Александр Грехам Белл.
Александр Грехам Белл появился на свет в шотландском городе Эдинбург 3 марта 1847 года. Самой судьбой Беллу (кстати, "bell" по-английски - "звонок") было суждено стать изобретателем аппарата, передающего звук человеческого голоса на расстоянии - его дед, дядя и отец являлись профессиональными риторами, а отец, Мелвилл Белл, опубликовал в свое время трактат об искусстве красноречия. Неудивительно, что Александр Белл, окончивший в возрасте 13 лет Королевскую школу в Эдинбурге, уже в 16 лет получил должность учителя красноречия и музыки в Академии Уэстон-Хауз.
Его отец, филолог по образованию, создал систему "Видимая речь", в которой звуки речи обозначались письменными символами; используя эту систему, люди могли правильно произносить слова даже на незнакомом языке.
Британский климат оказался вреден для семьи Беллов - брат знаменитого изобретателя умер от туберкулеза, да и сам Александр весной 1870 года тяжело заболел. Врачи настоятельно рекомендовали сменить климат. В результате, вся семья переехала в Канаду, в город Брэнтфорд (провинция Онтарио). Здесь Александр создает электрическое фортепиано, способное передавать музыку по проводам.
В 1871 году Александр оказывается в североамериканском городе Бостон, где он устроился преподавать в школе для глухонемых с использованием системы видимой речи.
Исследования Белла вышли на новый уровень, когда компания "Вестерн Юнион" объявила, что даст внушительную денежную премию тому, кто предложит способ одновременной передачи нескольких телеграмм по одной паре проводов. Поскольку Белл был хорошо осведомлен о законах акустики, он задумал решить поставленную "Вестерн Юнион" задачу весьма оригинальным способом.
Белл предложил установить на передающем пункте несколько камертонов, каждый из которых создавал бы в общей линии ток, пульсирующий со строго определенной частотой. На приемном пункте данные пульсации должны были восприниматься камертонами, настроенными на соответствующую частоту. Таким образом, рассчитывал Белл, можно было передавать одновременно семь телеграмм. Число семь Александр выбрал по числу музыкальных нот - изобретатель являлся большим любителем музыки.
Уже в период работы над "гармоничным телеграфом" Белл нашел себе верного сподвижника - бостонского механика Томаса Уотсона, работавшего в магазине электроприборов.
Определенную проблему для всесторонне образованного Белла представляло то, что он плохо разбирался в электричестве. Не зря ведь позднее Белл признавался: "Я изобрел телефон благодаря своему незнанию электротехники. Ни один человек, хотя бы элементарно знакомый с электротехникой, ни за что бы не изобрел телефона". Однако и тут ему повезло - в том же Бостоне жил крупный ученый Д. Генри (его именем названа единица индуктивности), который охотно давал шотландцу советы и рекомендации. Так, увидев первый образец телеграфа в лаборатории Белла, Генри горячо воскликнул: "Ни под каким видом не бросайте начатое!"
Однако Белл мечтал построить аппарат, с помощью которого можно было сделать звуки речи видимыми для глухонемых, не прибегая к их письменным обозначениям. Почти целый год Александр проработал в Массачусетском отоларингологическом госпитале, пытаясь в совершенстве изучить человеческий слух. В ходе экспериментов Белл приходит к мысли о том, что основной частью невиданного доселе аппарата будет выступать мембрана с установленной на ней иглой, которая станет записывать на поверхности вращающегося барабана кривые линии. Последние должны соответствовать звукам и словам.
Первый телефон Белла.
Белл и Уотсон работали в разных комнатах, поскольку передающий и принимающий аппараты находились не в одном месте. Как обычно, коллеги работали над усовершенствованием своего "гармоничного телеграфа". 2 июня 1875 года Томас Уотсон случайно заметил, что один конец стальной пластины телеграфного передатчика оказался плотно зажат контактным винтом прерывателя, благодаря чему создавался постоянный электрический контакт. Уотсон решил вручную заставить колебаться пластину. За счет вибрации намагниченной стальной пластины над полюсом магнита стал генерироваться электрический ток. Белл, прижимавший в другой комнате пластину к уху, услышал звуки, производимые Уотсоном. В этом смысле, пластина выполняла функцию мембраны современного телефонного аппарата. Услышав звуки из комнаты Уотсона, Белл моментально понял историческое значение случившегося.
