Andra artiklar i serien:
- Relayets historia
- Elektroniska datorers historia
- Transistorernas historia
- Internets historia
Telefonen uppstod av en tillfĂ€llighet. Om tack vare ett hundraĂ„rigt utforskande av möjligheterna att överföra meddelanden med hjĂ€lp av elektricitet, sĂ„ snubblade mĂ€nniskor över telefonen i sökandet efter en förbĂ€ttrad telegraf. DĂ€rför Ă€r det ganska enkelt att ange ett trovĂ€rdigt, om Ă€n inte helt ovedersĂ€gbart, datum för telefonens uppfinning â Ă„ret för hundraĂ„rsdagen av USA:s grundande, 1876.
Och man kan inte sÀga att telefonen inte hade föregÄngare. Sedan 1830 har forskare letat efter sÀtt att omvandla ljud till elektricitet, och elektricitet till ljud.
Elektriskt ljud
à r 1837 , lÀkare och experimentatör inom elektromagnetism frÄn Massachusetts, stötte pÄ ett underligt fenomen. Han placerade en isolerad spiraltrÄd mellan Àndarna av en permanent magnet, och sÀnkte sedan varje Ànde av trÄden ner i behÄllare med kvicksilver, som var kopplade till ett batteri. Varje gÄng han bröt eller slutade kretsen, genom att lyfta eller sÀnka trÄdens Ànde i behÄllaren, avger magneten ett ljud som hördes pÄ ett avstÄnd av en meter. Page kallade detta galvanisk musik, och föreslog att det hela berodde pÄ "molekylÀr oordning" som uppstod i magneten. Page satte igÄng en vÄg av forskning om tvÄ aspekter av denna upptÀckte: det konstiga sÀttet som metallmaterial förÀndrar form vid magnetisering, och den mer uppenbara generationen av ljud via elektricitet.
Vi Àr sÀrskilt intresserade av tvÄ studier. Den första utfördes av Johann Philipp Reis. Reis undervisade i matematik och exakta vetenskaper Ät elever vid Garnier-institutet nÀra Frankfurt, men Àgnade sin fritid Ät forskning inom elektricitet. Vid den tiden hade flera elektriker redan skapat nya varianter av galvanisk musik, men Reis var den första som behÀrskade alkemin av den dubbelsidiga översÀttningen av ljud till elektricitet och tillbaka.
Reiss insÄg att en membranliknande diafragma, som en mÀnniskas trumhinna, kan stÀnga och öppna en elektrisk krets vid vibration. Den första prototypen av en "telephon" ["fjÀrrhögtalare"], byggd 1860, bestod av ett "öra" skuret ur trÀ med en membran som var spÀnd över den, tillverkad av ett svinblÄsa. En platinalelektrod var fÀst vid den nedre delen av membranet, som vid vibration stÀngde och öppnade kretsen med batteriet. Mottagaren var en spole av trÄd, virad runt en sticka, som var fÀst pÄ en fiol. Fiolens kropp förstÀrkte vibrationerna av den formförÀndrande nÄlen nÀr den vÀxelvis blev magnetiserad och avmagnetiserad.
Den senare modellen av Reiss telefon
Reiss kom pÄ mÄnga förbÀttringar för den tidiga prototypen och tillsammans med andra experimentatörer upptÀckte han att om man sjöng eller nynnade i den, sÄ förblev den överförda ljudet igenkÀnnbart. Det var svÄrare att sÀrskilja orden, och ofta förvrÀngdes de och blev otydliga. I mÄnga rapporter om lyckad röstöverföring anvÀndes sÄdana vanliga fraser som "god morgon" och "hur mÄr du", vilka var lÀtta att gissa. Det största problemet var att Reiss sÀndare enbart öppnade och stÀngde kretsen, men inte reglerade ljudstyrkan. Som ett resultat kunde man endast överföra en frekvens med fast amplitud, vilket inte kunde imitera alla nyanser av mÀnniskans röst.
Reiss ansÄg att hans arbete borde erkÀnnas som vetenskap, men han lyckades aldrig med det. Hans enhet var en populÀr kuriositet bland den vetenskapliga eliten, och kopior dök upp i de flesta centra för denna elit: i Paris, London och Washington. Men hans vetenskapliga arbete avvisades av professor Poggendorffs tidskrift "Annalen der Physik" ["Annaler av fysik"], en av de Àldsta vetenskapliga tidskrifterna och den mest inflytelserika tidskriften pÄ den tiden. Försök av Reiss att marknadsföra telefonen genom telegraferingsföretag misslyckades ocksÄ. Han led av tuberkulos, och den försÀmrade sjukdomen hindrade honom frÄn vidare seriösa studier. Till slut tog sjukdomen hans liv och ambitioner Är 1873. Och detta var inte sista gÄngen som denna sjukdom skulle hindra utvecklingen av telefonhistorien.
