مقالات أخرى في السلسلة:- تاريخ التتابع
- تاريخ الحاسبات الإلكترونية
- تاريخ الترانزستور
- تاريخ الإنترنت
نشأ الهاتف عن طريق الصدفة. إذا
ظهرت شبكات التلغراف في أربعينيات القرن التاسع عشر بسبب دراسة استمرت مائة عام لإمكانية إرسال الرسائل باستخدام الكهرباء ، فقد وصل الناس عبر الهاتف بحثًا عن تلغراف محسن. لذلك ، من السهل جدًا تحديد تاريخ معقول لاختراع الهاتف ، على الرغم من أنه ليس مؤكدًا تمامًا - عام الذكرى المئوية لتأسيس الولايات المتحدة ، 1876.
ولا يمكنك القول أن الهاتف لم يكن لديه أسلاف. منذ عام 1830 ، كان علماء البحث يبحثون عن طرق لتحويل الصوت إلى كهرباء ، والكهرباء إلى صوت.
صوت كهربائي
في عام 1837 ، واجه
تشارلز بيج ، طبيب ومُجرب في مجال الكهرومغناطيسية من ماساتشوستس ، ظاهرة غريبة. وضع سلكًا حلزونيًا معزولًا بين نهايات المغناطيس الدائم ، ثم تم إنزال كل طرف من نهايات الأسلاك في حاويات زئبقية متصلة بالبطارية. في كل مرة يفتح أو يغلق الدائرة ، ويرفع نهاية السلك من الخزان أو يخفضه هناك ، يصدر المغناطيس صوتًا مسموعًا من مسافة متر. وصفها بايج بالموسيقى الجلفانية ، واقترح أن الأمر كله يتعلق بـ "الفوضى الجزيئية" التي تحدث في المغناطيس. أطلق Paige موجة من البحث حول جانبين من هذا الاكتشاف: الخاصية الغريبة للمواد المعدنية لتغيير شكلها عند مغنطة ، وتوليد الصوت الأكثر وضوحًا بواسطة الكهرباء.
نحن مهتمون بشكل خاص بدراستين. تم تنفيذ الأول بواسطة يوهان فيليب ريس. قام ريس بتدريس الرياضيات والعلوم الدقيقة لأطفال المدارس في معهد غارنييه بالقرب من فرانكفورت ، ولكن في أوقات فراغه درس الكهرباء. بحلول ذلك الوقت ، كان العديد من الكهربائيين قد ابتكروا بالفعل إصدارات جديدة من الموسيقى الجلفانية ، لكن ريس كان أول من أتقن كيمياء تحويل الصوت في اتجاهين إلى كهرباء والعكس بالعكس.
أدرك ريس أن الحجاب الحاجز الذي يشبه طبلة أذن الشخص يمكن أن يغلق ويفتح دائرة كهربائية عند اهتزازه. النموذج الأول لجهاز الهاتف [مكبر صوت طويل المدى] ، الذي بني في عام 1860 ، يتألف من "أذن" منحوتة مصنوعة من الخشب مع غشاء ممدود فوقها مصنوع من مثانة خنزير. تم إرفاق قطب من البلاتين بالجزء السفلي من الغشاء ؛ أثناء الاهتزاز ، فتح الدائرة وأغلقها بالبطارية. كان جهاز الاستقبال عبارة عن ملف من سلك الجرح حول إبرة الحياكة مثبتة على الكمان. تضخم جسم الكمان اهتزازات الإبرة المتغيرة الشكل عندما تم ممغنطتها وإزالة مغناطيسيتها.
طراز هاتف الرحلة المتأخرةتوصل Reis إلى العديد من التحسينات للنموذج الأولي المبكر ، ووجد ، جنبًا إلى جنب مع المجربين الآخرين ، أنه إذا غنت أو أدركت شيئًا فيه ، فسيظل الصوت المرسل معروفًا. كان من الصعب التمييز بين الكلمات ، وغالبًا ما كانت مشوهة وجعلت غير مفهومة. استخدمت العديد من التقارير حول الإرسال الصوتي الناجح عبارات شائعة مثل "صباح الخير" و "كيف حالك" ، ويمكن تخمينها بسهولة. ظلت المشكلة الرئيسية هي أن جهاز إرسال الطيران فتح الدائرة وأغلقها فقط ، ولكنه لم ينظم قوة الصوت. ونتيجة لذلك ، كان من الممكن إرسال تردد بسعة ثابتة فقط ، وهذا لا يمكن أن يقلد كل التفاصيل الدقيقة للصوت البشري.
يعتقد ريس أن عمله يجب أن يعترف به العلم ، لكنه لم يحقق ذلك. كان جهازه عجبًا شائعًا بين النخبة العلمية ، وظهرت نسخ في معظم مراكز هذه النخبة: في باريس ولندن وواشنطن. لكن عمله العلمي رفضته مجلة البروفيسور بوغندورف "Annalen der Physik" ["Annals of Physics"] - إحدى أقدم المجلات العلمية والأكثر تأثيراً في ذلك الوقت. كما فشلت جهود فلايت للإعلان عن الهاتف مع شركات التلغراف. عانى من مرض السل ، وأدى مرض متدهور إلى منعه من إجراء المزيد من البحوث الجادة. ونتيجة لذلك ، في عام 1873 ، أخذ المرض حياته وطموحه. وهذه ليست المرة الأخيرة التي سيعوق فيها هذا المرض تطور تاريخ الهاتف.
