发明与“技术”和“工艺”相关联。发明是用客观规律改造客观,创造出原先不存在的客观,发明与发现密切相关。重大的科学发现可能会导致一系列的技术发明;技术上的重大突破也会引起科学上的重大发现。发现是通过观察事物而发现其原理;发明是根据发现的原理而进行制造或运用,产生出一种新的物质或行动。例如,古人发现水有浮力,于是根据这一原理“刳木为舟”,把大木头挖空,造成独木舟,这叫发明。......
2023-06-26
贝尔发明电话
美国波士顿大学的语音学教授贝尔突然向校董会提出了辞呈。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。
电话的发明者贝尔
贝尔为什么要放弃令人羡慕的教授位置呢?他当然自有主张。
当贝尔定居美国时,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,为什么不能传播声波信号呢?”贝尔打算发明一种传播声音的“电报”(即电话)。如果人们用电缆直接通话,那该多么方便啊!
贝尔向校方提出辞职时,他的电话研制已经进入了关键阶段。他实在脱不出身来。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。贝尔终于辞职了。
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,贝尔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。
讯号共鸣箱也宣布告竣。
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,贝尔多么需要一个助手啊!因为研究电话,必须要两个人合作才行。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。
贝尔和沃森的实验室,座落在波士顿柯特大街109号寓所内。那是两间废弃多年的马车棚。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。经过贝尔和沃森的勤奋劳作,两间房子的隔音效果十分理想。
经过两年的研究,无数次地拆装实验,经历了无法统计的挫折、失败,两位年轻人终于看到了胜利的曙光。
1875年6月2日是一个令人难忘的日子。这一天,贝尔和沃森同往常一样重复讯音共鸣试验。
沃森走入喊话室,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。
贝尔迫不急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。他异常激动,朝着被连续16小时紧张工作弄得精疲力尽的沃森喊道:“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。”沃森辩解道。由于不了解究竟发生了什么情况,沃森显得有点紧张。
贝尔平静下来和言悦色地抚慰他说:(www.chuimin.cn)
“亲爱的沃森,我知道你很累了。我请你完整地重复一遍搞错的过程……”
沃森解释说,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?!”沃森的困意一下全没了。
贝尔告诉沃森,以前我们的设计思路只着眼于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……
聪明的沃森立刻明白了。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,又接着做起试验。
贝尔发明的电话
沃森扭身跑进听音室。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,当时这声音在沃森和贝尔的耳朵里,比优美的交响乐还要动听、悦耳。
电话基本原理的雏形,在两位年轻人的头脑中形成了。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。
过了感应电流这一关,振动膜复制声音就容易了。贝尔辞去教授时,已经和父亲用4年多时间研制聋人用的助听器。这方面贝尔不担心,而感应电流是沃森熟悉的,对此他也是放心的。
又经过半年多的苦干,他们终于制成了第一套传话器和听筒。这是1876年。贝尔刚刚29岁,沃森仅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。几个月后,正好赶上举行美国建国一百周年纪念博览会。贝尔和沃森风尘仆仆地赶到费城,在博览会上表演了电话通话。参观的人络绎不绝,赞不绝口,但只是把它作为一个神奇的玩具。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,贝尔和沃森在波士顿和纽约之间首次进行了长途电话实验,两地相距300千米,实验取得了圆满成功。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。
由于电话的信息传递异常便利,因此得到突飞猛进的发展。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。一百几十年后的今天,全世界已拥有2.5亿~3亿部电话机。
如今电话已经成为人们日常生活须臾不能离开的通信工具了。
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