Александр Грейам Белл
Александр Грейам Белл (3 марта 1847 года, Эдинбург, Шотландия -- 2 августа 1922 года, Бейн-Бреа, Канада) изобретатель телефона, учёный и педагог, чей патент 1876 года изменил историю коммуникаций и заложил основу современной телекоммуникационной индустрии.
Происхождение и детство в Эдинбурге
Белл родился в семье, где изучение звука и речи было делом жизни уже в третьем поколении. Его дед, также Александр Белл, работал актёром и специалистом по исправлению речи: в 1836 году он опубликовал труд «Заикание и другие нарушения речи». Отец, Александр Мелвилл Белл, пошёл дальше и в 1867 году издал революционную систему «Видимая речь» (Visible Speech), позволявшую записывать любые звуки человеческого языка универсальными символами, чтобы обучать глухих произношению.
Мать, Элайза Грэйс Саймондс, к двенадцати годам Александра почти полностью потеряла слух. Мальчик прикладывал губы к её лбу и говорил низким вибрирующим голосом, который она ощущала костью: первый урок о том, что звук можно передать без воздуха. У Александра было два брата -- Мелвилл Джеймс (1845) и Эдвард Чарльз (1848), оба впоследствии умерли от туберкулёза, что вынудило семью эмигрировать.
В 11 лет Александр поступил в Эдинбургскую Королевскую Высшую школу, но особого прилежания не проявлял. В 15 лет отец отправил его в Лондон к деду учиться ораторскому искусству. В 16 лет Александр получил место учителя музыки и красноречия в школе Вэстон-Хаус в Элгине за 10 фунтов в год, уже тогда экспериментируя с электрическими батареями и магнитами.
Наука о звуке и ранние эксперименты
В 1865 году, в 19 лет, Белл написал исследователю Александру Эллису о своих опытах с резонансом камертонов. Эллис познакомил его с немецкой книгой Германа фон Гельмгольца «Ощущения тона» (1863). Из-за слабого знания немецкого Белл решил, что Гельмгольц уже передавал гласные звуки по проводам. Позднее он признавал: «Если бы я правильно прочитал немецкий, я бы никогда не начал свои опыты!» Эта «ценная ошибка» задала ему направление на годы вперёд.
В 1868 году Белл впервые обучал глухих детей по системе «Видимой речи» в школе Сьюзан Халл в Южном Кенсингтоне. Когда в 1870 году от туберкулёза скончался брат Мелвилл, отец решил: семья переезжает. 21 июля 1870 года они эмигрировали в Брэнтфорд, провинция Онтарио. Александр учил язык мохавков и транскрибировал его в символы «Видимой речи», за что индейцы присвоили ему почётное звание вождя.
Работа с глухими в Бостоне
В апреле 1871 года Белл приехал в Бостон обучать преподавателей в Школе для глухонемых. Успех был очевиден: в октябре 1872 года он открыл собственную «Школу голосовой физиологии и механики речи» с 30 учениками и без университетского диплома получил профессорскую должность в Бостонском университете.
Среди его учеников была Хелен Келлер, слепоглухонемая девочка, которая впоследствии написала, что Белл «пробил тот бесчеловечный барьер тишины, который разделяет и отчуждает людей». В 1891 году Белл учредил Американскую ассоциацию содействия обучению речи глухих (AAPTSD), вложив 25 000 долларов собственных средств. Он отстаивал метод орализма: устную речь и чтение по губам вместо исключительно жестового языка, что позднее вызвало споры в сообществе глухих.
Именно в Бостоне Белл познакомился с Гардинером Хаббардом, президентом Кларкской школы для глухих, чья дочь Мэйбел стала его ученицей. Хаббард и предприниматель Томас Сандерс профинансировали изобретательские эксперименты Белла, рассчитывая в первую очередь на мультиплексный телеграф.
Изобретение телефона и патент 1876 года
К 1874 году Белл работал над «гармоническим телеграфом»: идея состояла в том, чтобы передавать несколько телеграфных тонов одновременно, как разные ноты в одном воздушном пространстве. Для этого он экспериментировал с камышовыми пластинками разной настройки. В мастерской Чарльза Вильямса он познакомился с молодым механиком Томасом Ватсоном, который стал его ассистентом и воплощал схемы Белла в металле.