بينما قام ريس بتحسين هاتفه ، قام
هيرمان لودفيج فرديناند هيلمهولتز بلمساته النهائية لدراسته المثمرة في علم وظائف الأعضاء السمعي: "عقيدة الأحاسيس السمعية كأساس فسيولوجي لنظرية الموسيقى" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik] ، نُشر في 1862 سنة. Helmholtz ، أستاذ في جامعة هايدلبرغ في ذلك الوقت ، كان عملاق العلوم في القرن التاسع عشر ، حيث عمل على فسيولوجيا الرؤية والديناميكا الكهربائية والديناميكا الحرارية ، إلخ.
يرتبط عمل هيلمهولتز بشكل عرضي فقط بتاريخنا ، ولكن من المؤسف أن نفتقده. في عقيدة المشاعر السمعية ، فعل Helmholtz للموسيقى ما فعله نيوتن للضوء - أظهر كيف يمكن تفكيك إحساس واحد على ما يبدو في الأجزاء المكونة له. أثبت أن الاختلافات في الجرس ، من الكمان إلى الباسون ، تأتي فقط من الاختلافات في القوة النسبية لإيقاعاتهم (نغمات بتردد مزدوج أو ثلاثي ، إلخ. فيما يتعلق بالنوتة الأساسية). ولكن بالنسبة لقصتنا ، فإن الجزء الأكثر إثارة للاهتمام من عمله هو أداة رائعة طورها لإظهار:
خيار مركب هلمهولتزطلب Helmholtz أول جهاز في ورشة عمل كولونيا. ببساطة ، كان مُركِّبًا قادرًا على إنتاج الأصوات بناءً على تركيبة من النغمات البسيطة. كانت فرصته الأكثر إثارة للدهشة هي القدرة التي لا يمكن تفسيرها على إعادة إنتاج حروف العلة التي اعتاد الجميع على سماعها فقط من فم الإنسان.
يعمل جهاز المزج من الضرب على شوكة الضبط الرئيسية ، يهتز على نوتة القاعدة ، ويغلق الدائرة ويفتحها ، ويغمس السلك البلاتيني في وعاء به زئبق. ثمانية شوكات ضبط ممغنطة ، كل منها اهتزت مع نغمة مفرطة ، استقرت بين نهايات المغناطيس الكهربائي المتصل بالدائرة. تضمن كل إغلاق دائرة مغناطيس كهربائي ، وأبقى شوكات الضبط في حالة اهتزاز. بجانب كل شوكة رنانة كان هناك مرنان أسطواني قادر على تضخيم طنينه إلى مستوى مسموع. في الحالة الطبيعية ، تم إغلاق غطاء الرنان ، وغرق صوت شوكة الضبط. إذا قمت بتحريك الغطاء إلى الجانب ، يمكنك سماع هذه النغمة ، وبالتالي "تعزف" صوت البوق أو البيانو أو حرف العلة "o".
سيلعب هذا الجهاز دورًا صغيرًا في إنشاء نوع جديد من الهاتف.
تلغراف متناسق
كان أحد المغريات للمخترعين في النصف الثاني من القرن التاسع عشر متعدد اللغات. كلما زاد عدد إشارات التلغراف التي كان من الممكن دفعها في سلك واحد ، زادت كفاءة شبكة التلغراف. بحلول بداية سبعينيات القرن التاسع عشر ، عُرفت عدة طرق مختلفة لتنظيم التلغراف المزدوج (إرسال إشارتين في اتجاهين متعاكسين في نفس الوقت). بعد فترة وجيزة ، قام توماس إديسون بتحسينها عن طريق إنشاء رباعية رباعية ، يجمع بين الازدواج المزدوج والثنائي (الإرسال المتزامن لإشارتين في اتجاه واحد) ، بحيث يمكن استخدام السلك أربع مرات أكثر كفاءة.
ولكن هل كان من الممكن زيادة عدد الإشارات؟ لتنظيم نوع من octoruplex ، أو حتى أكثر؟ حقيقة أن الموجات الصوتية يمكن أن تتحول إلى تيار كهربائي والعكس بالعكس يوفر فرصة مثيرة للاهتمام. ماذا لو استخدمنا نغمات من ارتفاعات مختلفة لإنشاء تلغراف صوتي أو توافقي أو شعري؟ إذا كان من الممكن تحويل الاهتزازات المادية للترددات المختلفة إلى ترددات كهربائية ، ثم يمكن تفكيكها مرة أخرى إلى تردداتها الأصلية من ناحية أخرى ، فسيكون من الممكن إرسال إشارات متعددة في وقت واحد دون تدخل متبادل. عندها يكون الصوت نفسه مجرد وسيلة لتحقيق غاية ، وسيط وسيط يشكل تيارات بحيث يمكن أن توجد عدة إشارات في سلك واحد. من أجل البساطة ، سأطلق على هذا المفهوم التلغراف التوافقي ، على الرغم من استخدام أنواع مختلفة من المصطلحات في ذلك الوقت.
لم تكن هذه طريقة واحدة لإنشاء إشارات تعدد الإرسال. في فرنسا ،
جان موريس إميل بودوت [الذي تُعرف وحدة السرعة الرمزية باسمه بالباود / تقريبًا. ترجمة.] بحلول عام 1874 ، جاء مع آلة مع موزع الدورية ، وجمع الإشارات بالتناوب من العديد من أجهزة إرسال التلغراف. الآن نسميها تعدد إرسال تقسيم زمني ، وليس تردد. لكن هذا النهج كان له عيب - لن يؤدي إلى إنشاء مهاتفة.
