爱迪生传-第9章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
鹊亍�
电话设计上的贡献
爱迪生的活动现在集中于电话研究上。
随着资本主义工业化程度的提高，城市迅速发展起来，个人之间的交往，机关企业之间的联系迫切需要那种简便又准确迅速的通讯工具。电报虽解决了远距离通讯问题，但是，使用起来确有不方便之处。因为人们使用电报这种方式，必须把文字翻译成符号才能发送出去，接受之后还要转译回去，特别是由于当时技术上的种种原因，传输电文速度迟缓，给电报通讯带来不少困难。早在研究有线电报的同时就有人在想，能否将人的声音直接转换成电讯号来传递消息？19世纪电磁感应现象的发现和应用，为发明这种新的通讯工具创造了条件。
人们开始探求电话的发明，经历了一个历史过程。早在1664年胡克就做了在拉紧的线上传送声音的实验。
在爱迪生出生的10年前，美国人柏基发现，只要在铁棒上绑铁线，使电流快速地作通通、切切的动作，这时铁棒就会磁化或失去磁力而发出声音来。但他没有想到利用这项发现来发明电话。
德国物理学家赖斯（j 。P。Reis ，1834—1874）最先从事这方面的研究。他用木头仿造人耳制造了一个发话器，上面蒙一张用猪肠做的薄膜，薄膜上附有一块金属小片，薄膜随声音振动时金属片就不断地和另一个触片接触，从而使电路随声音节奏而开闭。受话器是一个绕有绝缘线的勾针，勾针安放在两个小支架上，支架放在一个共鸣箱里，当断续的电流通过线圈时就会发出声音来。试验成功后，这种装置也就被称为电话机。赖斯电话机于1861年在法兰克福展出表演，3年后又在吉森召开的自然研究家大会上使用过一次。由于声音很轻，电流间断又会引起失真和干扰现象，大多数人都把这一发明当作奇物珍品，没有得到推广应用。
爱迪生检查赖斯教授的机械之后，获得一项结论：“这机械的缺点是断续电流，如果利用电流的强度使磁力变化，让铁板振动，一定可以传送人的声音。”
当他正为这点费尽心机的时候，另外有两位科学家也有同样的想法，并且从事电话的发明研究。那就是有名的亚历山大格雷厄姆贝尔（1847—1922）和伊利夏格雷（El ishaGray ），虽然只是偶然，但是却已经有3个人从事于这项研究竞争了。
随着研究的进展，爱迪生先在1876年1月14日向专利许可局申请“许可权保护”。这是说，近日就要提出申请许可，请保留不要接受相似的申请。
当贝尔在做试验时，爱迪生到了西方联合公司，希望允许他用他的线做试验。他知道格雷已经获得一项关于“谐波式电报机”专利，这项发明能够通过电线发送音乐的声音。格雷将这项发明权卖给了西方联合公司。
爱迪生也在做一种通过电线发送人的声音的发明试验。虽然他的发明不完全，但他要求获得发明电话专利权。
贝尔是继承赖斯事业的最重要的一个人。他对语言学有研究。在1873—1877年担任波士顿大学生理学教授期间，进行了利用电流传送声音的试验。他在试验时，把音叉放在带铁芯的线圈前面，音叉振动时，会在线圈中产生强度随声音而变化的持续电流，如把这个电流输至电线另一端的同样的线圈内，就会使该线圈前面的音叉发出和前一个音叉一样的声音。贝尔认为，每一个金属振动部件都应当能产生电流。他把一个易于振动的薄膜同一个簧片连在一起。簧片紧贴在励磁线圈前。受话器的构造和送话器差不多。贝尔把它们连接起来。在电路中又加上一个电池，但试验没有成功。他用四周张紧的薄铁皮框代替了金属簧片，线圈中的铁芯改用磁棒才取得成功。
贝尔在1876年2月14日完成发明，正式向美国政府申请发明电话机的专利许可证。在同一天只慢两个小时的格雷也完成发明，正式申请专利许可证。
起初人们认为贝尔的电话很有趣，但不是很有用。贝尔所发明的电话是受话器和发话器都使用电磁石和振动板构成的。振动板就放置在电磁石的前面，因此当声音的振动透过电流而传给电磁石时，振动板就会随之而振动。而这种受话器的原理，至今仍被沿用。不过贝尔所发明的电话音量非常微弱，所以只能用于短距离的通话。因此，当时有人批评说：“电话这东西仍然不够实用”。在费城的博览会中，这种电话被一些人认为：“像是一种玩具”。
