Введение

Технические и юридические вопросы, связанные с развитием современного телефона. Изобретение телефона стало результатом труда многих исследователей и привело к множеству судебных разбирательств, касающихся патентных прав различных лиц и многочисленных компаний. Среди известных фигур, связанных с этим, были Антонио Меуччи, Элиша Грей и Александр Грэм Белл.

Раннее развитие

Концепция телефона уходит корнями в струнный телефон, или "телефон для влюбленных", известный на протяжении веков и состоящий из двух диафрагм, соединенных натянутой струной или проволокой. Звуковые волны передаются в виде механических колебаний по струне или проволоке от одной диафрагмы к другой. Классическим примером является "телефон из консервных банок" – детская игрушка, сделанная путем соединения концов струны с донышками двух металлических банок, бумажных стаканчиков или подобных предметов. Суть этой игрушки заключалась в том, что диафрагма способна улавливать звуки голоса для воспроизведения на расстоянии. Одним из предшественников разработки электромагнитного телефона стало изобретение Карла Фридриха Гаусса и Вильгельма Эдуарда Вебера в 1833 году – электромагнитного устройства для передачи телеграфных сигналов в Геттингенском университете в Нижней Саксонии, заложившего фундаментальную основу для технологии, впоследствии использованной в аналогичных телекоммуникационных устройствах. Изобретение Гаусса и Вебера считается первым в мире электромагнитным телеграфом.

Чарльз Графтон Пейдж

В 1840 году американец Чарльз Графтон Пейдж пропустил электрический ток через катушку проволоки, расположенную между полюсами подковообразного магнита. Он заметил, что подключение и отключение тока вызывало звонкий звук в магните. Он назвал этот эффект "гальванической музыкой".

Инноченцо Манцетти

Инноченцо Манцетти задумал идею телефона еще в 1844 году и, возможно, создал его в 1864 году, как усовершенствование автомата, построенного им в 1849 году. Шарль Бурсель, французский инженер-телеграфист, предложил (но не построил) первый проект телефона с прерыванием цепи в 1854 году. Примерно в то же время Мейччи позже утверждал, что создал свою первую попытку телефона в Италии. Бурсель объяснял: "Представьте, что человек говорит рядом с подвижным диском, достаточно гибким, чтобы не терять ни одной вибрации голоса; что этот диск попеременно замыкает и размыкает электрическую цепь от батареи: тогда на расстоянии можно получить другой диск, который будет одновременно воспроизводить те же вибрации. Я уверен, что в более или менее отдаленном будущем речь будет передаваться по электричеству. Я проводил эксперименты в этом направлении; они сложны и требуют времени и терпения, но полученные результаты дают надежду на благоприятный исход".

Антонио Мюччи

Первое устройство связи было изобретено около 1854 года Антонио Мюччи, который назвал его телетрофоном. В 1871 году Мюччи подал патентную заявку в Патентное ведомство США. Его заявка описывает его изобретение, но не упоминает диафрагму, электромагнит, преобразование звука в электрические волны, преобразование электрических волн в звук или другие существенные особенности электромагнитного телефона. Первая американская демонстрация изобретения Мюччи состоялась в 1854 году на острове Стейтен, штат Нью-Йорк. В 1861 году описание этого устройства было опубликовано в итальянской газете Нью-Йорка, однако до наших дней не сохранилось ни одного известного экземпляра этого выпуска или статьи. Мюччи утверждал, что изобрел парный электромагнитный передатчик и приемник, где движение диафрагмы модулировало сигнал в катушке, перемещая электромагнит, хотя это не было упомянуто в его патентной заявке 1871 года. Еще одним несоответствием было то, что устройство, описанное в заявке 1871 года, использовало только один провод, а передатчики-приемники телефона были изолированы от пути "возврата по земле". Мюччи изучал принципы электромагнитной передачи голоса в течение многих лет и смог осуществить свою мечту о передаче голоса по проводам в 1856 году. Он установил телефонное устройство в своем доме, чтобы общаться со своей женой, которая в то время была больна. Некоторые записи Мюччи, предположительно написанные в 1857 году, описывают основной принцип электромагнитной передачи голоса, или, другими словами, телефона. В 1880-х годах Мюччи приписывали изобретение индуктивной загрузки телефонных линий для увеличения дальности передачи сигнала. Серьезные ожоги, полученные в результате несчастного случая, незнание английского языка и отсутствие деловой хватки помешали Мюччи коммерчески развивать свои изобретения в Америке. Мюччи продемонстрировал некий прибор в 1849 году в Гаване, Куба, однако это, возможно, был вариант струнного телефона, использующего проволоку. Мюччи также приписывают изобретение схемы подавления боковой полосы сигнала (анти-сидетона). Однако исследование показало, что его решение для подавления боковой полосы заключалось в использовании двух отдельных телефонных цепей и, следовательно, вдвое большего количества передающих проводов. Схема подавления боковой полосы, позже внедренная компанией Bell Telephone, вместо этого отменяла боковую полосу сигнала посредством обратной связи. По сообщениям, лаборатория American District Telegraph (ADT) потеряла некоторые из рабочих моделей Мюччи, его жена, как сообщается, избавилась от других, а Мюччи, который иногда жил на пособие, решил не продлевать свою патентную заявку на телетрофон 1871 года после 1874 года. В 2002 году Палата представителей США приняла резолюцию, в которой признавалась новаторская работа Мюччи в разработке телефона. В резолюции говорилось, что "если бы Мюччи смог заплатить 10 долларов за продление заявки после 1874 года, патент не мог бы быть выдан Беллу". За резолюцией Мюччи Конгресса США последовало оперативное законодательное предложение 37-го Парламента Канады, объявившее Александра Грэхема Белла изобретателем телефона. Другие в Канаде не согласились с резолюцией Конгресса, некоторые из которых критиковали ее точность и намерения.