بحلول ذلك الوقت ، سيطرت ويسترن يونيون على التلغراف الأمريكي ، الذي تم تشكيله في خمسينيات القرن التاسع عشر في محاولة للقضاء على المنافسة غير المواتية للجميع بين العديد من شركات التلغراف الكبيرة - حتى ظهرت قوانين مكافحة الاحتكار ، يمكن استخدام هذا التفسير لتبرير مثل هذه الاندماجات. وصفتها إحدى الشخصيات في قصتنا بأنها "على الأرجح أكبر شركة موجودة على الإطلاق". حيازة آلاف الكيلومترات من الأسلاك وإنفاق مبالغ ضخمة من المال على بناء وصيانة الشبكات ، تابعت ويسترن يونيون باهتمام كبير التطورات في مجال التلغراف المتعدد.
كانت الإنجازات في مجال التلغراف تنتظر لاعبًا آخر.
كان غاردنر غرين هوبارد ، وهو محامٍ ورجل أعمال في بوسطن ، أحد الداعمين الرئيسيين لتحويل التلغراف الأمريكي إلى سيطرة الحكومة الفيدرالية. يعتقد هوبارد أن البرقيات يمكن أن تكلف بثمن بخس تكلفة الرسائل ، وكان عازمًا على تقويض احتكار ويسترن يونيون الساخر والابتزاز. لم يقترح مشروع قانون هوبارد تأميم شركات التلغراف القائمة بالكامل ، كما فعلت جميع القوى الأوروبية تقريبًا ، لكنه سيؤسس خدمة تلغراف برعاية الحكومة تحت رعاية وزارة البريد. لكن النتيجة ستكون على الأرجح هي نفسها ، وستترك ويسترن يونيون هذا العمل. بحلول منتصف سبعينيات القرن التاسع عشر ، توقف تقدم القانون ، لكن هوبارد كان واثقًا من أن السيطرة على براءة اختراع جديدة حاسمة قد تعطيه ميزة لدفع اقتراحه إلى الكونجرس.
غاردينر غرين هوباردفي الولايات المتحدة ، تطور عاملان فريدان: أولاً ، النطاق القاري لـ Western Union. لم يكن لدى أي منظمة تلغراف أوروبية واحدة مثل هذه الخطوط الطويلة ، وبالتالي لا يوجد سبب لتطوير التلغراف المتعدد. ثانياً ، السؤال المفتوح حول سيطرة الحكومة على التلغراف. آخر معقل أوروبي كان بريطانيا ، التي أممت التلغراف في عام 1870. بعد ذلك ، لم يكن هناك مكان باستثناء الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث لم يكن هناك أي مكان يلوح فيه الاحتمال المغري لتحقيق اختراق تكنولوجي وتقويض الاحتكار. ربما بسبب هذا ، تم إجراء معظم العمل على التلغراف التوافقي في الولايات المتحدة.
وقد حصل على الجائزة بشكل رئيسي ثلاثة. اثنان منهم كانا بالفعل مخترعين موقرين -
إليشا جراي وتوماس إديسون . والثالث هو أستاذ البلاغة ومعلم أصم يدعى بيل.
رمادي
نشأت إليشا جراي في مزرعة في ولاية أوهايو. مثل العديد من معاصريه ، لعب في شبابه التلغراف ، ولكن في سن الثانية عشرة ، عندما توفي والده ، بدأ في البحث عن وظيفة يمكن أن توفر له. لبعض الوقت كان طالبًا للحدادة ، ثم نجار سفينة ، وفي سن 22 ، علم أنه يمكنه الحصول على تعليم في كلية أوبرلين دون إيقاف النجارة. بعد خمس سنوات من الدراسة ، انغمس في مهنة مخترع في مجال التلغراف. كانت براءة اختراعه الأولى تتابعًا ذاتي الضبط ، والذي ، باستخدام مغناطيس كهربائي ثانٍ بدلاً من زنبرك يعيد المحرك ، يلغي الحاجة إلى ضبط حساسية التتابع اعتمادًا على القوة الحالية في الدائرة.
إليشا جراي ، تقريبا. 1878بحلول عام 1870 ، كان بالفعل شريكًا في شركة لتصنيع المعدات الكهربائية ، وعمل هناك كمهندس رئيسي. في عام 1872 ، نقل هو وشريكه الشركة إلى شيكاغو وأطلقوا عليها اسم شركة Western Electric Manufacturing Company. سرعان ما أصبحت ويسترن إلكتريك موردًا رئيسيًا لمعدات التلغراف لشركة ويسترن يونيون. ونتيجة لذلك ، ستترك علامة ملحوظة على تاريخ الاتصالات الهاتفية.
في أوائل عام 1874 ، سمع جراي صوتًا غريبًا من حمامه. بدا الأمر مثل عواء الجذور المهتزة ، فقط أقوى بكثير. Rheotom (حرفيا "قاطع التدفق") هو جهاز كهربائي معروف يستخدم لسانًا معدنيًا لفتح الدائرة وإغلاقها بسرعة. نظر غراي إلى الحمام ، ورأى ابنه وهو يمسك بيد واحدة ملف لفائف متصل بفتحة الرأس ، ومع يده الثانية يفرك طلاء الزنك في الحمام ، الذي يرطب بنفس التردد. غراي ، المهتم بالفرص التي فتحت ، ابتعد عن العمل اليومي في Western Electric لاستعادة الاختراع مرة أخرى. بحلول الصيف ، قام بتطوير تلغراف موسيقي كامل الأوكتاف ، والذي كان من الممكن فيه تشغيل الأصوات على غشاء مصنوع من حوض معدني بالضغط على مفاتيح لوحة المفاتيح.