但是，贝尔为了让公众广泛地采用，他开了好几次演讲会，重复各种有关电话的说明。虽然每一次的演讲会都挤满了人，但是大部分的听众都是为了好奇或是凑热闹而参加的，因此演讲会结束后，在归途中，就有人说：“电话根本没有用”。
虽然如此，他的努力终于还是获得了成果，贝尔所发明的电话终于开始被人们使用了。1877年第一份用电话发出的新闻电讯稿被送到美国波士顿的《世界报》，它标志着电话已为公众采用。同年，贝尔还成立了贝尔电话公司。
西方联合公司的威廉奥顿董事长一听到贝尔公司成立的消息，心里感到不安，认为出现了一位劲敌，他想：“电话应该能够改良，而经过再改良后的电话一定比以前更完美”。他开始担心自己的电信事业将会受到贝尔公司的影响而渐渐衰退。因此，他到门罗公园的爱迪生研究所向爱迪生问了一些问题：“爱迪生先生，我认为电话是一项具有发展性的事业，你认为如何？”
“奥顿先生，你的想法完全正确，电话是以传导电线的电流为关键，但是就目前电话的情况来看，我认为它没有什么用处。”
于是，奥顿说：“爱迪生先生，你知道我的公司是属于电信事业方面的公司，一旦电话发达了起来，我的电信公司立刻就会面临倒闭的危机。”贝尔最近成立了一家电话公司，他必然地会将电话加以研究改良，而发展成为电话事业。这也没有什么不对的，只是我认为，应该由我自己的公司来从事电话改良的工作。“爱迪生先生，能够对电话加以研究改良的人，除了你之外，再也没有其他的人能够担当此重任，因此，无论如何请你务必要帮这个忙！”
奥顿董事长非常着急地对爱迪生说了一大段话，说完后，他就默默地等着爱迪生的回答。
爱迪生过了一会儿才开口说：“假如电话能够改良得更实用，且更普遍，那可真是一件好事情。抱有这种想法的人也并不是只有你一个人，事实上我也有同感。”你害怕贝尔公司快速发展，因而请我改良电话，我答应你改良电话，但是有一点必须先声明，那就是我改良电话的用意和贝尔先生是没有任何关系的。
“制造一些世界上所有的人都深感需要的实用物品，这是我多年来的愿望，所以我要照着我的愿望去改良电话。我很高兴为电话的改良而尽力”。
于是，爱迪生在门罗公园的研究所所从事的一项大研究工作的成果就是发明了电话送话器。
当时，爱迪生没有经验，也没有书本可以参考，只能凭想象。他认为，使说话器和收话器分开是首要的工作。于是他开始进入了一个全新的研究领域。
他以为这种电话在运用上必须简易，声音更应该清晰。可是，用什么材料最合适？他开始用水滴，后来又用海绵，湿纸，氈，石墨薄片和油砥石等材料作试验。
他说道：“这次我总算能在电线上传送许多清晰的字句了”。
爱迪生在探索电话机中应用的材料时，忽然想起了“平衡电流法”。这是两年前在试验四重电报法时的一个发现，他思索着如何利用它来制造电话机。
新年到来时，华盛顿的人士都冒着大雪去白宫欢迎格兰特。这时贝尔在纽约要把他的电话专利权让给奥顿，索价10万元，被奥顿拒绝了。
几天以后，爱迪生准备试验他发明的半导电器。这仪器的构造是一片膜板和一个置有稀松的碳粉的碟子，碟子中间还有3小粒白金。试验时，“用一个平常的莫尔斯式继电器，把它的电磁铁连接在电路中。如果对着它讲话，声音就能从收话器中传出来，虽然还不十分清晰，但是音量方面却很足够了。”
他在记事册上写道：“我发现用3粒白金的成绩未见比用1粒时好多少。我试用西方联合公司的继电器，觉得很成功。在当时试验时，查利（Charley ）没有把它拿得稳定，我相信如果校准一下，成绩也许会更好些。”
至于传话器外观，他以岁膜板应该装在说话器的背面，附在一根电动杆上。当他正努力试验时，新英格兰的试验者们已经先他而成功了。
爱迪生还是继续努力着。他放弃了固体，改用纤维质，再作试验。这次结果很好。他的电话发音很宏亮，只是不及贝尔式电话清晰。
