Relay History: Talking Telegraph

Telepon muncul secara kebetulan. Jika jaringan telegraf pada tahun 1840-an muncul karena studi seratus tahun tentang kemungkinan pengiriman pesan menggunakan listrik, maka orang-orang menemukan telepon untuk mencari telegraf yang lebih baik. Oleh karena itu, cukup mudah untuk menetapkan tanggal yang masuk akal, meskipun tidak sepenuhnya pasti, tanggal penemuan telepon - tahun seratus tahun berdirinya Amerika Serikat, 1876.

Dan Anda tidak bisa mengatakan bahwa ponsel itu tidak memiliki pendahulu. Sejak 1830, para ilmuwan penelitian telah mencari cara untuk mengubah suara menjadi listrik, dan listrik menjadi suara.

Suara listrik

Pada tahun 1837, Charles Page , seorang dokter dan peneliti di bidang elektromagnetisme dari Massachusetts, menemukan sebuah fenomena aneh. Dia menempatkan kawat spiral terisolasi di antara ujung magnet permanen, dan kemudian masing-masing ujung kawat diturunkan ke wadah merkuri yang terhubung ke baterai. Setiap kali dia membuka atau menutup sirkuit, mengangkat ujung kawat dari tangki atau menurunkannya di sana, magnet memancarkan suara yang terdengar dari jarak satu meter. Page menyebutnya musik galvanik, dan menyarankan bahwa itu semua tentang "kekacauan molekuler" yang terjadi pada magnet. Paige meluncurkan gelombang penelitian tentang dua aspek dari penemuan ini: sifat aneh dari bahan logam untuk berubah bentuk ketika magnet, dan generasi suara yang lebih jelas dengan listrik.

Kami sangat tertarik pada dua studi. Yang pertama dilakukan oleh Johann Philip Reis. Reis mengajar matematika dan ilmu pasti anak-anak sekolah di Institut Garnier dekat Frankfurt, tetapi di waktu luangnya ia belajar listrik. Pada saat itu, beberapa tukang listrik telah membuat versi baru musik galvanis, tetapi Reis adalah yang pertama yang menguasai alkimia dari konversi dua arah suara menjadi listrik dan sebaliknya.

Reis menyadari bahwa diafragma yang menyerupai gendang telinga seseorang dapat menutup dan membuka sirkuit listrik ketika bergetar. Prototipe pertama dari perangkat telepon [speaker jarak jauh], dibangun pada tahun 1860, terdiri dari "telinga" berukir yang terbuat dari kayu dengan membran yang direntangkan di atasnya yang terbuat dari kandung kemih babi. Sebuah elektroda platinum dipasang ke bagian bawah membran, selama getaran, itu membuka dan menutup sirkuit dengan baterai. Penerima adalah gulungan kawat yang dililitkan di sekitar jarum rajut yang dipasang pada biola. Tubuh biola memperkuat getaran jarum yang berubah bentuk ketika magnet itu berganti-ganti dan mengalami kerusakan magnetik.


Model Telepon Penerbangan Terlambat

Reis muncul dengan banyak perbaikan untuk prototipe awal, dan, bersama dengan peneliti lain, menemukan bahwa jika Anda menyanyikan atau menyenandungkan sesuatu di dalamnya, suara yang ditransmisikan tetap dapat dikenali. Kata-kata lebih sulit untuk dibedakan, dan sering kali mereka terdistorsi dan dibuat tidak dapat dipahami. Banyak laporan tentang transmisi suara yang berhasil telah menggunakan frasa umum seperti "selamat pagi" dan "apa kabar," dan itu bisa dengan mudah ditebak. Masalah utama tetap bahwa pemancar Penerbangan hanya membuka dan menutup sirkuit, tetapi tidak mengatur kekuatan suara. Akibatnya, dimungkinkan untuk mengirimkan hanya frekuensi dengan amplitudo tetap, dan ini tidak bisa meniru semua seluk-beluk suara manusia.

Reis percaya bahwa karyanya harus diakui oleh sains, tetapi tidak mencapai ini. Perangkatnya adalah keajaiban populer di kalangan elite ilmiah, dan salinan muncul di sebagian besar pusat elit ini: di Paris, London, Washington. Tetapi karya ilmiahnya ditolak oleh jurnal Profesor Poggendorff "Annalen der Physik" ["Annals of Physics"] - salah satu jurnal ilmiah tertua dan jurnal paling berpengaruh saat itu. Upaya Flight untuk mengiklankan telepon dengan perusahaan telegraf juga gagal. Dia menderita TBC, dan penyakit yang memburuk membuatnya tidak melakukan penelitian lebih lanjut. Akibatnya, pada tahun 1873, penyakit itu mengambil nyawanya dan ambisinya. Dan ini bukan kali terakhir penyakit ini akan menghambat perkembangan sejarah ponsel.