С этого момента мысли Белла были заняты одним - создать такой аппарат, благодаря которому, как писал сам изобретатель, "станет возможной передача различных звуков, если только удастся вызвать колебания интенсивности электрического тока, соответствующие тем колебаниям в плотности воздуха, которые производит данный звук". Название своему аппарату Белл придумал простое, но звучное - "телефон".
Вечером 10 марта 1876 года состоялся первый в мире "сеанс" телефонной связи. Если верить красивой легенде, произошло это следующим образом. Белл, соединяя контакты жидких батарей, неудачно пролил кислоту себе на брюки, после чего автоматически позвал Уотсона на помощь. Однако рядом с Беллом находился микрофон, и слова шотландца "Уотсон, идите сюда, вы мне нужны!" бостонский механик услышал у себя в подвале через передающее устройство. Уотсона от Белла отделяло расстояние в 12 метров.
Патент № 174465 на "метод и аппаратуру для телеграфной передачи человеческого голоса и других звуков путем создания электрических колебаний", поданный Александром Беллом, датирован 14 февраля 1876 года. На считанные часы опоздал с подачей заявки на аналогичное изобретение Элайша Грей. Спустя годы, в 1898 году, он изобретет систему звуковой подводной сигнализации, предупреждающей корабли о приближении другого судна, которую назовут "Колокол Грея".
Вообще, Александру Беллу несказанно повезло. Ведь история хранит сведения о прототипах телефонов, созданных гораздо раньше. В 1837 году американский физик Чарльз Графтон Пейдж обнаружил эффект "гальванической музыки" - в электрической цепи, состоящей из камертона, гальванического элемента и электромагнита, последний издавал "поющий" звук, когда камертон, колеблясь, размыкал и замыкал цепь. В 1849 году итальянец А. Меуччи также отмечается созданием "прото-телефона". В 1854 году описание подобного изобретения в Академию направил француз Ш. Бурсель. Наконец, 26 октября 1861 года перед членами Физического общества Франкфурта Иоганн Филипп Рейс провел демонстрацию аппарата, собранного из вязальной спицы, разбитой скрипки, мотка изолированной проволоки, гальванического элемента и пробки от бочонка. Аппарат демонстрировал принцип действия уха и назывался, между прочим, "телефоном"!
Рейс походил на Белла тем, что являлся учителем школы для глухонемых; сам он практически не мог говорить из-за многолетней болезни. Над великим, без преувеличения, изобретением Рейса всенародно посмеялись в средствах массовой информации, признав за телефоном право служить лишь "игрушкой". Впрочем, несколько телефонов Рейса все же было продано.
Очень скоро и сам Белл столкнулся с непониманием - крупные компании не видели перспективы в работающем, прямо скажем, не ахти как хорошо, телефоне: слышимость была скверной, а на длинном расстоянии передаваемый звук становился совсем слабым.
Попытавшись продать свой патент компании "Вестерн Юнион" за 100 тысяч долларов, Белл получил отказ. Изобретение Белла, после проверки, подверглось уничтожающему заключению, которое стоит привести подробнее: "Мы обнаружили, что голос звучит очень слабо и неразборчиво, а при использовании длинных проводов между передатчиком и приемником звук становится еще слабее. С технической точки зрения мы не считаем, что это устройство когда-либо сможет передавать понятную речь на расстояние в несколько миль. Господа Хаббард и Белл хотят установить свои "телефоны" практически в каждом доме или деловом предприятии нашего города. Эта идея абсурдна сама по себе. Более того, с какой стати кто-то захочет использовать такое неуклюжее и непрактичное устройство, если он может отправить посыльного на местную телеграфную станцию и передать оттуда ясно написанное сообщение в любой большой город Соединенных Штатов?"