这时，西方联合公司对于爱迪生的电话试验非常关注，奥顿和他也特别接近起来。一般人对于这“电气玩具”的态度日渐的在改变了，用户也逐渐地增多着。那年春末，奥顿邀请爱迪生来纽约，要和他签订合同，规定西方联合公司有权采用他的一切发明，并答应5年中每周付给他150元酬金。爱迪生便和西方联合公司的律师劳雷（Grosvenor P。Lowrey ）商议。30日后，合同签订了，爱迪生就把他的独立传话器呈请专利。
格雷从芝加哥来到纽约，举办一个“电话音乐会”。贝尔也正在纽约布置着和波士顿的长途通话的试验，这次正巧有机会试听他的竞争者发明的电话。音乐会开幕时，格雷谦逊地向大家声明“贝尔教授发明的电话”和他自己的“调音电话”是不同的，因为后者只能传送音乐、不能传送说话。“贝尔教授听了大声地喝采着。”
贝尔在波士顿作演讲时，有很多名人参加。奥顿对于贝尔这次的成功，很为怀疑。他不知道贝尔在被他拒绝后是怎样在努力的。他叫他的总工程师波普把贝尔的电话研究一下，并且把结果告诉他。于是，波普和几个助手埋头的仔细研究。最后他怂恿奥顿把它购买下来。可是这时太迟了。奥顿已转而向格雷取得一切发明的权利。加上他本有爱迪生为他工作，他相信他一定能制造一种全新的电话机问世。
5月中，爱迪生给多德（P。A。Doed ）的信中写道：“我现在正试验着那种电话，但还没有完全成功。然而，这比贝尔式的要完善得多了。他虽已经得到了专利，但也不必恐慌，他的机器有许多缺点，一时还不能供日常应用。我的电话完成时，我定会通知你的。”
爱迪生送话装置的优越性，在纽约至费城106英里长的一段线路上得到了充分的证明。这条线路穿过5条小河，还要从地下经过，并且有无数其他线路与之交错。尽管如此，爱迪生的表演还是十分成功。
阿丽思说：“在门罗公园有很多有趣的事情，我现在能够想起的，第一件是发生在爱迪生试验电话的时候。一天晚上，费城正在开着电话音乐会，歌曲是在纽约那边奏出的，由电话中传至费城。这时爱迪生就在这两城间的原有通讯线上接出一根电线来，这样在实验室里工作的人都能够清晰地欣赏那音乐的演奏了。”
爱迪生在研究电话的过程中，曾经历了曲折的过程。他曾想到过几年以前的无线电传话器中曾经应用过的容电器。他又设计了一种短路电话机。在一块炭化的线条的一端，附装了一根金属杠杆。这线条是作为感应线圈的初级电路的一部分。在振动时，金属杆切着电路中的一部分的线条，电流也就在这时流过金属杆。
爱迪生又用水银来做试验。在一个盛满导电溶液的u 形管中，滴一小粒水银。当电流流过管中时，水银滴便被拉长了，接着激动那管中的液体。在收话器的膜板下本装有一个浮体，这时也就跟着振动了。
后来他又在膜板和一条铝片间装置一块软木。铝片背面有一块铜板，直接接在电池的极上。说话声的大小可控制其中电流的大小。
他又采用室中四周的煤气管做试验。这些煤气管管端的圆锥体接连在火炉架上，以代替灯头。他在圆锥体的粗大的一端装一片圆的薄膜。当声音发出时，膜片便跟着管中的气体同时振动起来。
他觉得那种圆形的说话器在电话中并不是必需的。他为了要说明这一点，用了一条薄的铁片把四周的边缘反卷起来，也能振动。在另一个试验中他不把那传话器直接的放在声室的上面，而把它放在声室一边，结果也能发声。他又试验使全部机件都因声音而起振动，而那膜片却仍固定不动。
有一次他把传话器放在一碗水的上面，从碗中引出一条湿纸来代替传话器的膜板，他又在膜板后面加上4小粒木炭屑，每粒炭屑下面又各自有一个弹簧，可以自由弹动。这传话器便是以后发明微音器的先声。
他同时又试验一种动力传话器，发话、收话都很成功。当声音送入这传话器时，里面的一个线圈就因振动而感应出电流来。这电流流入一个细线绕成的线圈中，便可以放大至任何强度。
传话器中用黑铅或石墨时音质很清晰，但是音量方面还不能满意。于是他用一块填满黑铅粉的圆布作试验。他又把黑铅细粉浮在水银上，在这表面和一块从膜板中心垂下的金属块间加压力。他又用黑铅和木片作盖头，试验不用膜板是否也能够工作。
这是他1877年上半年中的艰苦工作的大概情形。他试验了载电电话机，静电电话机，电力电话机。在电力电话机中，线圈和弹簧都像向日葵一样地排列着，中间有一根圆柱。这种电话机勉强能传送“粗糙难听的声音”。他又试验了所谓水力电话机，这是一根u 形电线，两端各自浸在玻璃瓶中。