Sementara Reis memperbaiki teleponnya, Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz membuat sentuhan akhir pada penelitiannya yang bermanfaat tentang fisiologi pendengaran: "Doktrin sensasi pendengaran sebagai dasar fisiologis untuk teori musik" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], diterbitkan di 1862 tahun. Helmholtz, seorang profesor di Universitas Heidelberg pada waktu itu, adalah seorang raksasa ilmu pengetahuan abad ke-19, bekerja pada fisiologi penglihatan, elektrodinamika, termodinamika, dll.

Karya Helmholtz hanya terkait dengan sejarah kita, tetapi sayang untuk melewatkannya. Dalam The Doctrine of Auditory Feelings, Helmholtz melakukan untuk musik apa yang dilakukan Newton untuk cahaya - ia menunjukkan bagaimana sensasi yang tampaknya tunggal dapat dibongkar menjadi bagian-bagian komponennya. Dia membuktikan bahwa perbedaan dalam warna nada, dari biola ke bassoon, hanya datang dari perbedaan dalam kekuatan relatif dari nada mereka (nada pada frekuensi ganda, rangkap tiga, dll. Sehubungan dengan nada dasar). Tetapi untuk kisah kami, bagian paling menarik dari karyanya adalah alat luar biasa yang ia kembangkan untuk menunjukkan:


Opsi Helmholtz Synthesizer

Helmholtz memesan alat pertama di bengkel Cologne. Sederhananya, itu adalah synthesizer yang mampu menghasilkan suara berdasarkan komposisi nada sederhana. Kesempatannya yang paling menakjubkan adalah kemampuan yang tidak bisa dijelaskan untuk mereproduksi vokal yang biasa didengar setiap orang hanya dari mulut manusia.

Synthesizer bekerja dari pemukulan garpu tala utama, bergetar pada nada dasar, menutup dan membuka sirkuit, merendam kawat platinum dalam wadah dengan merkuri. Delapan garpu tala bermagnet, yang masing-masing bergetar dengan nadanya, terletak di antara ujung-ujung elektromagnet yang terhubung ke sirkuit. Setiap penutupan sirkuit termasuk elektromagnet, dan menjaga garpu tala dalam keadaan bergetar. Di sebelah setiap garpu tala ada resonator silinder yang mampu memperkuat dengungannya ke tingkat yang dapat didengar. Dalam keadaan normal, tutup pada resonator ditutup, dan menenggelamkan suara garpu tala. Jika Anda memindahkan tutupnya ke samping, Anda bisa mendengar nada ini, dan dengan demikian "memainkan" suara terompet, piano atau vokal "o".

Perangkat ini akan memainkan peran kecil dalam menciptakan ponsel jenis baru.

Telegraf Harmonik

Salah satu daya tarik bagi penemu paruh kedua abad ke-19 adalah multitelegraph. Semakin banyak sinyal telegraf memungkinkan untuk mendorong ke satu kabel, semakin besar efisiensi jaringan telegraf. Pada awal 1870-an, beberapa metode yang berbeda untuk mengatur telegrafi dupleks (mengirim dua sinyal dalam arah yang berlawanan secara bersamaan) telah diketahui. Segera setelah itu, Thomas Edison memperbaikinya dengan menciptakan quadruplex, menggabungkan duplex dan diplex (transmisi simultan dua sinyal dalam satu arah), sehingga kawat dapat digunakan empat kali lebih efisien.

Tetapi apakah mungkin untuk lebih meningkatkan jumlah sinyal? Untuk mengatur semacam octoruplex, atau bahkan lebih? Fakta bahwa gelombang suara dapat diubah menjadi arus listrik dan sebaliknya menawarkan peluang yang menarik. Bagaimana jika kita menggunakan nada dari berbagai ketinggian untuk membuat telegraf musik akustik, harmonik, atau, puitis? Jika getaran fisik dari frekuensi yang berbeda dapat diubah menjadi yang elektrik, dan kemudian mereka dapat dibongkar kembali ke frekuensi aslinya di sisi lain, maka akan mungkin untuk mengirim beberapa sinyal secara bersamaan tanpa saling mengganggu. Suara itu sendiri kemudian hanya akan menjadi sarana untuk mencapai tujuan, media perantara yang membentuk arus sehingga beberapa sinyal dapat ada dalam satu kabel. Untuk kesederhanaan, saya akan menyebut konsep ini telegraf yang harmonis, meskipun pada saat itu berbagai varian istilah digunakan.

Ini bukan salah satu cara untuk membuat sinyal multipleks. Di Prancis, Jean Maurice Emile Bodot [yang menghormatinya satuan kecepatan simbolis bernama baud / approx. terjemahan.] pada tahun 1874, ia datang dengan mesin dengan distributor berputar, secara bergantian mengumpulkan sinyal dari beberapa pemancar telegraf. Sekarang kita akan menyebutnya multiplex pembagian-waktu, bukan frekuensi. Tetapi pendekatan ini memiliki kelemahan - itu tidak akan mengarah pada penciptaan telepon.

