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电话之父亚历山大·贝尔:从教师到发明家身份的转变

时间:2022-03-16
来源:中国电信博物馆公众号           作者:
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1876年3月10日,在美国波士顿科特街109号,一个年轻人对着一台机器说了一句日后载入史册的话:“mr.watson,come here.i need you.(华生先生,过来一下,我需要你)”。说这话的人是亚历山大·格雷厄姆·贝尔(以下简称贝尔),这句话标志着电话正式实现清晰传递语言的功能,电话的发明从根本上改变了人类的通信方式。

图片拍摄于中国电信博物馆一层展厅

从小就被人认为是“发明神童” 

1847年3月3日,贝尔出生在英国的爱丁堡,并在家乡接受了初等教育。因为父亲和祖父都是颇有名气的语言学家,受家庭影响,贝尔从小就对语言很感兴趣。

在贝尔家附近,有一座水磨坊,里面住着一对父子。通常,这里的重活是由年轻人来做的。后来他被征去当兵,只留下老人独自磨面粉维持生计。水少的时候,水车转不动,老人就无法磨面粉,只能饿肚子。好心的贝尔看到后十分同情。回到家里,他坐在父亲的书房里苦苦思索:怎样才能轻而易举地推动石磨?于是他经常去现场,仔细观察研究,发现以前的石磨结构不是很合理。反复琢磨后,他想出了一个新主意:首先改良臼齿的摩擦力,然后利用麦粒圆的形状,让双方挨着,这样臼齿的旋转就灵活多了。他马上查阅各种图书资料,设计出一幅改良水墨的草图,虽然画得不规范,但构想却十分巧妙。经过工匠的加工,水墨果然变得十分灵活,比原来省力多了。

从此,他成了远近闻名的“小发明家”。那时的贝尔只有15岁。他的热心肠、细致入微的观察力、灵活的头脑以及乐于实践的品质,都为他后来发明电话奠定了扎实的基础。

贝尔和他的电话机 

一项伟大的发明从构思到实现,再到被大众认可,仅靠发明家的思想火花、思维碰撞是不够的,还需要发明家具有坚实的经济基础和不懈的拼搏实干精神。而后两点在贝尔发明电话的过程中表现得淋漓尽致。

1870年,贝尔子承父业,跟随父母定居在加拿大安大略州布朗福特,教授聋哑人唇语和说话。后应美国波士顿聋哑学校的邀请,贝尔到那所学校现场教学,成果斐然。

波士顿大资本家桑德士慕名而来,想邀请贝尔到塞内姆给他的儿子乔治以及塞内姆的其他聋哑儿童进行教育。权衡考量思索后,热心肠的贝尔同意桑德士的要求,辞去了波士顿大学的教授职务,搬进了塞内姆的桑德士公馆,为乔治和这个镇上的其他失聪儿童做教育工作。

贝尔在从事聋哑人教学工作的同时,没有放弃自己的发明事业。投我以桃,报之以李,桑德士在贝尔的电话研究中提供了充足的人力、财力和物力支持。

在桑德士公馆,贝尔有更多的时间做研究。当贝尔注意到当时发达的电报技术时,他心想:“为什么不能用电波来传播声音呢?”

其实这种想法并不是空穴来风。早在1867年,贝尔和他的哥哥就发明了一种类似“人工喉”的机械发声装置。吹气后,它能发出少量类似真人说话的声音。然而,发明电话与制作人造喉咙在原理上大不相同。外加贝尔本身不是电气科班出身,不知发明电话应该从何做起。于是贝尔专程拜访了当时著名的美国电磁学家约瑟夫·亨利。亨利仔细听了贝尔的介绍后,微笑着说:“你的发明想法很棒,干吧!”当贝尔说他缺乏电学知识时,亨利斩钉截铁地说:“没关系,学吧”。在亨利的肯定和鼓励下,贝尔利用一切机会学习电学知识。历经两年的努力,贝尔最终掌握了电磁学理论知识,再结合已有的音学知识,他在发明电话的道路上越走越顺。

