亚历山大·格雷厄姆·贝尔(1847 年 3 月 3 日 - 1922 年 8 月 2 日)是一位出生于苏格兰的美国发明家、科学家和工程师,以 1876 年发明第一部实用电话、1877 年创立贝尔电话公司和改进托马斯电话而闻名。受其母亲和妻子的耳聋影响很大,贝尔一生的大部分工作都致力于研究听力和言语,以及帮助听障人士进行交流。除了电话之外,贝尔还从事许多其他发明,包括金属探测器、飞机和水翼船。
亚历山大·格雷厄姆·贝尔于 1847 年 3 月 3 日出生于苏格兰爱丁堡,父母是亚历山大·梅尔维尔·贝尔和伊丽莎·格雷斯·西蒙兹·贝尔。他有两个兄弟,梅尔维尔詹姆斯贝尔和爱德华查尔斯贝尔,他们都死于肺结核。10 岁时,他的名字就叫“亚历山大·贝尔”,他恳求父亲给他起一个像他两个兄弟一样的中间名。在他 11 岁生日那天,他的父亲实现了他的愿望,允许他采用中间名“格雷厄姆”,这是出于对家庭朋友亚历山大·格雷厄姆的尊重而选择的。
1864 年,贝尔和他的哥哥梅尔维尔一起就读于爱丁堡大学。1865年,贝尔一家搬到了英国伦敦,1868年,亚历山大通过了伦敦大学学院的入学考试。贝尔从小就沉浸在对声音和听觉的研究中。他的母亲在 12 岁时失去了听力,他的父亲、叔叔和祖父是演讲方面的权威,并为聋人教授言语治疗。据了解,贝尔大学毕业后将追随家族的脚步。然而,在他的兄弟都死于肺结核后,他于 1870 年从大学退学,并与家人一起移民到加拿大。1871 年,24 岁的贝尔移民到美国,在波士顿聋哑学校、马萨诸塞州北安普顿的克拉克聋哑学校任教。
1872 年初,贝尔遇到了波士顿律师加德纳·格林·哈伯德 ,后者后来成为他的主要经济支持者和岳父之一。1873 年,他开始与哈伯德 15 岁的女儿梅布尔哈伯德一起工作,她在 5 岁时因猩红热而失去了听力。尽管年龄相差将近 10 岁,亚历山大和梅布尔还是坠入爱河并于 1877 年 7 月 11 日结婚,也就是亚历山大创立贝尔电话公司几天后。作为结婚礼物,贝尔将他在他很有前途的新电话公司的 1,497 股股份中的 10 股全部送给了新娘。
1872 年 10 月,贝尔在波士顿开设了自己的声乐生理学和言语力学学院。他的一名学生是年轻的海伦凯勒。由于无法听到、看到或说话,凯勒后来称赞贝尔毕生致力于帮助聋人打破“分离和疏远的不人道的沉默”。
电报和电话 都是通过电线传输电信号来工作的,贝尔在电话方面的成功是他尝试改进电报的直接结果。当他开始试验电信号时,电报已经作为一种成熟的通信方式存在了大约 30 年。尽管是一个非常成功的系统,但电报基本上仅限于一次接收和发送一条消息。
贝尔对声音本质的广泛了解使他能够想象通过同一条线路同时传输多条消息的可能性。尽管“多电报”的想法已经存在了一段时间,但还没有人能够完善它。
1873 年至 1874 年间,在 桑德斯 和他未来的岳父哈伯德的经济支持下,贝尔开发了他的“谐波电报”,其原理是利用音高不同的音符或信号。正是在他研究谐波电报期间,贝尔的兴趣转向了一个更激进的想法,即不仅电报的点划线,而且人的声音本身也可以通过电线传输的可能性。
桑德斯和哈伯德担心这种利益转移会减缓贝尔在他们资助的谐波电报方面的工作,因此聘请了技术娴熟的电工托马斯沃森来让贝尔保持在正轨上。然而,当沃森成为贝尔语音传输想法的忠实信徒时,两人同意一起工作,贝尔提供想法,沃森负责电气工作,将贝尔的想法变为现实。
到 1874 年 10 月,贝尔的研究已经取得进展,他可以将多重电报的可能性告知他未来的岳父。哈伯德长期以来一直对西联电报公司施加的绝对控制感到不满,他立即看到了打破这种垄断的潜力,并向贝尔提供了他所需要的财政支持。
贝尔继续他在多路电报机上的工作,但他没有告诉哈伯德和沃森他也在开发一种可以用电传输语音的设备。当沃森在哈伯德和其他支持者的坚持敦促下研究谐波电报时,贝尔于 1875 年 3 月秘密会见了史密森尼学会受人尊敬的主任约瑟夫亨利,后者听取了贝尔关于电话的想法并提供了鼓励的话。受到亨利积极意见的鼓舞,贝尔和沃森继续他们的工作。
到 1875 年 6 月,创造一种可以用电传输语音的设备的目标即将实现。他们已经证明,不同的音调会改变电线中电流的强度。为了取得成功,他们只需要构建一个工作发射器,该发射器具有能够改变电流的薄膜和一个可以再现这些可听频率变化的接收器。
1875 年 6 月 2 日,在试验谐波电报时,贝尔和沃森发现声音可以通过电线传输,这完全是一个偶然的发现。沃森正试图松开一根缠绕在发射器上的簧片时,不小心拨动了它。沃森的行为产生的振动沿着电线传播到贝尔正在工作的另一个房间的第二个设备中。
贝尔听到的“叮当”声是他和沃森加速工作所需的所有灵感。1876 年 3 月 7 日,美国专利局发布了贝尔专利号 174,465,涵盖了“通过电报方式传输语音或其他声音的方法和设备,通过引起电气波动,类似于空气振动的形式伴随着所说的人声或其他声音。”
1876 年 3 月 10 日,在他获得专利权三天后,贝尔成功地让他的电话开始工作。贝尔在他的日记中讲述了这一历史性时刻:
“然后我对着 M [喉舌] 喊出以下一句话:‘沃森先生,过来——我想见你。’ 令我高兴的是,他来了并宣布他已经听到并理解了我所说的话。”从 3,400 英里(5,500 公里)外的加利福尼亚州旧金山,沃森先生回答说:“我现在需要五天时间才能到达那里!”