Pada saat itu, Western Union mendominasi telegrafi Amerika, yang dibentuk pada tahun 1850-an dalam upaya untuk menghilangkan persaingan yang tidak menguntungkan bagi semua orang di antara beberapa perusahaan telegraf besar - sampai undang-undang antimonopoli muncul, penjelasan semacam itu dapat digunakan untuk membenarkan merger semacam itu. Salah satu karakter dalam cerita kami menggambarkannya sebagai "mungkin perusahaan terbesar yang pernah ada." Memiliki ribuan kilometer kabel dan menghabiskan banyak uang untuk membangun dan memelihara jaringan, Western Union mengikuti dengan minat besar perkembangan di bidang telegrafi multipleks.

Terobosan dalam bisnis telegraf sedang menunggu pemain lain. Gardiner Green Hubbard , seorang pengacara dan pengusaha Boston, adalah salah satu pendukung utama transfer telegraf Amerika ke kendali pemerintah federal. Hubbard percaya bahwa telegram dapat berharga semurah surat, dan bertekad untuk melemahkan, menurut pendapatnya, monopoli Uni Barat yang sinis dan memeras. RUU Hubbard tidak mengusulkan sepenuhnya menasionalisasi perusahaan telegraf yang ada, seperti yang hampir semua kekuatan Eropa lakukan, tetapi akan membangun layanan telegraf yang disponsori pemerintah di bawah naungan kementerian pos. Tetapi hasilnya kemungkinan besar akan sama, dan Western Union akan meninggalkan bisnis ini. Pada pertengahan 1870-an, kemajuan hukum terhenti, tetapi Hubbard yakin bahwa kendali atas paten telegraf baru yang kritis dapat memberinya keunggulan untuk mendorong proposal ke Kongres.


Gardiner Green Hubbard

Di Amerika Serikat, dua faktor unik telah berkembang: pertama, skala benua Western Union. Tidak ada organisasi telegraf Eropa yang memiliki garis panjang seperti itu, dan, akibatnya, tidak ada alasan untuk mengembangkan telegrafi multipleks. Kedua, pertanyaan terbuka tentang kontrol pemerintah atas telegraf. Benteng Eropa terakhir adalah Inggris, yang menasionalisasi telegraf pada tahun 1870. Setelah itu, di mana pun kecuali AS, tidak ada lagi tempat di mana prospek yang menggoda untuk membuat terobosan teknologi dan merongrong monopoli menjulang. Mungkin karena ini, sebagian besar pekerjaan pada telegraf harmonis dilakukan di Amerika Serikat.

Hadiah itu diklaim terutama oleh tiga. Dua dari mereka sudah menjadi penemu terhormat - Elisha Gray dan Thomas Edison . Yang ketiga adalah seorang profesor retorika dan seorang guru tuli bernama Bell.

Abu-abu

Elisha Gray tumbuh di sebuah pertanian di Ohio. Seperti banyak orang sezamannya, di masa mudanya ia bermain dengan telegrafi, tetapi pada usia 12, ketika ayahnya meninggal, ia mulai mencari pekerjaan yang dapat memberinya. Untuk beberapa waktu dia adalah seorang mahasiswa pandai besi, kemudian seorang tukang kayu kapal, dan pada usia 22 dia belajar bahwa dia bisa mendapatkan pendidikan di Oberlin College tanpa berhenti pertukangan kayu. Setelah lima tahun belajar, ia terjun ke karier seorang penemu di bidang telegrafi. Paten pertamanya adalah relai yang dapat mengatur sendiri, yang menggunakan elektromagnet kedua alih-alih pegas yang mengembalikan armature, menghilangkan kebutuhan untuk menyesuaikan sensitivitas relai tergantung pada kekuatan arus dalam rangkaian.


Elisha Gray, kira-kira. 1878

Pada 1870, dia sudah menjadi mitra di perusahaan yang memproduksi peralatan listrik, dan bekerja di sana sebagai chief engineer. Pada tahun 1872, ia dan rekannya memindahkan perusahaan ke Chicago dan menamainya menjadi Western Electric Manufacturing Company. Segera, Western Electric menjadi pemasok utama peralatan telegraf untuk Western Union. Akibatnya, itu akan meninggalkan tanda yang terlihat pada sejarah telepon.

Pada awal 1874, Gray mendengar suara aneh dari kamar mandinya. Itu terdengar seperti raungan rheotome yang bergetar, hanya jauh lebih kuat. Rheotom (secara harfiah "flow interrupter") adalah perangkat listrik terkenal yang menggunakan lidah logam untuk dengan cepat membuka dan menutup sirkuit. Melirik ke kamar mandi, Gray melihat putranya, memegang di satu tangan sebuah kumparan induksi yang terhubung ke sebuah rheotome, dan dengan tangan kedua menggosok lapisan seng dari bak mandi, yang bersenandung dengan frekuensi yang sama. Gray, tertarik pada peluang yang terbuka, pindah dari pekerjaan sehari-hari di Western Electric untuk mengambil penemuan lagi. Pada musim panas, ia mengembangkan telegraf musik oktaf penuh, yang memungkinkan untuk memutar suara pada diafragma yang terbuat dari baskom logam dengan menekan tombol-tombol keyboard.