جهاز الإرسال
المتلقي
كان التلغراف الموسيقي جديداً دون قيمة تجارية واضحة. لكن غراي أدرك أن القدرة على نقل أصوات نغمات مختلفة على سلك واحد أعطته احتمالين. من خلال جهاز إرسال بتصميم مختلف قادر على التقاط الصوت من الهواء ، كان من الممكن إنشاء تلغراف صوتي. مع جهاز استقبال آخر قادر على فصل الإشارة المدمجة إلى مكونات ، كان من الممكن عمل تلغراف متناسق - أي تلغراف متعدد يعتمد على الصوت. قرر التركيز على الخيار الثاني ، حيث كان لصناعة التلغراف طلبات واضحة. أسس نفسه في اختياره ، وتعلم عن هاتف Flight ، الذي بدا أنه لعبة فلسفية بسيطة.
رسيفر تلغراف رمادي متناسق مصنوع من مجموعة مغناطيس كهربائي مقرونة بشرائط معدنية. تم ضبط كل شريط على تردد معين ، وبدا عند الضغط على الزر المقابل على جهاز الإرسال. عمل جهاز الإرسال على نفس مبدأ التلغراف الموسيقي.
قام جراي بتحسين أجهزته للعامين القادمين وأخذه إلى المعرض. رسميا ، أطلق على الحدث "
المعرض الدولي للفنون والمنتجات الصناعية ومنتجات التربة والمناجم ". كان هذا أول معرض عالمي يقام في الولايات المتحدة ، وتزامن مع الاحتفال بالذكرى المئوية للأمة ، فيما يتعلق بما يسمى معرض مائة عام. مرت في فيلادلفيا في صيف عام 1876. هناك ، أظهر جراي اتصال "octlex" (أي ثماني رسائل في وقت واحد) على خط تلغراف مُعد خصيصًا من نيويورك. أشاد قضاة المعرض بهذا الإنجاز ، ولكن سرعان ما طغت عليه معجزة أكبر.
اديسون
اكتشف
ويليام أورتن ، رئيس ويسترن يونيون ، بسرعة تقدم جراي ، مما جعله في حالة عصبية شديدة. في أفضل سيناريو ، إذا نجح جراي ، فإن الوضع سيؤدي إلى ترخيص براءات الاختراع باهظ الثمن. في أسوأ الحالات ، ستشكل براءة اختراع جراي الأساس لشركة منافسة من شأنها أن تقوض هيمنة ويسترن يونيون.
لذلك ، في يوليو 1875 ، قام أورتن بسحب آس من كمه ، وهو توماس إديسون. نشأ إديسون جنبًا إلى جنب مع التلغراف ، قضى عدة سنوات كمشغل تلغراف ، ثم أصبح مخترعًا. كان أكبر انتصار له في ذلك الوقت هو التواصل الرباعي ، الذي تم إنشاؤه بأموال ويسترن يونيون قبل عام. الآن أمل أورتن في أن يحسن اختراعه ويتجاوز ما تمكن جراي من القيام به. قدم اديسون وصفا لهاتف الرحلة. درس إديسون أيضًا عمل هلمهولتز ، الذي تمت ترجمته مؤخرًا إلى الإنجليزية.
كان أديسون في ذروة الشكل ، وتدفقت منه الأفكار المبتكرة مثل الشرر من السندان. في العام التالي ، أظهر نهجين مختلفين للتلغراف الصوتي - كان الأول مثل التلغراف الرمادي ، واستخدم شوكة رنانة أو ألسنة اهتزازية لإنشاء أو إدراك التردد المطلوب. فشل إديسون في جعل هذا الجهاز يعمل بمستوى مقبول.
النهج الثاني ، الذي سماه "جهاز الإرسال الصوتي" ، كان مختلفًا تمامًا. بدلاً من استخدام القصب الاهتزازية لإرسال ترددات مختلفة ، استخدمها لنقل النبضات على فترات مختلفة. قام بتقسيم استخدام السلك بين أجهزة الإرسال بالوقت بدلاً من التردد. وهذا يتطلب تزامنًا تامًا للاهتزازات في كل زوج من أجهزة الإرسال والاستقبال بحيث لا تتداخل الإشارات. بحلول أغسطس 1876 ، كان الرباعي يعمل على هذا المبدأ ، على الرغم من أن الإشارة على بعد أكثر من 100 ميل أصبحت عديمة الفائدة. كانت لديه أيضًا أفكار لتحسين هاتف Flight ، والذي أرجأه مؤقتًا.
ثم سمع إديسون عن الإحساس الذي تم في معرض المئوية في فيلادلفيا من قبل رجل يدعى بيل.
جرس
ولد
ألكسندر جراهام بيل في إدنبره باسكتلندا وترعرع في لندن بتوجيه صارم من جده. مثل غراي وإديسون ، في فترة المراهقة ، أظهر اهتمامًا بالتلغراف ، ولكن بعد ذلك اتبع خطى والده وجده ، واختار الكلام البشري باعتباره شغفه الرئيسي.
