书城科普读物站在巨人肩上-从贝尔谈数据通信
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第1章 自我介绍

我是贝尔(Alexander Graham Bell),美国发明家。1847年3月3日出生在苏格兰的爱丁堡,并在那里接受初等教育。我的主要贡献是发明了电话。此外,我还制造了助听器;改进了爱迪生发明的留声机;对聋哑语的发明贡献也很大;我写的文章和小册子超过100篇。1875~1922年,我从美国政府那里就取得了30项专利权。由于这许多发明创造,我在1876年接受了费城万国博览会百年纪念奖证书,同年我还获得波士顿大学理学博士学位。次年,我又获得五万法郎的伏尔泰奖金,并成为法国荣誉军团的成员。并且,电学和声学中计量功率或功率密度比值的单位就是以“贝尔”命名的。

电报的发明,把人们想要传递的信息以每秒30万公里的速度传向远方。这是人类信息史上划时代的壮举。但久而久之,人们又有点不满足了。因为发一份电报,需要先拟好电报稿,然后再译成电码,交报务员发送出去;对方报务员收到报文后,得先把电码译成文字,然后投送给收报人。这不仅手续繁多,而且不能及时进行双向信息交流;要得到对方的回电,还需要较长的时间。

人们对电报的不满,促使科学家们开始新的探索。

最早提出的是远距离传送话筒接力传送信息的建议。虽然这种方法不太切合实际,但休斯为这种通话方式所取的名字——“电话”,却一直沿用至今。

19世纪30年代之后,人们开始探索用电磁现象来传送音乐和话音的方法,其中最有成就的要算是我和格雷了。

我的祖父和父亲毕生都从事聋哑人的教育事业,由于家庭的影响,我从小就对声学和语言学有浓厚的兴趣。开始,我的兴趣是在研究电报上。有一次,当我在做电报实验时,偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的现象,而且我还发现这种声音能通过导线传向远方。这给我以很大的启发。我想,如果对着铁片讲话,不也可以引起铁片的振动吗?这就是我关于电话的最初构想。

我发明电话的努力得到了当时美国著名的物理学家约瑟福·亨利的鼓励。亨利对我说:“你有一个伟大发明的设想,干吧!”当时,我缺乏电学知识,亨利又鼓励我说:“学吧。”在亨利的鼓舞下,我开始了实验,一次不小心把瓶内的硫酸溅到了自己的腿上,我疼痛得喊叫起来:“沃特森先生,快来帮我啊!”想不到,这一句极普通的话,竟成了人类通过电话传送的第一句话音。正在另一个房间工作的助手沃特森,是第一个从电话里听到电话声音的人。我在得知自己试验的电话已经能够传送声音时,热泪盈眶。当天晚上,我写给母亲的信中预言:“朋友们各自留在家里,不用出门也能互相交谈的日子就要到来了!”

1877年,也就是我发明电话后的第二年,在波士顿设的第一条电话线路开通了,这沟通了查尔斯·威廉斯先生的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。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。

说到电话的发明,还有一段鲜为人知的故事。

由于1876年3月10日我所使用的那部电话机的送话器,在原理上与另一位电话发明家格雷的发明雷同,因而格雷便向法院提出起诉。一场争夺电话发明权的诉讼案便由此展开,并一直持续了十多年。最后,法院根据我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等因素,作出了现在大家已经知道结果的判决,电话发明权案至此画上句号。

电话,给人们的工作和生活带来了许多方便。假如有一天没有电话,人们就会感到十分的不习惯。那么你们知道,伟大的发明家贝尔为发明电话付出了多少艰辛的劳动和心血吗?

