Introduction
Tiedehistorian kuuluisimpiin keksijöihin lukeutuva Alexander Graham Bell on ikuisesti yhdistetty puhelimeen. Tiesitkö kuitenkin, että puhelin ei ollut hänen ensimmäinen eikä viimeinen innovaationsa?
Hänen fotopuhelimensa ja grafofoninsa olivat yhtä lailla merkittäviä puheesta puheeseen -viestintäteknologian kehityksessä. Mutta kuka Alexander Graham Bell oikein oli? Miten hän kehitti taitonsa ja intohimonsa keksintöihin?
Call Me Alexander Graham Bell
Scotsman-sanomalehti toi 6. maaliskuuta 1847 Edinburghin asukkaille uutisen Alexander Bellin, Elizan ja Alexander Melville Bellin pojan, syntymästä. Sattumalta sanomalehti ilmoitti myös tulevan lennätinlinjan saapumisesta, joka nopeuttaisi yhteydenpitoa Lontoon ja Edinburghin välillä. Koska Alexander Bell oli kotoisin pitkästä Alexandereiden suvusta (sekä hänen isänsä että isoisänsä vastasivat tätä nimeä), teletoiminnasta tunnettu Alexander Bell tunnettiin nimellä ”Aleck”. Kun hän oli kymmenvuotias, Aleck Bellin talouteen tuli nuori vuokralainen nimeltä Alexander Graham. Tämä nuorukainen oli ollut Alexander Melvillen oppilas ja herätti Aleckin kunnioituksen ja ihailun. Ahdistuneena siitä, että molemmilla hänen veljillään oli kaksi etunimeä, kun taas hänellä oli vain yksi, ja ihaillen taloutensa nuorta vuokralaista, Aleck pyysi uutta nimeä yhdestoista syntymäpäivänään. Hänen isänsä suostui pyyntöön, ja 6. maaliskuuta 1858 hän nosti lasinsa maljan syntymäpäiväsankarille ja kastoi hänet vastikään Alexander Graham Belliksi.
Kutsu palvelukseen
Vuonna 1858 Alexander Melville (kutsumanimeltään Melville) ja Eliza Bell hankkivat miellyttävän maalaismaisemallisen kaksikerroksisen stukkotalon Edinburghin ympäristössä sijaitsevasta Trinitystä. Heidän naapureihinsa Trinityssä kuului vilkas Herdman-niminen perhe, joka pyöritti läheistä jauhomyllyä. Tästä ja muista Aleckin elämänvaiheista on säilynyt useita valokuvia, mikä johtuu Melvillen tarttuvasta innostuksesta valokuvaukseen. Valokuvista ja kuvauksista käy ilmi, että Aleck oli varhaisessa teini-iässä pitkä, tumma ja komea, ja hänelle oli tunnusomaista, että hänellä oli tapana pörröttää pitkät lukkonsa taaksepäin olkapäiden yli.
Huikea nuorukainen rohkaistui keksimään ensimmäisen kerran yhdentoista tai kahdentoista vuoden iässä, kun Aleckin ja Ben Herdmanin rähinöivä käytös sai Benin isän kyselemään pojilta ärsyyntyneenä: ”Miksi ette tee jotain hyödyllistä?”. Ajatuksesta innostuneena Aleck kysyi John Herdmanilta, miten hän voisi olla hyödyksi. Mies vastasi tarvitsevansa apua vehnän kuorien irrottamisessa. Vastauksena Aleck yhdisti tuulimyllyä muistuttavan koneen, joka koostui pyörivistä siivekkeistä ja naulaharjasta, ja loi kuorimakoneen, joka otettiin käyttöön ja jota käytettiin tasaisesti useiden vuosien ajan. Vuosia myöhemmin Alexander Graham Bell kirjoitti nuoruudestaan jauhomyllyssä: ”Sikäli kuin muistan, herra Herdmanin kehotus tehdä jotakin hyödyllistä oli ensimmäinen kannustimeni keksintöihin, ja vehnänpuhdistusmenetelmä ensimmäinen hedelmäni.”