جده ، ألكسندر ، صنع اسما لنفسه على المسرح ، ثم بدأ في تعليم الخطابة. كان الأب ، ألكسندر ميلفيل ، معلمًا أيضًا ، بل طور ونشر نظامًا صوتيًا أطلق عليه "الكلام المرئي". اختار الإسكندر الأصغر (أليك ، كما كان يسمى في الأسرة) ، تعليم الكلام الصم كمهنته.في نهاية ستينيات القرن التاسع عشر ، درس علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في جامعة لندن كوليدج. درست معه الطالبة ماري إكليستون ، والذي كان سيتزوجه. ولكن بعد ذلك رفض التدريب والحب. توفي شقيقاه بسبب مرض السل ، وطالب والد أليك بالهجرة مع عائلته المتبقية إلى العالم الجديد من أجل الحفاظ على صحة ابنه الوحيد. أطاع بيل ، على الرغم من مقاومته واستياءه ، ورفع الأشرعة في عام 1870.بعد اختراق صغير في أونتاريو ، وجد ألكسندر وظيفته كمدرس في مدرسة الصم في بوسطن ، وليس بدون اتصالات والده. بدأت خيوط مستقبله في النسج هناك.أولاً ، كان لديه طالبة ، مابل هوبارد ، فقدت سمعها في سن الخامسة بسبب الحمى القرمزية. قام بيل بتدريس دروس خصوصية حتى بعد أن أصبح أستاذًا في علم وظائف الأعضاء وخطابة في جامعة بوسطن ، وكان مابل من بين طلابه الأوائل. خلال دراستها ، كانت أقل من 16 عامًا بقليل ، وعشر سنوات أقل من بيلا ، وفي بضعة أشهر وقع في حب هذه الفتاة. سنعود إلى قصتها.في عام 1872 ، جدد بيل اهتمامه بالتلغراف. قبل بضع سنوات ، بينما كان لا يزال في لندن ، اكتشف بيل عن تجارب هلمهولتز. لكن بيل أساء فهم إنجاز هيلمهولتز ، معتقدًا أنه لم يخلق فقط ، بل نقل أيضًا أصواتًا معقدة باستخدام الكهرباء. لذلك تم حمل بيل بواسطة تلغراف متناسق - يشارك سلكًا مع العديد من الإشارات المرسلة على ترددات عديدة. ربما مستوحاة من الأخبار التي اكتسبها ويسترن يونيون فكرة التلغراف المزدوج من جوزيف ستيرنز ، مواطنه من بوسطن ، قام بيل بمراجعة أفكاره ، ومثل إديسون وجراي ، بدأ في محاولة تنفيذها.ذات مرة ، عندما زار مابل ، لمس الخيط الثاني من مصيره - واقفا بجوار البيانو ، أظهر لعائلتها الخدعة التي تعلمها في شبابه. إذا قمت بغناء نوتة نظيفة في البيانو ، فسوف ترن السلسلة المقابلة وتفقدها استجابة. وأخبر والد مابيل أن إشارة التلغراف المضبوطة يمكن أن تحقق نفس التأثير ، وأوضح كيف يمكن استخدامها في التلغراف المتعدد. ولم يكن بيل سيجد مستمعاً يتناسب بشكل أفضل مع قصته: لقد صدى بفرح وفهم على الفور الفكرة الرئيسية: "هناك هواء واحد فقط للجميع ، وهناك حاجة إلى سلك واحد فقط" ، أي أن انتشار الموجة من التيار في السلك يمكن أن ينسخ التوزيع في صورة مصغرة إلى موجات الهواء الناتجة عن صوت معقد. كان مستمع بيل هو غاردينر هوبارد.رقم الهاتف
والآن أصبحت القصة مشوشة للغاية ، لذلك أخشى اختبار صبر القراء. سأحاول تتبع الاتجاهات الرئيسية دون الخوض في التفاصيل.
عمل بيل ، بدعم من هوبارد ووالد آخر من طلابه ، بجد على التلغراف التوافقي ، دون إفشاء نجاحاته. قام بتبديل عمله الغاضب مع فترات الراحة ، عندما خذلته صحته ، بينما كان يحاول أداء واجباته الجامعية ، وتعزيز نظام "الكلام المرئي" لوالده والعمل كمدرس. استأجر مساعدًا جديدًا ،
توماس واتسون ، ميكانيكي من ذوي الخبرة في ورشة تشارلز بوسطن الميكانيكية تشارلز ويليامز - تجمع الأشخاص المهتمون بالكهرباء هناك. حث هوبارد بيل على ، ولم يتردد في استخدام يد ابنته كحافز ، رافضًا الزواج منها حتى قام بيل بتحسين تلغرافه.
في صيف عام 1874 ، أثناء الراحة بالقرب من منزل عائلة في أونتاريو في بيلا ، جاءت البصيرة. تم دمج العديد من الأفكار التي كانت موجودة في اللاوعي الخاص به في واحدة - الهاتف. أخيرًا وليس آخرًا ، أثر
فونو -
توقيع على أفكاره - أول جهاز تسجيل في العالم يرسم موجات صوتية على الزجاج المدخن. أقنع بيل هذا بأن الصوت من أي تعقيد يمكن اختزاله لتوجيه الحركات في الفضاء ، مثل حركة التيار عبر سلك. لن نتطرق إلى التفاصيل الفنية ، لأنها لا تتعلق بالهواتف التي تم إنشاؤها حقًا وعملية استخدامها أمر مشكوك فيه. لكنهم وجهوا تفكير بيل في اتجاه جديد.