Первый телефон Белла действительно имел многие недостатки, однако это не повлияло на популярность нового вида связи. В 1876 году Александр Белл показал свой аппарат на Филадельфийской всемирной выставке. По рупору телефона, установленному в выставочном павильоне, жюри, к своему великому изумлению, смогло услышать монолог Принца Датского "Быть или не быть?", который зачитывал сам Белл, но в другом помещении.
Белл демонстрирует возможности телефонной связи.
11 июня 1877 года Александр Белл обвенчался с дочерью бостонского банкира и юриста Г. Хаббарда - Мейбл Хаббард. Девушка была ученицей изобретателя, преподававшего, как было сказано выше, в школе для глухонемых. Счастливая чета отплыла на Туманный Альбион, где Белл с громадным успехом демонстрировал возможности телефонной связи. Воспользоваться телефоном пожелала сама королевская семья.
Такой успех окрылил Белла, Уотсона и Хаббарда. Троица создает фирму "New England Telephone Company", впоследствии - "Bell Telephone Company". Белл назначается главным электротехником компании, Уотсон - управляющим и бухгалтером. Первые телефоны "Bell Telephone Company" создавались из цельного куска дерева (черный орех либо красное дерево). Передатчиком и приемником выступал один элемент.
Аппараты Белла были очень примитивными, потому разные изобретатели взялись его усовершенствовать. В 1878 году американец Давид Юз создал микрофон с угольными палочками, который, правда, был малочувствительным и давал большие искажения звука. Тогда же великий Томас Эдисон применил в телефонной схеме индукционную катушку, а Уотсон запатентовал электромеханический звонок. Свою лепту в развитие телефона внесла Россия - российский электротехник Павел Михайлович Голубицкий впервые применил в телефонных аппаратах конденсатор.
"Английский" успех телефона так впечатлил "Вестерн Юнион", что в начале 1879 года она создает фирму "American Speaking Telephone Company" для производства телефонов. Компаньоны Белла в ответ открыли "New England Telephone Company", но уже в конце 1879 года "битва" компаний была мирно прекращена путем создания объединенной "Bell Company ". И это принесло свои плоды - в декабре того же года цена одной акции телефонной компании-монополиста стоила 995 долларов!
Разбогатев, Александр Белл не стал почивать на лаврах. Он занимался авиацией и гидродинамикой, оказывал поддержку талантливым ученым и изобретателям (среди них - Г. Кертис и А. Майкельсон) и даже разводил овец, что, впрочем, делал совсем не ради получения прибыли.
"Радиофон" Белла.
Еще одной принципиальной удачей Белла стоит назвать "фотофон", который был изобретен Беллом и его помощницей Сарой Орр в 1880 году. 3 июня этого года с помощью "фотофона" Белл передал первое беспроводное телефонное сообщение.
Работа устройства основывалось на свойстве селена изменять электропроводимость под действием световых лучей, которые отражало зеркало, вибрируя под влиянием звука. В качестве получателя сигнала использовались кристаллические селеновые ячейки.
В ходе эксперимента, проходившего в Вашингтоне, Белл и Тайнтер передали звуковой сигнал на расстоянии около 213 метров, используя лишь солнечный свет. Сигнал получило параболическое зеркало с селеновыми ячейками, которые изменяли электрическое сопротивление в диапазоне от 100 до 300 Ом.
Сам Белл называл свое устройство "радиофон", предлагая использовать его как беспроводное дополнение к обычному проводному телефону. Однако подобные световые устройства, созданием которых занимался не только один Александр Белл, были заведомо бесперспективным направлением, поскольку их функционирование напрямую зависело от яркости источника света, погодных условий, времени суток и т.д. И хотя "радиофон", в улучшенном виде, был с успехом показан на выставке в Сент-Луи (штат Луизиана) в 1904 году, будущее беспроводной передачи звука было за радиоволнами.
В 1882 году Белл стал гражданином США, а через шесть лет принял участие в создании Национального географического общества своей новой родины. Умер Александр Белл утром 4 августа 1922 года. Узнав об этом, в США и Канаде было принято решение на минуту выключить все телефоны - 13 миллионов телефонных аппаратов различных конструкций замолчали в одночасье, скорбя о потере великого изобретателя.