Medan Reiss förbĂ€ttrade sin telefon, gjorde de sista justeringarna pĂ„ sin fruktbara forskning om hörselfysiologi: "LĂ€ran om ljudupplevelser som fysiologisk grund för musikteorin" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage fĂŒr die Theorie der Musik], publicerad 1862. Helmholtz, som dĂ„ var professor vid universitetet i Heidelberg, var en jĂ€tte inom vetenskapen under 1800-talet och arbetade med fysiologi, elektrodynamik, termodynamik med mera.
Helmholtzs arbete berör bara ytligt vĂ„r historia, men det Ă€r synd att missa det. I "LĂ€ran om ljudupplevelser" gjorde Helmholtz för musiken vad Newton gjorde för ljuset â han visade hur en till synes enhetlig upplevelse kan delas upp i sina bestĂ„ndsdelar. Han bevisade att skillnader i klanger, frĂ„n violin till fagott, uppstĂ„r enbart frĂ„n skillnader i den relativa styrkan hos deras övertoner (toner pĂ„ dubbel, trippel osv. frekvens i förhĂ„llande till basnoten). Men det mest intressanta för vĂ„r historia i hans arbete Ă€r det anmĂ€rkningsvĂ€rda instrument han utvecklade för demonstration:
Helmholtz syntetisator
Den första enheten av Helmholtz bestÀlldes frÄn en verkstad i Köln. För att uttrycka det enkelt var det en syntetisator som kunde producera ljud baserat pÄ en sammansÀttning av enkla toner. Dess mest förvÄnande förmÄga var en oförklarlig förmÄga att Äterge vokalljud som alla var vana vid att höra enbart frÄn en mÀnniskas röst.
Syntetisatorn arbetade pÄ principen av en grundtonkammare som vibrerade pÄ basnoten, vilket stÀngde och öppnade kretsen, nedsÀnkande en platinaleder i en behÄllare med kvicksilver. à tta magneterade kammare, som var och en vibrerade med sin egen överton, vilade mellan Àndarna av en elektromagnet kopplad till kretsen. Varje stÀngning av kretsen aktiverade elektromagneterna och höll kamrarna i ett vibrerande tillstÄnd. Bredvid varje kammare fanns en cylindrisk resonator som kunde förstÀrka dess surrande ljud till hörbar nivÄ. I sitt vanliga tillstÄnd var locket pÄ resonatorn stÀngt och dÀmpade kammarljudet. Om locket sköts Ät sidan kunde man höra denna överton och pÄ sÄ sÀtt "spela" ljudet frÄn en trumpet, piano eller vokalen "o".
Denna enhet kommer att spela en liten roll i skapandet av en ny typ av telefon.
Harmonisk telegraf
En av lockelserna för uppfinnare under andra hÀlften av 1800-talet var multitelegrafen. Ju fler telegrafsignaler som kunde pressas in i en ledning, desto mer effektiv blev telegrafinÀtet. I början av 1870-talet var flera olika metoder för att organisera duplex-telegrafi (samtidig sÀndning av tvÄ signaler i motsatta riktningar) kÀnda. Strax efter detta förbÀttrade Thomas Edison dem genom att skapa en kvadruplex, som kombinerade duplex och diplex (samtidig överföring av tvÄ signaler i en riktning), vilket gjorde att en ledning kunde anvÀndas fyra gÄnger mer effektivt.
Men kunde man öka antalet signaler ytterligare? Organisera nÄgon form av oktoplex, eller Ànnu mer? Det faktum att ljudvÄgor kunde omvandlas till elektrisk ström och tillbaka erbjöd en intressant möjlighet. Vad hÀnder om man anvÀnde toner av olika höjd för att skapa en akustisk, harmonisk, eller poetiskt uttryckt, musikalisk telegraf? Om fysiska svÀngningar av olika frekvenser kan omvandlas till elektriska, och sedan Äterföras till sina ursprungliga frekvenser frÄn andra sidan, skulle det vara möjligt att skicka flera signaler samtidigt utan ömsesidiga störningar. SjÀlva ljudet skulle dÄ endast vara ett medel för att nÄ mÄlet, ett mellanled som formar strömmarna sÄ att flera signaler kan existera i en ledning. För enkelhetens skull kommer jag att kalla detta koncept harmonisk telegraf, Àven om olika varianter av termer anvÀndes under den tiden.
Det fanns inte bara ett sĂ€tt att skapa multiplexsignaler. I Frankrike [i vars Ă€ra enheten för symbolhastighet Ă€r uppkallad â baud / anm. övers.] hade uppfunnit en maskin med en roterande distributör som successivt samlade signaler frĂ„n flera telegrafer. Idag skulle vi kalla detta multiplexering med tidsdelning, snarare Ă€n frekvensdelning. Men denna metod hade en nackdel â den skulle inte leda till skapandet av telefoni.
Vid den tiden dominerade Western Union den amerikanska telegrafin, som bildades pĂ„ 1850-talet i ett försök att eliminera den oanska för alla konkurrens mellan flera stora telegrafföretag â innan konkurrenslagar trĂ€ffade kunde man öppet anvĂ€nda sĂ„dana förklaringar för att rĂ€ttfĂ€rdiga sĂ„dana sammanslagningar. En av karaktĂ€rerna i vĂ„r historia beskrev detta som "troligen den största som nĂ„gonsin existerat företaget". Med tusentals kilometer ledningar och enorma summor som spenderades pĂ„ byggande och underhĂ„ll av nĂ€tverk, följde Western Union med stor entusiasm utvecklingen inom multiplex-telegrafi.