رسم تخطيطي لمفهوم هاتف بيل الأصلي مع "التوافقيات" (غير مدمج)أرجأ بيل هذه الفكرة مؤقتًا بحيث ، كما توقع شركاؤه ، لمتابعة هدف إنشاء تلغراف متناغم.
لكن روتين الضبط الدقيق للأدوات سرعان ما أزعجه ، وقلبه ، سئم من العديد من العوائق العملية التي تقف في الطريق من نموذج أولي إلى نظام عملي ، ينجذب بشكل متزايد نحو الهاتف. كان الصوت البشري أول شغفه. في صيف عام 1875 ، اكتشف أن الألسنة الاهتزازية لا يمكنها فقط إغلاق الدائرة وفتحها بسرعة بطريقة مفتاح التلغراف ، ولكن أيضًا إنشاء تيار مستمر يشبه الموجة يتحرك في مجال مغناطيسي. أخبر فكرته عبر الهاتف لـ Watson ، وقاموا معًا ببناء أول نموذج هاتف على هذا المبدأ - الحجاب الحاجز الذي يهتز في مجال مغناطيس كهربائي يثير تيارًا يشبه الموجة في الدائرة المغناطيسية. كان هذا الجهاز قادرًا على إرسال بعض أصوات الصوت المكتومة. لم يعجب هوبارد بالجهاز وأمر بيل بالعودة إلى المهام الحقيقية.
هاتف بيل البدائي - "مشنقة" صيف 1875لكن بيل أقنع مع ذلك هوبارد وشركاء آخرين أن الفكرة يجب أن تكون براءة اختراع ، حيث يمكن استخدامها في التلغراف المتعدد. وإذا تقدمت بالفعل للحصول على براءة اختراع ، فلن يحظر أحد أن يذكر فيها إمكانية استخدام الجهاز للاتصالات الصوتية. ثم في شهر يناير ، أضاف بيل آلية جديدة لتوليد تيار الموجة لمسودة البراءة: مقاومة متغيرة. أراد أن يربط الحجاب الحاجز الاهتزازي ، الذي تلقى الصوت ، باتصال بلاتيني ، سقط وسقط من الخزان بالحمض ، حيث كان هناك اتصال ثابت آخر. عندما غرق الاتصال المتحرك أعمق ، اتصل سطح أكبر بالحمض ، مما قلل من مقاومة التيار المتدفق بين جهات الاتصال - والعكس صحيح.
رسم جرس لمفهوم مرسل مقاومة متغيرة السائلأرسل هوبارد ، علمًا بأن جراي كان يسير على عقب بيلا ، براءة اختراع للموجة الحالية لبراءات الاختراع إلى مكتب براءات الاختراع صباح يوم 14 فبراير ، دون انتظار تأكيد بيل النهائي. وفي نفس اليوم ، وصل محامي جراي ببراءته. كما احتوى على اقتراح لتوليد تيار موجة باستخدام مقاومة متغيرة سائلة. كما أشار إلى إمكانيات تطبيق الاختراع لكل من التلغراف والإرسال الصوتي. لكنه تأخر عدة ساعات من أجل إحباط براءة اختراع بيل. إذا كان ترتيب الوصول مختلفًا ، فقبل إصدار تصريح براءة الاختراع ، يجب عقد جلسة استماع طويلة حول الأولويات. ونتيجة لذلك ، مُنح بيل في 7 مارس براءة اختراع رقم 174465 ، "تحسينات في الإبراق" ، والتي وضعت حجر الأساس في الهيمنة المستقبلية لنظام بيل.
ولكن في هذه القصة الدرامية ، لم يكن الأمر يخلو من السخرية. في 14 فبراير 1876 ، لم يبن لا بيل ولا غراي نموذج هاتف يعمل. لم يحاول أحد حتى القيام بذلك ، باستثناء محاولة بيل الوجيزة في يوليو الماضي ، حيث لم تكن هناك مقاومة متغيرة. لذلك ، لا تعتبر براءات الاختراع معالم في تاريخ التكنولوجيا. لم تكن هذه اللحظة الحرجة في تطوير المهاتفة كمؤسسة تجارية متصلة بالهاتف كجهاز.
فقط بعد إرسال براءة الاختراع ، كان لدى بيل وواتسون الفرصة للعودة إلى الهاتف ، على الرغم من مطالب هوبارد المستمرة بمواصلة العمل على التلغراف المتعدد. لعدة أشهر ، حاول بيل وواتسون الحصول على فكرة العمل بمقاومة متغيرة السوائل ، وتم استخدام الهاتف المبني على هذا المبدأ لنقل العبارة الشهيرة: "السيد واتسون ، تعال هنا ، أريد أن أراك".
لكن المخترعين واجهوا باستمرار مشاكل في موثوقية هذه المرسلات. لذلك ، بدأ بيل وواتسون في العمل على أجهزة إرسال جديدة ، باستخدام مبدأ magneto الذي جربا به في صيف عام 1875 - باستخدام حركة الحجاب الحاجز في مجال مغناطيسي لإثارة التيار مباشرة. كانت المزايا هي البساطة والموثوقية. كان العيب هو أن القوة المنخفضة لإشارة الهاتف كانت بسبب الاهتزازات الهوائية الناتجة عن صوت المتحدث. هذا يحد من مسافة العمل الفعالة لجهاز إرسال مغناطيسي. وفي جهاز بمقاومة متغيرة ، قام الصوت بتعديل التيار المتولد بواسطة البطارية ، والذي يمكن أن يكون قويًا بشكل تعسفي.
