Телефон при его появлении называли только «интересной игрушкой», и ни один капиталист не хотел вложить в телефонное дело своих денег, не говоря уже о правительственных учреждениях. Теперь несколько стран оспаривают честь называться родиной телефона. Германия выдвигает в качестве изобретателя телефона — Рейса, Франция — Бурселя, Италия — Манцетти и даже поставила этому последнему памятник, как «изобретателю телефона»; Америка считает изобретателем телефона — Белла… Несомненно, однако, что в телефонном деле много сделали также Грэй, Эдисон, Юз, Берлинер и др.
Слово «телефон» ввел в обращение германский физик Рейс. Любопытно, что это название не удержалось в самой Германии, зато принято во всем мире. Немцы называют телефон «ферншпрехер»; в переводе на русский язык это значит: аппарат для разговора на расстоянии.
Греческое же слово «телефон», придуманное Рейсом, означает: аппарат для передачи звуков на расстоянии.
Мы сейчас увидим, что тот аппарат, который изобрел Рейс, скорее можно было назвать «телемузыкой», а не «ферншпрехером», так как аппарат Рейса передавал только высоту и силу звука, но сильно коверкал тембр, особенно человеческого голоса. Нельзя было понять слов, которые передавал этот телефон.
Впрочем Рейс ставил своей целью построить прибор для передачи звуков, не мечтая даже о том, чтобы передавать речь. Не всякий верил тогда в возможность заставить говорить аппарат, сделанный руками человека.
Рейс стал работать над своим изобретением под влиянием открытий англичанина Пэджа и затем француза Вертгейма.
Открытия этих ученых чрезвычайно интересны и связаны с одним, еще и до сих пор загадочным явлением.
Пэдж сделал открытие (в 1837 г.), что быстрое намагничивание и размагничивание стержня из мягкого железа производит звуки. Эти звуки Пэдж назвал «гальванической музыкой». Такое же наблюдение сделал француз Вертгейм, доказав, кроме того, что при намагничивании происходит удлинение стержня, а при размагничивании, наоборот — укорачивание.
Заинтересованный этими открытиями Рейс и начал работать над устройством аппарата, передающего звук. Это было в 1852 году. Старания его увенчались успехом. В октябре 1861 г. он уже мог демонстрировать на заседании Франкфуртского Физического Общества — «телефон» чрезвычайно простой по конструкции. На рисунке воспроизведена фотография этого аппарата.
Рис. 83. Телефон Рейса. Вверху — передатчик; в середине детали его мембраны; внизу — приемный аппарат. Этот телефон хотя и передавал звуки, но не мог передавать членораздельной речи.
Передатчик (I) представляет собой деревянный ящик, снабженный спереди трубкой с отверстием. В трубку направляют передаваемые звуки. Ящик в верхней части имеет круглое отверстие, затянутое упругой перепонкой. В ее центре прикреплена платиновая пластинка, на которую опирается острие упругого штифта, замыкающего ток, идущий от батареи. Штифт так пригнан, что в покойном состоянии он касается пластинки, и касание это прерывается при колебании перепонки. Когда кто-нибудь говорит или играет перед трубой находящейся вверху ящика, перепонка приходит в колебание и происходит размыкание и замыкание тока, идущего от батареи к приемнику (II).
Аппарат-приемник (II) представляет собой почти точную копию того прибора, который построил для своих опытов француз Вертгейм, и состоит из тонкой железной проволоки, на которую насажена катушка с проводами. Катушка покоится на резонансовой доске, — подобно деке скрипки, усиливающей те звуки, которые производит катушка с проводами.
Во время своего доклада в 1861 году Рейсу удалось на расстоянии 100 м передать громко спетую мелодию, при чем аппарат довольно хорошо воспроизводил высоту и силу звука, но совершенно не передавал тембра и оттенков речи, сопровождая их шипением, свистом, жужжанием и проч.
Само собою понятно, что аппарат Рейса не мог получить применения, и о нем скоро забыли.