Ăven en annan aktör vĂ€ntade pĂ„ genombrott inom telegrafi. , en bostonbaserad jurist och entreprenör var en av de största föresprĂ„karna för att överföra den amerikanska telegrafen under federal kontroll. Hubbard ansĂ„g att telegram kunde kosta lika mycket som brev och var besluten att undergrĂ€va vad han ansĂ„g vara Western Unions cyniska och utpressande monopol. Hubbards lagförslag föreslog inte en fullstĂ€ndig nationalisering av de befintliga telegrafföretagen, som de flesta europeiska makter hade gjort, utan skulle upprĂ€tta en regeringsstödd telegraferingstjĂ€nst under postministeriets beskydd. Men resultatet skulle troligen bli detsamma, och Western Union skulle ha övergivit denna verksamhet. Vid mitten av 1870-talet stod lagens frĂ€mjande stilla, men Hubbard var övertygad om att kontrollen över ett kritiskt nytt telegraferingspatent skulle kunna ge honom en fördel i att driva fram sitt förslag i kongressen.
Gardiner Greene Hubbard
I USA hade tvÄ unika faktorer etablerats: för det första den kontinentala omfattningen av Western Union. Ingen europeisk telegraforganisation hade sÄ lÄnga linjer och dÀrmed inte heller nÄgra skÀl att utveckla multiplex-telegrafi. För det andra, den öppna frÄgan om regeringens kontroll över telegrafen. Det sista europeiska fÀstet var Storbritannien, som nationaliserade telegrafen 1870. Efter det fanns det ingen annanstans förutom USA dÀr den lockande utsikten om ett teknologiskt genombrott och undergrÀva monopol tycktes finnas. Kanske pÄ grund av detta utfördes det mesta av arbetet med den harmoniska telegrafen i USA.
Tre personer var huvudsakligen kandidater till priset. TvĂ„ av dem var redan etablerade uppfinnare â och . Den tredje var en professor i retorik och lĂ€rare för döva med efternamnet Bell.
Gray
Elisha Gray vÀxte upp pÄ en gÄrd i Ohio. Precis som mÄnga av sina samtida sysslade han som ung med telegrafi, men vid 12 Ärs Älder, nÀr hans far dog, började han leta efter ett yrke som kunde ge honom försörjning. Han var en tid lÀrling hos en smed, dÀrefter en bÄtbyggare, och vid 22 Ärs Älder fick han veta att han kunde fÄ en utbildning pÄ Oberlin College utan att avbryta sitt snickeriarbete. Efter fem Ärs studier kastade han sig in i en karriÀr som uppfinnare inom telegrafi. Hans första patent var en sjÀlvjusterande relÀ, som med hjÀlp av en andra elektromagnet istÀllet för en fjÀder som Äterförde ankaret, eliminerade behovet av att justera relÀets kÀnslighet beroende pÄ strömstyrkan i kretsen.
Elisha Gray, ca 1878
Vid 1870 hade han redan blivit partner i ett företag som tillverkade elektrisk utrustning och arbetade dÀr som chefsingenjör. à r 1872 flyttade han och sin partner företaget till Chicago och döpte om det till Western Electric Manufacturing Company. Snart blev Western Electric den frÀmsta leverantören av telegrafequipment till Western Union. Företaget skulle lÀmna ett betydande avtryck i telefonins historia.
I början av 1874 hörde Gray ett mÀrkligt ljud frÄn sitt badrum. Det lÀt som ett klagande av ett vibrerande reotome, bara mycket starkare. Reotomen (bokstavligen "strömavbrytare") var en vÀlkÀnd elektrisk enhet som anvÀnde en metallflik för att snabbt öppna och stÀnga kretsen. NÀr Gray tittade in i badrummet sÄg han sin son som höll en induktionsspole i ena handen, kopplad till reotomen, och med den andra handen gnuggade han det zinkbelagda badkaret som brummade i samma frekvens. Gray, intresserad av de nya möjligheterna, tog en paus frÄn sitt dagliga arbete pÄ Western Electric för att ÄtergÄ till uppfinnande. Till sommaren hade han utvecklat en fulloctav musikalisk telegraf med vilken man kunde Äterge ljud pÄ en membran gjord av metall, genom att trycka pÄ tangenterna pÄ ett tangentbord.
SĂ€ndare
Mottagare
Musiktelegrafen var en nyhet utan uppenbar kommersiell vÀrde. Men Gray insÄg att möjligheten att överföra ljud av olika tonhöjd över en och samma ledning gav honom tvÄ möjligheter. Med en annan typ av sÀndare som kunde fÄnga ljud frÄn luften skulle man kunna skapa en rösttelegraf. Med en annan mottagare som kunde separera den kombinerade signalen i komponenter skulle man kunna göra en harmonisk telegraf - det vill sÀga, en multiplextelegraf baserad pÄ ljud. Han beslutade att fokusera pÄ den andra möjligheten, eftersom telegrafindustrin hade uppenbara behov. Han bekrÀftade sitt val nÀr han fick veta om Reisses telefon, som verkade vara en enkel filosofisk leksak.