Kaikki suvussa
Alexander Grahamin isoisällä, Alexander Bellillä*, oli mieltymys näyttelemiseen. Vaikka hän ei koskaan päässyt kuuluisaksi näyttelijäksi, Edinburghin teatteriesityksissä saamansa vähäiset roolit opettivat häntä hallitsemaan hengitystään ja projisoimaan ääntään. Koska hänellä oli hallitseva näyttämöläsnäolo ja kova ääni, hän päätti ryhtyä puhetaidon opettajaksi. Avioliiton hajoaminen Elizabeth Bellin kanssa toi Alexander Bellin Lontooseen kahden poikansa kanssa. Melville ja David seurasivat isänsä jalanjälkiä, auttoivat häntä puhetaidon opettamisessa ja ryhtyivät itse harjoittamaan puhetaidon opetusta. Puhetaidon opiskelu vei Melvillen takaisin Edinburghiin, jossa hän tapasi Eliza Gray Symondsin. Elizan kuurous herätti hänen myötätuntonsa, ja Elizan iloinen käytös herätti pian hänen ihailunsa. Eliza oli miniatyyrimaalari ja taitava pianisti, ja vajaa vuosi tapaamisen jälkeen hän ja Melville menivät naimisiin.
Eliza opetti kolmelle pojalleen, Melvillelle (”Melly”), Alexander Grahamille (”Aleck”) ja Edwardille (”Ted”), tavanomaisia oppiaineita lukemista ja laskemista sekä piirtämistä, maalaamista ja pianonsoittoa. Pojat kommunikoivat hänen kanssaan käyttämällä englantilaista kaksikätistä viittomakieltä ja puhumalla hänen kömpelöön korvatorveensa. Aleck oli ainoa, joka keksi menestyksekkään tavan kommunikoida äitinsä kanssa kumartumalla lähelle tämän otsaa ja puhumalla matalalla, hyvin moduloidulla äänellä. Koko elämänsä ajan Aleck ja Melly työskentelivät usein yhdessä tieteellisten keksintöjen parissa. Ted ei valitettavasti osallistunut veljiensä tieteellisiin kokeiluihin; hän kuoli tuberkuloosiin kahdeksantoistavuotiaana.
*Huomioitavaa: Alexander Bell kirjoitti vuonna 1847 näytelmän nimeltä Morsian, jossa juhlitaan hyvien tapojen arvoa. Näytelmä kulki hänen poikansa Davidin käsien kautta matkalla Davidin pojalle Chichesterille ja lopulta Chichesterin lähimmälle ystävälle, George Bernard Shaw’lle. Bellin näytelmä inspiroi Shaw’n menestysnäytelmää Pygmalion, jonka Rogers ja Hammerstein sovittivat myöhemmin rakastetuksi musikaaliksi My Fair Lady. Shaw’n näytelmän esipuheessa mainitaan Bellin perhe, ja professori Higginsin laboratorion näyttämönä on juuri se katu, jossa Alexander Bell työskenteli puheopettajana.
Puhekone
Isänsä vaikutuksen alaisena Aleck ryhtyi puheopettajaksi. Hänen ja hänen veljensä suorittaessa opintojaan isä haastoi heidät kehittämään oman parannellun version puhekoneesta. Puhelinkoneen varhaisin versio on peräisin 1700-luvulta, ja 1820-luvulla Charles Wheatstone loi nykyaikaisemman version. Alexander Grahamin ja hänen veljensä Mellyn ymmärrys ihmisen puhemallista, äänihuulista ja kalvosta auttoi Alexander Grahamia ja hänen veljeään Mellyä vastaamaan isänsä haasteeseen, ja pojat käyttivät oppikirjoja anatomian ja puheen opiskeluun. Lopulta he saivat aikaan toimivan puheautomaatin ja saivat matkan varrella korvaamatonta tietoa puhe-elimistä ja ihmisen äänen fysiologiasta. Nämä tiedot auttoivat Aleksanteria myöhemmässä puhelimen kehittämisessä.
Ignorance is Bliss
Hermann von Helmholtz, jonka keksinnöt vaikuttivat 1800-luvun tieteelliseen renessanssiin, kehitti koneen, joka tuotti vokaaliääniä. Alexander Graham Bell tutki tätä laitetta, joka käytti ääniensä tuottamiseen äänihaarukan värähtelyjen säätelyä. Vaikka Bell tiesi paljon vokaaliäänistä, hän ei tiennyt sähköstä juuri mitään. Tämä tiedonpuute johti siihen virheelliseen käsitykseen, että Helmholtzin laite todella välitti vokaaliääniä, vaikka todellisuudessa se vain tuotti niitä. Tämä jännittävä ajatus oli kuitenkin virheellinen, mutta se sai Bellin teoretisoimaan, että jos vokaaliääniä voitaisiin siirtää sähköjohtojen välityksellä, niin voitaisiin myös konsonanttiääniä ja ääniä yleensä. Bellin omistautuminen tämän keksinnön kehittymiselle auttoi häntä lopulta määrätietoisesti rakentamaan puhelimen.