Pemancar


Penerima

Telegraf musik itu baru tanpa nilai komersial yang jelas. Tetapi Gray menyadari bahwa kemampuan untuk mentransmisikan suara dengan nada berbeda pada satu kabel memberinya dua kemungkinan. Dengan pemancar dengan desain yang berbeda, mampu mengambil suara dari udara, dimungkinkan untuk membuat telegraf suara. Dengan penerima lain yang mampu memisahkan sinyal gabungan menjadi beberapa komponen, dimungkinkan untuk membuat telegraf harmonis - yaitu, telegraf multipleks berdasarkan suara. Dia memutuskan untuk berkonsentrasi pada opsi kedua, karena industri telegraf memiliki permintaan yang jelas. Dia menempatkan dirinya dalam pilihannya, belajar tentang telepon Flight, yang tampaknya merupakan mainan filosofis sederhana.

Penerima telegraf harmonik Gray terbuat dari satu set elektromagnet yang dipasangkan dengan strip logam. Setiap batang disetel ke frekuensi tertentu, dan berbunyi ketika tombol yang sesuai ditekan pada pemancar. Pemancar bekerja dengan prinsip yang sama dengan telegraf musikal.

Gray memperbaiki peralatannya selama dua tahun ke depan dan membawanya ke pameran. Secara resmi, acara itu disebut " Pameran Internasional Seni, Produk Industri dan Produk Tanah dan Tambang ." Ini adalah pameran dunia pertama yang diadakan di Amerika Serikat, dan bertepatan dengan perayaan ulang tahun keseratus bangsa, sehubungan dengan apa yang disebut Eksposisi Seratus Tahun. Dia lulus di Philadelphia pada musim panas 1876. Di sana, Gray mendemonstrasikan koneksi “octlex” (yaitu, delapan pesan secara bersamaan) pada saluran telegraf yang disiapkan khusus dari New York. Prestasi ini dipuji oleh para juri pameran, tetapi segera itu dibayangi oleh mukjizat yang lebih besar.

Edison

William Orton , presiden Western Union, dengan cepat mengetahui tentang kemajuan Gray, yang membuatnya sangat gugup. Dalam skenario kasus terbaik, jika Gray berhasil, situasinya akan menghasilkan lisensi paten yang sangat mahal. Dalam kasus terburuk, paten Gray akan menjadi dasar bagi perusahaan saingan yang akan merusak dominasi Western Union.

Karena itu, pada Juli 1875, Orton mengeluarkan kartu as dari lengan bajunya, yaitu Thomas Edison. Edison tumbuh berdampingan dengan telegrafi, menghabiskan beberapa tahun sebagai operator telegraf, dan kemudian menjadi penemu. Kemenangan tertingginya pada saat itu adalah komunikasi quadruplex, diciptakan dengan uang Western Union setahun sebelumnya. Sekarang Orton berharap bahwa dia akan meningkatkan penemuannya dan melampaui apa yang berhasil dilakukan Gray. Dia memberi Edison deskripsi telepon Penerbangan; Edison juga mempelajari karya Helmholtz, yang baru-baru ini diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris.



Edison berada di puncak bentuk, dan ide-ide inovatif mengalir darinya seperti percikan api dari landasan. Pada tahun berikutnya, ia menunjukkan dua pendekatan berbeda pada telegraf akustik - yang pertama seperti telegraf Grey, dan menggunakan garpu tala atau lidah bergetar untuk membuat atau merasakan frekuensi yang diinginkan. Edison gagal membuat perangkat seperti itu bekerja pada tingkat yang dapat diterima.

Pendekatan kedua, yang ia sebut "pemancar akustik," benar-benar berbeda. Alih-alih menggunakan buluh bergetar untuk mengirimkan frekuensi yang berbeda, ia menggunakannya untuk mentransmisikan pulsa pada interval yang berbeda. Dia membagi penggunaan kawat antara pemancar dengan waktu daripada frekuensi. Ini membutuhkan sinkronisasi getaran yang sempurna di setiap pasangan penerima-pemancar sehingga sinyalnya tidak tumpang tindih. Pada Agustus 1876, quadruplex bekerja pada prinsip ini, meskipun pada jarak lebih dari 100 mil sinyal menjadi tidak berguna. Dia juga punya ide untuk memperbaiki ponsel Flight, yang sementara dia tunda.

Dan kemudian Edison mendengar tentang sensasi yang dibuat di Centennial Exposition di Philadelphia oleh seorang pria bernama Bell.