托马斯·华生(1854-1934)

说到这儿,不得不提到贝尔一生的伙伴和挚友——技艺精湛、富有创造力的电气技师托马斯·华生(thomas a. watson)(下文简称华生)。华生当时年龄仅有18岁,还没有从学校毕业。不过他曾经自学过电气知识,还开过电气店,经验丰富。1875年1月,桑德士雇佣他给贝尔当助手,二人一起从事电话的研究工作。合作半年后,他们就捣鼓出了两台粗糙的电话机原型:圆柱体底部薄膜的中心连接着一根插有硫酸的碳棒;当人说话时,薄膜振动改变电阻从而改变电流,最后在接收端利用电磁原理把电信号变回声音。

此时贝尔发明的电话模型,已经与意大利人安东尼奥∙穆奇(antonio meucci,1808-1889)、德国发明家菲利普∙雷斯(johann philipp reis,1834—1874)发明的(电话机)处于相同水平,但还达不到商用声音效果要求的声音清晰、噪声小的标准。

不过贝尔并没有因此失去信心。紧接着,他和华生花了两天两夜改进机器,设计出放大声音的音箱。然后继续实验。起初,华生只听到接收器发出嘶嘶的电流声。1876年3月10日,他清晰地听到从电话接收端传来了贝尔的声音,“华生先生,过来一下,我需要你。”这句话,成为人类第一次通过电话清晰地传递出去的声音。

贝尔获得的专利证书

电话帝国的缔造 

获得专利后,贝尔和华生继续改进他们研制的电话。与此同时,贝尔还带着电话在美国、欧洲巡回演出,进行现场表演。

1876年6月25日,费城举办世界博览会。贝尔现场展示了他的电话,引起了巴西皇帝多姆·佩德罗以及英国科学家威廉·汤普森爵士等人的关注。他们为电话在欧洲和美洲的推广做出了贡献。

1877年,贝尔、华生、桑德士和哈伯特(嘉丁纳·哈伯特,贝尔的岳父,也是一位富商、马萨诸塞州参议员)组建的贝尔电话公司,开始通过租用电话和电话线并收取使用费的方式,为家庭安装电话。同年,第一条电话线在波士顿开通。也是在这一年,第一次有人用电话给《波士顿环球报》发新闻消息,从此大众开始了电话的时代。第一年,贝尔电话公司就安装了230部电话。

1878年,贝尔在波士顿和相距300多公里外纽约的华生进行了第一次长途电话实验,并获得成功。相较于电报,电话在使用便利性方面尽显优势。这场试验过后,要求安装电话的家庭越来越多,电话如同雨后春笋一样发展起来。凭借这一惊人的势头,贝尔电话公司的业务日益发达,并成立美国电话电报公司(at&t公司)子公司,垄断美国90%以上电话市场。

1892年10月18日,纽约和芝加哥之间1520公里的电话线正式开通,贝尔在现场进行了通话演示。

1915年1月25日,贝尔和华生应邀出席美国纽约和旧金山的长途电话开通仪式。这一天,贝尔在纽约,华生在旧金山,他们分别坐在电话机前。预定的时间到了,贝尔拿起电话喊:“华生先生,过来一下,我需要你。”这是他们四十年前通过电话说的第一句话。华生立马回复:“好的,我马上去,不过要等一个星期!”人们听到了他们的对话,不禁笑了起来,并热烈鼓掌。

1922年8月2日,贝尔因糖尿病并发症去世,享年75岁。为了向贝尔致敬,美国和加拿大的电话服务在8月4日贝尔葬礼开始时,暂停一分钟。

在他的墓碑上,刻着这样一行字:“died a citizen of the united states.(一位美国公民长眠于此)”。

原载于中国电信博物馆公众号2022年3月11日。

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