电报电话与通信技术:从鸿雁传书到千里传音
喂饱人们的外卖,赖以为生的工作,恋人之间的亲密耳语,无一不依赖通信技术而成立。

“以往,人们只有大喊大叫才能让百米以外的人听到。”百年以后,约翰·布鲁克在《电话,第一个世纪》一书中说:“现在,我们一声轻语都能让世界各地的人听到。”他描述的这番情景,也许让古代创作“顺风耳”神话的作者也难以想象。

那么,“电话之父”贝尔是怎么想到要发明电话的呢?

电报

十八世纪六十年代,工业革命使得人类的远距离交通得到了革命化的进步,蒸汽轮船、铁路和汽车的出现缩短了人们长距离出行的时间。在19世纪前半叶,电报作为一种通信工具走上了历史舞台,从而解决了即时通信的问题。但发电报不仅手续麻烦,而且不能进行及时的双向信息交流。因此,人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式。

早在1854年,电话的原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了,将两块薄金属片用电线相连,一方发出声音时,金属片振动变成电,传给对方(现在的一些儿童传声筒游戏中还能看到这种设想的遗存)。但这仅仅是一种设想,问题是送话器和受话器的构造,怎样才能把声音这种机械能转换成电能,并进行传送。

鲍萨尔设想的电话原理在如今的传声筒游戏中时常见到

历史上最早致力于电话研究的是一位名叫梅乌奇的意大利人。梅乌奇很早就开始测试最原始的“说话机”,也就是电话的前身。后来,他由于政治理由而被托斯卡纳大区政府驱逐。于是,辗转到了美国。在1871年,他提交了一份“专利预告”文件,这并非完整的专利申请文件,因为那需要花费250美元,而囊中羞涩的梅乌奇并没有这笔钱。后来,当梅乌奇需要续保专利时,他甚至都筹不到10美元的续保费。1889年,贫病交加的梅乌奇带着遗憾离开了人世,他的发明也很快被遗忘了。

而在当时,对远距离快速通信工具的改进,也引起了许多发明家的兴趣,贝尔就是其中之一。

亚历山大·贝尔

从贝尔的祖辈起,他的家庭就研究语言学,所以贝尔知道语言是声波的振动。他曾研究过聋人用的一种“可视语言”。按照他的设想,可以在纸上复制出语言声波的振动,以便聋人从波形曲线看出“话”来。但是,由于识别曲线很不容易,所以这一设想没有实现。不过,他在实验中却偶然发现了一个有趣的现象:在电流导通和截止的时候,螺旋形的线圈发出了噪声——好像发送莫尔斯电码的“滴答”声。

有心人贝尔当然不会放过这一奇怪的偶然现象:“在讲话的时候,如能使电流的变化模拟出声波的变化,那电流不就能传送声音了么?”他受此启发,头脑中出现了一个新颖大胆的设想。

“你只要多读几本《电学入门》之类的书,你的这个妄想就会自然消失!”当26岁的贝尔把这个设想告诉几位电学专家的时候,其中一位就这么泼了冷水。还有人用轻蔑的口气嘲笑他是“想让导线说话的疯子”。

然而,贝尔并没有打退堂鼓——他坚信“神话是飞翔的现实”。

贝尔和其助手沃特森

1873年3月,他专程去华盛顿,把这个想法告诉当时德高望重的大电学家亨利,征求他的意见。“学吧!并且吸取别人的经验。”亨利这样鼓励他。于是,贝尔回到波士顿之后就专心学习电学知识,并在当年夏天辞去波士顿大学语言学教授职务,正式实验研究电话机。

1873年的一天,贝尔碰巧邂逅了18岁的年轻电气技师沃特森。沃特森对贝尔的理想终将实现坚信不疑,表示一定全力相助,这对贝尔的鼓励很大。他俩一见如故之后,成了终身的战友。

一年多过去了,电话机仍然没有完全成功。但是,他俩已经在1874年夏天感悟到振动膜片是电话机的关键部件

贝尔和他的第一部电话

夜幕又降临了,贝尔又在锁眉沉思。这时贝尔突然听到沃特森在叫他:“先生!您听!”贝尔转过头去,困惑不解地望着助手。这时沃特森用手指着窗外,神色惊喜地说:“先生,您听!”贝尔这才听到隐隐约约地从远处传来了叮叮当当的吉他声——像山泉般在夜空里荡漾。贝尔聆听着、聆听着……

原来,他俩的送话器和受话器灵敏度都很低,所以声音极其微弱,很难辨别——当时没有现在的电子放大设备。吉他的共鸣,启发了这两个聪明的年轻人。他们马上设计草图,动手试制,终于发明了电话。

贝尔发明的第一台电话

1875年6月2日,贝尔和沃森特完成了电话模型最后的改良,准备进行至关重要的测试,贝尔控制送话器,沃森特在另外一个门窗把耳朵紧紧贴在音箱上,贝尔此时不小心将硫酸溅到自己的大腿上,他下意识疼得叫出声来:“沃森特先生,快来帮我!”,沃特森在另一个房间听到了这个声音,这成了电话传送的第一个声音,贝尔梦想的“千里传音”实现了。

不过,试验成功的电话只是一个简陋的机器模型,要想让这部电话投入实用,还有很长的路要走

1876年2月,贝尔在改进成功商用电话之后,呈交电话专利申请,该申请于3月3日批准。而就在贝尔提交专利当天,另一位一直从事电话研究的发明家格雷也提交了相关专利,仅仅比贝尔晚了两个小时。后来,贝尔和格雷的诉讼闹上了法庭,最后,法院根据贝尔的磁石电话与格雷的液体电话有所不同,而且比格雷早几个小时提交了专利申请,且贝尔的电话商业应用已经达到了相当大的规模等有利因素,宣布了贝尔胜诉。

贝尔在博览会上展示电话

1876年3月7日,贝尔获得电话发明专利,第二年,在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通。也就在这一年,有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息,从此开始了公众使用电话的时代。一年之内,贝尔共安装了230部电话,建立了贝尔电话公司,这就是美国电报电话公司(AT&T)的前身。

与其他许多发明类似,电话诞生是迟早的事,是时代造就了贝尔这样的“英雄”。

贝尔的电话机之后,1878年出现了炭精送话器,使电话机送话器效率大大提高;1880年,出现共电式电话机,改由共电交换机集中供电;1891年出现了旋转拨号盘式自动电话机,把电话通信推向一个新阶段;20世纪60年代末期,出现了按键式全电子电话机。

拨号电话

随着程控交换机的发展,双音频按键电话机已逐步普及。电子电话机电路正在向集成化迈进,各种多功能电话机和特种用途电话机也应运而生。到90年代初,已有了将拨号、通话、振铃三种功能集于一块集成电路上的电话机。随着话音识别技术的发展,直接用话音“拨号”的新型电话机也正在出现。

如今,在一百多年后的今天,这种在当时被评为“没有实用价值”“科学玩具”的电话,经过技术的革新,地位有了翻天覆地的变化!网络电话已成为不可阻挡的发展趋势。

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