2 июня 1875 года произошёл решающий случай: Ватсон настраивал аппарат и случайно задел пластинку, которая должна была молчать. Белл в другой комнате услышал тихий, но отчётливый тон. Он понял: если один колебательный элемент воспроизводит полный спектр звука, не нужен набор пластинок для разных частот, нужен один резонатор. На следующий день, 3 июня 1875 года, Белл набросал схему, Ватсон изготовил первый аппарат, прозванный «виселицей» за характерный силуэт.
14 февраля 1876 года поверенный Белла Энтони Поллок подал в Патентное бюро США заявку «Усовершенствования в телеграфии». В тот же день поверенный Элайши Грея подал заявку на жидкостный передатчик. Оба документа поступили в один день, однако позже было установлено, что заявка Белла была зарегистрирована на несколько часов раньше. 7 марта 1876 года Патентное бюро выдало Беллу патент 174465, признанный впоследствии самым дорогостоящим патентом в истории.
10 марта 1876 года, через три дня после получения патента, Белл провёл первый успешный телефонный разговор. Находясь в одной комнате с жидкостным передатчиком, он произнёс: «Мистер Ватсон, идите сюда, вы мне нужны!» Ватсон, находившийся в соседней комнате у приёмника, чётко расслышал каждое слово и вбежал с восклицанием: «Я слышал каждое слово!» До конца дня они менялись местами и повторяли опыт снова и снова.
Патентные споры и судебные битвы
Элайша Грей оспорил приоритет Белла, утверждая, что его заявка была подана одновременно или раньше. Чиновник Патентного бюро Зенас Фиск Уилбер впоследствии подписал аффидавит, в котором признавал, что будучи алкоголиком и должником адвоката Белла, давал им доступ к заявке Грея. Белл отрицал факт взятки. Грей в итоге отозвал претензии и не стал добиваться права на приоритет через суд.
Итальянский изобретатель Антонио Меуччи разрабатывал похожие устройства ещё в 1850-х, но не имел денег на полноценный патент: в 1874 году он оплатил лишь временное уведомление, которое не продлил, а его модели бесследно исчезли. В 2002 году Конгресс США признал его вклад в создание телефона, не изменив юридического приоритета Белла.
На протяжении 18 лет компания Bell Telephone защищала патент в 587 судебных разбирательствах, пять из которых дошли до Верховного суда США. Ни одно из дел, доведённых до финального решения, компания не проиграла. В январе 1887 года правительство США само подало иск об аннулировании патента на основании предполагаемого мошенничества. После девяти лет разбирательств Верховный суд вынес решение в пользу Белла, а в ноябре 1897 года генеральный прокурор США закрыл дело.
Bell Telephone Company и триумф телефонии
Bell Telephone Company была основана в июле 1877 года. Белл, Хаббард и Сандерс предложили продать основной патент компании Western Union за 100 000 долларов (около 3 миллионов долларов по нынешнему курсу). Руководитель Western Union Уильям Ортон отклонил предложение, назвав телефон «электрической игрушкой». Это было одним из самых дорогостоящих коммерческих просчётов XIX века: к 1886 году телефонами пользовались уже более 150 000 американцев.
В день свадьбы Белл передал Мэйбел Хаббард 1487 из своих 1497 акций компании в качестве свадебного подарка. В медовый месяц молодожёны объехали Европу, где Белл демонстрировал телефон монархам. 14 января 1878 года он показал аппарат королеве Виктории на острове Уайт: звонки прошли в Каус, Саутгемптон и Лондон. Королева назвала его «совершенно удивительным, хотя и немного тихим».
Компания со временем реорганизовалась в American Telephone and Telegraph (AT&T). В январе 1915 года Белл и Ватсон провели первый трансконтинентальный разговор: Белл говорил из Нью-Йорка, Ватсон слушал в Сан-Франциско, 5500 километров по проводам.
Поздние изобретения и научные эксперименты
Летом 1880 года Белл и его ассистент Чарльз Тэйнтер изобрели фотофон, передающий звук на луче света без проводов. 21 июня 1880 года Тэйнтер передал голосовое сообщение с крыши Школы Франклина в Вашингтоне на расстояние более 200 метров до окна лаборатории Белла. Сам изобретатель считал фотофон своим величайшим достижением, более значимым, чем телефон, и предшественником волоконно-оптической связи, которая стала реальностью лишь в 1980-х годах.
