»  科學家  2011-03-15 贝尔<电话发明人>

贝尔<电话发明人>     江铭辉     五梦网

          
图1贝尔是电话发明人,噪音的单位「分贝」是为纪念他而命名。
 
1847年3月3日,贝尔(Alexander Graham Bell;图1)生于苏格兰的爱丁堡(Edinburgh),父亲叫亚历山大.梅维.贝尔(Alexander Melville Bell),他有一个哥哥(享年23岁),和一个弟弟(享年19岁),但都年轻时就得肺结核去世,他的母亲也是聋哑人士。贝尔早期对植物标本的采集和试验,很感兴趣。1858年,他11岁时,进入爱丁堡皇家中学(Royal High School)就读。15岁时毕业到伦敦旅游和他的祖父居住并学习。1863年, 16岁到苏格兰艾尔金(Elgin)一所专供贵族子弟寄读的学校「华生寄宿学校」(Weston House School)一方面担任任教,也作学生。后来又到爱丁堡大学读语音学。
 
1868年8月,他的父亲到美国示范「视觉语言法」的教学,10月他开始在伦敦大学就读,选择了语言学作他的专业。就在1870年5月他的哥哥得到肺结核过世(弟弟早在1867年就得到肺结核过世),7月他随同父母迁移到气候宜人的加拿大,静养身体。1871年贝尔只身到美国波士顿,进入一家由莎拉.富勒(Sarah Fuller)创立的聋哑学校教聋哑人士说话,1873年贝尔受赏识成为波士顿大学声音生理学教授。
 
贝尔从小就喜欢音乐,再加上父亲是研究声学的学者及从事聋哑教育的老师的影响,因此对发声学,很有兴趣。他对人体的发声器官构造有深入的研究。在教聋哑人士说话时,娶了一位叫梅碧儿.荷本(Mabel Hubbard)的聋哑生为妻(图2)。梅碧儿的父亲叫高汀纳.格内.荷本(Gardiner Greene Hubbard)非常富有,这对贝尔的发明帮助很大。
    
图2:贝尔妻子「梅碧儿」
 
贝尔在波士顿时,穆尔斯(Samuel Morse)已发明电报,电报的原理是用一块缠绕着铜线圈的铁片,当电流通过线圈时,铁片就会产生磁性吸引铁质的东西,反之,当电流中断时,磁性立即消失。但是电报也有缺点,一方面想打电报,要到电报公司去打。另一方面,同一条电线在同一时间只能传递一个信息。常见业务繁忙的电报室里及挤满了等待发电报或接收电报的人。贝尔因为情人梅碧儿的父亲想插手在电报这行业上,促使贝尔因为要改良电报而发明电话。
 
在1874年,贝尔得到岳父和一位学生家长桑德斯(Thomas Sanders)的赞助,聘用了一位叫汤姆.华生(Thomas Watson)的助手,开始研究。
 
因为贝尔在声音方面已有基础,譬如:
知道声音可以使一片薄膜发生振动,如果把这种振动从电线中的电流传出去,那么电流量就会因声音的改变而改变。在电线另一端所装置的受话薄膜,也会发生同样的振动,再把振动转换为声音。于是双方就可以互相交谈了。他就利用这个道理,在1876年和助手华生发明电话。
 
贝尔和华生最初所做的电话机(图3),像一面小鼓,一边是空的,一边用牛大肠作成像纸一样薄的薄膜绷在上面,对于小鼓的一边说话时,薄膜就会振动。薄膜一振动,衔铁就会振动,因衔铁是磁铁做的,所以衔铁的磁场会随着本身的振动而影响到电磁铁的线圈,使线圈里的电流发生大小强弱不同的变化。随着声音变化的电流,传到另一部当做收话器用的同样电话机里,又使电磁铁的磁场发生变化而吸引衔铁。衔铁一振动,薄膜也跟着振动,而发出声音。后来改良型的电话机使用薄薄的铁片代替牛大肠作成的薄膜。
  
图3:贝尔最初的电话机
 
1876年2月,贝尔正式向提出电话专利权,并于3月3日获得专利权,3月10日世界第一部电话终于诞生了,当年的7月2 5日,贝尔在费城举办的世纪博览会示范他的电话,证明电话的实用性。之后,1877年2月,贝尔又表演了一次现场通话,才真正唤醒北美洲人正式电话的可行性,表演时,贝尔在马萨诸塞州的赛伦,华生在距离14哩的波士顿,二人互相交谈,对唱,媒体争相报导。
 
1877年7月9日,贝尔、荷本、桑徳斯、华生终于共同组成贝尔电话公司。
贝尔电话公司刚成立时,虽然许多媒体争相报导它的实用性和展望,然而一般民众反应非常冷淡,到1878年6月卖出去的电话也不过100多部而已,主要原因是新的东西还有待推广,同时性能不完美还有许多要改良的地方。
贝尔对此心灰意冷,原因有三:
1.      贝尔对作生意向来就兴趣缺缺,自己也不是这方面的专家。
2.      电话发明后,接下来的工作是业务推广,更是自己所不喜欢。
3.      自从电话发明后,他遭受到许多无情的攻击,说他的发明是窃取葛瑞(Elisha Gray)的理念,并且和专利局的人员勾结。
 
因此,1879年他32岁时,正式离开贝尔电话公司,稍后华生也离开了。
离开贝尔电话公司的华生,为自己安排一次欧洲之旅,不久结婚了,当过农夫,后来到造船厂工作,也有非凡成就。
至于贝尔,18809月,法国因贝尔在电学上的科学成就授予伏特奖和法国荣誉勋位勋章。他以此奖金在华盛顿建立了伏特实验室。1883年,贝尔被选为美国科学院成员。1913年,英国皇家学会向他颁发了休斯奖章。不但婚姻美满,也过着富裕的生活。
                   
电话,后来经过改良,性能有所进步,这要归功当时与贝尔竞争电话专利权的大发明家爱迪生先生(当时申请电话专利权的人有三人,包括贝尔、爱迪生及葛瑞,最后由贝尔获准专利权。)他将电话系统不断的改良。1915年美国东西二岸,终于可以通话。
 
1890年,贝尔协助成立专为提升失聪人士之语言教学的协会,并成为该协会的首位会长。
公元19 2282日,贝尔75岁去世时,当时美国各地使已装设1400万部以上电话机,同时有了海底电话和无线电话。他所创设的贝尔电话公司,现在是第一流的电话公司,至于贝尔电话公司附设的贝尔电话实验室的设立已是贝尔去逝以后的事,它是1925年,当时AT&T(美国电话电报公司;前身是贝尔电话公司)总裁华特·基佛德Walter Gifford)收购了西方电子Western Electric)公司的研究部门,成立了一个叫做「贝尔电话实验室公司」。贝尔电话实验室对于近代电信贡献很大,许多新发明(如晶体管、太阳能电池、雷射、发光二极管、宇宙微波背景辐射……)都是贝尔电话实验室的科学家研究出来的。
 另外,除了最为人知到的发明电话之外,贝尔也发明了载人的巨型风筝,为加拿大海军发明了用于在二战时与德国U-Boat抗衡的水翼船,改良了留声机gramophone)。
 

人们为了感谢贝尔发明电话,给世界带来便利,因此以贝尔(Bell)的名字制定了噪音强度感觉的比较单位,叫分贝(deci-Bell;分贝是贝尔的十分之一)。这将使他可以告慰祖先,不虚来到人间一游。

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