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第7章 从电报到电话(2)

1844年5月24日,在美国国会大厅里举行了一次隆重的电报机通信实验活动。在座无虚席的国会大厦里,莫尔斯踌躇满志地向应邀前来的科学家和政府人士介绍了电报机的原理。他的演讲激起了听众们的极大兴趣,人们都焦急地等待着“用电线传递消息”的奇迹发生。莫尔斯接通电源,用他那激动得有些颤抖的双手,操纵着他倾十余年心血研制成功的电报机,向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!”随着一连串的“滴滴答答”声的响起,电文通过电线很快就传到数十千米开外的巴尔的摩,莫尔斯的助手接到了他传来的电文,并准确无误地把电文译了出来。莫尔斯的电报终于成功了!

莫尔斯自动线报机

这一世界电信史上的壮举在美国、英国和欧洲其他国家都引起了轰动。1844年5月24日成了国际公认的电报发明日。莫尔斯的电报因为使用了电报编码,具有简单、准确和经济实用的特点,比其他人发明的电报优越得多。很快,他的电报风靡全球。如今,莫尔斯电码已成为现代电报通信的基本传信方法。

电报的发明是电信史上光辉的一页,开创了人类利用电来传递信息的历史。从此,信息传递的速度加快了。电报便可以载带着人们所要传送的信息绕地球走上7圈半。这种速度是以往任何一种通信工具所望尘莫及的。

电话的发明——贝尔

在美国波士顿大学校务会议上,校长和校董们正在讨论贝尔教授的辞职问题。

校方不接受贝尔教授的辞呈,因为贝尔是一个出色的语音学家,贝尔太胜任波士顿大学语音学教授的职务了。这位出生在苏格兰的26岁教授是波士顿大学的荣誉。他在一个书香世家长大,父亲和祖父都是著名的语言学家,17岁毕业于欧洲著名的英国爱丁堡大学。他在伦敦大学专攻语音学硕士学位。当贝尔父子为逃避肺结核移居北美,立刻引起美国专家们的重视。当22岁的贝尔应聘成为波士顿大学教授的时候,贝尔的父亲已经成为北美闻名的语音专家了。贝尔父子两人经常被邀请到各地去讲演。贝尔十分善于讲演,很受听众的欢迎。

贝尔为什么要辞去语音教授令人羡慕的教授位置呢?他当然有自己的想法。

贝尔来美国定居时,莫尔斯电报已广泛应用,成为一种新兴的通信工具。贝尔想:“既然电流能够传递电波信号,为什么不能传播音波信号呢?”贝尔打算发明一种传播声音的“电报”。如果人们用电缆直接通话,那该多么方便啊!

贝尔电话研制已经进入了关键阶段,所以他向学校提出辞职。自己买材料,自己安装,做实验,查数据,紧张的工作搞得他精疲力竭,就连辞职书也是请别人代转校长的。

校方终于同意了贝尔的辞呈,他现在可以正式搞实验了,再也用不着挤时间。白天和黑夜全都属于他,他全身心地投入到电话研制中去。

电磁铁片的振动膜研制成功了。

讯号共鸣箱也宣布完工。

螺旋线圈的振动簧片,已经达到设计要求。拟想中的电话主要部件全部完成,繁杂的工艺使他自顾不暇,贝尔非常需要一个助手,因为研究电话,必须两个人合作才行。一个偶然的机会,他遇到一位18岁的电气技师沃特森。两人一见如故。很快,共同的理想和追求,使他们成了终生不渝的合作者和朋友。

贝尔和沃特森的实验室很简陋,实际上是两间废弃多年的马车棚,坐落在波士顿柯特大街109号寓所内。尘土满地,拥挤闷热,一间房子四周被他们堵得严严实实。为了防止外面杂音传到屋内,贝尔叫它“听音室”;另一间是“车间”,兼作“喊话室”。房内到处是电磁元器件。经过贝尔和沃特森的勤奋劳作,两间房子的隔音效果十分理想。

两年的时间很快过去了,他们经历了无数次的挫折、失败,但他们也从失败中看到了希望。1875年6月2日,沃特森走进喊话室,准备发出声音讯号。贝尔跑进听音室,随即把门关得紧紧的。按照两人的约定,在试验中沃特森用声音使振动膜轮番振动,而贝尔则依靠自己特殊的语音学家的敏锐听觉,倾听振动簧片产生的共振。他挨个将那些共振薄膜安装到收话器上,仔细地辨听电流脉冲产生的音响。

突然,他听到了一种断断续续的声响,那是从颤动的振动共振膜里发出来的。细心的贝尔当即断定,它不是脉冲电流产生的声音。他需要沃特森的证实!整个这一切只不过是一瞬间的事情。然而,这是导通认识思路的一瞬间。贝尔感到他终于捉住了那鬼魂般时有时无的振动的尾巴。贝尔迫不及待地将收话器放到桌子上,冲出房门,大步流星地朝隔壁房间奔去。他非常激动,朝着被连续16小时紧张工作弄得筋疲力尽的沃特森喊道:“你是怎样做的?你什么也别动!按照两分钟前的做法重复一遍!”

“请原谅,我太累了,所以搞错了。”沃特森解释道。

贝尔平静下来说:“亲爱的沃特森,我知道你很累了。我请你完整地重复一遍搞错的过程……”

沃特森解释说,他想接通振动膜时,未能把它接到电路上。为了排除故障,他就扯动了几下膜片,想用这种方法使它振动。而这正是贝尔在接收器里听到颤音。它就像当今人们在使用麦克风前,用手指弹击受话器的振动膜一样。

贝尔的思路被证实了,他激动地说:

“总算响起来了,总算响起来了。”

“你快说,发生了什么?”沃特森的困意一下全没了。

贝尔告诉沃特森,以前我们的设计思路只注意到发送和接收电流脉冲信号,这样就使接收复制出的电流脉冲信号发生很大的变形。难怪两年多来,那古怪的电流脉冲信号时有时无,使我们一直困惑。这次,你手动膜片必然带动线圈,因而产生了法拉第所发现的感应电流,我接收到的正是你的感应电流。这种电流是由簧片牵动线圈振动而产生的……

沃特森一下子醒悟。他建议把精力放在感应电流的产生和复制上,就可以实现通话。“对!”贝尔狠劲拍了一下伙伴的手掌。两人笑了起来,又接着做试验。

沃特森扭身跑进听音室。贝尔让振动膜及线圈在受话器已有的磁场中来回上下移动。“听到了,听到了。”一种奇妙的沙沙声,最后变成刺耳的尖声。现代人打电话时,经常为感应电流失控产生的噪声而烦恼。可是,当时这声音在沃特森和贝尔的耳朵里,比优美的交响乐还要悦耳。

在两位年轻人的头脑中已经形成了电话基本原理的雏形。用声音振动膜片,同时使线圈振动产生感应电流,通过导线传递到收听一方,感应电流又转化为线圈振动,最后振动簧片复制出声音。

感应电流的问题解决了,振动膜复制声音就容易了。贝尔辞去教授职务时,已经和父亲用四年多时间研制聋人用的助听器。这方面贝尔不担心,而感应电流是沃特森熟悉的,对此他也是放心的。

他们又苦干了半年,终于制成了第一套传话器和听筒。1876年,贝尔刚刚29岁,沃特森22岁。两个勇敢的青年,克服了重重困难,终于把电话机制造成功了。

1876年,贝尔获得了美国专利局的专利证书。但人们没有认识到他们此项发明的重要性。贝尔的电话初见世面,没有遇到知音。

贝尔和沃特森回到波士顿,再次对电话做了改进,并且开始利用各种场合宣传电话的原理和用途,促使更多的人认识到电话的广阔前景。

1878年,贝尔和沃特森首次在波士顿和纽约之间进行长途电话实验,使两地相距300公里的两地通话成功。这次实验成功是得益于爱迪生的发明。为了使电话跨越长距离,爱迪生改进了电话的送话器,在其中加大了感应线圈,使电话达到了实用化。这一年,贝尔电话公司正式成立。

电话的社会信息传递便利,因而发展迅速。1878年美国电话不过几百台,两年后猛增到48000多台;1910年仅北美就拥有700多万台电话机。100多年后的今天,全世界已拥有2.5~3亿部电话机。

如今电话已经成为人们日常生活不能离开的通信工具了。

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