Bell

Alexander Graham Bell lahir di Edinburgh, Skotlandia, dan dibesarkan di London di bawah bimbingan ketat kakeknya. Seperti Gray dan Edison, pada masa remaja ia menunjukkan minat pada telegraf, tetapi kemudian mengikuti jejak ayah dan kakeknya, memilih ucapan manusia sebagai hasrat utamanya.Kakeknya, Alexander, membuat nama untuk dirinya sendiri di atas panggung, dan kemudian mulai mengajar pidato. Ayah, Alexander Melville, juga seorang guru, dan bahkan mengembangkan dan menerbitkan sistem fonetik, yang disebutnya "pidato yang kelihatan". Alexander yang lebih muda (Alec, demikian ia dipanggil dalam keluarga), memilih pengajaran bicara tuli sebagai pekerjaannya.

Menjelang akhir 1860-an, ia belajar anatomi dan fisiologi di University College London. Seorang siswa Marie Eccleston belajar dengannya, tentang siapa dia akan menikah. Tapi kemudian dia menolak pelatihan dan cinta. Kedua saudara lelakinya meninggal karena TBC, dan ayah Alec menuntut agar ia dan keluarganya yang tersisa beremigrasi ke Dunia Baru untuk menjaga kesehatan putra satu-satunya. Bell mematuhi, meskipun dia menolak dan membenci ini, dan mengangkat layar pada tahun 1870.

Setelah melakukan peretasan kecil di Ontario, Alexander menemukan pekerjaannya sebagai guru di Sekolah Tunarungu di Boston, bukan tanpa koneksi ayahnya. Benang-benang masa depannya mulai menenun di sana.

Pertama, ia memiliki seorang siswa, Mabel Hubbard, yang kehilangan pendengarannya pada usia lima tahun karena demam berdarah. Bell melakukan les privat bahkan setelah menjadi profesor fisiologi vokal dan pidato di Universitas Boston, dan Mabel termasuk di antara siswa pertamanya. Selama masa studinya, dia sedikit kurang dari 16 tahun, sepuluh tahun lebih sedikit dari Bella, dan dalam beberapa bulan dia jatuh cinta dengan gadis ini. Kami akan kembali ke kisahnya.

Pada tahun 1872, Bell memperbarui minatnya pada telegrafi. Beberapa tahun sebelumnya, ketika masih di London, Bell mengetahui tentang eksperimen Helmholtz. Tetapi Bell salah memahami prestasi Helmholtz, percaya bahwa ia tidak hanya menciptakan, tetapi juga mentransmisikan suara kompleks menggunakan listrik. Jadi Bell terbawa oleh telegraf harmonis - berbagi kawat dengan beberapa sinyal yang dikirimkan pada beberapa frekuensi. Mungkin terinspirasi oleh berita bahwa Western Union memperoleh gagasan telegraf dupleks dari Joseph Stearns, rekan senegaranya dari Boston, Bell merevisi idenya dan, seperti Edison dan Gray, mulai mencoba menerapkannya.

– , , . , . , , , . , : : « , », , , . .

Dan sekarang ceritanya menjadi sangat membingungkan, jadi saya takut untuk menguji kesabaran para pembaca. Saya akan mencoba melacak tren utama tanpa masuk ke detail.

Bell, didukung oleh Hubbard dan ayah dari murid-muridnya, bekerja dengan rajin pada telegraf harmonis, tanpa membocorkan keberhasilannya. Dia mengganti pekerjaannya yang penuh amarah dengan periode istirahat, ketika dia dikecewakan oleh kesehatannya, ketika mencoba memenuhi tugas-tugas universitasnya, mempromosikan sistem "ucapan yang terlihat" dari ayahnya dan bekerja sebagai tutor. Dia menyewa asisten baru, Thomas Watson , seorang mekanik berpengalaman di bengkel mekanik Charles Boston Charles Williams - orang-orang yang tertarik dengan listrik berkumpul di sana. Hubbard mendesak Bell, dan tidak ragu-ragu untuk bahkan menggunakan tangan putrinya sebagai insentif, menolak untuk menikahinya sampai Bell memperbaiki telegrafnya.

Pada musim panas 1874, ketika beristirahat di dekat sebuah rumah keluarga di Ontario pada Bella, wawasan datang. Beberapa pemikiran yang ada di alam bawah sadarnya, bergabung menjadi satu - telepon. Last but not least, sebuah phono - autograph memengaruhi pikirannya - alat perekam pertama di dunia yang menggambar gelombang suara pada kaca yang dihisap. Bell meyakinkan ini bahwa suara kompleksitas dapat direduksi menjadi gerakan titik di ruang, seperti gerakan arus melalui kawat. Kami tidak akan membahas rincian teknis, karena mereka tidak terkait dengan telepon yang benar-benar dibuat dan kepraktisan penggunaannya diragukan. Tetapi mereka mengarahkan pemikiran Bell ke arah yang baru.


Sebuah sketsa konsep telepon Bell asli dengan "harmonik" (tidak dibangun)

Bell sementara menunda ide ini sehingga, seperti yang diharapkan rekannya, untuk mengejar tujuan menciptakan telegraf yang harmonis.