Best of Philly
Ennen puhelimen täydellistämistä Alexander Graham Bell keksi ja esitteli harmonisen lennättimen Philadelphian Fairmount Parkissa pidetyssä Centennial Exposition -näyttelyssä vuonna 1876. Näyttelyyn osallistui silloinen Brasilian keisari Dom Pedro II. Myös Bellin pääkilpailija Elisha Gray esitteli keksintönsä tässä näyttelyssä. Bellin laite oli viimeinen, jonka keisari ja muut arvostetut tuomarit arvioivat. Kun Bell oli virittänyt keksintönsä itäiseen galleriaan, hän asettui huoneen toiseen päähän, kun keisari kumartui vastakkaiseen päähän sijoitetun vastaanottimen yli. Bell lauloi vastaanottimeen ja alkoi sitten lausua Hamletin tunnettua ”Olla tai olla olematta” -monologia. ”Aivan, siinäpä se”, hän sanoi toiseen vastaanottimeen, kun taas keisari toisti innoissaan huoneen toisella puolella kuulemiaan Shakespearen säkeitä.
A Labor of Love
Alexander Grahamin isä, Melville Bell, loi foneettisen järjestelmän nimeltä Visible Speech ja saavutti järjestelyn, joka pelkisti jokaisen äänen visuaaliseksi esitykseksi. Hän käytti hevosenkengän muotoa edustamaan kieltä ja manipuloi tätä kuvaa edustamaan suun eri liikkeitä ja siten eri äänteitä. Alexander Graham matkusti Bostoniin levittämään isänsä Visible Speech -järjestelmää, jossa hän tapasi Gardiner Greene Hubbardin. Yksi Hubbardin tyttäristä, Mabel, oli menettänyt kuulonsa vakavan tulirokkokohtauksen jälkeen, mutta kotiopettaja ja kotiopettajatar Mary Truen avulla hänen puheensa kehittyi. Mary True ja Alexander Graham Bell tutustuivat bostonilaisten puhetaitajien piirissä, ja kuusitoistavuotiaana Mary True esitteli nuoren oppilaansa Alexander Grahamille.
Mabelin äidilleen lähettämät kirjeet paljastavat hänen ja ”herra Bellin” orastavan suhteen. Mabel kertoo Alexanderin sanoneen hänelle, että hänellä oli luonnostaan suloinen ääni, ja että hän käveli läpi kaatosateen päästäkseen oppitunneille hänen kanssaan: ”En halunnut menettää oppituntia, kun jokainen tunti maksaa niin paljon”. Kun he tapasivat vuonna 1873, Mabel oli vasta 15-vuotias, ja vuonna 1877 he menivät naimisiin. Häät olivat vaatimaton perhejuhla, ja ne pidettiin lämpimänä heinäkuun iltana Hubbardin kartanossa. Pari sanoi ”tahdon” samassa huoneessa, jossa Alexander Graham tutustui ensimmäisen kerran Mabeliin. Heinäkuussa 1877 perustettiin myös Bell Telephone Company, joka aloitti toimintansa perustamattomana, vapaaehtoisvoimin toimivana yhdistyksenä. Liiketoimintayrityksistään ja tieteellisistä läpimurroistaan huolimatta Bellillä oli aikaa jatkaa työtään kuurojen parissa. Hän tutustui erityisesti Annie Sullivaniin ja oli yksi Helen Kellerin kanssa työskennelleistä opettajista. Vuonna 1918 Helen kirjoitti Bellille: ”Olet aina osoittanut isän iloa onnistumisistani ja isän hellyyttä silloin, kun asiat eivät ole menneet oikein.”
