貝爾<電話發明人> 江銘輝 五夢網
圖1:貝爾是電話發明人,噪音的單位「分貝」是為紀念他而命名。
1847年3月3日,貝爾(Alexander Graham Bell;圖1)生於蘇格蘭的愛丁堡(Edinburgh),父親叫亞歷山大.梅維.貝爾(Alexander Melville Bell),他有一個哥哥(享年23歲),和一個弟弟(享年19歲),但都年輕時就得肺結核去世,他的母親也是聾啞人士。貝爾早期對植物標本的採集和試驗,很感興趣。1858年,他11歲時,進入愛丁堡皇家中學(Royal High School)就讀。15歲時畢業到倫敦旅遊和他的祖父居住並學習。1863年, 16歲到蘇格蘭艾爾金(Elgin)一所專供貴族子弟寄讀的學校「華生寄宿學校」(Weston House School)一方面擔任任教,也作學生。後來又到愛丁堡大學讀語音學。
1868年8月,他的父親到美國示範「視覺語言法」的教學,10月他開始在倫敦大學就讀,選擇了語言學作他的專業。就在1870年5月他的哥哥得到肺結核過世(弟弟早在1867年就得到肺結核過世),7月他隨同父母遷移到氣候宜人的加拿大,靜養身體。1871年貝爾隻身到美國波士頓,進入一家由莎拉.富勒(Sarah Fuller)創立的聾啞學校教聾啞人士說話,1873年貝爾受賞識成為波士頓大學聲音生理學教授。
貝爾從小就喜歡音樂,再加上父親是研究聲學的學者及從事聾啞教育的老師的影響,因此對發聲學,很有興趣。他對人體的發聲器官構造有深入的研究。在教聾啞人士說話時,娶了一位叫梅碧兒.荷本(Mabel Hubbard)的聾啞生為妻(圖2)。梅碧兒的父親叫高汀納.格內.荷本(Gardiner Greene Hubbard)非常富有,這對貝爾的發明幫助很大。
圖2:貝爾妻子「梅碧兒」
貝爾在波士頓時,莫爾斯(Samuel Morse)已發明電報,電報的原理是用一塊纏繞著銅線圈的鐵片,當電流通過線圈時,鐵片就會產生磁性吸引鐵質的東西,反之,當電流中斷時,磁性立即消失。但是電報也有缺點,一方面想打電報,要到電報公司去打。另一方面,同一條電線在同一時間只能傳遞一個資訊。常見業務繁忙的電報室裡及擠滿了等待發電報或接收電報的人。貝爾因為情人梅碧兒的父親想插手在電報這行業上,促使貝爾因為要改良電報而發明電話。
在1874年,貝爾得到岳父和一位學生家長桑德斯(Thomas Sanders)的贊助,聘用了一位叫湯姆.華生(Thomas Watson)的助手,開始研究。
因為貝爾在聲音方面已有基礎,譬如:
知道聲音可以使一片薄膜發生振動,如果把這種振動從電線中的電流傳出去,那麼電流量就會因聲音的改變而改變。在電線另一端所裝置的受話薄膜,也會發生同樣的振動,再把振動轉換為聲音。於是雙方就可以互相交談了。他就利用這個道理,在1876年和助手華生發明電話。
貝爾和華生最初所做的電話機(圖3),像一面小鼓,一邊是空的,一邊用牛大腸作成像紙一樣薄的薄膜繃在上面,對於小鼓的一邊說話時,薄膜就會振動。薄膜一振動,銜鐵就會振動,因銜鐵是磁鐵做的,所以銜鐵的磁場會隨著本身的振動而影響到電磁鐵的線圈,使線圈裡的電流發生大小強弱不同的變化。隨著聲音變化的電流,傳到另一部當做收話器用的同樣電話機裡,又使電磁鐵的磁場發生變化而吸引銜鐵。銜鐵一振動,薄膜也跟著振動,而發出聲音。後來改良型的電話機使用薄薄的鐵片代替牛大腸作成的薄膜。
圖3:貝爾最初的電話機
1876年2月,貝爾正式向提出電話專利權,並於3月3日獲得專利權,3月10日世界第一部電話終於誕生了,當年的7月2 5日,貝爾在費城舉辦的世紀博覽會示範他的電話,證明電話的實用性。之後,1877年2月,貝爾又表演了一次現場通話,才真正喚醒北美洲人正式電話的可行性,表演時,貝爾在麻塞諸塞州的賽倫,華生在距離14哩的波士頓,二人互相交談,對唱,媒體爭相報導。
1877年7月9日,貝爾、荷本、桑徳斯、華生終於共同組成貝爾電話公司。
貝爾電話公司剛成立時,雖然許多媒體爭相報導它的實用性和展望,然而一般民眾反應非常冷淡,到1878年6月賣出去的電話也不過100多部而已,主要原因是新的東西還有待推廣,同時性能不完美還有許多要改良的地方。
貝爾對此心灰意冷,原因有三:
1. 貝爾對作生意向來就興趣缺缺,自己也不是這方面的專家。
2. 電話發明後,接下來的工作是業務推廣,更是自己所不喜歡。
3. 自從電話發明後,他遭受到許多無情的攻擊,說他的發明是竊取葛瑞(Elisha Gray)的理念,並且和專利局的人員勾結。
因此,1879年他32歲時,正式離開貝爾電話公司,稍後華生也離開了。
離開貝爾電話公司的華生,為自己安排一次歐洲之旅,不久結婚了,當過農夫,後來到造船廠工作,也有非凡成就。
至於貝爾,1880年9月,法國因貝爾在電學上的科學成就,授予伏特獎和法國榮譽勳位勳章。他以此獎金在華盛頓建立了伏特實驗室。1883年,貝爾被選為美國科學院成員。1913年,英國皇家學會向他頒發了休斯獎章。他不但婚姻美滿,也過著富裕的生活。
電話,後來經過改良,性能有所進步,這要歸功當時與貝爾競爭電話專利權的大發明家愛迪生先生(當時申請電話專利權的人有三人,包括貝爾、愛迪生及葛瑞,最後由貝爾獲准專利權。)他將電話系統不斷的改良。1915年美國東西二岸,終於可以通話。
1890年,貝爾協助成立專為提升失聰人士之語言教學的協會,並成為該協會的首位會長。
西元19 22年8月2日,貝爾75歲去世時,當時美國各地使已裝設1400萬部以上電話機,同時有了海底電話和無線電話。他所創設的貝爾電話公司,現在是第一流的電話公司,至於貝爾電話公司附設的貝爾電話實驗室的設立已是貝爾去逝以後的事,它是1925年,當時AT&T(美國電話電報公司;前身是貝爾電話公司)總裁華特·基佛德(Walter Gifford)收購了西方電子(Western Electric)公司的研究部門,成立了一個叫做「貝爾電話實驗室公司」。貝爾電話實驗室對於近代電信貢獻很大,許多新發明(如電晶體、太陽能電池、雷射、發光二極體、宇宙微波背景輻射……等)都是貝爾電話實驗室的科學家研究出來的。
人們為了感謝貝爾發明電話,給世界帶來便利,因此以貝爾(Bell)的名字制定了噪音強度感覺的比較單位,叫分貝(deci-Bell;分貝是貝爾的十分之一)。這將使他可以告慰祖先,不虛來到人間一遊。