Tetapi rutinitas menyelaraskan alat-alat itu segera mengganggunya, dan hatinya, bosan dengan banyak hambatan praktis yang menghalangi jalan dari prototipe yang berfungsi ke sistem praktis, semakin condong ke arah telepon. Suara manusia adalah hasrat pertamanya. Pada musim panas 1875, ia menemukan bahwa lidah yang bergetar tidak hanya dapat dengan cepat menutup dan membuka rangkaian dengan cara kunci telegraf, tetapi juga membuat arus seperti gelombang terus menerus yang bergerak dalam medan magnet. Dia mengatakan ide teleponnya kepada Watson, dan bersama-sama mereka membangun model telepon pertama berdasarkan prinsip ini - diafragma yang bergetar di bidang elektromagnet menggairahkan gelombang seperti gelombang di sirkuit magnet. Perangkat ini mampu mentransmisikan suara-suara yang teredam. Hubbard tidak terkesan dengan perangkat dan memerintahkan Bell untuk kembali ke tugas nyata.


Telepon dasar Bell - "tiang gantungan" musim panas 1875

Namun Bell tetap meyakinkan Hubbard dan mitra lainnya bahwa ide tersebut harus dipatenkan, karena dapat digunakan dalam telegrafi multipleks. Dan jika Anda sudah mengajukan paten, tidak seorang pun akan melarang menyebutkan di dalamnya kemungkinan menggunakan perangkat untuk komunikasi suara. Kemudian pada bulan Januari, Bell menambahkan mekanisme generasi arus gelombang baru ke rancangan paten: resistensi variabel. Dia ingin menghubungkan diafragma bergetar, yang menerima suara, dengan kontak platinum, yang jatuh dan naik dari tangki dengan asam, di mana ada kontak tetap lainnya. Ketika kontak bergerak tenggelam lebih dalam, permukaan yang lebih besar bersentuhan dengan asam, yang mengurangi resistensi terhadap arus yang mengalir di antara kontak - dan sebaliknya.


Bell sketsa konsep pemancar resistensi variabel cair

Hubbard, mengetahui bahwa Gray menginjak tumit Bella, mengirim paten untuk paten gelombang saat ini ke Kantor Paten pada pagi hari 14 Februari, tanpa menunggu konfirmasi akhir Bell. Dan pada hari yang sama, pengacara Gray datang dengan patennya. Itu juga berisi proposal untuk menghasilkan arus gelombang menggunakan resistensi variabel cair. Disebutkan juga kemungkinan penerapan penemuan ini untuk telegraf dan transmisi suara. Tetapi dia terlambat beberapa jam untuk menggagalkan paten Bell. Jika urutan kedatangan berbeda, maka sebelum mengeluarkan izin paten, sidang panjang harus dilakukan pada prioritas. Akibatnya, 7 Maret, Bell diberikan nomor paten 174.465, "Perbaikan telegrafi," yang meletakkan landasan dalam dominasi masa depan sistem Bell.

Namun dalam kisah dramatis ini, bukan tanpa ironi. Pada tanggal 14 Februari 1876, Bell atau Gray tidak membangun model telepon yang berfungsi. Tidak ada yang bahkan mencoba melakukan ini, kecuali untuk upaya singkat Bell Juli lalu, di mana tidak ada hambatan variabel. Karena itu, jangan menganggap paten sebagai tonggak sejarah teknologi. Momen kritis dalam pengembangan telepon sebagai perusahaan bisnis ini praktis tidak terhubung dengan telepon sebagai perangkat.

Hanya setelah paten dikirim, Bell dan Watson memiliki kesempatan untuk kembali ke telepon, meskipun Hubbard terus-menerus menuntut untuk terus bekerja pada telegraf multipleks. Selama beberapa bulan, Bell dan Watson mencoba mendapatkan ide untuk bekerja dengan resistensi variabel cair, dan telepon yang dibangun berdasarkan prinsip ini digunakan untuk menyampaikan ungkapan terkenal: "Tuan Watson, kemarilah, saya ingin bertemu dengan Anda."

Tetapi para penemu terus-menerus memiliki masalah dengan keandalan pemancar ini. Oleh karena itu, Bell dan Watson mulai bekerja pada pemancar baru, menggunakan prinsip magneto yang mereka coba pada musim panas 1875 - menggunakan gerakan diafragma dalam medan magnet untuk secara langsung membangkitkan arus. Keuntungannya adalah kesederhanaan dan keandalan. Kerugiannya adalah rendahnya daya sinyal telepon karena getaran udara yang diciptakan oleh suara pembicara. Ini membatasi jarak kerja efektif pemancar magneto. Dan di perangkat dengan resistensi variabel, suara memodulasi arus yang dihasilkan oleh baterai, yang bisa dibuat kuat secara sewenang-wenang.