Хронология изобретения Мёччи

Выдающийся генеральный директор Центрального исследовательского института телекоммуникаций (CSELT) компании Telecom Italia, Базилио Катания, и Итальянское общество электротехники, "Federazione Italiana di Elettrotecnica", посвятили музей Антонио Мюччи, создав хронологию его изобретения телефона и проследив историю двух судебных процессов с участием Мюччи и Александра Грэма Белла. Они утверждают, что Мюччи был истинным изобретателем телефона, и основывают свои аргументы на восстановленных доказательствах. Если не указано иное, ниже представлено изложение их исторической реконструкции. В 1834 году Мюччи сконструировал своего рода акустический телефон для связи между сценой и контрольной комнатой в театре "Teatro della Pergola" во Флоренции. Этот телефон был построен по образцу трубных телефонов на кораблях и до сих пор функционирует. В 1848 году Мюччи разработал популярный метод лечения ревматизма электрическими ударами. Он давал своим пациентам два проводника, соединенных с 60 батареями Бунзена и заканчивающихся пробкой. Он также использовал два проводника, подключенных к тем же батареям Бунзена. Он сидел в своей лаборатории, в то время как батареи Бунзена находились во второй комнате, а пациенты – в третьей. В 1849 году, проводя лечение пациента электрическим разрядом в 114 В, Мюччи услышал крик пациента в своей лаборатории через кусок медного провода, соединявшего их, от проводников, которые он держал у уха. Он предположил, что "язычок" медного провода вибрировал подобно листу электроскопа, то есть имел место электростатический эффект. Чтобы продолжить эксперимент, не причиняя вреда пациенту, Мюччи покрыл медный провод бумагой. Через это устройство он услышал нечленораздельные человеческие голоса. Он назвал это устройство "telegrafo parlante" (дословно "говорящий телеграф"). На основе этого прототипа Мюччи работал над более чем 30 типами устройств передачи звука, вдохновленных моделью телеграфа, как и другие пионеры телефонии, такие как Чарльз Бурсеул, Филипп Рейс, Инноченцо Манцетти и другие. Позже Мюччи утверждал, что не думал о передаче голоса, используя принцип "включи-выключи" телеграфа, а искал "непрерывное" решение, не прерывающее электрический ток. Позже Мюччи утверждал, что он сконструировал первый электромагнитный телефон, состоящий из электромагнита с сердечником в форме подковы, диафрагмы из кожи животного, упрочненной дихроматом калия, и металлического диска, зафиксированного в центре. Инструмент был помещен в цилиндрическую картонную коробку. Он утверждал, что построил его для связи между своей спальней на втором этаже и лабораторией в подвале, чтобы общаться со своей больной женой. Мюччи разделил направления передачи, чтобы устранить так называемый "локальный эффект", используя то, что сегодня мы называем четырехпроводной схемой. Он сконструировал простую систему вызова с телеграфным манипулятором, который закорачивал устройство вызывающего абонента, создавая в устройстве вызываемого абонента последовательность импульсов (щелчков), гораздо более интенсивных, чем при обычной беседе. Зная, что его устройству требуется большая полоса пропускания, чем телеграфу, он нашел способы избежать так называемого "эффекта скин-слоя" путем поверхностной обработки проводника или воздействия на материал (медь вместо железа). Он успешно использовал изолированную медную оплетку, тем самым предвосхитив литцендрат, используемый Николой Теслой в радиочастотных катушках. В 1864 году Мюччи позже заявил, что создал свое "лучшее устройство", используя железную диафрагму оптимизированной толщины и плотно закрепленную по краю. Инструмент был помещен в коробку из мыла для бритья, крышка которой прижимала диафрагму. В августе 1870 года Мюччи позже заявил, что достиг передачи членораздельной человеческой речи на расстоянии в милю, используя в качестве проводника медную оплетку, изолированную хлопком. Он назвал свое устройство "teletrofono". Рисунки и заметки Антонио Мюччи от 27 сентября 1870 года показывают катушки проволоки на линиях телефонной связи дальнего действия. На картине, написанной Несторе Корради в 1858 году, упоминается фраза "Электрический ток из индукторной трубы". Вышеуказанная информация была опубликована в Scientific American Supplement No. 520 от 19 декабря 1885 года на основе реконструкций, выполненных в 1885 году, для которых не было никаких современных доказательств до 1875 года. Претензия Мюччи 1871 года не упоминала ни одной из функций телефона, которые позже были приписаны ему его адвокатом и опубликованы в этом Scientific American Supplement, что стало одной из основных причин проигрыша судебного дела о нарушении патентных прав "Bell v. Globe and Meucci", которое было решено против Globe и Мюччи.

