Кто изобрёл телефон

Официально телефон изобрёл Александр Грэм Белл: патент на «усовершенствование телеграфа», по сути на аппарат, передающий речь по проводам, он получил 7 марта 1876 года. Три дня спустя, 10 марта, в его лаборатории в Бостоне впервые удалась передача внятной фразы. Однако история вопроса сложнее школьного ответа: рядом с Беллом стоят Антонио Меуччи, Элиша Грей, Филипп Рейс и ещё несколько человек, чьи опыты были раньше или шли параллельно. Разбираем, кто что сделал и почему в учебники попало именно имя Белла.

Ответ коротко: Белл, но с оговорками

Если считать изобретателем того, кто первым получил патент и первым добился работающей передачи разборчивой речи, то это Белл. На этом сходятся большинство энциклопедий и сама патентная история США. Патент носит номер 174 465, он выдан 7 марта 1876 года, а заявка была подана 14 февраля того же года.

Если же считать изобретателем того, кто первым придумал и построил устройство для передачи звука на расстояние, ответ получается размытым. Пробовали и придумывали многие. Немец Филипп Рейс построил прибор в начале 1860-х, итальянец Антонио Меуччи занимался электрической передачей голоса ещё в 1850-х, француз Шарль Бурсель описал идею в 1854 году. Ни у одного из них не получилось надёжного рабочего аппарата, который можно было бы показать публике и запустить в массовое производство.

Поэтому честная формулировка такая: Белл изобрёл первый практически пригодный телефон и защитил его патентом, а идея и отдельные узлы существовали до него. Так устроена история почти любой технологии: одного «гения-одиночки» в ней обычно нет, есть цепочка шагов, и официальное имя достаётся тому, кто закрыл последний.

Что было до Белла: идея и первые опыты

Прежде чем возник телефон, появился телеграф. С 1830-40-х годов сообщения передавались по проводам кодом из коротких и длинных сигналов. Следующий вопрос напрашивался сам: нельзя ли пустить по проводу не условные щелчки, а живой голос?

Французский инженер Шарль Бурсель в 1854 году опубликовал статью с идеей. Звук колеблет тонкую пластину, пластина то замыкает, то размыкает электрическую цепь, а на другом конце ток двигает такую же пластину, и она воспроизводит звук. Идея верная по сути, это принцип будущего микрофона и динамика. Но Бурсель, по всей видимости, не построил рабочего прибора, и его мысль осталась только на бумаге.

Немецкий учитель физики Филипп Рейс в 1861 году показал в Франкфурте собственный аппарат и дал ему название «Telephon», то есть слово, которое с тех пор и прижилось. В приборе стоял передатчик с мембраной и контактом, который прерывал ток, и приёмник с катушкой и стержнем, звучавшим от тока. Музыкальные тона он передавал неплохо, а речь доходила плохо и неразборчиво. Причина была в самом принципе: контакт только включал и выключал ток, а для речи нужно, чтобы сила тока плавно менялась вслед за колебаниями воздуха. Рейс умер молодым, в 1874 году, и до коммерческого успеха своё изобретение не довёл.

Это важная деталь для понимания всей истории: до Белла аппараты умели «звенеть», но не умели «говорить». Разница между ними технически принципиальна, и именно её сумел преодолеть Белл.

Антонио Меуччи: изобретатель, которого признали позже

Самая известная альтернатива Беллу - итальянский эмигрант Антонио Меуччи. Он родился во Флоренции, работал в театре, затем жил на Кубе, а с 1850 года обосновался в США, на Статен-Айленде в окрестностях Нью-Йорка. По рассказам, он придумал способ связи между своей мастерской и комнатой больной жены, с которой хотел разговаривать на расстоянии. Свой аппарат он назвал «телетрофоно».

В 1871 году Меуччи подал так называемый «кавеат» - предварительное уведомление о намерении получить патент. Это не патент, а лишь запись в ведомстве, что человек работает над определённым изобретением и просит подождать, пока он подаст полную заявку. Такой документ действовал год и мог продлеваться. Меуччи продлевал его до 1874 года, а затем перестал, потому что у него не хватало денег на ежегодную плату. Он жил небогато, перенёс тяжёлый ожог при взрыве парохода и долго болел.

Дальше начинается спорная часть. Меуччи передавал образцы своих приборов и описания в лабораторию телеграфной компании «Вестерн Юнион», рассчитывая на испытание. Документы там, как утверждалось позже, потерялись. Когда Белл получил патент, Меуччи пытался оспорить его в суде, но он умер в 1889 году, а процесс в итоге прекратился без решения по существу.

Спустя больше ста лет к этой истории вернулись. В 2002 году Палата представителей Конгресса США приняла резолюцию, в которой признавалась роль Меуччи в изобретении телефона и говорилось, что его работа должна получить признание. Это не отменяет патента Белла и не является судебным решением, но показывает, что официальная версия не считается безусловной. Интересно, что сам вопрос, чем именно был аппарат Меуччи: электромагнитным телефоном или чем-то другим, - остаётся предметом споров историков техники, потому что сохранившиеся документы толкуются по-разному.