عمل المغناطيسية الجديدة بشكل أفضل بكثير من تلك الموجودة في الصيف الماضي ، وقرر غاردينر أنه ربما لا يزال هناك شيء في فكرة الهاتف. من بين وسائل الترفيه الأخرى ، شارك في لجنة معرض التعليم والعلوم في ماساتشوستس في معرض المئوية القادم. استخدم نفوذه لإعطاء بيلا مكانًا في المعرض وفي المسابقة حيث قام القضاة بتقييم الاختراعات الكهربائية.
جرس / واتسون مغناطيسي الارسال. يتحرك الحاجز المعدني الاهتزازي D في المجال المغناطيسي للمغناطيس H ويثير تيارًا في الدائرة
المتلقيوصل القضاة إلى بيل مباشرة بعد دراسة التلغراف التوافقي الرمادي. تركهم في جهاز الاستقبال وذهب إلى أحد أجهزة الإرسال الموجودة على بعد مائة متر أسفل المعرض. دهش محاورو بيل لسماعه يغني والكلمات تخرج من صندوق معدني صغير. كان أحد القضاة مواطنه بيلا ، الاسكتلندي
وليام طومسون (الذي حصل لاحقًا على لقب اللورد كلفن). بحماس بهيجة ، ركض إلى الطرف الآخر من القاعة إلى بيل ليخبره أنه سمع كلماته ، وأعلن في وقت لاحق أن الهاتف "أكثر شيء مدهش رآه في أمريكا". كان هناك إمبراطور البرازيل ، الذي ضغط على الصندوق في أذنه أولاً ، ثم قفز من على الكرسي وهو يصيح: "أسمع ، أسمع!"
جعلت الضجة التي سببها بيل في العرض اديسون يعالج أفكاره السابقة بشأن الإرسال عبر الهاتف. هاجم على الفور العيب الرئيسي لـ Bell - جهاز الإرسال المغنطيسي الضعيف. من تجاربه مع الرباعي ، عرف أن مقاومة رقائق الفحم تختلف مع الضغط. بعد العديد من التجارب مع التكوينات المختلفة ، طور جهاز إرسال مقاومة متغيرة يعمل على هذا المبدأ. فبدلاً من تحرك الموجة التلامسية في السائل ، ضغطت موجات ضغط صوت السماعة "زر" الكربون ، وغيرت مقاومتها ، وبالتالي القوة الحالية في الدائرة. كان أكثر موثوقية وأسهل في التنفيذ من أجهزة الإرسال السائلة ، التي تصورها Bell و Gray ، وكان مساهمة حاسمة في نجاح الهاتف على المدى الطويل.
ومع ذلك ، كان بيل أول من صنع الهاتف ، على الرغم من المزايا الواضحة في الخبرة والمهارات التي يتمتع بها منافسيه. لم يكن هو الأول لأنه كان لديه رؤية لا يصل إليها الآخرون - لقد فكروا في الهاتف أيضًا ، لكنهم اعتبروه غير مهم مقارنة بالتلغراف المحسن. كان بيل هو الأول لأنه أحب صوت الإنسان أكثر من التلغراف ، وأحبه كثيرًا لدرجة أنه قاوم رغبة شركائه حتى تمكن من إثبات قابلية تشغيل هاتفه.
ولكن ماذا عن التلغراف التوافقي ، الذي بذل فيه جراي وإديسون وبيل الكثير من الجهد والتفكير؟ حتى الآن لم يحدث شيء. كان من الصعب جدًا الحفاظ على الهزاز الميكانيكي على طرفي السلك متناغمين تمامًا ، ولم يكن أحد يعرف كيفية تضخيم الإشارة المدمجة بحيث تعمل على مسافات طويلة. فقط أقرب إلى منتصف القرن العشرين ، بعد أن أتاحت التقنيات الكهربائية التي بدأت مع الراديو ضبط الترددات وتضخيمها بضوضاء منخفضة ، أصبحت فكرة تراكب إشارات متعددة للإرسال عبر سلك واحد حقيقة واقعة.
وداع لجرس
على الرغم من نجاح الهاتف في العرض ، لم يكن هوبارد مهتمًا ببناء نظام هاتف. في الشتاء التالي ، دعا وليام أورتن ، رئيس ويسترن يونيون ، للحصول على جميع الحقوق في الهاتف وفقًا لبراءة اختراع بيل مقابل 100000 دولار. رفض أورتن ، بسبب مزيج من العداء لهوبارد ودوائره التلغرافية ، والثقة بالنفس وعمل إديسون على الهاتف ، بالإضافة إلى الاعتقاد بأن الهاتف ، بالمقارنة مع التلغراف ، كان يعني القليل جدًا. لم تنجح محاولات أخرى لبيع فكرة الهاتف ، ويرجع ذلك أساسًا إلى المخاوف من تكاليف التقاضي الضخمة على حقوق براءات الاختراع في حالة التسويق. لذلك ، في يوليو 1877 ، أسس بيل وشركاؤه شركة بيل للهواتف لتنظيم خدمة الهاتف بأنفسهم. في الشهر نفسه ، تزوجت بيل أخيرًا من مابل جاردينر في منزل عائلتها ، وأصبحت ناجحة بما يكفي للفوز بمباركة والدها.