Иоганн Филипп Рейс

Телефон Рейса был разработан начиная с 1857 года. Утверждается, что передатчик было сложно использовать, поскольку относительное положение иглы и контакта критически влияло на работу устройства. Таким образом, его можно назвать «телефоном», поскольку он действительно передавал звуки голоса электрическим током на расстояние, но вряд ли был коммерчески жизнеспособным телефоном в современном понимании. В 1874 году устройство Рейса было протестировано британской компанией Standard Telephones and Cables (STC). Результаты также подтвердили, что оно могло передавать и принимать речь с хорошим качеством (точностью), но относительно низкой интенсивностью. Новое изобретение Рейса было представлено в лекции перед Физическим обществом Франкфурта 26 октября 1861 года, а описание, написанное им самим для Jahresbericht, появилось через месяц или два. Это вызвало значительный научный интерес в Германии; его модели были отправлены за границу, в Лондон, Дублин, Тифлис и другие города. Оно стало темой для популярных лекций и экспонатом для научных кабинетов. Томас Эдисон протестировал оборудование Рейса и обнаружил, что «отдельные слова, произносимые при чтении, разговоре и тому подобном, воспринимались неразборчиво, однако и здесь интонации голоса, модуляции вопросов, удивления, команд и т. д. выражались отчетливо». Он использовал работу Рейса для успешной разработки угольного микрофона. Эдисон признал свой долг перед Рейсом следующим образом:
Первым изобретателем телефона был Филипп Рейс из Германии, передающий лишь музыкальные, но не членораздельные звуки. Первым человеком, публично продемонстрировавшим телефон для передачи членораздельной речи, был А. Г. Белл. Первый практичный коммерческий телефон для передачи членораздельной речи был изобретен мной. Телефоны, используемые во всем мире, – это заслуга моя и Белла. Мой используется для передачи, а телефон Белла – для приема.

Сирилл Дуке

Сирилл Дюке изобретает телефонную трубку. blockquote Дюке получил патент 1 февраля 1878 года на ряд модификаций, "обеспечивающих большую легкость передачи звука и улучшающих его акустические свойства", и в частности, на конструкцию нового аппарата, объединяющего передатчик и приемник в едином устройстве.