Magneto baru bekerja jauh lebih baik daripada yang musim panas lalu, dan Gardiner memutuskan bahwa mungkin masih ada sesuatu dalam ide telepon. Di antara hiburan lainnya, ia berpartisipasi dalam Komite Pameran Pendidikan dan Sains Massachusetts di Centennial Exposition yang akan datang. Dia menggunakan pengaruhnya untuk memberi Bella tempat di pameran dan dalam kompetisi di mana hakim mengevaluasi penemuan listrik.


Bel / pemancar magneto Watson. Diafragma logam bergetar D bergerak dalam medan magnet magnet H dan membangkitkan arus dalam rangkaian


Penerima

Para hakim tiba di Bell segera setelah mempelajari telegraf harmonis Gray. Dia meninggalkan mereka di penerima dan pergi ke salah satu pemancar yang terletak seratus meter di bawah galeri. Teman bicara Bell kagum mendengarnya bernyanyi dan kata-kata keluar dari kotak logam kecil. Salah satu juri adalah rekan senegaranya Bella, orang Skotlandia William Thomson (yang kemudian dianugerahi gelar Lord Kelvin). Dengan kegembiraan yang menggembirakan, dia berlari ke ujung aula ke Bell untuk memberitahunya bahwa dia telah mendengar kata-katanya, dan kemudian mengumumkan telepon "hal paling menakjubkan yang dia lihat di Amerika." Ada kaisar Brasil, yang pertama-tama menempelkan kotak itu ke telinganya, dan kemudian melompat dari kursi sambil berteriak: "Aku dengar, aku dengar!"

Hype yang disebabkan oleh Bell di acara itu membuat Edison menangani ide-idenya sebelumnya untuk transmisi telepon. Dia segera menyerang kelemahan utama Bell - pemancar magneto lemah. Dari eksperimennya dengan quadruplex, ia tahu bahwa ketahanan chip batubara bervariasi dengan tekanan. Setelah banyak percobaan dengan berbagai konfigurasi, ia mengembangkan pemancar resistansi variabel yang beroperasi pada prinsip ini. Alih-alih gelombang kontak bergerak dalam cairan, gelombang tekanan suara speaker menekan "tombol" karbon, mengubah resistansi, dan karenanya kekuatan arus di sirkuit. Itu jauh lebih dapat diandalkan dan lebih mudah diimplementasikan daripada pemancar cair, dikandung oleh Bell dan Gray, dan merupakan kontribusi yang menentukan bagi keberhasilan jangka panjang ponsel.



Namun demikian, Bell adalah yang pertama membuat telepon, meskipun ada keuntungan yang jelas dalam pengalaman dan keterampilan yang dimiliki para pesaingnya. Dia adalah yang pertama bukan karena dia memiliki wawasan yang tidak dicapai oleh orang lain - mereka juga memikirkan telepon, tetapi mereka menganggapnya tidak penting dibandingkan dengan telegraf yang lebih baik. Bell adalah yang pertama karena dia lebih menyukai suara manusia daripada telegraf, sangat menyukainya sehingga dia menolak keinginan rekan-rekannya sampai dia berhasil membuktikan operabilitas ponselnya.

Tetapi bagaimana dengan telegraf harmonis, di mana Gray, Edison dan Bell menghabiskan begitu banyak upaya dan pemikiran? Sejauh ini tidak ada yang terjadi. Sangat sulit untuk menjaga vibrator mekanis pada kedua ujung kawat disetel dengan sempurna, dan tidak ada yang tahu bagaimana memperkuat sinyal gabungan sehingga bekerja pada jarak yang jauh. Hanya lebih dekat ke pertengahan abad ke-20, setelah teknologi kelistrikan yang dimulai dengan radio memungkinkan penyetelan frekuensi dan amplifikasi dengan noise rendah, gagasan melapiskan banyak sinyal untuk transmisi melalui kabel tunggal menjadi kenyataan.

Perpisahan dengan Bell

Terlepas dari keberhasilan telepon di acara itu, Hubbard tidak tertarik membangun sistem telepon. Musim dingin berikutnya, ia mengundang William Orton, presiden Western Union, untuk memperoleh semua hak atas telepon sesuai dengan paten Bell seharga $ 100.000. Orton menolak, karena kombinasi permusuhan terhadap Hubbard dan sirkuit telegraf posnya, kepercayaan diri dan pekerjaan Edison di telepon, serta keyakinan bahwa telepon itu, dibandingkan dengan telegraf, sangat kecil artinya. Upaya lain untuk menjual ide telepon tidak berhasil, terutama karena kekhawatiran biaya litigasi yang sangat besar atas hak paten jika terjadi komersialisasi. Oleh karena itu, pada bulan Juli 1877, Bell dan para mitranya mendirikan Perusahaan Telepon Bell untuk mengatur layanan telepon sendiri. Pada bulan yang sama, Bell akhirnya menikah dengan Mabel Gardiner di rumah keluarganya, menjadi cukup sukses untuk memenangkan berkah ayahnya.