Элиша Грей и один день разницы

Вторая важная фигура - американец Элиша Грей, инженер и один из основателей компании, которая впоследствии стала «Вестерн Электрик». К началу 1870-х он уже был известным изобретателем в области телеграфа и работал над передачей звука по проводу.

Самая знаменитая деталь этой истории: 14 февраля 1876 года Грэм Белл и Элиша Грей фактически обратились в патентное ведомство в один день. Белл подал полную заявку на патент, а Грей - кавеат, в котором описывал передатчик с мембраной, подвешенной в жидкости. Точное время подачи, кто пришёл раньше и о чём шли разговоры в ведомстве, - предмет давних споров, и однозначный ответ здесь дать трудно. Историки спорят и о том, мог ли кто-то из экзаменаторов ознакомить Белла с содержимым чужого описания. Известно, что в тетради Белла, где он записал удачную схему с жидкостным передатчиком, запись появилась уже после подачи заявки, в марте 1876 года.

Такие подробности принято излагать осторожно. Достоверно лишь то, что заявки подали в один день и что приоритет всё равно получил Белл. Обвинения в недобросовестности звучали давно, но судебные инстанции подтверждали патент. Сам Грей позднее признавал приоритет Белла в том, что касается практического применения принципа.

Как работал телефон Белла

Чтобы понять, чем Белл отличался от предшественников, нужно сравнить принципы. У Рейса ток только включался и выключался. Белл поставил цель сделать так, чтобы сила тока в проводе менялась плавно, повторяя форму звуковой волны. Это называется «волнообразный», или «ундулирующий», ток.

Белл занимался этим не на пустом месте. Он родился в 1847 году в Эдинбурге, в семье, где речь была профессией: отец, Александр Мелвилл Белл, разработал систему «видимой речи» - символов для записи положения органов речи, а сам Александр преподавал глухим детям. Переехав в США, он работал в Бостоне, учил глухих и параллельно экспериментировал с передачей звука. Он понимал устройство слуха и голоса лучше, чем большинство электриков того времени, и это сыграло роль.

Вместе с помощником Томасом Уотсоном он сначала работал над «гармоническим телеграфом» - системой, где по одному проводу одновременно идут несколько сигналов разной высоты. Побочным результатом этой работы стала мысль о передаче целого спектра звуков, то есть речи.

Первый удачный передатчик 1876 года имел тонкую мембрану, к которой был прикреплён стержень, опущенный в жидкость, подкисленную водой. Когда мембрана колебалась под звуком голоса, стержень глубже или мельче погружался в жидкость, сопротивление цепи менялось, и сила тока плавно повторяла голос. На другом конце ток шёл через электромагнит, который двигал железную пластину и воспроизводил звук.

Рассказывают, что первая фраза, переданная 10 марта 1876 года, звучала так: «Мистер Уотсон, идите сюда, вы мне нужны». Белл по неосторожности пролил кислоту, позвал помощника из соседней комнаты, и тот услышал голос через аппарат. Эта история известна по записям самого Белла, и в учебниках её принято считать начальной точкой телефонии.

Выставка 1876 года и начало бизнеса

Белл был изобретателем, но не продавцом, и сначала его аппарат вызывал лишь интерес публики. Настоящим переломом стала Всемирная выставка в Филадельфии летом 1876 года, посвящённая столетию США. Среди посетителей оказался император Бразилии Педру II, который слышал о работах Белла. Рассказывают, что, услышав голос из аппарата, он воскликнул: «Боже мой, он говорит!». Эта сцена привлекла внимание жюри и прессы, и телефон получил награду.

В 1877 году появилась «Телефонная компания Белла», позже превратившаяся в корпорацию, из которой выросла американская телефонная империя. Первые телефонные линии соединяли два пункта напрямую: дом с конторой или две мастерские. Идея абонентской сети с центральной станцией возникла почти сразу. Первая коммерческая телефонная станция открылась в 1878 году в городе Нью-Хейвен в штате Коннектикут, и в справочнике первых абонентов было всего несколько десятков имён.

Вскоре сеть начала расти лавинообразно. Телеграф требовал подготовленного оператора, а телефон мог использовать любой человек, умеющий говорить. Именно это сделало его массовым.

Эдисон, Хьюз и другие: что довели до ума

Первый телефон Белла работал, но звучал тихо и неразборчиво, а передавать речь приходилось на малые расстояния. Дальнейшая история - это история улучшений, и в ней не меньше изобретателей, чем в самом начале.

Томас Эдисон в 1877 году предложил угольный микрофон: между угольными зёрнами проходит ток, и сопротивление меняется от давления мембраны. Этот принцип оказался намного чувствительнее жидкостного передатчика и был в разных вариантах распространён в телефонных трубках почти столетие. Параллельно угольный микрофон разрабатывал Дэвид Хьюз, и вопрос приоритета между ними тоже был предметом споров.