Александр Грэм Белл

Александр Грэм Белл был пионером в системе, называемой «видимой речью», разработанной его отцом для обучения глухих детей. В 1872 году Белл основал в Бостоне, штат Массачусетс, школу для подготовки учителей для глухих. Позднее школа стала частью Бостонского университета, где Белл был назначен профессором физиологии голоса в 1873 году. Будучи профессором физиологии голоса в Бостонском университете, Белл занимался обучением учителей искусству обучения глухих речи и экспериментировал с фоноавтографом Леона Скотта для записи вибраций речи. Этот аппарат по существу состоит из тонкой мембраны, вибрирующей под воздействием голоса, и легкого стилуса, который прочерчивает волнистую линию на пластине из копченого стекла. Линия представляет собой графическое отображение вибраций мембраны и звуковых волн в воздухе. Этот опыт подготовил Белла к работе со звуковыми волнами и электричеством. Он начал свои эксперименты в 1873–1874 годах с гармонического телеграфа, следуя примеру Бурселя, Рейса и Грея. В конструкциях Белла использовались различные прерыватели тока, приводящие в движение вибрирующие стальные язычки, которые посылали прерывистый ток к удаленному электромагниту-приемнику, заставляя вибрировать второй стальной язычок или камертон. Во время эксперимента Белла и его помощника Томаса Уотсона 2 июня 1875 года приемный язычок не отреагировал на прерывистый ток, подаваемый электрической батареей. Белл сказал Уотсону, находившемуся на другом конце линии, дернуть язычок, полагая, что он прилип к полюсу магнита. Уотсон повиновался, и к его удивлению Белл услышал, как язычок на его конце линии вибрирует и издает тот же тембр, что и дернутый язычок, хотя от передатчика не поступало прерывистого тока, чтобы заставить его вибрировать. Вскоре еще несколько экспериментов показали, что его приемный язычок приводился в движение магнитоэлектрическими токами, индуцированными в линии движением удаленного приемного язычка вблизи его магнита. Ток от батареи не вызывал вибрации, а был нужен только для создания магнитного поля, в котором вибрировали язычки. Более того, когда Белл услышал богатые обертоны дернутого язычка, ему пришло в голову, что, поскольку цепь никогда не разрывалась, все сложные вибрации речи можно преобразовать в волнообразные (модулированные) токи, которые, в свою очередь, воспроизвели бы сложный тембр, амплитуду и частоты речи на расстоянии. После того, как Белл и Уотсон 2 июня 1875 года обнаружили, что движение язычка в магнитном поле может воспроизводить частоты и тембр звуковых волн, Белл, по аналогии с механическим фоноавтографом, предположил, что кожная диафрагма воспроизведет звуки, подобные человеческому уху, при соединении со стальным или железным язычком или шарнирной арматурой. 1 июля 1875 года он поручил Уотсону построить приемник, состоящий из натянутой диафрагмы или барабана из кожи для золочения с прикрепленной к середине арматурой из намагниченного железа, свободно вибрирующей перед полюсом электромагнита в цепи с линией. Второе мембранное устройство было построено для использования в качестве передатчика. Это был телефон «виселица». Через несколько дней они были опробованы вместе, по одному на каждом конце линии, которая шла от комнаты в доме изобретателя, расположенного по адресу 5 Exeter Place в Бостоне, до подвала под ним. Белл, в рабочей комнате, держал один прибор в руках, а Уотсон в подвале слушал на другом. Белл сказал в свой прибор: «Вы понимаете, что я говорю?» и Уотсон ответил: «Да». Однако голосовые звуки были неразборчивыми, и арматура имела тенденцию прилипать к полюсу электромагнита и рвать мембрану. 10 марта 1876 года в ходе испытания между двумя комнатами в одном здании, над Дворцовым театром, по адресу 109 Court Street, недалеко от площади Сколлей в Бостоне, было показано, что телефон работает, но пока только на небольшом расстоянии. В 1876 году Белл первым получил патент на «аппарат для телеграфической передачи голоса или других звуков» после экспериментов с множеством примитивных звуковых передатчиков и приемников. Из-за болезни и других обязательств Белл мало или совсем не занимался улучшением или экспериментами с телефоном в течение восьми месяцев, пока не был опубликован его патент США № 174 465. В 1880 году Белл был награжден французской премией Вольта за свое изобретение, и на эти деньги он основал лабораторию Вольта в Вашингтоне, где продолжил эксперименты в области связи, медицинских исследований и методов обучения глухих, работая, в частности, с Хелен Келлер. В 1885 году он приобрел землю в Новой Шотландии и построил там летний дом, где продолжил эксперименты, особенно в области авиации. Сам Белл утверждал, что телефон был изобретен в Канаде, но произведен в Соединенных Штатах.