1847年3月,贝尔出生在英国英格兰爱丁堡市。父亲是聋哑学校的教师。他从小就非常喜欢自然科学知识。他1871年随父亲迁居美国,并加入美国国籍。后来,他对声学实验发生了特殊兴趣,并着手对声波进行研究。

有一天,当他把电路接通或断开的时候,螺形线圈便发出轻微的噪声,这就像莫尔斯电码“嘀哒”的声音一样。他从这个偶然的实验现象中受到了启发。

一个大胆的设想在他的脑海里浮现出来了:既然空气能使薄膜振动发出声音,那么,如果用电使薄膜振动,人的声音不就可以凭借电流输送出去了吗?这个想法成了他设计电话的理论基础。

年轻的贝尔感到非常激动。他专程到华盛顿,去拜访久负盛名的电学家约瑟福·亨利。向他谈了自己的发现和设想,得到了老科学家的热情鼓励。26岁的贝尔从亨利那里获得了极大的信心和无穷的力量。

从此,他便刻苦钻研电学,偶然,贝尔碰上了18岁的电气技师沃特森。他们志同道合,两人马上结合起来,并从此开始了长期的共同奋斗。

他们反复试验,制作了许多模型,花了两年多时间,实验仍以失败告终。后来,好不容易才制出两台样机,为了检验其效果,便在两个房间装上电线,电线两头分别接上样机,然后两人分别在两台样机面前边调试边喊话。很遗憾,对方的声音是听到了,但不是通过电线传来,而是透过墙壁或从过道上传来的。仪器中根本听不到声音。好心的邻居也很耐心,允许他们的电线穿过自己的房间,并默默地忍受着他俩无休止而又毫无结果的喊叫。嗓子都快叫哑了,可机器并不体贴和理解他们,还是个“哑巴”。

贝尔不明白为什么总是失败,夜阑人静,贝尔望着满天繁星,双眉紧锁,一筹莫展,他想起了老科学家亨利的亲切话语……

“先生,你听!”沃特森从背后呼唤他。

哦!远方传来优美的吉他声,像打呼的山泉在寂静的夜空回荡,扣人心弦。贝尔定神细听,听着听着,他从中找到了灵感,顿然醒悟。他冷不防猛地打了助手一拳:“有了,沃特森!”

他突然想到,肯定是我们送话器和受话器的灵敏度都很低,声音很弱,分辨不清。要是像吉他一样,配上共鸣装置,不就解决问题了吗?贝尔立即设计了一个音响草图,和沃特森一起连夜赶制音箱,没有材料,他们就毁了床板。制作完以后,黎明已在迎接他们了。接着他们又改装机器,一连忙了两天两夜,直到第三天傍晚,终于把机器全部安装完毕。

尽管两个人三天三夜没有好好休息,但他们一点也不觉得累,反而感到非常兴奋。他们关严了门窗,准备试验了。

贝尔一面调试机器,一面对着话筒讲话。沃特森在另一间房子里屏气静听,也准备讲话。突然话筒里传来贝尔清晰的声音:“沃特森先生,快来呀!”

原来,贝尔在操作机器时,不小心把硫酸溅到腿上,痛得厉害,急忙向沃特森求救。

“贝尔,我听见了!听见了!”

贝尔也听见了沃特森的声音。这就是世界上第一次电话通话。两人欣喜若狂,相互大喊大叫,以致谁也分不清对方在喊什么。

他俩同时放下电话机,冲出门,直奔对方。他们在走廊相遇,眼含兴奋的泪花,紧紧地拥抱在一起。历史老人在一旁记下了这一时刻:1875年6月2日晚。这时贝尔28岁,沃特森21岁。

初步取得胜利之后,给了他们更多的勇气和信心。他们继续研究,改进装置,终于在1915年研制成了第一架实用电话机。这种电话仍有一些缺点,如声音不清楚,杂音大,传话不远等。

爱迪生也听到了发明电话的消息,他仔细分析了电话的缺点,经过进一步研究,制成了碳粒送话器,使传送效果明显提高。

以后,电话成了人们生活的一部分。如今,各式各样的电话,如电视电话、自动拨号电话、光电话、记录电话等相继出现,为人类的通讯提供了极大的方便。

我们从贝尔发明电话一事中可以受到很大启发。他当时是个对电学一窍不通的青年,但是他善于发现、观察,并立志要发明电话。他的敢想、敢干、不为权威所吓倒的精神是非常值得我们今天的青少年学习的。他捷足先登、顽强拼搏,先于大科学家发明了电话。