Alec bersama istrinya Mabel dan dua anak yang masih hidup - kedua putranya meninggal saat masih bayi (sekitar 1885)

Tahun berikutnya, Orton berubah pikiran tentang telepon dan mendirikan perusahaannya sendiri, Perusahaan Telepon Bicara Amerika, berharap paten Edison, Gray, dan lainnya akan melindungi perusahaan dari serangan hukum Bell. Dia menjadi ancaman mematikan bagi minat Bell. Western Union memiliki dua keunggulan utama. Pertama, sumber daya keuangan yang besar. Perusahaan Bella membutuhkan uang karena menyewakan peralatan kepada pelanggannya, yang membutuhkan waktu berbulan-bulan untuk membayarnya. Kedua, akses ke pemancar Edison yang ditingkatkan. Siapa pun yang membandingkan pemancarnya dengan perangkat Bell tidak bisa tidak mencatat kejernihan terbaik dan volume suara yang pertama. Perusahaan Bell tidak punya pilihan selain menuntut seorang pesaing dengan tuntutan hukum atas pelanggaran paten.

Jika Western Union memiliki hak yang jelas untuk satu-satunya pemancar berkualitas tinggi yang terjangkau, itu akan memiliki pengaruh yang kuat untuk mencapai kesepakatan. Tetapi tim Bell menemukan paten sebelumnya untuk perangkat serupa, yang diperoleh oleh emigran Jerman Emil Berliner , dan membelinya kembali. Hanya setelah bertahun-tahun pertempuran hukum, paten Edison diberi prioritas. Melihat bahwa percobaan itu tidak berhasil, pada November 1879 Western Union setuju untuk mengalihkan semua hak paten ke telepon, peralatan, dan basis pelanggan yang ada (55.000 orang) ke Bella. Sebagai gantinya, mereka meminta hanya 20% dari sewa telepon selama 17 tahun ke depan, dan juga bahwa Bell tidak boleh masuk ke bisnis telegraf.

Perusahaan Bell dengan cepat mengganti perangkat Bell dengan model yang lebih baik, pertama berdasarkan pada paten Berliner, dan kemudian pada paten yang diperoleh dari Western Union. Pada saat gugatan itu berakhir, pekerjaan utama Bell adalah memberikan kesaksian tentang litigasi paten, yang jumlahnya banyak. Pada 1881, ia benar-benar pensiun. Seperti Morse, dan tidak seperti Edison, dia bukan pencipta sistem. Theodore Vale, seorang manajer enerjik yang dipikat oleh Gardiner dari layanan pos, membawa perusahaan ke tangannya sendiri dan membawanya ke posisi dominan di negara itu.

Pada awalnya, jaringan telepon sama sekali tidak tumbuh seperti jaringan telegraf. Yang terakhir dikembangkan dengan lompatan dari satu pusat komersial ke yang lain, meliputi 150 km pada suatu waktu, mencari titik konsentrasi tertinggi dari pelanggan berharga, dan hanya kemudian melengkapi jaringan dengan koneksi ke pasar lokal yang lebih kecil. Jaringan telepon tumbuh seperti kristal dari titik pertumbuhan kecil, dari beberapa pelanggan yang terletak di kelompok independen di setiap kota dan sekitarnya, dan perlahan-lahan, selama beberapa dekade, bergabung menjadi struktur regional dan nasional.

Ada dua hambatan untuk telepon skala besar. Pertama, ada masalah jarak. Bahkan dengan pemancar resistansi variabel yang diperkuat berdasarkan ide Edison, jangkauan telegraf dan telepon tidak ada bandingannya. Sinyal telepon yang lebih kompleks lebih rentan terhadap kebisingan, dan sifat listrik dari fluktuasi arus kurang dikenal daripada sifat arus searah yang digunakan dalam telegraf.

Kedua, ada masalah komunikasi. Ponsel Bell adalah perangkat komunikasi satu-satu, dapat menghubungkan dua titik pada satu kabel. Bagi telegraf, ini bukan masalah. Satu kantor dapat melayani banyak klien, dan pesan dapat dengan mudah diteruskan dari kantor pusat ke saluran lain. Tetapi tidak ada cara mudah untuk mentransfer percakapan telepon. Dalam perwujudan pertama telepon, orang ketiga dan selanjutnya dapat terhubung dengan dua orang yang mengobrol hanya melalui apa yang kemudian disebut "telepon berpasangan". Artinya, jika semua perangkat pelanggan terhubung ke satu saluran, maka masing-masing dari mereka dapat berbicara (atau menguping) dengan yang lain.

Kami akan kembali ke masalah jarak pada waktunya. Pada bagian selanjutnya, kita akan mempelajari masalah koneksi dan konsekuensinya, yang berdampak pada pengembangan relay.

Apa yang harus dibaca

• Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell dan Conquest of Solitude (1973)
• David A. Hounshell, "Elisha Gray and the Telephone: On The Kerugian Menjadi Ahli", Teknologi dan Budaya (1975).
• Paul Israel, Edison: A Life of Invention (1998)
• George B. Prescott, The Speaking Telephone, Talking Phonograph, dan Other Hal Baru (1878)