Mottagaren för den harmoniska telegrafen som Gray tillverkade bestod av ett set elektromagneter kopplade till metallremsor. Varje remsa var instÀlld pÄ en specifik frekvens och ljudade nÀr den motsvarande knappen pÄ sÀndaren trycktes. SÀndaren arbetade pÄ samma princip som musiktelegrafen.
Gray förbĂ€ttrade sin apparat de följande tvĂ„ Ă„ren och tog med den till utstĂ€llningen. Det officiella namnet pĂ„ evenemanget var ««. Detta var den första vĂ€rldsutstĂ€llningen som hölls i USA, och den sammanföll med firandet av nationens hundraĂ„rsjubileum, vilket innebar att den sĂ„ kallade âHundraĂ„rsutstĂ€llningenâ presenterades. Den Ă€gde rum i Philadelphia under sommaren 1876. DĂ€r demonstrerade Gray en âoktruplexâ anslutning (det vill sĂ€ga att skicka Ă„tta meddelanden samtidigt) pĂ„ en speciellt förberedd telegraflinje frĂ„n New York. Denna prestation fick stort erkĂ€nnande av domarna vid utstĂ€llningen, men snart skuggades den av ett Ă€nnu större under.
Edison
, president för Western Union, fick ganska snabbt veta om Grays framsteg, vilket gjorde honom mycket nervös. I bÀsta fall skulle Grays framgÄng leda till en mycket kostsam licensiering av patentet. I vÀrsta fall skulle Grays patent bli grunden för att skapa ett konkurrerande företag som skulle hota Western Unions dominans.
DÀrför plockade Orton i juli 1875 fram esset ur rockÀrmen, nÀmligen Thomas Edison. Edison vÀxte upp sida vid sida med telegrafen, tillbringade flera Är som telegrafoperatör och blev sedan uppfinnare. Hans största triumf vid den tiden var fyrdubbel kommunikation, skapad med pengar frÄn Western Union Äret innan. Nu hoppades Orton att han skulle förbÀttra sin uppfinning och övertrÀffa vad Gray hade Ästadkommit. Han gav Edison en beskrivning av Reiss telefon; Edison studerade ocksÄ Helmholtz arbete, som nyligen blivit översatt till engelska.
Edison var pĂ„ topp och innovativa idĂ©er forsade ur honom som gnistor frĂ„n en stĂ€v. Under det följande Ă„ret visade han tvĂ„ olika tillvĂ€gagĂ„ngssĂ€tt för akustisk telegrafi â den första liknade Grays telegraf och anvĂ€nde stĂ€mgafflar eller vibrerande tunga för att skapa eller uppfatta rĂ€tt frekvens. Edison misslyckades med att fĂ„ en sĂ„dan apparat att fungera pĂ„ en acceptabel nivĂ„.
Det andra tillvÀgagÄngssÀttet, som han kallade "akustisk sÀndare", var helt annorlunda. IstÀllet för att anvÀnda vibrerande tunga för att överföra olika frekvenser, anvÀnde han dem för att överföra impulser med olika intervall. Han delade upp anvÀndningen av ledningen mellan sÀndarna tidsmÀssigt, istÀllet för efter frekvens. Detta krÀvde perfekt synkning av vibrationerna i varje par mottagare-sÀndare, sÄ att signalerna inte överlappade. I augusti 1876 fungerade han pÄ denna princip med ett fyrdubbel-system, Àven om signalen blev oanvÀndbar över mer Àn 100 miles. Han hade ocksÄ idéer om att förbÀttra Reiss telefon, som han tillfÀlligt lade pÄ hyllan.
Och sedan hörde Edison om sensationerna vid Centennial-utstÀllningen i Philadelphia av en man vid namn Bell.
Bell
föddes i Edinburgh, Skottland, och vÀxte upp i London under sin farfars omtÀnksamma vÀgledning. Precis som Gray och Edison visade han tidigt intresse för telegrafi, men följde sedan i sin fars och farfars fotspÄr och valde sin stora passion till mÀnskligt tal. Hans farfar, Alexander, gjorde sig ett namn pÄ scenen och blev sedan lÀrare i retorik. Fadern, Alexander Melville, var ocksÄ lÀrare och utvecklade dessutom ett fonetiskt system som han kallade "synligt tal". Den yngre Alexander (Alec, som han kallades i familjen) valde att Àgna sig Ät undervisning av döva i tal.