Keeping to Himself
Dokumentit paljastavat Franklin-instituutin sihteerin ja Alexander Graham Bellin välisen kirjallisen keskustelun, jossa sihteeri tiedustelee Bellin Elliot Cresson -mitalin vastaanottamisen yhteydessä pitämän puheen otsikkoa. Bellin vastauksessa kysytään hieman purevaan sävyyn, voisiko tällaisista puheista luopua, jotta hän voisi nauttia olostaan. Vaikka Bell oli komea mies, joka ei pelännyt julkisuutta, hän oli aina yksinäinen olento, ja ikääntyessään hänestä tuli yhä yksinäisempi. Työskennellessään keksintöjen parissa hän uppoutui täysin työhönsä, ja hän oli myös todellinen yöpöllö. Hänen ajatuksensa olivat kirkkaimmillaan aamuyön tunteina, ja hän harrasti usein yksinäisiä yöllisiä vaelluksia. Hänellä oli myös tapana soittaa pianoa pitkälle yöhön, joskin tämä erikoisuus häiritsi muita hänen kotitaloutensa jäseniä.
Kirurginen teräs
Presidentti James A. Garfieldia ammuttiin 2. heinäkuuta 1881 selkään, kun hän kuljeskeli Washingtonin rautatieasemalla. Entinen sisällissodan kenraali oli tuolloin neljäkymmentäyhdeksänvuotias ja erinomaisessa fyysisessä kunnossa, ja hän kyllä kesti luodin aiheuttaman haavan. Alexander Graham Bell, joka tunnettiin kokeiluista, joita hän teki metallinpaljastimilla Englannissa, kutsuttiin presidentin vuodeosastolle. Hänen ja avustajaryhmänsä kuumeisesti viimeistelemä metallinpaljastin ei kuitenkaan onnistunut paikallistamaan presidentin selkään juuttunutta luotia, ja Garfield kuoli viikkoja hyökkäyksen jälkeen infektioon. Presidentin ennenaikaisesta kuolemasta järkyttyneenä Bell työskenteli väsymättä tehokkaan kirurgisen sondin luomiseksi ja kehitti onnistuneen mallin lokakuussa 1881. Hän nimesi keksintönsä puhelinsondiksi, ja Heidelbergin yliopisto myönsi Bellille lääketieteen kunniatohtorin arvon hänen panoksestaan kirurgian hyväksi. Puhelinsondi liitettiin myöhemmin tohtori John H. Girdneriin, joka oli läsnä Bellin ensimmäisessä näytöksessä ja julkaisi myöhemmin artikkelin, jossa hän otti täyden kunnian keksinnöstä.
Hengittäminen helpompaa
Bellin ehkä kuuluisin puhelimen jälkeinen keksintö oli se, mitä hän kutsui tyhjiötakiksi. Tämä niin sanottu tyhjiötakki tuli laajalti tunnetuksi rautakeuhkona, laitteena, joka pidensi polion uhrien elämää 1940-luvun lopulla riehuneen polioepidemian aikana. Aleck alkoi työskennellä tämän laitteen parissa poikansa Edwardin kuoleman jälkimainingeissa; poika kuoli lapsena hengitysvaikeuksiin. Rautakeuhko oli ilmatiivis rautasylinteri, joka asettui tiiviisti vartalon ympärille. Kun potilas oli kiinnitetty sylinteriin, imupumppu painoi ilmaa sisään ja ulos ”rautakeuhkosta” stimuloiden potilaan omia keuhkoja toimintaan.
Hyvät värähtelyt
Yhdysvaltojen patenttivirasto myönsi 7. maaliskuuta 1876 Alexander Graham Bellille patentin nro 174,465. Otsikolla ”Improvement in Telegraphy” tätä patenttia alettiin kuvailla arvokkaimmaksi koskaan myönnetyksi patentiksi. Vuonna 1912 Franklin-instituutti tunnusti Bellin onnistumisen nivelletyn puheen sähköisessä siirtämisessä Elliot Cresson -mitalilla.
Bellin puhelin pystyi sähköisesti siirtämään nivellettyä puhetta kolmen pääosan, aaltovirran, sähkömagneetin ja ankkurin, yhteistyön ansiosta. Patentissaan Bell selittää, että sähköinen aaltovirta syntyy ”asteittaisilla voimakkuuden muutoksilla, jotka ovat täsmälleen samanlaisia kuin yksinkertaisten heiluvien värähtelyjen aiheuttamat muutokset ilman tiheydessä.”
Bell selittää tavan, jolla magneetit kykenevät tuottamaan aaltovirtaa, kuvaamalla kestomagneetin ja sähkömagneetin vuorovaikutusta. Kestomagneetti on magneettisen materiaalin kappale, joka säilyttää magneettisuutensa sen jälkeen, kun se on poistettu magneettikentästä, kun taas sähkömagneetti määritellään magneetiksi, joka koostuu pääosin eristetyn langan kelasta, joka on kiedottu pehmeän rautasydämen ympärille ja joka magnetoituu vain silloin, kun virta kulkee langan läpi. Kun kestomagneetti saadaan lähestymään sähkömagneetin napaa, kestomagneetti indusoi sähkövirran sähkömagneetin käämeihin. Kun kestomagneetti vetäytyy kauemmas, johtimeen syntyy uusi virta, jonka napaisuus on vastakkainen. Jos kestomagneetti saadaan värähtelemään sähkömagneetin edessä, se saa aikaan aaltoilevan sähkövirran sähkömagneetin käämeissä. Se, kuinka nopeasti nämä aaltoilut toistuvat, vastaa magneetin värähtelyjen nopeutta. Niiden napaisuus vastaa kestomagneetin liikesuuntaa, ja niiden voimakkuus vastaa magneetin värähtelyn amplitudia.
Undulaatiot johtuvat sellaisten kappaleiden värähtelystä tai liikkeestä, jotka kykenevät indusoimaan toimintaa. Puhelimen tapauksessa ääni on kykenevä kappale, joka saa aikaan aaltoja. Bell kuvaa puhelinpiiriä patenttiinsa liittyvässä piirustuksessa, jossa näkyy piiri, jossa yksi ankkuri on vastakkain toiseen nähden. Kukin ankkuri on kiinnitetty löyhästi toisesta päädystä sähkömagneettiin ja toisesta päädystä venytetyn kalvon keskelle. Äänivärähtelyjen konvergoimiseksi kalvoon käytetään kartiota. Kun ääni puhutaan kartioon, tämä liike saa kalvon värähtelemään, ja kalvon värähtely puolestaan saa ankkurin osallistumaan liikkeeseen. Ankkurin liike synnyttää sitten piiriin sähköisiä aaltoja. Graafisesti esitettynä nämä värähtelyt ovat muodoltaan samanlaisia kuin kartioon kuuluvan äänen aiheuttamat alkuvärähtelyt. Näin kuullaan, että piirin vastakkaiseen päähän kiinnitetystä kartiosta lähtee samanlainen ääni kuin kartioon lausuttu ääni.
Foto- ja grafofoni
Fotofoni
Vuonna 1880 Ranskan hallitus myönsi Alexander Grahamille Volta-palkinnon, joka oli suuruudeltaan 50 000 frangia (arvoltaan tuohon aikaan noin 10 000 dollaria) tunnustuksena hänen keksimästään puhelimesta. Bell käytti nämä rahat hyvään tarkoitukseen perustamalla Volta-laboratorion Washingtoniin. Tässä työtilassa kehitettiin kaksi merkittävää keksintöä: fotopuhelin ja grafofoni. Fotofoni mahdollisti äänen välittämisen valonsäteen avulla, mikä oli nykypäivän kuituoptiikan edeltäjä, ja Bell piti tätä laitetta tärkeimpänä keksintönään. Hän käytti fotofonia ensimmäisen langattoman puhelinviestin lähettämiseen 3. kesäkuuta 1880.
Bellin fotofoni hyödynsi seleenikiteen ominaisuutta, joka teki sen sähkönjohtavuuden riippuvaiseksi valon voimakkuudesta. Lähettävä valonsäde luotiin auringonvalosta peilin, linssin ja lämpösäteilyä poistavan kennon muodostaman järjestelmän avulla. Valonsäteet loistivat liikeherkkään peiliin, joka havaitsi äänen värähtelyt ja reagoi niihin. Peilin liike aiheutti vääristymiä valonsäteeseen, jonka se heijasti paraboliseen peiliin, ja tämä peili keskitti vääristyneen valon sen keskellä olevaan seleeni-ilmaisimeen. Ilmaisin reagoi luomalla vastaavasti keskeytyneitä sähköisiä signaaleja. Nämä signaalit lähetettiin puhelimen magneettiin ja muunnettiin takaisin ääneksi vastaanottimessa tavalliseen tapaan kalvoon liitetyn sähkömagneetin avulla.
Bellin fotofonin kantama ei koskaan ulottunut muutamaa sataa metriä pidemmälle, eikä laite myöskään pystynyt suojaamaan lähetyksiä ulkopuolisilta häiriöiltä, kuten pilviltä. Nämä ulkopuoliset häiriöt häiritsivät siirtoa estämällä siirtoon tarvittavat valonsäteet. Guglielmo Marconi käytti fotofonin periaatteita kehittäessään menestyksekkäästi langatonta lennätystä.
Grafofoni
Alun perin fonografina tunnettu grafofoni kehitettiin äänen tallentamiseksi ja toistamiseksi. Tämän saavutti ensimmäisenä Thomas Edison vuonna 1877, ja vuonna 1879 Alexander Graham Bell ja hänen oppipoikansa Charles Sumner Tainter alkoivat tehdä parannuksia Edisonin keksintöön. Bell kiinnostui fonografista ensin mahdollisena apuvälineenä kuurojen opettamisessa. Hän huomasi kuitenkin, että Edisonin äänen tallentamiseen ja toistamiseen käyttämät foliolevyt heikkenivät useiden käyttökertojen jälkeen. Bell ja Tainter ryhtyivät tutkimaan, miksi näin kävi, ja parantamaan ongelmaa.
Sekä fonografin että grafofonin periaatteena oli tallentaa puheen värähtelyt levylle. Charles Tainter käytti tallennuslevyssä kevyempää ainetta kuin Edison ja havaitsi, että taltanmuotoisella kynällä leikattu vahalevy pystyi toistamaan korkeat äänet paremmin kuin Edisonin foliolevy. Tainter leikkasi vahaa sivusuunnassa, jolloin syntyi siksak-kuvio, joka ohjasi levyn soittamiseen käytetyn neulan värähtelyä. Tämä todettiin paremmaksi kuin Edisonin neulan ylös-alas-toiminta. Lopulta Tainter ja Bell eivät kyenneet valmistamaan täysin toimivaa grafofonia, ja Tainter päätteli, että heidän yrityksensä sivusuunnassa leikkaamiseen olivat epäonnistuneet, koska siksak-urat olivat liian suuria ja niiden poiminta liian raskas ääniaaltojen energiaan nähden.
Tainterilla ja Bellillä oli kiire tehdä parannuksia grafofoniin ja hakea patentteja saadakseen kunnian näistä parannuksista ennen kuin Thomas Edison ehti tehdä saman. Valitettavasti heidän työnsä keskeytyi vuonna 1881, kun presidentti Garfield ammuttiin, ja he työskentelivät yhdessä muiden tiedemiesten kanssa kehittääkseen laitteen luodin paikantamiseksi ja irrottamiseksi. Estääkseen Edisonia saamasta tietää heidän työstään ja varmistaakseen itselleen oikeudet patenttiin siltä varalta, että joku vuotaisi tietoja, Tainter ja Bell pakkasivat kaiken grafofonia koskevan työnsä peltilaatikkoon, päivittivät ja sinetöivät laatikon ja sijoittivat sen Smithsonian-instituutin holviin. Nämä ponnistelut olivat jokseenkin turhia, sillä Emile Berliner onnistui lopulta sivuleikkauksessa vuonna 1887.
Periaatekysymys
Puhelimella oli useita keksijöitä, jotka kaikki perustuivat edeltäjiensä innovaatioihin. Bellin patentti nro 174 465 sekä hyvitti hänet puhelimen keksimisestä että synnytti kiistan, joka provosoi edelleen historioitsijoita, tiedemiehiä ja tutkijoita. Tämä kiista keskittyy siihen, että samana päivänä, kun Bell jätti patenttihakemuksensa, Elisha Gray jätti samankaltaista keksintöä koskevan varoituksen. Varoitusta ei enää nykyään käytetä, mutta tuolloin se oli alustava asiakirja, joka olisi jätetty kuvaamaan keksintöä, josta lopulta tehtäisiin virallinen patenttihakemus.
Keskeinen yhtäläisyys Bellin patentin ja Grayn patentin välillä on se, että kummassakin kuvataan ”muuttuvan vastuksen periaate” ja kerrotaan yksityiskohtaisesti nestekontaktilähettimestä. Bell käytti tällaista nestekontaktilähetintä esittelemään keksintöään Philadelphian vuoden 1876 näyttelyssä, joka järjestettiin Amerikan satavuotisjuhlavuoden kunniaksi. Hän myös kuvailee patentissaan sekä lähettimen että ”muuttuvan vastuksen periaatteen”. Tämä lähetin koostuu kalvosta, neulasta ja pienestä vesikupista. Vesikuppi pystyy johtamaan sähköä, kun siihen lisätään hieman happoa. Puhe heijastetaan kalvoon, jolloin kalvo värähtelee. Kiinnitetty neula saadaan näin värähtelemään puheen mukaisesti. Värähtely saa neulan sukeltamaan sisään ja ulos vesileikkauksesta, jolloin paristopiirin vastus vaihtelee. Tämä vaihtelu synnyttää aaltoilevan virran, jota tarvitaan nivelletyn puheen sähköiseen siirtoon.
Haluatko oppia lisää Alexander Graham Bellistä? Lue lisää hänen Cresson-palkinnostaan
Vakavin syyte Belliä vastaan esitettiin sen jälkeen, kun hänen patenttivirkailijansa myönsi näyttäneensä Bellille Elisha Grayn toimittaman varoituksen. Tämä huomautus kuvasi ”muuttuvan vastuksen periaatetta”, jota Bell ei ollut vielä itse kehittänyt. Todisteet viittaavat siihen, että Bell pystyi sisällyttämään Grayn periaatteen omaan patenttihakemukseensa ennen sen jättämistä: muuttuvaa vastusta koskeva väite on kirjoitettu Bellin alkuperäisen patenttihakemuksen marginaaliin. Vaikka tuomioistuimet hyväksyivät Bellin vaatimukset ja nimesivät hänet puhelimen oikeaksi keksijäksi, todisteet ovat edelleen olemassa ja kiista elää.
Bellin patentissa nro 174,465 kuvaama sähkömagneettinen vastaanotin on olennaisilta ominaisuuksiltaan samanlainen kuin nykyisin käytössä olevat puhelinvastaanottimet, ja tämä piirre on hänen patenttinsa ainutlaatuinen. Belliä syytettiin siitä, että hän oli varastanut Grayn ”muuttuvan vastuksen periaatteen”, periaatteen, joka oli elintärkeä myöhempien sähköisten puheenlähettimien kehittämisessä. Vaikka nykyisissä vastaanottimissa ei käytetä nestettä, ”muuttuvan vastuksen periaatteella” oli (ja on edelleen) keskeinen rooli puhelimen menestyksessä.
Kiitokset
Franklin-instituutti myönsi Alexander Graham Bellille Elliott Cresson -mitalin tekniikan alalla vuonna 1912 työstä ”Nivelletyn puheen sähköinen siirto”. Tutustu tiede- ja taidekomitean loppuraporttiin klikkaamalla alla olevia pikkukuvia.
Franklin-instituutin palkinto-ohjelman lahjoitus alkoi Philadelphian filantroopin Elliott Cressonin 1 000 dollarin lahjoituksella Cresson-mitalin perustamiseksi vuonna 1848. Lue lisää Elliott Cressonista(PDF-tiedosto, 3.2M), kohdasta ”The Franklin Institute Donors of the Medals and Their Histories.”
Credits
Alexander Graham Bell -projekti on mahdollistettu The Barra Foundationin ja Unisysin tuella.
Tämä verkkosivusto on Franklin-instituutin sisäisen erikoisprojektiryhmän ponnistus, joka työskentelee luonnontieteiden oppimisen innovaatiokeskuksen vanhemman varapuheenjohtajan Carol Parssisen ja Franklin-keskuksen varapuheenjohtajan Bo Hammerin johdolla.
Erityisprojektiryhmän jäsenet opetusteknologiaosastolta ovat:
Karen Elinich, Barbara Holberg, Margaret Ennis, Natasha Fedder ja Jay Treat.
Hankkeen projektiryhmän erityisjäsenet kuraattoriosastolta ovat:
John Alviti ja Andre Pollack.
Hankkeen neuvottelukunnan jäsenet ovat:
Ruth Schwartz-Cowan, Leonard Rosenfeld, Nathan Ensmenger ja Susan Yoon.
Hankkeen neuvoa-antavat jäsenet ovat:
Ruth Schwartz-Cowan, Leonard Rosenfeld, Nathan Ensmenger ja Susan Yoon.