أليك مع زوجته مابل وطفلين على قيد الحياة - توفى ولديه في سن الطفولة (عام 1885)في العام التالي ، غير أورتن رأيه بشأن الهاتف وأسس شركته الخاصة ، شركة الهاتف الأمريكية الناطقة ، على أمل أن براءات الاختراع من Edison و Gray وآخرين ستحمي الشركة من هجمات Bell القانونية. أصبحت تهديدًا قاتلًا لمصالح بيل. كانت ويسترن يونيون ميزتين رئيسيتين. أولاً ، موارد مالية كبيرة. كانت شركة بيلا بحاجة إلى المال لأنها استأجرت معدات لعملائها ، الأمر الذي استغرق شهوراً لدفع ثمنها. ثانيًا ، الوصول إلى مرسل Edison المحسن. لا يستطيع أي شخص يقارن جهاز الإرسال بجهاز Bell إلا أن يلاحظ أفضل وضوح وحجم الصوت الأول. لم يكن لدى شركة بيل خيار سوى مقاضاة منافس بدعوى قضائية لانتهاك براءات الاختراع.
إذا كان لدى Western Union حقوق لا لبس فيها في جهاز الإرسال الوحيد ذي الجودة العالية والميسور التكلفة ، فسيكون لها نفوذ قوي للتوصل إلى اتفاق. لكن فريق بيل اكتشف براءة اختراع سابقة لجهاز مماثل ، حصل عليها المهاجر الألماني
إميل برلينر ،
وأعاد شرائها. فقط بعد سنوات عديدة من المعركة القانونية ، أعطيت براءة إديسون الأولوية. بالنظر إلى أن المحاكمة لم تنجح ، وافقت ويسترن يونيون في نوفمبر 1879 على نقل جميع حقوق براءات الاختراع إلى الهاتف والمعدات وقاعدة المشتركين الحاليين (55000 شخص) إلى بيلا. في المقابل ، طلبوا 20 ٪ فقط من تأجير الهاتف خلال الـ 17 عامًا القادمة ، وأيضًا أن بيل لا يجب أن يدخل في مجال التلغراف.
سرعان ما استبدلت شركة Bell أجهزة Bell بنماذج محسنة ، تستند أولاً إلى براءة اختراع برلينر ، ثم إلى براءات الاختراع التي تم الحصول عليها من Western Union. في الوقت الذي انتهت فيه الدعوى القضائية ، كان العمل الرئيسي لبيل هو الشهادة في التقاضي بشأن براءات الاختراع ، والتي كان هناك الكثير منها. بحلول عام 1881 ، تقاعد تمامًا. مثل مورس ، وعلى عكس إديسون ، لم يكن مبتكر الأنظمة. أخذ ثيودور فيل ، المدير النشط الذي استدرجته غاردينر من الخدمة البريدية ، الشركة إلى يديه وقادتها إلى موقع مهيمن في البلاد.
في البداية ، لم تنمو شبكة الهاتف على الإطلاق مثل التلغراف. تم تطوير هذا الأخير من خلال قفزات من مركز تجاري إلى آخر ، ويغطي 150 كم في المرة الواحدة ، ويبحث عن نقاط من أعلى تركيز للعملاء الثمين ، وعندئذ فقط يكمل الشبكة بوصلات إلى أسواق محلية أصغر. نمت شبكات الهاتف مثل البلورات من نقاط نمو صغيرة ، من العديد من العملاء الموجودين في مجموعات مستقلة في كل مدينة وضواحيها ، وتم دمجها ببطء على مر العقود في الهياكل الإقليمية والوطنية.
كان هناك عائقان أمام الاتصالات الهاتفية واسعة النطاق. أولاً ، كانت هناك مشكلة في المسافة. حتى مع أجهزة إرسال المقاومة المتغيرة المضخمة بناءً على فكرة إديسون ، كان نطاق التلغراف والهاتف لا يضاهى. كانت إشارة الهاتف الأكثر تعقيدًا أكثر عرضة للضوضاء ، وكانت الخصائص الكهربائية للتيارات المتقلبة أقل شهرة من خصائص التيار المباشر المستخدم في التلغراف.
ثانياً ، كانت هناك مشكلة في الاتصال. كان هاتف Bell عبارة عن جهاز اتصال واحد لواحد ، ويمكنه توصيل نقطتين على سلك واحد. بالنسبة للتلغراف ، لم تكن هذه مشكلة. يمكن لمكتب واحد أن يخدم العديد من العملاء ، ويمكن بسهولة تحويل الرسائل من المكتب المركزي إلى خط آخر. ولكن لم تكن هناك طريقة سهلة لتحويل محادثة هاتفية. في التجسيد الأول للهاتف ، كان بإمكان الشخص الثالث وما يليه التواصل مع الشخصين الدردشين فقط من خلال ما سيطلق عليه لاحقًا "الهاتف المزدوج". أي إذا كانت جميع أجهزة المشتركين متصلة بخط واحد ، فيمكن لكل واحد منهم التحدث (أو التنصت) مع الآخرين.
سنعود إلى مشكلة المسافة في الوقت المناسب. في
الجزء التالي ، سوف نتعمق في مشكلة الاتصال وعواقبها ، التي كان لها تأثير على تطوير التتابع.
ماذا تقرأ
- روبرت ف.بروس ، بيل: ألكسندر جراهام بيل وغزو العزلة (1973)
- ديفيد أ.هونشيل ، "إليشا جراي والهاتف: على عيوب أن تكون خبيراً" ، التكنولوجيا والثقافة (1975).
- بول إسرائيل ، إديسون: حياة الاختراع (1998)
- جورج ب. بريسكوت ، الهاتف الناطق ، الفونوغراف الحديث ، وغيرها من التحف (1878)