电话之父贝尔的传奇一生

Posted 2021-12-29 LiveVideoStack_

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作者 | Alex

审校 | 王晶

贝尔

声影传奇

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亚历山大·格拉汉姆·贝尔（Alexander Graham Bell）

我向话筒里喊了下面这句话：“华生先生，快过来，我要见你（Mr. Watson, come here — I want to see you）。”令我高兴的是，华生真的过来了，并告诉我他从话筒中听到了我的声音并能听懂我在说什么。

我让他重复我说的话，他回答道：“您说，华生先生，快过来，我要见你。”我们互换了位置，华生对着话筒念了几段书中的文字，我真的听到了从扬声器中传来的声音，虽然模糊不清但很响亮。

1876年3月10日，美国发明家贝尔和他的助手华生通过电话完成了人类有史以来第一次远距离语音通话。不久之后，贝尔写信给他的父亲，除了分享成功的喜悦外，他还描述了他所预测的未来：电话线会像水和煤气一样铺设到千家万户，相隔两地的朋友无需离开家门就能相互交谈。

140多年过去了，现在我们所生活的世界充分证明了贝尔的远见卓识。电话的发明开启了通信领域一场具有颠覆性意义的革命。我们现在能通过手机轻松处理各类工作、社交、娱乐和学习，在很大程度上都要归功于这位伟大的发明家。

声之挚爱

贝尔之所以能取得如此伟大的成就，与他从小受到的家庭影响密不可分。

1847年3月3日，贝尔出生于英国苏格兰的爱丁堡。他的父亲是Alexander Melville Bell，母亲是Eliza Grace Bell。他还有两个兄弟：Melville James Bell 和 Edward Charles Bell。

长期以来，贝尔的家人都从事着与演说和口才相关的工作。他的祖父在语言障碍的研究上做了很多开创性工作，他的父亲是一位语音学教授，出版了很多与演说相关的作品，其中1868年出版的《标准演说家》（The Standard Elocutionist ）最广为人知。贝尔的父亲还发明了一种语音符号系统——Visible Speech，该系统由表示喉咙、舌头和嘴唇在产生语言声音时的位置和运动的符号组成，主要用于帮助聋哑人开口说话。

贝尔的母亲Eliza Grace Bell

贝尔自小就对发明创造表现出了浓厚的兴趣，他在很小的时候就开始收集各种植物标本做实验。12岁的时候，他通过将旋转桨和钢丝刷组合在一起，发明出一种可以帮助小麦脱壳的装置。贝尔的早年教育主要来自于他的父母，尤其是他的母亲Eliza Grace Bell。Eliza是一位钢琴家，但在贝尔12岁时，她的听力开始下降，并几乎失去了全部听力。为了能让母亲“听到”周围所发生的事，贝尔学习了一种手指语言，通过敲击的方式和母亲交流；他还开发了一种技术，可以用清晰的音调直接对着母亲的前额说话，这样她就可以听到他的声音。小贝尔深受母亲失聪的影响，他的兴趣开始转向了声学。

15岁时，贝尔被送到伦敦和祖父待了一年。在这期间，他遇到了研究电报的查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone，英国著名物理学家），并被他所发明的Wolfgangvon Kempelen’s Speaking Machine（一种可以发出人声的仪器）所吸引。受此启发，贝尔和哥哥Melville创造出一种人造喉，当用风箱使空气通过它时，这种装置会发出少量可以识别的单词，比如“妈妈”。

16岁时，贝尔在苏格兰埃尔金市的威斯顿学院（Weston House Academy）获得了一份教授口才和音乐的“学生教师（既是老师，又是学生）”工作，同时他也在研究言语生理学。第二年，他开始在伦敦的聋哑学生中教授他父亲的Visible Speech方法，此时他们全家已经从爱丁堡搬到了伦敦。

1867年到1870年间，贝尔一家一直笼罩在悲伤的气氛中，他的两位兄弟先后死于肺结核。因为担心家中唯一的儿子也染病（此时贝尔的身体状况也不好），贝尔的父亲做出了一个重大决定——全家前往“新世界”加拿大定居。

在他们离开伦敦前不久，一家人与亚历山大·埃利斯（Alexander John Ellis，贝尔父亲的同事，语音学家）共进晚餐。埃利斯向贝尔介绍了德国科学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz，德国物理学家，发明家）在电磁学方面的开创性工作。亥姆霍兹的工作激发了贝尔对电和电磁学的兴趣，他相信人们很快就能“用电报交谈”。

