Белл - изобретатель

За короткое время Белл сумел заинтересовать в своем изобретении нескольких богатых бостонцев из числа тех людей, с которыми ему приходилось встречаться по работе в школе для глухих. Среди них был и преуспевающий адвокат Гардинер Грин Хаббард. Его дочь Мейбл потеряла слух в результате перенесенной в детстве скарлатины. Белл и Мейбл полюбили друг друга; однако, как утверждает молва, Мейбл никогда не была ученицей Белла.

Кроме работы над музыкальным телеграфом, Белл также искал способ продемонстрировать глухим артикуляцию звуков речи. Он ставил опыты с аппаратом, в котором мембрана, колеблющаяся от звуков речи, передавала колебания на иглу, которая записывала их на вращающемся барабане. Чтобы расширить свои знания о колеблющихся мембранах, Белл проработал год в Массачузетском отоларингологическом госпитале, ставя различные эксперименты по изучению человеческого слуха. Постепенно к нему пришла идея телефона, при помощи которого "станет возможной передача различных звуков, если только удастся вызвать колебания интенсивности электрического тока, соответствующие тем колебаниям в плотности воздуха, которые производят данный звук".

В существующей науке об электричестве ничто не могло служить Беллу отправным пунктом. Мозес Г. Фармер, известный электрик-изобретатель того времени, целую неделю не спал по ночам, злясь на себя, когда прочел об изобретении телефона. "Если бы Белл был чуть-чуть более сведущ в электричестве, он никогда бы не изобрел телефона", - твердил он со злостью. Но Фармер ошибался. Для изобретения телефона одних познаний в электричестве было мало. Только специалист по акустике мог справиться с этой задачей.

Помощником Белла, который в первые годы делал для него все аппараты, был юный житель Бостона Томас А. Ватсон. Ватсон писал о Белле: "Однажды, когда я работал, высокий, стройный подвижный человек с бледным лицом, черными бакенбардами и высоким покатым лбом стремительно подошел к моему верстаку, держа в руках какую-то часть аппарата, которая... была сделана не так, как ему хотелось.

Это был первый образованный человек, с которым я близко познакомился, и многие его черты приводили меня в восторг".

В 1875 году у Белла были расписаны все 24 часа в сутки: преподавание глухим детям, лекции для учителей о системе "Видимой речи", созданной его отцом, работа по усовершенствованию "музыкального телеграфа" и поездки в Кембридж к Мейбл Хаббард, отцу которой ухаживание молодого человека нравилось куда меньше, чем его замыслы. Из всех проектов, над которыми работал в то время Белл, телефон, казалось, имел наименьшие шансы на успех. Однако именно этот проект был осуществлен в первую очередь.

Рис. 24. Первый телефон Белла 1876 года (наверху) и его схема (внизу). Второй телефон Белла: передаточное и приемное устройства. Коммерческий, серийный вариант телефона Белла

Ровно за год до успешной демонстрации на Выставке Столетия, в жаркий июньский полдень 1875 года, Белл благодаря чистой случайности нашел способ сконструировать телефон. Он и Ватсон работали над музыкальным телеграфом. Приемное и передающее устройство помещались в двух разных комнатах. Оба аппарата состояли из множества металлических, похожих на пружины пластинок, укрепленных только с одного конца. Пластинки были различной длины, так что каждая начинала вибрировать при определенной музыкальной ноте. Ватсон, возившийся у передающего устройства, никак не мог высвободить второй конец одной из пружин, застрявшей в какой-то щели. Пытаясь высвободить пружину, он то и дело прикасался к остальным пластинкам, которые при этом издавали дребезжащие звуки. Хотя экспериментаторы полагали, что линия не работает, тонкий слух Белла уловил слабое дребезжание в приемном устройстве. Он тут же догадался, что произошло, и стремглав бросился в комнату к Ватсону.

- Что вы сейчас делали? - закричал он. - Ничего не меняйте!

Ватсон стал было объяснять, в чем дело, но Белл взволнованно перебил его, сказав, что они сейчас открыли то, что все время искали. Застрявшая пластинка работала как примитивная диафрагма. В опыте Белла и Ватсона свободный конец пластинки просто замыкал и размыкал электрическую цепь. Теперь вместо этого легкие колебания пластинки индуцировали электромагнитные колебания в электромагните, расположенном рядом с пластинкой. В этом заключалась разница между телефоном и всеми другими телеграфными устройствами, существовавшими до него. Телеграф передавал строго определенные импульсы электрического тока, обладающие одной и той же интенсивностью, или силой тока, хотя сигнал "тире" был продолжительнее сигнала "точка". Для телефона необходим был непрерывный электрический ток, сила которого менялась бы в точном соответствии с колебаниями звуковых волн в воздухе.

Электрик мог бы прекрасно разобраться во всех подробностях поведения электрической цепи, но только специалист-акустик сумел бы определить, каким должен быть непрерывно меняющийся ток, необходимый для телефонной связи.