Любопытно, что другой изобретатель, француз Бурсель, очень верно описал устройство телефона тогда когда о нем еще никто не мечтал. Это было в 1854 г. Вот что писал Бурсель:
«…Нельзя ли говорить в Вене и быть услышанным в Париже? Устроить это на практике можно следующим образом: звуки, как мы знаем, образуются колебаниями, колебания эти передаются по промежуточной среде и воспринимаются ухом. Напряжение этих колебаний уменьшается очень быстро при увеличивающемся расстоянии, так что даже при помощи рупоров и слуховых труб их нельзя передать дальше известного, очень ограниченного расстояния. Представим себе, что мы говорим около подвижной пластинки, достаточно гибкой для того, чтобы отозваться на каждое колебание, производимое голосом; представим себе далее, что эта пластинка последовательно размыкает и замыкает ток гальванической батареи. Ясно, что мы можем поместить на расстоянии другую пластинку, которая будет производить в то же время те же колебания».
На рис. 85 изображена фотография с того самого телефона Белла, который впервые начал передавать речь по проводам и который наделал столько шуму на всемирной Филадельфийской выставке 1877 г.
Рис. 85. Первый телефон Белла (1876). Налево — передатчик, направо — приемник, который вставлялся в ухо.
Александр Грахам Белл родился в Эдинбурге (Шотландия) 3 марта 1847 г. И отец, и дед его были учителями иностранных языков и декламации. Над аппаратом по передаче звуков Белл начал работать под влиянием открытий Гельмгольца по акустике. По-видимому, уже в 1870 г., когда Белл переехал в Америку, он достиг таких больших результатов, что мог писать своим друзьям в Англию: «Скоро будем говорить по телеграфу».
Заявка на аппарат, передающий речь, была сделана Беллом в бюро изобретений 14 февраля 1876 г.
Рис. 84. Александр Белл, изобретатель телефона (1847–1924 г.).
Замечательно, что ровно через два часа в тот же день подобную же заявку, но только более подробную и по конструкции самого аппарата во многом отличную от заявки Белла сделал другой изобретатель — Грэй, тоже с просьбой выдать патент на «аппарат, передающий речь».
Так как заявка Белла попала в бюро двумя часами раньше заявки Грея, патент был выдан Беллу.
Но у Белла не было средств, чтобы начать эксплоатировать свое изобретение и улучшать его. Поэтому он решил продать его и предложил всемогущему в то время «Западному телеграфному обществу» купить его изобретение за 100 000 долларов (200 000 рублей).
Общество отказалось, и Белл начал кустарным способом осуществлять на практике свое изобретение.
Первый телефонный разговор на сравнительно большом расстоянии был осуществлен Беллом 9 октября 1876 года между городами Кэмбриджем и Бостоном (в Америке).
Но особенным успехом пользовался телефон на Международной выставке в честь столетия г. Филадельфии в 1876 г., после того, как все газеты прокричали о случае с королем Бразилии дон Педро. Король, знакомясь с выставкой, пожелал испробовать также «игрушку» Белла. Дон Педро взял телефонную трубку, чтобы послушать голос изобретателя, говорившего с другого конца зала, но сейчас же выронил от изумления аппарат, воскликнув:
— Он говорит, он говорит!
Случай этот помог Беллу. Об его изобретении заговорили.
Получив отказ от «Западного телеграфного общества», Белл с помощью друзей сумел основать свое общество «Ассоциацию телефона Белла», в которой он был главным пайщиком.
Ответом на эту смелость изобретателя было основание «Американского телефонного общества», главным пайщиком которого было «Западное общество», а директорами: Грэй (подавший заявку вместе с Беллом) и Эдисон, «Западное телеграфное общество» видело в телефоне сильного конкурента телеграфу, вот почему оно начало борьбу с Беллом.
Первым актом этого нового общества было возбудить дело против Белла. Грэй подал на Белла в суд, оспаривая право на патент. Процесс тянулся долго; дело выиграл Белл.
Работая над своим аппаратом, Белл очень скоро придал ему форму трубки. В отличие от современных телефонных установок, аппарат Белла работал без батареи, за счет энергии самого передаваемого звука. И приемный и передаточный аппарат были совершенно одинаковы и представляли собой трубку, устройство которого ясно из нашего рисунка.
Рис. 86. Телефонная трубка Белла (1877) в разрезе.
Легко сообразить, однако, что телефон Белла мог передавать звуки лишь на небольшие расстояния. Энергия звуковой волны, созданная говорящим перед передаточным аппаратом, должна была привести в колебание железную пластинку. При этом тратилась значительная часть энергии звуковой волны. При превращении механической энергии в электрическую происходила новая потеря. Обратное превращение служило источником еще новой потери энергии и т. д. Вот почему передача речи при помощи телефона Белла была возможна на незначительном расстоянии лишь на несколько сот метров. Поэтому после первых успехов по телефонии перед изобретателями встал вопрос, как увеличить дальность расстояния передачи.