 发明电话

1870年8月，贝尔一家来到了加拿大安大略省的Brantford。清新的空气，宜人的居住环境，使贝尔很快恢复了健康。他在家附近建了一个实验室，继续投入到了对声音和电的研究中。

1872年，在父亲的帮助下，贝尔成为了波士顿大学一名生理声学和语言学教授。这段时期的贝尔非常忙碌，既要在大学授课，还要教授聋哑学生，晚上又要进行一个接一个的实验。夜以继日的工作极大地损害了贝尔的身体，他不得不回到加拿大的家中休养。深思熟虑之后，他做了一个非常重要的决定：放弃波士顿大学丰厚的薪水，将主要时间和精力放在对声音和通信的研究上。除此之外，他将所教授的聋哑学生的数量缩减到两名：6岁的Georgie Sanders和15岁的Mabel Hubbard。

这两位学生以及他（她）们的父亲可以说是贝尔发明之路上的贵人。Georgie的父亲Thomas Sanders是一位富有的商人，为了能让自己的儿子和贝尔一起学习和工作，他为贝尔提供了一间实验室，以及免费的食宿。

而在与Mabel的朝夕相对中，贝尔对她渐生情愫。虽然与Mabel相差10岁，但贝尔还是爱上了这个年轻、聪慧的女孩。两人于1877年举行了婚礼。Mabel的父亲Gardiner Greene Hubbard是美国当时有名的律师和金融家，随着贝尔迎娶Mabel，Hubbard也成为了贝尔的岳父，更成为了他一生的重要资助人和挚友。

贝尔的岳父Hubbard

对于声音和通信的热爱，使贝尔的兴趣转向了电报。虽然电报在那时非常流行，但它有一个严重的缺陷，就是每次只能接收和发送一条信息，所以当时包括爱迪生在内的大多数发明家都在研究一种能够传输多条信息的电报。贝尔也加入到改进电报的洪流中。他把这一想法告诉了未来的岳父Hubbard，Hubbard因为一直憎恨西联电报公司（Western Union Telegraph Company）在通信领域的垄断，当即决定资助贝尔的研究，随后Thomas Sanders也加入了进来。

有了资金上的支持，贝尔便可以聘请得力的助手。一次偶然的相遇，使他结识了年轻但经验丰富的电器和机械技师华生（Thomas A. Watson）。华生顺利成为了贝尔的助手，并开始了和他一生的合作。

在遇到华生之前，贝尔的研究方向发生了变化。根据贝尔自己的说法，1874年7月12日，他回到Brantford看望父母。在Brantford停留期间，他来到格兰德河（Grand River），望着湍流不息的河水，贝尔突然想到：既然声音可以在空气中传播，那通过控制电流的强度来传输各种类型的声音一定也可以。从这时起，贝尔心中开始有了电话的雏形。

1875年3月，贝尔拜访了当时美国著名的物理学家约瑟夫·亨利（Joseph Henry，美国著名科学家，对电磁学贡献颇大），向他讲述了用一种多簧片电子装置传递人声的设想，希望能得到亨利的指教。亨利听了贝尔的想法后，大为赞叹，称贝尔的这一设想为“伟大发明的萌芽”。当贝尔表示自己缺乏电学方面的知识时，亨利对他说：“马上学！”

有了物理学前辈的支持和鼓励，贝尔和华生充满热情地投入到了电话的发明中。1875年6月，研究有了第一次重大进展。一次实验中，贝尔和华生在不同的房间内调整发射端和接收端的簧片，这时，华生的一枚簧片粘在了电磁铁上。随着关闭发射器，华生拔下了这枚簧片，就在这时，贝尔在另一个房间的接收端听到了拔下簧片的声音。他们在无意中通过电线传递了声音，并证明了音调可以改变电线中电流的强度。

接下来他们要做的就是创造一台设备，这台设备需要有能够将各种声音转换成不同强度电流的振动膜，以及一个可以将这些变化转换为可听声音的接收器。

接下来的时间里，贝尔和华生天天待在实验室，继续着电话的研究工作。终于在1876年3月10日这一天，两人第一次通过电话实现了远距离语音传输。

贝尔电话公司和AT&T

1877年，在发明电话的一年后，在准岳父Hubbard的组织下，贝尔成立了贝尔电话公司（Bell Telephone Company），由Hubbard任总裁，Sanders任财务主管，贝尔本人任首席电气专家。两天之后，贝尔和Mabel举行了婚礼，并提出将他所拥有的贝尔电话公司的1487份股票作为新婚礼物送给他的新娘，而自己只保留10股。后来，Mabel将她的股份留给了自己的父亲Hubbard。

也是在同一年，在贝尔电话公司的许可下，康涅狄格州的纽黑文（ New Haven, Connecticut）拥有了美国第一台电话交换机，之后仅仅几年时间，随着人们对电话需求的不断增加，电话交换机遍布美国的主要城市。这些由贝尔电话公司特许授权经营的公司与母公司一起，形成了贝尔系统（Bell System）, 并开启了在通信领域长达100余年的垄断。

 贝尔系统Logo（1921~1969）

1879年，公司更名为National Bell Telephone Company ，1880年又更名为American Bell Telephone Company。到了1881年，它从西联电报公司手中收购了西部电气公司（ Western Electric Company）的控股权，而就在三年前，西联电报公司曾拒绝了Hubbard以10万美金出售电话专利的提议。

1885年，为了发展长途业务，贝尔和Hubbard成立了一家名为 American Telephone and Telegraph Company的子公司，即AT&T。1899年，AT&T收购了其母公司 American Bell Telephone Company 的资产。之所以进行这次收购，是因为根据马萨诸塞州的法律规定，其所属地公司市值不能超过1000万美元，而AT&T总部所在的纽约对公司市值的限制没有那么严格。这次收购使AT&T成为 American Bell Telephone Company 和Bell System 的母公司。

AT&T除了在美国通信业享有垄断地位外，最为人所熟知的便是它旗下的贝尔实验室。

贝尔实验室成立于1925年1月1日，成立的最初目的是为了巩固贝尔系统在通信领域和相关科学领域的开发和研究活动。有了AT&T强大财力的支持，贝尔实验室在科研领域取得了飞速的发展。在整个20世纪，贝尔实验室无疑是当时世界上最具创新力的科研组织。在其长长的创新名单中，最著名的莫过于1947年发明的晶体管。现在，晶体管已然成为所有数字产品和当代生活不可或缺的一部分。贝尔实验室的创新还包括通信卫星、数字交换机、太阳能电池、信息论、C和C++语言，Unix操作系统等闻名于全世界的发明创造。除了创新发明，这家公司还拥有当时世界上最顶尖的科研人才，其中包括9位诺贝尔奖获得者和5位图灵奖获得者。

专利之争

伴随着电话的问世，围绕着电话的专利之争也在轰轰烈烈上演着。在电话发明后的18年时间里，贝尔电话公司曾面临587次围绕电话发明权的诉讼，有5次甚至上诉到了美国最高法院。其中最著名的竞争者莫过于格雷（Elisha Gray，美国电气工程师）。1876年2月14日，贝尔和格雷在同一天向华盛顿的专利局申请了电话专利（当时身在波士顿的贝尔并不知道申请专利的事，申请专利的律师是他的准岳父Hubbard派去的）。根据格雷的说法，他的申请比贝尔的早几个小时到达专利局，但贝尔的律师坚持要立即支付申请费用，所以当时经济困难的专利局率先注册了贝尔的申请。

贝尔的电话专利

1876年3月7日，贝尔的电话专利174465由美国专利局授予。3天之后，贝尔和华生用电话实现了人类第一次远距离语音传输，其中使用的液体发射器与格雷所设计的发射器非常相似。但是有大量证据显示，贝尔早在三年前就开始在各种实验中使用这种液体发射器。1875年，贝尔向美国专利局提交了一份早期传真机的专利申请，其中就包括很多液体发射器的图纸。1875年4月，专利局批准了贝尔的申请，专利号为161739，时间要比格雷提交电话专利的时间早了整整10个月。

贝尔之所以能在专利之战中胜出，还得益于他内容详尽的工作日志。贝尔在做实验的时候，有记工作笔记的习惯，而且常年如此。因为害怕别人盗取他的实验成果，每次做完实验，他都要将自己的工作日志锁起来。贝尔的这些日志目前收藏于美国国会图书馆（本文开头的对话正是来自贝尔的工作日志）。

  争    议

贝尔一家

除了关于电话专利所属权的争议，贝尔人生中最大的争议来自于他对聋哑人的教育方式。深受母亲失聪的影响，贝尔一生都致力于帮助聋哑人摆脱失聪所带来的痛苦，他希望聋哑人能够走出被孤立的世界，像正常人一样开口讲话。但是他的做法却颇具争议。

1883年，贝尔向美国国家科学院提交了他的论文Memoir Upon the Formation of a Deaf Variety of the Human Race。他写道：“那些像我一样相信有缺陷的人种将给世界带来巨大灾难的人，一定会认真研究聋人通婚的原因，并施以补救措施。”在这篇论文中，贝尔极力劝阻聋哑人之间的婚姻（尽管他和Mabel育有四个孩子），并提倡口语教育的朗读和发音训练，消除手语的使用以及不再聘用聋哑人教师，而做这一切的目的，都是为了减少聋哑人的数量。

在贝尔的积极带动下，口语教育逐渐流行起来，在由贝尔岳父Hubbard资助的克拉克聋人学校成立之前（1867年），美国所有聋人学校都使用手语。但到了1918 年，80% 的聋人学生都接受了口语教育。 

贝尔的妻子Mabel也是一位聋哑人，她一生忠于贝尔，从没有在公开场合反对过他。但是在她去世前，在写给女儿艾尔西（Elsie Bell）的一封信中，她坦露了自己的真实感受，她这样写道：“我一生都在教你忘记我是一个聋哑人，但是现在我希望你记住。”

 一生热爱发明

贝尔一生中并未受过太多正规的教育，但是他却把对发明创造的热爱演绎到了极致。

虽然贝尔系统取得了极大的成功，但成名后的贝尔依然将自己的精力放在他所热爱的发明上。根据贝尔传记作者Charlotte Gray的说法：“贝尔的发明工作所涉及的科学领域非常广泛，不受限制。”贝尔常常在入睡前如饥似渴地阅读大英百科全书，寻找新的兴趣所在。值得一提的是，为了不影响自己的研究工作，贝尔拒绝在自己的书房安装一部他所发明的电话。

 

 贝尔晚年

在贝尔的众多发明中，除了给他带来一生荣耀的电话外，还有：

光电话：1880年，贝尔和他的助手 Charles Sumner Tainter一起发明了光电话，这是一种用光束传输语音的装置。在去世前不久，贝尔曾告诉记者：“光电话是我最伟大的发明，比电话还要伟大。”

金属探测器：当时美国总统James A. Garfield在一次暗杀行动中中弹，贝尔和助手Charles Sumner Tainter 一起发明了一种金属探测器，用来确定子弹在身体中的位置。可惜这部仪器并没有找到子弹，总统最终死于感染。

留声机：贝尔、他的堂兄Chichester A. Bell以及助手Tainter在爱迪生1878年发明的留声机基础上创造了一种新的留声机，并获得了专利。这种改进版的留声机可以录制和（录制后）播放声音。

水翼艇：1919 年，贝尔和助手Casey Baldwin发明的水翼艇HD-4 创造了 114.04 公里/小时的世界记录，当时世界上最快的轮船时速只有48 公里/小时。

除了自己的发明外，贝尔还积极支持其他人的实验，比如，他资助了A.M. Michelson早期的原子实验；与岳父Hubbard合作，帮助创办了《科学》杂志（该杂志目前为美国科研领域最重要的杂志之一）。1888年，他帮助创建了美国国家地理学会，并成为第二任主席。贝尔希望该学会旗下的杂志《美国国家地理》能够吸引普通大众，而不只是地理和地质学家。他还在杂志中广泛使用各种插图和摄影作品，对杂志产生了深远影响。

1922年，贝尔因为糖尿病并发症离开了这个世界，享年75岁。在葬礼仪式结束时， 北美大陆上的每一部电话都被短暂静音，以纪念这位让人们实现远距离通信的伟大发明家。

References:

https://en.wikipedia.org/wiki/Alexander_Graham_Bell

https://www.thecanadianencyclopedia.ca/en/article/alexander-graham-bell

https://en.wikipedia.org/wiki/Bell_System

https://en.wikipedia.org/wiki/Elisha_Gray_and_Alexander_Bell_telephone_controversy

https://www.verywellhealth.com/alexander-graham-bell-deafness-1046539

https://nypost.com/article/telephone-inventor-alexander-graham-bell-deaf-wife/

《信息传》 吴军著 2020年11月出版

感谢王晶老师推荐本期声影传奇人物——贝尔。

封面图来自Britannica

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