Успех Белла

Первая успешная двунаправленная передача чёткой речи Беллом и Уотсоном состоялась 10 марта 1876 года, когда Белл произнёс в устройство: "Мистер Уотсон, подойдите сюда, я хочу вас видеть", и Уотсон выполнил эту просьбу. В этом эксперименте Белл испытывал жидкий передатчик Грэя, но лишь после получения своего патента и исключительно в качестве научно-демонстрационного эксперимента, чтобы убедиться, что чёткая "артикулированная речь" (слова Белла) может быть передана электричеством. Поскольку жидкий передатчик не подходил для коммерческого производства, Белл после марта 1876 года сосредоточился на усовершенствовании электромагнитного телефона и больше никогда не использовал жидкий передатчик Грэя в публичных демонстрациях или в коммерческих целях. Телефонный передатчик (микрофон) Белла состоял из двойного электромагнита, перед которым находилась мембрана, натянутая на кольцо, с прикреплённым к её середине продолговатым куском мягкого железа. Воронкообразный мундштук направлял звуки голоса на мембрану, и, вибрируя, мягкая железная "якорь" индуцировала соответствующие токи в катушках электромагнита. Эти токи, пройдя по проводу, поступали в приемник, состоящий из электромагнита в металлической трубке, один конец которой был частично закрыт тонким круглым диском из мягкого железа. Когда волнообразный ток проходил через катушку этого электромагнита, диск вибрировал, создавая звуковые волны в воздухе. Этот примитивный телефон быстро был усовершенствован. Двойной электромагнит заменили на один постоянный магнит в форме бруска, вокруг одного полюса которого была намотана небольшая катушка или бобина из тонкой проволоки, а перед ним был закреплён тонкий железный диск в круглой насадке. Диск выполнял функцию как диафрагмы, так и якоря. При разговоре в насадку железная диафрагма вибрировала вместе с голосом в магнитном поле полюса магнита, тем самым вызывая волнообразные токи в катушке. Эти токи, пройдя по проводу к удалённому приемнику, принимались идентичным устройством. Белл запатентовал эту конструкцию 30 января 1877 года. Звуки были слабыми и слышны только при близком расположении уха к наушнику/мундштуку, но они были различимы. В ходе третьего испытания в Южном Онтарио, 10 августа 1876 года, Белл совершил звонок по телеграфной линии из семейного поместья в Брантфорде, Онтарио, своему помощнику, находившемуся в Париже, Онтарио, на расстоянии около 13 километров. Многие источники утверждают, что этот тест был первым в мире междугородним звонком. Это последнее испытание окончательно доказало, что телефон может работать на больших расстояниях.

Ранние публичные демонстрации телефона Белла

Белл продемонстрировал рабочий телефон на выставке столетия в Филадельфии в июне 1876 года, где он привлек внимание бразильского императора Педру II, а также физика и инженера сэра Уильяма Томсона (который позже был возведен в дворянство как 1-й барон Кельвин). В августе 1876 года на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки Томсон представил телефон европейской публике. Описывая свое посещение Филадельфийской выставки, Томсон сказал: "Я услышал [через телефон] отрывки, взятые наугад из нью-йоркских газет: 'С.С. Кокс прибыл' (я не смог разобрать, кто такой С.С. Кокс); 'Город Нью-Йорк', 'Сенатор Мортон', 'Сенат решил напечатать тысячу дополнительных экземпляров', 'Американцы в Лондоне решили отпраздновать грядущее Четвертое июля!' Все это мои собственные уши услышали, отчетливо произнесенное тогдашней круговой дисковой арматурой, подобной этому маленькому электромагниту, который я держу в руке".

Три больших испытания телефона

Всего через несколько месяцев после получения патента США № 174465 в начале марта 1876 года Белл провел три важных испытания своего нового изобретения и телефонной технологии, вернувшись в дом своих родителей в Мельвилл-Хаус (ныне Национальный исторический объект Белл-Хомстед) на лето. 10 марта 1876 года Белл использовал "инструмент" в Бостоне, чтобы позвонить Томасу Уотсону, который находился в другой комнате, но вне зоны слышимости. Он сказал: "Мистер Уотсон, приходите сюда – я хочу вас видеть", и Уотсон вскоре появился рядом с ним. В первом испытательном звонке на большем расстоянии в Южном Онтарио, 3 августа 1876 года, дядя Александра Грэма, профессор Дэвид Чарльз Белл, говорил с ним из телеграфного офиса Брантфорда, декламируя строки из шекспировского "Гамлета" ("Быть или не быть"). Молодой изобретатель, находившийся в магазине A. Wallis Ellis в соседнем поселке Маунт-Плезант, принял и, возможно, перенес голос своего дяди на фонаутграмму – рисунок, созданный записывающим устройством, похожим на перо, которое могло отображать форму звуковых волн в виде волнообразных линий на закопченном стекле или других носителях, отслеживая их колебания. На следующий день, 4 августа, был совершен еще один звонок между телеграфным офисом Брантфорда и Мельвилл-Хаусом, где большая компания обменивалась "речами, декламациями, песнями и инструментальной музыкой". С помощью двух соседей своих родителей он протянул проволоку длиной около 400 метров (четверть мили) вдоль вершин столбов забора от дома своих родителей до точки соединения с телеграфной линией в соседний поселок Маунт-Плезант, которая соединяла ее с офисом Dominion Telegraph в Брантфорде, Онтарио. Третьим и самым важным испытанием стал первый в мире настоящий телефонный звонок на большие расстояния, совершенный между Брантфордом и Парижем, Онтарио, 10 августа 1876 года. Для этого междугороднего звонка Александр Грэм Белл установил телефон, используя телеграфные линии, в магазине обуви Роберта Уайта по адресу 90 Grand River Street North в Париже, через офис Dominion Telegraph Co. на улице Колборн. Обычная телеграфная линия между Парижем и Брантфордом была немного длиннее 13 км (8 миль), но соединение было продлено еще на 93 км (58 миль) до Торонто, чтобы использовать батарею в его телеграфном офисе. Следует признать, что это был односторонний звонок на большие расстояния. Первый двусторонний (взаимный) разговор по линии состоялся между Кембриджем и Бостоном (около 2,5 мили) 9 октября 1876 года. Во время этого разговора Белл находился на Килби-стрит в Бостоне, а Уотсон – в офисах Walworth Manufacturing Company. Журнал "Scientific American" описал эти три испытательных звонка в своей статье от 9 сентября 1876 года под названием "Голос человека, передаваемый телеграфом". Один из рецензентов Bell Homestead написал о них: "Никто из участников этих ранних звонков не мог предвидеть будущее влияние этих первых достижений в области коммуникаций".

Позднее публичные демонстрации

Позднее телефон был публично продемонстрирован 4 мая 1877 года на лекции профессора Белла в Бостонском музыкальном зале. Согласно отчету, процитированному Джоном Манро в книге «Герои телеграфа»:

Подойдя к небольшой телефонной будке с тонкими проводовыми соединениями, мистер Белл спокойно спросил, словно обращаясь к кому-то в соседней комнате: «Мистер Уотсон, вы готовы?» Мистер Уотсон, находившийся в пяти милях от него в Сомервилле, немедленно ответил утвердительно, и вскоре был слышен голос, исполнявший «Америку». [ ] Подойдя к другому аппарату, соединенному проводом с Провиденсом, в сорока трех милях оттуда, мистер Белл немного послушал и сказал: «Синьор Бригнолли, который участвует в концерте в Провиденсском музыкальном зале, сейчас споет для нас». В мгновение ока мелодия голоса тенора взлетела и спала, звук был слабым, иногда терялся, а затем снова становился слышимым. Позже соло трубы, сыгранное в Сомервилле, было очень отчетливо слышно. Вскоре после этого из Сомервилля по проводам прозвучала трехчастная песня, и мистер Белл сказал своей аудитории: «Я переключу песню из одной части комнаты в другую, чтобы все могли ее услышать». На последующей лекции в Салеме, штат Массачусетс, была установлена связь с Бостоном, расположенным в восемнадцати милях оттуда, и мистер Уотсон в последнем месте спел «Auld Lang Syne», национальный гимн и «Hail Columbia», в то время как аудитория в Салеме подпевала припеву. 14 января 1878 года в Озборн-хаусе на острове Уайт Белл продемонстрировал устройство королеве Виктории, связавшись по телефону с Коузом, Саутгемптоном и Лондоном. Это были первые публично зафиксированные телефонные звонки на большие расстояния в Великобритании. Королева сочла этот процесс «весьма необычным», хотя звук был «достаточно слабым». Позже она попросила купить использованное оборудование, но Белл предложил изготовить для нее специальную модель.

Резюме достижений Белла

Белл совершил с телефоном то же самое, что Генри Форд – с автомобилем. Хотя Белл и компании, основанные им, не были первыми, кто экспериментировал с телефонными устройствами, именно они впервые разработали коммерчески пригодные телефоны, вокруг которых можно было создать и развивать успешный бизнес. Белл использовал угольные передатчики, подобные передатчикам Эдисона, и адаптировал телефонные станции и коммутационные панели, разработанные для телеграфии. Уотсон и другие инженеры Bell изобрели множество других усовершенствований в области телефонии. Беллу удалось создать коммерчески жизнеспособную телефонную систему, где другим не удавалось. Можно утверждать, что Белл создал телефонную индустрию. Первая чёткая передача голоса Беллом по электрическому проводу была признана IEEE Milestone.

Водный микрофон Элиша Грей

Элиша Грей осознал недостаточную точность передатчика с разомкнутой цепью, разработанного Рейсом и Бурселем, и, проводя аналогию с "телеграфом для влюбленных", пришел к выводу, что если бы силу тока можно было сделать более точным отражением движений диафрагмы, а не просто замыкать и размыкать цепь, можно было бы добиться большей верности передачи. 14 февраля 1876 года Грей подал в патентное ведомство США предварительную заявку на патент (caveat) на жидкостный микрофон. Устройство использовало металлическую иглу или стержень, который лишь слегка погружался в жидкий проводник, например, смесь воды и кислоты. В ответ на колебания диафрагмы игла в большей или меньшей степени погружалась в жидкость, изменяя электрическое сопротивление и, следовательно, силу тока, проходящего через устройство и поступающего на приемник. Грей не преобразовал свою предварительную заявку в полноценную патентную заявку до истечения срока ее действия и тем самым оставил возможность для Белла запатентовать свое изобретение. Когда Грей подал заявку на патент на телефонный передатчик с переменным сопротивлением, патентное ведомство установило, что "хотя Грей, несомненно, первым сформулировал и описал изобретение (с переменным сопротивлением) в своей предварительной заявке от 14 февраля 1876 года, его бездействие, не приведшее к завершению разработки до тех пор, пока другие не продемонстрировали практическую применимость изобретения, лишает его права на его рассмотрение".

Углеродный микрофон Томас Эдисон, Эдвард Хьюз, Эмиль Берлинер

Углеродный микрофон был разработан независимо друг от друга около 1878 года Дэвидом Эдвардом Хьюзом в Англии и Эмилем Берлинером и Томасом Эдисоном в США. Хотя Эдисону был выдан первый патент в середине 1877 года, Хьюз продемонстрировал свое рабочее устройство перед многими свидетелями за несколько лет до этого, и большинство историков считают его изобретателем. Томас Альва Эдисон сделал следующий шаг в усовершенствовании телефона, изобретя в 1878 году углеродный зернистый "передатчик" (микрофон), который обеспечивал сильный речевой сигнал в передающей цепи, что сделало возможными междугородные звонки. Эдисон обнаружил, что углеродные зерна, сжатые между двумя металлическими пластинами, обладали переменным электрическим сопротивлением, зависящим от давления. Таким образом, зерна могли изменять свое сопротивление при движении пластин под воздействием звуковых волн, воспроизводя звук с хорошей точностью, без слабых сигналов, характерных для электромагнитных передатчиков. Углеродный микрофон был дополнительно усовершенствован Эмилем Берлинером, Фрэнсисом Блейком, Дэвидом Э. Хьюзом, Генри Хуннингсом и Энтони Уайтом. Углеродный микрофон оставался стандартным в телефонии до 1980-х годов и до сих пор производится.

Улучшения в раннем телефоне

Дополнительные изобретения, такие как вызывной звонок, центральная телефонная станция, общая батарея, сигнальный тон, усиление сигнала, междугородние линии и беспроводные телефоны – сначала без проводов, а затем полностью мобильные – сделали телефон тем полезным и широко распространенным устройством, каким мы знаем его сегодня.

Телефонные станции

Телефонная станция была идеей венгерского инженера Тивадара Пускаша (1844–1893) в 1876 году, когда он работал у Томаса Эдисона на телеграфной станции. Пускаш работал над своей идеей электрической телеграфной станции, когда Александр Грэм Белл получил первый патент на телефон. Это побудило Пускаша по-новому взглянуть на свою работу, и он сосредоточился на усовершенствовании конструкции телефонной станции. Затем он связался с американским изобретателем Томасом Эдисоном, которому эта конструкция понравилась. По словам Эдисона, "Тивадар Пускаш был первым, кто предложил идею телефонной станции".

Противоречия

Белл был широко признан «изобретателем» телефона за пределами Италии, где Мёччи считался его изобретателем, и за пределами Германии, где Рейса признавали «изобретателем». В Соединенных Штатах существует множество свидетельств признания Белла как североамериканской иконы за изобретение телефона, и этот вопрос долгое время не вызывал споров. Однако в июне 2002 года Палата представителей США приняла символический законопроект, признающий вклад Антонио Мёччи «в изобретение телефона» (а не «за изобретение телефона»), что породило определенные разногласия. Десять дней спустя канадский парламент ответил символическим мотивированным предложением, приписывающим изобретение телефона Беллу. Сторонники Мёччи, Манцетти и Грей каждый предлагали достаточно подробные истории о том, как Белл активно украл изобретение телефона у их конкретного изобретателя. В резолюции Конгресса 2002 года ошибочно указывалось, что Белл работал в лаборатории, где хранились материалы Мёччи, и утверждалось, что у Белла, таким образом, был доступ к этим материалам. Манцетти утверждал, что Белл посетил его и изучил его устройство в 1865 году. В 1886 году Зенас Уилбер, патентный эксперт, публично заявил, что Белл заплатил ему сто долларов, когда разрешил Беллу ознакомиться с конфиденциальной патентной заявкой Грея. Одним из важных пунктов в патенте Белла 1876 года было требование 4 – метод получения переменного электрического тока в цепи путем изменения сопротивления в цепи. Эта особенность не была показана ни на одном из чертежей патента Белла, но была показана на чертежах Элиши Грея в его заявке на патент, поданной в тот же день, 14 февраля 1876 года. Описание функции переменного сопротивления, состоящее из семи предложений, было вставлено в заявку Белла. Тот факт, что оно было вставлено, не оспаривается. Однако время его вставки является предметом споров. Белл свидетельствовал, что написал предложения, содержащие описание переменного сопротивления, до 18 января 1876 года, «почти в самый последний момент» перед отправкой проекта заявки своим адвокатам. В книге Эвенсона утверждается, что семь предложений и требование 4 были вставлены без ведома Белла непосредственно перед тем, как заявка Белла была доставлена в Патентное ведомство одним из адвокатов Белла 14 февраля 1876 года. Вопреки распространенному мнению, заявка Грея на патент была доставлена в Патентное ведомство США за несколько часов до подачи заявки Беллом. Заявка Грея на патент была доставлена в Патентное ведомство утром 14 февраля 1876 года, вскоре после открытия ведомства, и оставалась в нижней части входящей корзины до того дня. Заявка Белла была подана незадолго до полудня 14 февраля адвокатом Белла, который попросил немедленно внести плату за подачу в кассовую книгу, и заявка Белла была немедленно передана эксперту. Поздним вечером заявка Грея на патент была зарегистрирована в кассовой книге и не была передана эксперту до следующего дня. Тот факт, что плата за подачу заявки Белла была зарегистрирована раньше, чем у Грея, привел к мифу о том, что Белл прибыл в Патентное ведомство раньше. Белл находился в Бостоне 14 февраля и узнал об этом позже. Позже Грей отказался от своей заявки на патент и не оспаривал приоритет Белла. Это открыло путь к выдаче Беллу патента США № 174465 на телефон 7 марта 1876 года.

Памятник изобретению

В 1906 году жители города Брантфорд, провинция Онтарио, Канада, и его окрестностей основали Мемориальную ассоциацию Белла, чтобы увековечить изобретение телефона Александром Грэмом Беллом в июле 1874 года в доме его родителей, Мельвилл-Хаус, близ Брантфорда. Проект Уолтера Олварда был единогласно выбран из десяти представленных моделей и стал победителем конкурса. Первоначально планировалось завершить мемориал к 1912 году, но Олвард закончил его лишь пять лет спустя. 24 октября 1917 года генерал-губернатор Канады, Виктор Кавендиш, 9-й герцог Девонширский, торжественно открыл мемориал. Олвард спроектировал памятник, чтобы символизировать способность телефона преодолевать расстояния. Ряд ступеней ведет к центральной части, где парящая аллегорическая фигура Вдохновения возвышается над лежащей мужской фигурой, олицетворяющей Человека, открывающего свою способность передавать звук в пространстве, и указывает на три парящие фигуры – вестников Знания, Радости и Печали, расположенных на противоположном конце композиции. Кроме того, по обеим сторонам мемориала на гранитных пьедесталах установлены две женские фигуры, представляющие Человечество: одна отправляет, а другая получает сообщение. Величие мемориала Белла было названо лучшим образцом ранних работ Олварда, принесшим скульптору известность. Сам мемориал служил центральным элементом многих общественных мероприятий и остается важной частью истории Брантфорда, позволяя городу позиционировать себя как «Город телефонов».