Всего проще было бы это сделать, усиливая магнит. Например, взять вместо стержневого магнита — подковообразный. Это и было сделано европейскими изобретателями — Сименсом (Германия) и Адером (Франция).
Но это мало улучшило дело. Крупный шаг в телефонном деле сделал Эдисон — как мы сказали, в то время главный инженер конкурировавшей с Беллом американской фирмы «Американское телефонное общество».
Рис. 87. Первая «телефонная станция» в Ньюхавене (Америка), открытая Беллом в 1878 году на 8 абонентов.
Биографы Эдисона рассказывают, что над телефоном этот изобретатель проработал много лет. Заметки, которые он делал по мере изучения и производства опытов, составили рукопись в несколько тысяч страниц.
Телефон Эдисона отличается от телефона Белла по своей идее. Это — «угольный телефон», для работы которого нужна батарея. В телефоне Эдисона происходит следующий процесс: когда кто-нибудь говорит в телефон, мембрана начинает колебаться и при помощи пуговки, сделанной из слоновой кости, нажимает на угольную пластинку. От этого происходит изменение сопротивления угля, а вместе с этим изменение силы тока в цепи, питаемой батареей. Все колебания пластинки повторяются в приемном телефоне, при чем, благодаря вспомогательному току, Эдисону удавалось увеличить расстояние передачи.
Телефон Эдисона — крупное событие в истории телефона, и обществу Белла пришлось бы плохо, если бы ему не помогло новое изобретение — микрофон, сделанное американцем Юзом.
Рис. 88. Микрофон Юза.
Микрофон Юза состоял из угольной палочки, заостренной на концах и поддерживаемой в вертикальном положении двумя стаканчиками Чрезвычайно слабые сотрясения палочки уже достаточны, чтобы изменить силу тока в цепи. Благодаря микрофону стало возможным усиливать колебания тока, происходящие в цепи. Примерно с 1881 года в телефонной установке передатчиком стал микрофон, а приемником телефон.
Купив у Юза его изобретение, «Телефонное общество Белла» спасло свое положение. Теперь оно уже могло смело бороться со своим соперником.
Какова была дальнейшая история телефона?
Надо заметить, что телефон и микрофон еще недостаточны для того, чтобы можно было при помощи проводов осуществить телефонную установку. При всяком телефонном сообщении между двумя станциями необходимо, чтобы специальное приспособление позволяло бы со станции, откуда желают говорить, предупреждать об этом желании другую станцию. Приспособление это носит название «вызова». В телефоне Рейса для вызова служил телеграфный аппарат. Но обычно, как мы знаем, для этого служит электрический звонок или электрическая лампочка (на центральных станциях впервые введена в 1888 г.).
В современных телефонных аппаратах Москвы достаточно снять трубку, чтобы автоматически вы оказались соединенными с центральной станцией.
В прежних московских телефонных аппаратах, прежде чем начать говорить, вам нужно было повернуть ручку индуктора, чтобы позвонить на станцию.
Когда вас соединяли, вы звонили вновь тому, с кем хотели говорить. Рис. 89 изображает один из таких старинных аппаратов.
Рис. 89. Старинный московский телефон.
С правой стороны мы видим торчащую ручку индуктора.
В этом телефонном аппарате есть и другая особенность, которая отличает его от современного. Микрофон помещен отдельно от телефона (вверху).
Первый, кто догадался соединить микрофон с телефоном в одну подвижную трубку, был француз Меркадье (в 1886 г.). Таким образом, современную телефонную трубку правильнее было бы назвать «микротелефонной трубкой». Легко понять, почему трубка Меркадье удержалась в телефонном деле. В то время как при разговоре в старинный аппарат приходится стоять, и для многих телефонный аппарат оказывается «не по росту», теперь вы можете говорить в телефон сидя и даже лежа в постели.
В наше время одним из замечательных изобретений является автоматический телефон, когда вы соединяете свой аппарат с нужным вам номером сами, без участия телефонистки.
По развитию телефонной сети на первом месте стоят сейчас Северо-Американские Соединенные Штаты. Если пятьдесят лет назад телефонная станция насчитывала каких-нибудь две-три сотни абонентов, то в 1925 г. на каждые 100 жителей САСШ приходилось больше 14 аппаратов. В Германии на 100 жителей приходится меньше 4-х, а в СССР на 1000 жителей приходится всего один аппарат!