爱迪生为了找到一种能够发出比贝尔电话声音更大的材料，他试验了50种左右的不同的传话器和许多不同的电话机。每一部电话送出的声音比以前发明的电话的声音大而清晰，但没有一部电话机能使爱迪生感到满意。
一天晚上，当他在实验室做试验时，油灯不亮了。他发现一种被称为碳黑的黑材料把灯的玻璃罩子熏黑了。爱迪生把这碳黑涂在一个金属的轮状物上。用这种物质制成的小盘装在电话里，产生了极佳的效果，它发音清晰，音量比使用电磁原理制造的电话大数倍。
爱迪生的电话终于完成了。1877年4月，爱迪生申报了这种碳阻电话送话器的基础专利，因当时专利纠纷甚多，爱迪生的这项专利直到1892年5月才得以批准。
他的“碳素送话机”和现在世界各地所使用的一样，这种送话机比贝尔的更为优越。在贝尔电话系统中，产生必要电流的因素是人的声音，而这种电流是微弱的；在爱迪生的电话系统中，人的声音只是用来开闭控制任意强度电流的阀。从应用的角度讲，爱迪生的授话器还具有另一突出的特征。在贝尔系统中，通过导线，连接电话机的是原有的弱电流。但是，在爱迪生的装置里，电流通过初级线圈，线圈就能产生与之相应的然而却要强得多的电流，这种电流通过导线传向接收机，通话的距离就从几英里一下提高到了数百英里。
因此，有人评价说：“事实上爱迪生在现代电话的设计上，他所做的贡献甚至超过了贝尔”。也有人说：“虽然电话的发明无疑应归功于贝尔，但是没有爱迪生革命性的基础改良，它在世界范围内的应用就要缓慢得多”。
电话的发明人，到底是爱迪生还是贝尔？这个问题反复提出讨论，双方在法院争论了11年之久，最后法庭决定贝尔是发明人，而使它实用的则是爱迪生。
尽管法律对爱迪生的碳阻话筒技术迟迟不予承认，但“西方联合公司”还是想要爱迪生发明的送话器，希望能出让给他们。爱迪生自己认为这项技术可值2。5万美元。他先请奥顿出价。奥顿的回答是10万美元。爱迪生在同意这个数目时附加了一个条件，即公司不要一次付清10万美元，而是依专利期限分16年付完。
爱迪生说：“你想买下改良电话的专利，可以，但是10万美元必须分成一年6000元来付清，一直到17年后，专利无效时为止”。
这样大的一个数目，多数人都会急于拿到全部现款，而爱迪生则要求对方分期付款，这是什么原因呢？爱迪生后来对此有一个解释：“我的野心比我的工作能力大4倍。如果一次得到这笔钱，我会一下花光，因此我要让自己无法做到这一点，这样，我就解决了16年的贫困之忧。”由于爱迪生不善于理财，这个条件使他丧失了10万美元的利息。
奥顿得到爱迪生的碳阻送话器后，便开始向贝尔发起进攻。不久，他在西方联合公司的支持下，用30万美元开办了美国电话公司。碳阻送话器一经采用，贝尔电话的租户也立刻要求获得与此性能相同的设备。
赫伯特卡松在他撰写的电话史中写道：“贝尔系统新的总经理刚一上任，立刻面临着如何与西方联合公司竞争的难题。西方公司具有性能更佳的送话器，有大批的经销商，有电话网以及4000万美元的雄厚资本，因而所有报纸、旅馆、铁路和交通枢纽等阵地，均被它占领。这样，贝尔系统每迈出一步便要付出极大的代价。不久贝尔的几名‘大将’都相继背叛，迫使他不得不亲自掌管他们遗弃的岗位。每当拆开信件，不是给他带来丧气的新闻，就是给他吹来失败的冷风。”
这样，爱迪生与贝尔发生了非常激烈的争执。1878年秋，碳阻送话器被送到英国并进行试验。试验结果很成功。试验以后，又在英国皇家学院作了表演。试验时，在线路的一端用了爱迪生的送话器，而另一端的收话器却是贝尔的电磁系统。因此，贝尔在伦敦的代表雷诺兹上校马上提出警告：除非爱迪生今后停止使用贝尔装置，否则将指控他侵犯专利。爱迪生在伦敦的代表古劳德上校立刻将这一消息电告爱迪生。爱迪生听后，表示要设计出一种绕过贝尔专利的电话接收机。于是，他立即停止对白炽灯的研制，与全体研究人员一起全力以赴地投入了电话技术的攻关。爱迪生用了不到三个月的时间，绕过贝尔专利，拿出了新型的、声响更大的收话器。
1879年3月，爱迪生的侄子查尔斯带着这架接收�
