juli 1875 drog Orton fram ett ess i rockärmen: Thomas Edison. Edison växte upp med telegrafi, tillbringade flera år som telegrafist och blev sedan uppfinnare. Hans största triumf vid den tiden var quadruplex-kommunikationen, skapad med pengar från Western Union året innan. Nu hoppades Orton att han skulle förbättra sin uppfinning och överträffa vad Gray hade lyckats med. Han försåg Edison med en beskrivning av Races telefon; Edison studerade också Helmholtz verk, som nyligen hade översatts till engelska.
Edison var på toppen av sin form, och innovativa idéer flödade från honom som gnistor från ett städ. Året därpå visade han två olika tillvägagångssätt för akustisk telegrafi - den första liknade Grays telegraf, och använde stämgafflar eller vibrerande vass för att skapa eller känna av den önskade frekvensen. Edison kunde inte få en sådan enhet att fungera på en acceptabel nivå.
Det andra tillvägagångssättet, som han kallade den "akustiska sändaren", var helt annorlunda. Istället för att använda vibrerande rör för att sända olika frekvenser, använde han dem för att sända pulser med olika intervall. Den delade upp användningen av tråden mellan sändare efter tid snarare än efter frekvens. Detta krävde perfekt synkronisering av vibrationer i varje mottagar-sändarpar så att signalerna inte överlappade varandra. I augusti 1876 hade han en quadruplex som arbetade på denna princip, även om signalen på ett avstånd av mer än 100 miles blev värdelös. Han hade också idéer för att förbättra Races telefon, som han tillfälligt lade åt sidan.
Och sedan hörde Edison om en sensation som skapades på Centennial Exposition i Philadelphia av en man som heter Bell.
klocka
föddes i Edinburgh, Skottland, och växte upp i London under strikt ledning av sin farfar. Liksom Gray och Edison visade han ett intresse för telegrafen som pojke, men följde sedan i sin fars och farfars fotspår och valde mänskligt tal som sin främsta passion. Hans farfar, Alexander, gjorde sig ett namn på scenen och började sedan undervisa i offentliga tal. Hans far, Alexander Melville, var också lärare och till och med utvecklade och publicerade ett fonetiskt system, som han kallade "synligt tal". Den yngre Alexander (Alec, som han kallades i familjen), valde som sitt yrke att undervisa i tal för döva.
I slutet av 1860-talet studerade han anatomi och fysiologi vid University College London. Student Marie Eccleston studerade med honom, som han planerade att gifta sig med. Men sedan övergav han både lärande och kärlek. Hans två bröder dog i tuberkulos och Alecs far krävde att han och hans återstående familj skulle emigrera till den nya världen för att bevara sin ende sons hälsa. Bell efterkom, även om han gjorde motstånd och ogillade det, och satte segel 1870.
Efter ett kort hack i Ontario hittade Alexander, med hjälp av sin fars kontakter, ett jobb som lärare på en skola för döva i Boston. Där började hans framtids trådar vävas.
Först hade han en elev, Mabel Hubbard, som förlorade hörseln vid fem års ålder på grund av scharlakansfeber. Bell fortsatte att undervisa privat även efter att ha blivit professor i sångfysiologi och talande vid Boston University, och Mabel var bland hans första studenter. Vid tiden för träningen var hon strax under 16 år, tio år yngre än Bell, och inom några månader hade han blivit kär i den här tjejen. Vi återkommer till hennes berättelse senare.
1872 förnyade Bell sitt intresse för telegrafi. Några år tidigare, medan han fortfarande var i London, fick Bell veta om Helmholtz experiment. Men Bell missförstod Helmholtz prestation, och trodde att han inte bara skapade, utan också överförde komplexa ljud med hjälp av elektricitet. Så Bell blev intresserad av harmonisk telegrafi - den kombinerade användningen av en tråd med flera signaler som överfördes på flera frekvenser. Kanske inspirerad av nyheten att Western Union hade förvärvat duplex-telegrafidén från kollegan i Boston, Joseph Stearns, omprövade Bell sina idéer och började, liksom Edison och Gray, försöka implementera dem.
En dag, när han besökte Mabel, berörde han den andra tråden i sitt öde - när han stod bredvid pianot, visade han hennes familj ett trick som han hade lärt sig i sin ungdom. Om du sjunger en ren ton på pianot kommer motsvarande sträng att ringa och spela upp den för dig. Han berättade för Mabels far att en avstämd telegrafsignal kunde uppnå samma effekt, och förklarade hur den kunde användas i multiplextelegrafi. Och Bell kunde inte ha hittat en lyssnare som var bättre anpassad till hans berättelse: han resonerade av glädje och förstod omedelbart huvudtanken: "det finns en luft för alla, och bara en tråd behövs", det vill säga vågutbredningen av ström i en tråd kan i miniatyr kopiera utbredningen i luftvågor som genereras av komplext ljud. Bells lyssnare var Gardiner Hubbard.
telefon
Och nu börjar historien bli väldigt förvirrande, så jag är rädd för att testa läsarnas tålamod. Jag ska försöka spåra huvudtrenderna utan att fastna i detaljer.
Bell, med stöd av Hubbard och far till en annan av hans elever, arbetade flitigt på den harmoniska telegrafen utan att offentliggöra sina framsteg. Han varvade rasande arbete med viloperioder när hans hälsa svikit honom, samtidigt som han försökte uppfylla sina universitetsuppgifter, främja sin fars system med "synligt tal" och arbeta som handledare. Han anställde en ny assistent , en erfaren mekaniker från Charles Williams mekaniska verkstad i Boston - människor som är intresserade av elektricitet samlades där. Hubbard uppmanade Bell att fortsätta och var inte blyg för att ens använda sin dotters hand som ett incitament, och vägrade att gifta bort henne tills Bell förbättrade sin telegraf.
Sommaren 1874, när han var på semester nära familjens hem i Ontario, fick Bell en uppenbarelse. Flera tankar som fanns i hans undermedvetna smälte samman till en – telefonen. Hans tankar påverkades inte minst - världens första ljudinspelningsenhet som målade ljudvågor på rökt glas. Detta övertygade Bell om att ljud av vilken komplexitet som helst kunde reduceras till rörelserna av en punkt i rymden, såsom strömrörelsen genom en tråd. Vi kommer inte att uppehålla oss vid de tekniska detaljerna, eftersom de inte har något att göra med faktiskt skapade telefoner och den praktiska användningen av dem är tveksam. Men de tog Bells tänkande i en ny riktning.
Konceptskiss av den ursprungliga Bell-telefonen med "harmonics" (byggdes inte)
Bell lade denna idé åt sidan ett tag för att, som hans partners förväntade sig av honom, fullfölja målet att skapa en harmonisk telegraf.
Men han tröttnade snart på rutinen att finjustera instrumenten, och hans hjärta, trött på de många praktiska hindren som stod i vägen för en fungerande prototyp till ett praktiskt system, drogs alltmer mot telefonen. Den mänskliga rösten var hans första passion. Sommaren 1875 upptäckte han att vibrerande vass inte bara snabbt kunde stänga och öppna en krets på samma sätt som en telegrafnyckel, utan också skapa en kontinuerlig vågliknande ström när de rörde sig i ett magnetfält. Han berättade sin idé om en telefon till Watson, och tillsammans byggde de den första telefonmodellen på denna princip - ett membran som vibrerade i fältet av en elektromagnet exciterade en vågliknande ström i magnetkretsen. Den här enheten kunde sända vissa dämpade röstljud. Hubbard var inte imponerad av enheten och beordrade Bell att återgå till verkliga problem.
Bells gamla galgtelefon från sommaren 1875
Men Bell övertygade fortfarande Hubbard och de andra partnerna om att idén borde patenteras, eftersom den kunde användas i multiplextelegrafi. Och om du ansöker om ett patent kommer ingen att förbjuda dig att i det nämna möjligheten att använda enheten för röstkommunikation. Sedan i januari lade Bell till en ny mekanism för att generera vågström till patentutkastet: variabelt motstånd. Han ville koppla ett vibrerande membran, som tog emot ljud, med en platinakontakt, sänkt och upphöjd från en behållare med syra, i vilken det fanns en annan, stationär kontakt. När den rörliga kontakten sjönk djupare kom en större yta i kontakt med syran, vilket minskade motståndet mot strömmen som flyter mellan kontakterna – och vice versa.
Bells skiss över konceptet med en vätskesändare med variabelt motstånd
Hubbard, medveten om att Gray var het i Bells hälar, skickade den aktuella patentansökan till patentverket på morgonen den 14 februari, utan att vänta på den slutliga bekräftelsen från Bell. Och på eftermiddagen samma dag kom Grays advokat med sitt patent. Den innehöll också ett förslag om att generera vågström med hjälp av vätskevariabelt motstånd. Den nämnde också möjligheten att använda uppfinningen för både telegraf- och röstöverföring. Men han var flera timmar försenad för att störa Bells patent. Om ankomstordningen hade varit en annan skulle det ha blivit en lång prioritetsförhandling innan patent beviljades. Som ett resultat, den 7 mars, utfärdades Bell patent nummer 174 465, "Förbättringar i telegrafi", som lade grundstenen för Bell-systemets framtida dominans.
Men denna dramatiska historia är inte utan ironi. För den 14 februari 1876 hade varken Bell eller Gray byggt en fungerande modell av telefonen. Ingen har ens testat detta, förutom Bells korta försök i juli förra året, där det inte fanns något variabelt motstånd. Därför bör patent inte ses som milstolpar i teknikens historia. Detta kritiska ögonblick i utvecklingen av telefoni som företag hade lite att göra med telefonen som enhet.
Det var först efter att ha lämnat in patentet som Bell och Watson hade möjlighet att återvända till telefonen, trots Hubbards ständiga krav på fortsatt arbete med multiplextelegrafen. Bell och Watson tillbringade flera månader med att försöka få idén om vätskevariabelt motstånd att fungera, och en telefon byggd på denna princip användes för att överföra den berömda frasen: "Mr. Watson, kom hit, jag vill träffa dig."
Men uppfinnarna hade ständigt problem med tillförlitligheten hos dessa sändare. Så Bell och Watson började arbeta på nya sändare med hjälp av magnetoprincipen som de hade experimenterat med sommaren 1875 – med hjälp av rörelsen av ett membran i ett magnetfält för att direkt excitera en ström. Fördelarna var enkelhet och tillförlitlighet. Nackdelen var att telefonsignalens låga styrka var en följd av vibrationerna i luften som skapades av talarens röst. Detta begränsade det effektiva arbetsavståndet för magnetosändaren. Och i en enhet med variabelt motstånd modulerade rösten strömmen som skapades av batteriet, som kunde göras så stark som önskas.
De nya magneterna fungerade mycket bättre än de från förra sommaren, och Gardiner bestämde sig för att det trots allt kunde vara något med telefonidén. Bland andra aktiviteter tjänstgjorde han i Massachusetts Education and Science Exposition Committee för den annalkande Centennial Exposition. Han använde sitt inflytande för att få Bell en plats i en utställning och tävling där domare bedömde elektriska uppfinningar.
Bell/Watson magnetosändare. Ett vibrerande metallmembran D rör sig i magnetfältet hos en magnet H och exciterar en ström i kretsen
Mottagare
Domarna kom till Bell omedelbart efter att ha studerat Grays harmoniska telegraf. Han lämnade dem vid mottagaren och gick till en av sändarna som fanns hundra meter längre ut i galleriet. Bells samtalspartner blev förvånade över att höra honom sjunga och ord komma ut ur en liten metalllåda. En av domarna var Bells skottskamrat (som senare fick titeln Lord Kelvin). I glad upphetsning sprang han över hallen till Bell för att berätta för honom att han hade hört hans ord och förklarade senare att telefonen var "det mest fantastiska han hade sett i Amerika." Brasiliens kejsare var också närvarande, som först tryckte lådan mot hans öra och sedan hoppade upp från sin stol och ropade: "Jag hör, jag hör!"
Publiciteten som Bell genererade på utställningen fick Edison att fortsätta sina tidigare idéer om telefonöverföring. Han attackerade omedelbart den största nackdelen med Bells enhet - den bräckliga magnetosändaren. Från sina experiment med quadruplex visste han att motståndet hos kolflisen förändrades med förändringar i trycket. Efter många experiment med olika konfigurationer utvecklade han en sändare med variabelt motstånd som fungerar på denna princip. Istället för en kontakt som rörde sig i en vätska, komprimerade tryckvågorna från talarens röst kol-"knappen", vilket ändrade dess motstånd och därmed strömstyrkan i kretsen. Detta var mycket mer tillförlitligt och enklare att implementera än de vätskesändare som Bell och Gray skapade, och var ett avgörande bidrag till telefonens långsiktiga framgång.
Men Bell var fortfarande den första att tillverka en telefon, trots de uppenbara fördelarna i erfarenhet och färdigheter som hans rivaler hade. Han var den förste inte för att han hade en insikt som andra inte hade nått – de tänkte också på telefonen, men de ansåg den vara obetydlig jämfört med den förbättrade telegrafen. Bell var den första eftersom han gillade den mänskliga rösten mer än telegrafen, så mycket att han motstod sina partners önskemål tills han kunde bevisa sin telefons funktionalitet.
Hur är det med den harmoniska telegrafen, som Gray, Edison och Bell spenderade så mycket ansträngning och funderingar på? Hittills har ingenting fungerat. Att hålla de mekaniska vibratorerna i båda ändarna av tråden i perfekt anpassning visade sig vara mycket svårt, och ingen visste hur man skulle förstärka den kombinerade signalen för att fungera över långa avstånd. Det var först mot mitten av XNUMX-talet, efter att elektrisk teknik som började med radio möjliggjorde exakt frekvensinställning och lågbrusförstärkning, som idén om att stapla flera signaler för överföring på en enda tråd blev verklighet.
Farväl till Bell
Trots telefonens framgångar på utställningen var Hubbard inte intresserad av att bygga ett telefonsystem. Följande vinter föreslog han William Orton, president för Western Union, att köpa alla rättigheter till telefonen under Bells patent för $ 100 000. Orton vägrade, påverkad av en kombination av motvilja mot Hubbard och hans posttelegrafplaner, självförtroende och Edisons arbete med telefon och även tron att telefonen, jämfört med telegrafen, betydde väldigt lite. Andra försök att sälja telefonidén har misslyckats, till stor del på grund av rädsla för de enorma kostnaderna för rättstvister om patenträttigheter om de kommersialiseras. Därför, i juli 1877, grundade Bell och hans partners Bell Telephone Company för att organisera sin egen telefontjänst. Samma månad gifte sig Bell äntligen med Mabel Gardiner i hennes familjs hem, och blev framgångsrik nog att vinna sin fars välsignelse.