В тот вечер Белл дал Ватсону задание изготовить первый электрический говорящий телефон: небольшую мембрану из барабанной кожи, центр которой прикреплялся к одной из пружин. Для концентрации звука над мембраной был прикреплен маленький сигнальный рожок. Ватсон быстро собрал аппарат, следуя инструкциям Белла. Телефон работал, хотя звуки были еле слышны.

Белл получил патент именно на эту модель телефона. Патент был вручен ему 7 марта 1876 года, всего за несколько месяцев до открытия Выставки Столетия.

Белл с головой ушел в работу над телефоном. Это вызвало протесты и неудовольствие будущего тестя, который считал телефон никчемной игрушкой. По мнению мистера Хаббарда, только музыкальный телеграф сулил немедленную выгоду.

Изобретателю нужны были деньги, но Белл, чье упрямство было под стать его пылкости, не стал просить денег ни у отца, ни у будущего тестя, а обратился к канадцу по имени Джордж Браун, предложив ему монопольное право на использование телефона в Англии всего за 25 долларов в месяц в течение шести месяцев. Согласно этому договору Белл не должен был брать патента в Америке до тех пор, пока Джордж Браун не получит английского патента.

Рис. 25. Пятнадцатого марта 1877 года Белл разговаривал со своим ассистентом Ватсоном и даже пел по телефону, находясь в Салеме, чтобы продемонстрировать, как новый аппарат может принимать и передавать человеческую речь. Репортеры на обоих концах линии записывали каждое слово и позже сверили записи

Браун не придавал телефону никакого значения, поэтому не спешил взять патент и ничего не сообщал о своих намерениях Беллу. Белл же, верный обещанию, по-прежнему откладывал реализацию патента на телефон, что приводило в исступление его будущего тестя, ибо хотя Хаббард не считал телефон делом стоящим, но все же полагал, что, как всякое изобретение, его следовало юридически оградить от посягательств.

Однако заявка на патент была у Белла наготове, и мистер Хаббард, выйдя, наконец, из себя, сам подал ее без ведома Белла. Двумя часами позже Элиша Грей, другой электрик-изобретатель, опротестовал эту заявку в Патентном бюро, утверждая, что он намерен изобрести телефон, основанный на определенных принципах, которые, как оказалось, очень напоминали основные принципы изобретения Белла. Широко распространенное мнение, будто Белл и Грей изобрели телефон одновременно, возникло из-за незнания истинной подоплеки дела. Грей, будучи американским гражданином, имел право послать протест в Патентное бюро еще до того, как его изобретение было готово. Белл, все еще гражданин Великобритании, был лишен этого права. Белл подал заявку о патенте на уже готовое изобретение; протест Грея служил лишь официальным уведомлением о его намерении изобрести телефон.

Через три месяца после того, как Белл получил патент, его поздравляло жюри Выставки Столетия. Одним из членов жюри был Элиша Грей, который разделял восторг своих коллег по поводу изобретения Белла. Ни тогда, ни некоторое время спустя Грей не утверждал, что изобрел телефон раньше Белла. Он стал заявлять об этом позже, когда начались споры из-за патента, которые стяжали дурную славу своей ожесточенностью и нервозностью.

Выданный Беллу патент был одним из самых ценных патентов в Соединенных Штатах. В течение десятилетий он стал объектом атак со стороны каждой крупной электрической и телеграфной компании в Америке.

Однажды во время президентства Кливленда был составлен заговор с целью отнять у Белла патентное право и передать его частной корпорации. Участниками заговора были генеральный прокурор Соединенных Штатов, несколько сенаторов, ряд бывших конгрессменов и бывший губернатор штата Теннесси, которые стремились заручиться поддержкой официальных властей против Белла. В частной корпорации, которая пока что существовала только на бумаге, генеральному прокурору США принадлежали акции на полтора миллиона долларов, что, впрочем, он держал в тайне. Эта пиратская попытка ограбить Белла вполне соответствовала нравам, царившим в бизнесе в те дни, и необычное в ней было лишь одно: она провалилась.

В 1877 году Белл усовершенствовал свой телефон. Диафрагма представляла собой тонкий железный диск, установленный перед полюсами электромагнита. Звуковые волны заставляли диафрагму вибрировать. Ее вибрация создавала в магните непрерывно колеблющийся электрический ток, который по проводам передавался на приемное устройство. В телефоне Белла приемное и передающее устройства были идентичны. Вскоре Ватсон обнаружил, что постоянный магнит работает лучше электрического. С тех пор как телефон Белла нашел практическое применение, в течение многих десятилетий форма телефонной трубки зависела от величины магнита, покоящегося в твердой резиновой оболочке.

Среди многих проблем, над которыми работал молодой человек, была идея даже более дорогая его сердцу, чем телефон. Белл мечтал о полете на машине тяжелее воздуха. "Я уверен, - писал впоследствии Ватсон, - что если бы Белл не испытывал материальных трудностей, он бы забросил все и занялся летательными аппаратами".