Позднее появились двухпроводные линии вместо одного провода с землёй, что уменьшило помехи, а также усилители сигнала для дальней связи. Вручную соединявшие абонентов телефонистки работали на коммутаторах. Автоматическую станцию придумал американский гробовщик Элмон Строуджер: по преданию, он заметил, что телефонистка направляет вызовы конкурентам, и решил исключить человека из соединения. Его патент датируется 1891 годом, а первая станция заработала в 1892 году в штате Индиана. Дисковый набор номера появился позже.

Для истории важно отметить и русский след. В 1880-х годах российский изобретатель Павел Голубицкий предложил схемы централизованного питания абонентских аппаратов от станционной батареи, и такие системы использовались на практике. К этому добавляются работы и других инженеров, но о приоритетах в мировой истории здесь говорят осторожно: речь идёт скорее об усовершенствованиях, чем об изобретении самого телефона.

Почему в учебниках остался именно Белл

Среди всех претендентов именно Белл оказался в учебниках, и причин несколько. Первая - юридическая. Он вовремя подал заявку, и патент был написан очень широко, охватывая сам принцип передачи речи с помощью меняющегося тока. Это закрыло путь всем конкурентам, пока патент действовал.

Вторая причина - деловая. Белл и его партнёры, среди которых был юрист Гардинер Хаббард, умели защищать права. В последующие годы компания выдержала сотни судебных споров. В 1888 году Верховный суд США по этому делу вынес решение в пользу компании Белла, хотя голоса судей разделились. Аппарат, не подкреплённый патентной защитой, мог бы остаться лишь любопытной вещью в музее.

Третья причина - демонстрации. Белл показывал телефон публично, выступал на лекциях и по телефонной линии передавал концерты на расстояние в десятки километров. Люди видели и слышали, что это работает, и запоминали имя.

Четвёртая причина проще: история пишется победителями. Меуччи не имел денег, Рейс умер рано, Грей уступил в патентном споре. Тот, у кого оказались документы и деньги, получил и место в учебнике.

Мобильный телефон и дальнейшая история

Слово «телефон» сегодня чаще означает мобильный аппарат, и вопрос «кто изобрёл телефон» нередко подразумевает его. Здесь ответ другой. Первый звонок с ручного сотового телефона сделал инженер компании «Моторола» Мартин Купер 3 апреля 1973 года. Он набрал номер своего конкурента из «Белл Лабс» Джоэла Энгеля и сообщил, что звонит с настоящего переносного аппарата. Прототип весил около килограмма и держал заряд лишь на считаные десятки минут разговора. Коммерческая версия получила разрешение регулятора в 1983 году, а в продаже появилась в 1984-м.

Сотовые сети строятся на принципе разбиения территории на соты, каждая со своей базовой станцией, и о нём мы подробно рассказываем в статье Как работает сотовая связь. Более поздние смартфоны добавили к голосу интернет, камеру и сенсорный экран: об этом - Как работает сенсорный экран. Питается такой аппарат от литий-ионной ячейки, устройство которой разбирает материал Как работает аккумулятор телефона.

Между стационарной и мобильной телефонией лежит ряд промежуточных шагов: радиотелефоны для автомобилей, пейджеры, беспроводные трубки с базой. Дисковый набор сменился тоновым, провода - оптоволокном, коммутаторы - цифровыми станциями. Однако базовая идея осталась прежней: звук превращается в электрический сигнал, едет по линии и превращается обратно в звук.

Частые вопросы

Это правда, что телефон изобрели случайно? Нет. Белл целенаправленно работал над передачей звука, хотя его первоначальной целью был усовершенствованный телеграф. Случайной была лишь конкретная минута удачного опыта, но не сама идея.

Почему говорят про «первый звонок»? Белл сказал первую фразу Уотсону в соседнюю комнату того же здания. Это был звонок в лабораторных условиях, а не между городами. Дальняя передача на расстояние в несколько километров была показана позже, летом и осенью 1876 года.

Кто основал телефонную связь в России? Первые телефонные сети в Российской империи появились в конце 1870-х и в 1880-х годах в крупных городах, сначала на частные средства. Точные даты зависят от города, поэтому для каждого города лучше смотреть отдельные справки по истории местной связи.

Можно ли сказать, что Белл украл идею? Прямых доказательств кражи нет, а утверждения об этом спорные. Историки сходятся лишь на том, что идеи носились в воздухе и несколько человек работали над ними в одно время. Окончательный вердикт зависит от того, кому и каким документам доверять.

Телефон в привычном понимании изобрёл Александр Грэм Белл: он первым запатентовал и показал рабочий аппарат, передающий речь, и именно его компания дала начало телефонной отрасли. При этом правильно помнить и о других: Рейс дал название и первый прототип, Бурсель сформулировал принцип, Меуччи задолго до патента занимался электрической передачей голоса, Грей оказался в одном дне от приоритета, а Эдисон создал микрофон, без которого телефон долго оставался тихим. Это не мешает ответу «Белл», но объясняет, почему в этом вопросе историки продолжают спорить уже полтора столетия.