Alec med sin fru Mabel och två överlevande barn - hans två söner dog i spädbarnsåldern (ca 1885)
Året därpå ändrade Orton sig om telefonen och skapade sitt eget företag, American Speaking Telephone Company, i hopp om att patenten från Edison, Gray och andra skulle skydda företaget från Bells juridiska attacker. Hon blev ett dödligt hot mot Bells intressen. Western Union hade två huvudsakliga fördelar. För det första stora ekonomiska resurser. Bells företag behövde pengar eftersom det leasade utrustning till sina kunder, vilket tog många månader att betala för sig. För det andra, tillgång till Edisons förbättrade sändare. Den som jämförde sin sändare med Bells enhet kunde inte låta bli att lägga märke till den bättre klarheten och volymen hos den förstnämnda rösten. Bells företag hade inget annat val än att stämma sin konkurrent för patentintrång.
Om Western Union hade tydliga rättigheter till den enda tillgängliga högkvalitativa sändaren, skulle den ha en stark hävstång för att nå en överenskommelse. Men Bells team grävde fram ett tidigare patent för en liknande enhet, erhållen av en tysk emigrant , och köpte den. Först efter många år av juridiska strider fick Edisons patent prioritet. Eftersom förfarandet misslyckades, gick Western Union i november 1879 med på att överföra alla patenträttigheter till telefonen, utrustningen och befintlig abonnentbas (55 000 personer) till Bells företag. I utbyte bad de bara om 20 % av telefonuthyrningen under de kommande 17 åren, och även att Bell skulle hålla sig utanför telegrafbranschen.
Bell Company ersatte snabbt Bells enheter med förbättrade modeller baserade först på Berliners patent och sedan på patent erhållna från Western Union. När rättstvisterna avslutades var Bells huvudsakliga sysselsättning att vittna i patenttvister, som det fanns gott om. År 1881 hade han helt gått i pension. Liksom Morse, och till skillnad från Edison, var han inte en systemskapare. Theodore Vail, en energisk chef som Gardiner hade lockat bort från posten, tog kontroll över företaget och ledde det till en dominerande ställning i landet.
Till en början växte telefonnätet helt annorlunda än telegrafnätet. Den senare utvecklades i stormsteg från ett kommersiellt centrum till ett annat, sträckte sig 150 km åt gången, sökte upp de högsta koncentrationerna av värdefulla kunder och först därefter kompletterade nätverket med kopplingar till mindre lokala marknader. Telefonnäten växte som kristaller från små tillväxtpunkter, från ett fåtal kunder placerade i oberoende kluster i varje stad och omgivande område, och smälte långsamt, under decennier, samman till regionala och nationella strukturer.
Det fanns två hinder för storskalig telefoni. Först var det problemet med avstånd. Även med förstärkta sändare med variabelt motstånd baserade på Edisons idé var räckvidden för telegrafen och telefonen ojämförlig. Den mer komplexa telefonsignalen var mer mottaglig för brus, och de elektriska egenskaperna hos fluktuerande strömmar var mindre kända än de hos likströmmen som användes i telegrafen.
För det andra var det ett kommunikationsproblem. Bells telefon var en en-till-en-kommunikationsenhet, den kunde ansluta två punkter över en enda tråd. För telegrafen var detta inget problem. Ett kontor kunde betjäna många kunder, och meddelanden kunde enkelt dirigeras från centralkontoret över en annan linje. Men det fanns inget enkelt sätt att överföra ett telefonsamtal. I den första implementeringen av telefonen kunde den tredje och efterföljande personer bara få kontakt med de två personerna som pratade genom vad som senare skulle kallas en "hopkopplad telefon." Det vill säga, om alla abonnentenheter var anslutna till en linje, kunde var och en av dem prata (eller avlyssna) med de andra.
Vi kommer att återkomma till problemet med avstånd i sinom tid. I Vi kommer att fördjupa oss i problemet med anslutningar och dess konsekvenser, som hade en inverkan på utvecklingen av reläer.
Vad ska man läsa
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude (1973)
- David A. Hounshell, "Elisha Gray och telefonen: Om nackdelarna med att vara expert," Teknik och kultur (1975).
- Paul Israel, Edison: A Life of Invention (1998)
- George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, and Other Novelties (1878)
Källa: will.com