В 1881 году, после покушения на президента Джеймса Гарфилда, Белл за несколько дней сконструировал металлодетектор на основе индукционного баланса, чтобы найти пулю в теле раненого президента. В лабораторных тестах прибор работал безупречно, однако у постели Гарфилда дал сбой: по одной версии, металлическая кроватная пружина вносила помехи; по другой, пуля лежала слишком глубоко. Белл изложил подробный отчёт об этой работе в 1882 году перед Американской ассоциацией содействия науке.
С 1908 года Белл совместно с инженером Фредериком Болдуином занялся гидрофойлами, лодками на подводных крыльях. В 1919 году их экспериментальное судно HD-4, оснащённое двумя двигателями по 350 лошадиных сил, установило мировой рекорд скорости на воде: 70,86 мили в час (около 114 км/ч). Этот рекорд продержался целый год. Параллельно с 1891 года Белл экспериментировал с тетраэдральными воздушными змеями и планерами; основанная им Ассоциация авиационных экспериментов (AEA) в 1908-1909 годах построила несколько самолётов с двигателями, хотя до братьев Райт Белл в этой гонке не добрался.
Личная жизнь
Александр и Мэйбел Хаббард поженились 11 июля 1877 года в имении Хаббардов в Кембридже, Массачусетс. Мэйбел оглохла в четыре года после скарлатины, но получила блестящее образование в Европе и говорила на нескольких языках. Брак оказался счастливым: Мэйбел нередко направляла неукротимую энергию мужа в практическое русло.
У них родились четверо детей. Дочь Элси Мэй (1878-1964) вышла замуж за Гилберта Гросвенора, долгие годы редактировавшего журнал National Geographic. Дочь Мариан Хаббард по прозвищу Дэйзи (1880-1962) стала женой ботаника Дэвида Фэйрчайлда. Двое сыновей умерли в младенчестве: Эдвард в 1881 году и Роберт в 1883-м. Белл тяжело переживал их гибель и в знак траура завёл привычку работать по ночам, которую сохранял до конца жизни.
В 1885 году семья впервые посетила остров Кейп-Бретон в Новой Шотландии и влюбилась в этот край. К 1891 году там был возведён обширный поместный комплекс Бейн-Бреа (шотл. «Красивая гора»), ставший главным домом Беллов. На берегу озера Брас-д'Ор Белл оборудовал судоверфь и лабораторию, где работали до 40 сотрудников.
Последние годы и смерть
В 1898 году Белл стал вторым президентом Национального географического общества и занимал этот пост до 1903 года. При нём общество превратилось в издателя одного из самых популярных журналов мира. Белл публиковал статьи под псевдонимом H. A. Largelamb, анаграммой собственного имени.
В последние годы Белл занимался генетикой овец, опреснением морской воды и солнечными коллекторами. В 1917 году он предлагал производить метан из сельскохозяйственных отходов, предвосхищая современные биогазовые установки.
Александр Грейам Белл скончался 2 августа 1922 года в Бейн-Бреа на Кейп-Бретоне от осложнений сахарного диабета. Ему было 75 лет. На момент смерти все телефонные переговоры в Северной Америке были прерваны на одну минуту в его честь. Мэйбел пережила мужа всего на десять месяцев и умерла в январе 1923 года.
Наследие и единица «бел»
Имя Белла носит единица измерения уровня звука и мощности сигнала: бел (Б) и его десятая часть -- децибел (дБ). Эта единица введена инженерами Bell Telephone Laboratories в 1920-х годах именно в честь изобретателя. Сегодня децибел используется в акустике, телекоммуникациях, электронике и медицине повсеместно.
Среди наград Белла: Вольтова премия (1880, Франция), членство в Национальной академии наук США (1883), медаль Альберта Королевского общества искусств (1902), медаль Джона Фрица (1907), медаль Хьюза Лондонского королевского общества (1913) и медаль Эдисона IEEE (1914). США, Канада и Великобритания все трое считают его «своим» изобретателем.