I slutet av 1860-talet studerade han anatomi och fysiologi vid University College London. Tillsammans med honom studerade student Marie Eccleston, som han hade tÀnkt gifta sig med. Men han avstod frÄn bÄde studierna och kÀrleken. TvÄ av hans bröder dog av tuberkulos, och Alecs far krÀvde att han tillsammans med den ÄterstÄende familjen skulle emigrera till Nya vÀrlden för att bevara hÀlsan hos sin enda son. Bell lydde, Àven om han kÀnde motstÄnd och ilska över detta, och satte segel Är 1870.
Efter en kort tid i Ontario, dÀr Alexander inte utan sin fars kontakter fick jobb som lÀrare pÄ en skola för döva i Boston. DÀr började trÄdarna till hans framtid att vÀvas.
Först fick han en elev, Mabel Hubbard, som hade förlorat hörseln vid fem Ärs Älder pÄ grund av scharlakansfeber. Bell tog sig an privatundervisning Àven efter att ha blivit professor i rörelsefysiologi och retorik vid Boston University, och Mabel var bland hans första elever. Under sin utbildning var hon strax under 16 Är, tio Är yngre Àn Bell, och efter nÄgra mÄnader blev han förÀlskad i denna tjej. Vi kommer att Äterkomma till hennes historia.
Ă r 1872 Ă„terupptog Bell sitt intresse för telegrafi. NĂ„gra Ă„r tidigare, nĂ€r han fortfarande var i London, fick Bell reda pĂ„ Helmholtz experiment. Men Bell misstolkade Helmholtz prestation och trodde att han inte bara hade skapat utan Ă€ven överfört komplexa ljud med elektricitet. SĂ„ började Bell intressera sig för den harmoniska telegrafen â gemensam anvĂ€ndning av en ledning för flera signaler som sĂ€nds pĂ„ flera frekvenser. Kanske inspirerad av nyheterna om att Western Union hade köpt idĂ©n om duplextelegrafen frĂ„n Joseph Stearns, sin landsman frĂ„n Boston, omvĂ€rderade Bell sina idĂ©er och, precis som Edison och Gray, började arbeta för att realisera dem.
En gĂ„ng nĂ€r han var pĂ„ besök hos Mabel stötte han pĂ„ den andra trĂ„den av sitt öde â stĂ„ende vid pianot visade han hennes familj ett trick som han lĂ€rt sig i sin ungdom. Om man sjunger en ren ton i pianot kommer den motsvarande strĂ€ngen att vibrera och spela den tillbaka Ă„t dig. Han berĂ€ttade för Mabels far att en justerad telegrafsignal kan Ă„stadkomma samma effekt och förklarade hur detta kan anvĂ€ndas inom multiplextelegrafi. Och Bell skulle inte ha kunnat hitta en bĂ€ttre lyssnare för sin historia: han resonerade med glĂ€dje och förstod genast huvudidĂ©n: "luften Ă€r densamma för alla, och en ledning behövs bara en", det vill sĂ€ga att vĂ„gförĂ€ndringen av strömmen i ledningen kan i miniatyr efterlikna spridningen av vĂ„gor som produceras av komplexa ljud i luften. Belles lyssnare var Gardiner Hubbard.
Telefon
Och nu blir historien mycket förvirrad, sÄ jag Àr rÀdd för att pröva lÀsarens tÄlamod. Jag ska försöka följa de huvudsakliga tendenserna, utan att fastna i detaljer.
Bell, stödd av Hubbard och fadern till en annan av sina studenter, arbetade flitigt med den harmoniska telegrafen utan att avslöja sina framsteg. Hans intensiva arbete vĂ€xlade med perioder av vila nĂ€r hans hĂ€lsa sviktade, samtidigt som han försökte uppfylla sina universitetsĂ„taganden, frĂ€mja sin fars system för "synlig tal" och arbeta som handledare. Han anstĂ€llde en ny assistent, , den erfarna mekanikern frĂ„n den bostonitiska verkstaden Charles Williams â dĂ€r samlades personer med intresse för elektricitet. Hubbard pressade Bell och var inte ens blyg för att anvĂ€nda sin dotters hand som incitament, vĂ€grande att lĂ„ta henne gifta sig förrĂ€n Bell förbĂ€ttrade sin telegraf.
Sommaren 1874, under en semester nĂ€ra familjens hem i Ontario, fick Bell en upplysning. Flera tankar som funnits i hans undermedvetna smĂ€lte samman till en â telefon. Hans tankar pĂ„verkades inte minst av â vĂ€rldens första ljudinspelningsapparat som ritade ljudvĂ„gor pĂ„ sotat glas. Detta fick Bell att tro att ljud av vilken komplexitet som helst kunde reduceras till rörelser av en punkt i rummet, liknande rörelsen av ström genom en ledning. Vi ska inte fastna i tekniska detaljer, eftersom de inte har att göra med de telefoner som faktiskt skapades och deras praktiska anvĂ€ndning Ă€r tvivelaktig. Men de styrde Bells tĂ€nkande i en ny riktning.
Skiss över konceptet för Bells ursprungliga telefonmodell med "harmoniker" (den byggdes aldrig)
Bell lade tillfÀlligt ner denna idé för att, som hans partners förvÀntade sig, fokusera pÄ att skapa en harmonisk telegraf.
Men rutinen med exakt justering av verktygen tröttade honom snart, och hans hjĂ€rta, trött pĂ„ de mĂ„nga praktiska hinder som stod i vĂ€gen frĂ„n en fungerande prototyp till ett praktiskt system, lutade allt mer mot telefonen. Den mĂ€nskliga rösten var hans första passion. Sommaren 1875 upptĂ€ckte han att vibrerande tunga inte bara kunde snabbt stĂ€nga och öppna kretsen som en telegrafnyckel, utan ocksĂ„ skapa en kontinuerlig vĂ„gformad ström, rörandes i ett magnetfĂ€lt. Han berĂ€ttade sin telefonidĂ© för Watson, och tillsammans byggde de den första modellen av telefonen pĂ„ en sĂ„dan princip â en vibrerande diafragma i ett elektromagnetfĂ€lt vĂ€ckte en vĂ„gformad ström i magnetens krets. Denna enhet kunde överföra vissa dĂ€mpade ljud av rösten. Hubbard var inte imponerad av enheten och beordrade Bell att Ă„tergĂ„ till verkliga uppgifter.
Bells rudimentÀra telefon "hÀngande" frÄn sommaren 1875
Men Bell övertygade Ă€ndĂ„ Hubbard och de andra partnerna om att idĂ©n borde patenteras, eftersom den skulle kunna anvĂ€ndas inom multiplex-telegrafi. Och om man nu skulle ansöka om patent, finns det inget som hindrar att nĂ€mna möjligheten att anvĂ€nda enheten för röstkommunikation. Sedan i januari lade Bell till en ny mekanism för att generera vĂ„gström i patentutkastet: variabel resistans. Han ville koppla den vibrerande membranen, som tog emot ljud, till en platina kontakt som sĂ€nktes och höjdes frĂ„n en behĂ„llare med syra, dĂ€r en annan, stilla kontakt fanns. NĂ€r den rörliga kontakten dök djupare nere, kom en större yta i kontakt med syran, vilket minskade motstĂ„ndet för strömmen som flöt mellan kontakterna â och vice versa.
Bells skiss av en sÀndare med vÀtskevariabel resistans
Hubbard, med vetskap om att Gray var pĂ„ vĂ€g att hinna ifatt Bell, skickade en ansökan om patent pĂ„ vĂ„gström till patentverket pĂ„ morgonen den 14 februari, utan att vĂ€nta pĂ„ Bells slutgiltiga bekrĂ€ftelse. PĂ„ eftermiddagen pĂ„ samma dag anlĂ€nde Grays advokat med hans patent. Ăven i det dokumentet föreslogs en generation av vĂ„gström med hjĂ€lp av vĂ€tskevariabel resistans. Det nĂ€mndes ocksĂ„ möjligheterna att anvĂ€nda uppfinningen bĂ„de för telegrafi och för röstöverföring. Men han kom nĂ„gra timmar för sent för att hindra Bells patent. Om ankomsten hade varit i en annan ordning, skulle det ha behövts lĂ„nga förhandlingar om prioriteringarna innan patentet beviljades. Slutligen tilldelades Bell patent nummer 174 465 den 7 mars, 'FörbĂ€ttringar inom telegrafi', vilket lade grunden för Bells framtida dominans.
Men i denna dramatiska historia fanns det en viss ironi. För den 14 februari 1876 hade varken Bell eller Gray byggt en fungerande telefonmodell. Ingen hade ens försökt göra det, bortsett frÄn Bells korta försök i juli Äret innan, vilket saknade nÄgon form av variabel resistans. DÀrför bör man inte betrakta patent som milstolpar i teknikens historia. Detta kritiska ögonblick i utvecklingen av telefoni som affÀrsverksamhet var praktiskt taget inte kopplat till telefonen som en enhet.
Först efter att Bell och Watson skickat in sitt patent fick de möjlighet att ÄtervÀnda till telefonen, trots Hubbards stÀndiga krav pÄ att fortsÀtta arbetet med den multiplexerande telegrafen. Bell och Watson kÀmpade i flera mÄnader med att fÄ sin idé om vÀtskevariabel motstÄnd att fungera, och telefonen som byggdes utifrÄn denna princip anvÀndes för att överföra den berömda frasen: "Mr. Watson, kom hit, jag vill se dig".
Men uppfinnarna stötte stÀndigt pÄ problem med tillförlitligheten hos dessa sÀndare. DÀrför började Bell och Watson arbeta pÄ nya sÀndare som anvÀnde magnetoprincipen, som de experimenterade med under sommaren 1875 - genom att anvÀnda membranrörelse i ett magnetfÀlt för att direkt excitera en ström. Fördelen var enkelheten och tillförlitligheten. Nackdelen var att den lÄga effekten av telefonens signal var en följd av de luftvibrationer som talarens röst skapade. Detta begrÀnsade den effektiva arbetsavstÄndet för magnetosÀndaren. Med det vÀtskevariabla motstÄndet modulerade rösten den ström som genererades av batteriet, vilket kunde göras sÄ starkt det behövdes.
De nya magneto fungerade mycket bÀttre Àn de som var förra sommaren, och Gardiner beslutade att det faktiskt kunde finnas nÄgot i telefonidén. Bland andra nöjen deltog han i Massachusetts kommitté för utbildning och vetenskapliga utstÀllningar pÄ den kommande hundraÄrsexpositionen. Han anvÀnde sitt inflytande för att ge Bell en plats pÄ utstÀllningen och i tÀvlingen dÀr domarna bedömde elektriska uppfinningar.
Bel/Watsons magnetosÀndare. Den vibrerande metallmembranen D rör sig i magnetfÀltet frÄn magneten H och exciterar en ström i kretsen.
Mottagare
Domarna anlÀnde till Bell strax efter att ha studerat Grays harmoniska telegraf. Han lÀmnade dem vid mottagaren och gick till en av sÀndarna som var belÀgen hundra meter lÀngre bort i galleriet. Bells samtalspartner blev förvÄnade över att höra hans sÄng och orden som kom ut frÄn den lilla metallasken. En av domarna var Bells landsman, en skotte. (som senare fick titeln lord Kelvin). Han sprang ivrigt till andra Ànden av salen till Bell för att berÀtta att han hade hört hans ord, och senare förklarade han telefonen som "det mest fantastiska han sett i Amerika". DÀr var ocksÄ kejsaren av Brasilien, som först tryckte lÄdan mot örat och sedan reste sig frÄn stolen och ropade: "Jag hör, jag hör!"
Den uppstĂ„ndelse som Bell orsakade pĂ„ utstĂ€llningen fick Edison att Ă„tervĂ€nda till sina tidigare idĂ©er om telefonöverföring. Han kastade sig genast över den största bristen med Bells enhet â den svaga magnetoöverföraren. FrĂ„n sina experiment med kvartuppkallaren visste han att motstĂ„ndet i kolpulvret förĂ€ndrades med Ă€ndrat tryck. Efter mĂ„nga experiment med olika konfigurationer utvecklade han en överföring med variabelt motstĂ„nd som fungerade pĂ„ detta princip. IstĂ€llet för den flytande kontaktens rösttrycksvĂ„g hade den talande pressat en kol "knapp", som förĂ€ndrade dess motstĂ„nd, och dĂ€rmed strömmens styrka i kretsen. Detta var mycket mer pĂ„litligt och enklare att Ă„stadkomma Ă€n de vĂ€tskeöverförare som Bell och Gray hade planerat, och blev en avgörande bidrag till telefonens lĂ„ngsiktiga framgĂ„ng.
Men ÀndÄ var Bell först med att göra telefonen, trots de uppenbara fördelarna i erfarenhet och fÀrdigheter hos sina konkurrenter. Han var först inte för att han fick en insikt som ingen annan hade, de hade ocksÄ kommit pÄ telefonen, men de ansÄg att den var av liten betydelse jÀmfört med den förbÀttrade telegrafen. Bell var först för att han föredrog den mÀnskliga rösten framför telegrafen, sÄ mycket att han motsatte sig sina partners önskningar tills han kunde bevisa sin telefons funktion.
Men vad hÀnde med det harmoniska telegrafet, som Gray, Edison och Bell lade sÄ mycket anstrÀngning och tankar pÄ? Tills vidare har inget lyckats. Det visade sig vara vÀldigt svÄrt att hÄlla de mekaniska vibratorerna perfekt justerade frÄn bÄda Àndarna av ledningen, och ingen visste hur man skulle förstÀrka den kombinerade signalen sÄ att den fungerade pÄ lÄnga avstÄnd. Först mot mitten av 1900-talet, nÀr elektriska teknologier som började med radio tillÀt exakt frekvensjustering och lÄgbrusförstÀrkning, blev idén att överlagra flera signaler för att överföra dem över en enda ledning verklighet.
FarvÀl till Bell
Trots telefonens framgÄng pÄ utstÀllningen var Hubbard inte intresserad av att bygga ett telefonnÀt. NÀsta vinter föreslog han William Orton, president för Western Union, att köpa alla rÀttigheter till telefonen enligt Bells patent för 100 000 dollar. Orton avböjde, under inflytande av en kombination av ogillande mot Hubbard och hans planer pÄ posttelegrafen, sjÀlvförtroende i sitt eget arbete och Edisons arbete med telefonen, samt tro pÄ att telefonen betydde vÀldigt lite i jÀmförelse med telegrafen. Andra försök att sÀlja telefonidén var inte framgÄngsrika, frÀmst pÄ grund av rÀdslan för de enorma kostnaderna för rÀttegÄngar om patentrÀttigheter vid kommersialisering. DÀrför grundade Bell tillsammans med sina partners Bell Telephone Company i juli 1877, för att organisera telefonservicen pÄ egen hand. Samma mÄnad gifte sig Bell Àntligen med Mabel Gardiner i hennes familjs hem, och blev tillrÀckligt framgÄngsrik för att vinna hennes fars vÀlsignelse.
Alec med sin fru Mabel och tvĂ„ överlevande barn â tvĂ„ av hans söner dog som spĂ€dbarn (ca 1885)
Under nÀsta Är förÀndrade Orton sin instÀllning till telefonen och grundade sitt företag, American Speaking Telephone Company, i hopp om att patent frÄn Edison, Gray och andra skulle skydda företaget mot juridiska attacker frÄn Bell. Det blev en dödlig hot mot Bells intressen. Western Union hade tvÄ huvudfördelar. För det första, stora finansiella resurser. Bells företag behövde pengar eftersom de hyrde ut sin utrustning, vilket gjorde att det tog mÄnga mÄnader att fÄ tillbaka kostnaderna. För det andra, tillgÄng till Edisons förbÀttrade sÀndare. Den som jÀmförde hans sÀndare med Bells enhet kunde inte undgÄ att lÀgga mÀrke till den bÀttre tydligheten och ljudstyrkan hos den förstnÀmnda. Bells företag hade inget annat val Àn att stÀmma sin konkurrent för patentbrott.
Om Western Union hade haft tydliga rÀttigheter till den enda tillgÀngliga högkvalitativa sÀndaren, skulle de ha haft ett kraftfullt verktyg för att nÄ en överenskommelse. Men Bells team grÀvde fram ett tidigare patent pÄ en liknande enhet som erhölls av en tysk immigrant , och köpte det. Först efter mÄnga Ärs juridiska strider fick Edisons patent prioritet. NÀr det stod klart att rÀttsprocessen inte gav nÄgra resultat, gick Western Union i november 1879 med pÄ att överföra alla patentrÀttigheter för telefonen, utrustningen och basen av befintliga abonnenter (55 000 personer) till Bell-företaget. I utbyte bad de endast om 20% av hyresintÀkterna för telefonerna under de kommande 17 Ären, samt att Bell inte skulle blanda sig i telegrafibranschen.
Bell-företaget bytte snabbt ut Bells enheter mot förbĂ€ttrade modeller, först baserade pĂ„ Berliens patent och sedan â pĂ„ patent köpta frĂ„n Western Union. Vid tidpunkten för att tvisten var över, var Bells huvudsakliga verksamhet att vittna i patenttvister, som det fanns gott om. Ă r 1881 drog han sig helt tillbaka frĂ„n affĂ€rerna. Precis som Morse, och till skillnad frĂ„n Edison, var han inte en skapare av system. Theodore Vail, den energiska chefen som Gardiner rekryterade frĂ„n postverket, tog över företaget och ledde det till en dominerande stĂ€llning i landet.
Till en början vÀxte telefonnÀtet inte alls som telegrafnÀtet. Det senare utvecklades i sprÄng frÄn ett kommersiellt centrum till ett annat, och övervann upp till 150 km Ät gÄngen, för att hitta punkter med högsta koncentration av vÀrdefulla kunder, och endast dÀrefter kompletterade nÀtverket med förbindelser till mindre lokala marknader. TelefonnÀten vÀxte som kristaller frÄn smÄ tillvÀxtpunkter, frÄn flera kunder belÀgna i oberoende grupper i varje stad och omgivning, och förenades lÄngsamt, över Ärtionden, till regionala och nationella strukturer.
Det fanns tvĂ„ hinder för storskalig telefoni. För det första fanns det avstĂ„ndsproblemet. Ăven med förstĂ€rkta variabla resistanssĂ€ndare, baserade pĂ„ Edisons idĂ©, var rĂ€ckvidden för telegraf och telefon oövertrĂ€ffad. Den mer komplexa signalen frĂ„n telefonen var mer utsatt för brus, och de elektriska egenskaperna hos fluktuerande strömmar var mindre kĂ€nda Ă€n egenskaperna hos den likström som anvĂ€ndes i telegrafen.
För det andra fanns det kommunikationsproblemet. Bells telefon var en kommunikationsanordning för en och en, den kunde koppla ihop tvÄ punkter med en enda trÄd. Det var inte ett problem för telegrafen. Ett kontor kunde betjÀna mÄnga kunder, och meddelanden kunde enkelt omdirigeras frÄn centralkontoret över en annan linje. Men det fanns inget enkelt sÀtt att överföra ett telefonsamtal. I den första implementationen av telefonen kunde den tredje och ytterligare personer kopplas samman med de tvÄ samtalande personerna endast genom det som senare skulle kallas "parallelltelefon". Det vill sÀga, om alla abonnenternas apparater var anslutna till en linje, kunde var och en av dem prata (eller avlyssna) med de andra.
Vi kommer att Äterkomma till avstÄndsproblemet i sin tid. I fördjupar vi oss i problematiken kring anslutningar och dess konsekvenser som har pÄverkat utvecklingen av relÀer.
Vad att lÀsa
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude (1973)
- David A. Hounshell, âElisha Gray and the Telephone: On the Disadvantages of Being an Expertâ, Technology and Culture (1975).
- Paul Israel, Edison: A Life of Invention (1998)
- George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, and Other Novelties (1878)
KĂ€lla: habr.com
