Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell, (geb. 3. März 1847, Edinburgh, Schottland-gest. 2. August 1922, Beinn Bhreagh, Cape Breton Island, Nova Scotia, Kanada), schottischstämmiger amerikanischer Erfinder, Wissenschaftler und Gehörlosenlehrer, dessen wichtigste Errungenschaften die Erfindung des Telefons (1876) und die Weiterentwicklung des Phonographen (1886) waren.

Alexander („Graham“ wurde erst mit 11 Jahren hinzugefügt) wurde als Sohn von Alexander Melville Bell und Eliza Grace Symonds geboren. Seine Mutter war fast taub, und sein Vater unterrichtete Gehörlose in Sprechtechnik, was Alexanders spätere Berufswahl als Gehörlosenlehrer beeinflusste. Im Alter von 11 Jahren trat er in die Royal High School in Edinburgh ein, aber der obligatorische Lehrplan gefiel ihm nicht, und er verließ die Schule im Alter von 15 Jahren ohne Abschluss. Im Jahr 1865 zog die Familie nach London. Alexander bestand die Aufnahmeprüfungen für das University College London im Juni 1868 und immatrikulierte sich dort im Herbst. Er beendete sein Studium jedoch nicht, denn 1870 zog die Familie Bell erneut um, diesmal nach Kanada, nachdem Bells jüngerer Bruder Edward 1867 und sein älterer Bruder Melville 1870 beide an Tuberkulose gestorben waren. Die Familie ließ sich in Brantford, Ontario, nieder, aber im April 1871 zog Alexander nach Boston, wo er an der Boston School for Deaf Mutes unterrichtete. Er unterrichtete auch an der Clarke School for the Deaf in Northampton, Massachusetts, und an der American School for the Deaf in Hartford, Connecticut.

Eine von Bells Schülerinnen war Mabel Hubbard, Tochter von Gardiner Greene Hubbard, einem Gründer der Clarke School. Mabel war im Alter von fünf Jahren infolge einer fast tödlich verlaufenden Scharlacherkrankung taub geworden. Bell begann im Jahr 1873 mit ihr zu arbeiten, als sie 15 Jahre alt war. Trotz eines Altersunterschieds von 10 Jahren verliebten sie sich ineinander und heirateten am 11. Juli 1877. Sie bekamen vier Kinder, Elsie (1878-1964), Marian (1880-1962) und zwei Söhne, die im Säuglingsalter starben.

Während er seinem Lehrerberuf nachging, begann Bell auch, Methoden zu erforschen, um mehrere Telegrafennachrichten gleichzeitig über ein einziges Kabel zu übertragen – ein wichtiger Schwerpunkt der damaligen Telegrafeninnovation, der schließlich zu Bells Erfindung des Telefons führte. 1868 hatte Joseph Stearns das Duplex erfunden, ein System, das zwei Nachrichten gleichzeitig über eine einzige Leitung übertrug. Die Western Union Telegraph Company, das marktbeherrschende Unternehmen der Branche, erwarb die Rechte an Stearns‘ Duplex und beauftragte den bekannten Erfinder Thomas Edison damit, möglichst viele Methoden der Mehrfachübertragung zu entwickeln, um Konkurrenten daran zu hindern, sie zu nutzen. Edisons Arbeit gipfelte im Quadruplex, einem System zur gleichzeitigen Übertragung von vier Telegrafennachrichten über eine einzige Leitung. Daraufhin suchten Erfinder nach Methoden, die mehr als vier senden konnten; einige, darunter Bell und sein großer Rivale Elisha Gray, entwickelten Konstruktionen, die eine Telegrafenleitung in 10 oder mehr Kanäle unterteilen konnten. Diese so genannten harmonischen Telegrafen verwendeten Zungen oder Stimmgabeln, die auf bestimmte akustische Frequenzen reagierten. Sie funktionierten gut im Labor, erwiesen sich aber im Betrieb als unzuverlässig.

Eine Gruppe von Investoren unter der Leitung von Gardiner Hubbard wollte eine staatlich gecharterte Telegrafengesellschaft gründen, um mit Western Union zu konkurrieren, indem sie einen Vertrag mit der Post abschloss, um kostengünstige Telegramme zu versenden. Hubbard sah in dem harmonischen Telegrafen ein großes Versprechen und unterstützte Bells Experimente. Bell war jedoch mehr an der Übertragung der menschlichen Stimme interessiert. Schließlich einigten er und Hubbard sich darauf, dass Bell den größten Teil seiner Zeit dem Harmonischen Telegrafen widmen, aber sein Telefonkonzept weiterentwickeln würde.

Ausgehend vom Harmonischen Telegrafen, der Musiktöne übertrug, war es sowohl für Bell als auch für Gray ein kurzer konzeptioneller Schritt, die menschliche Stimme zu übertragen. Bell meldete am 14. Februar 1876 ein Patent an, das seine Methode zur Übertragung von Tönen beschrieb, nur Stunden bevor Gray ein Caveat (eine Erklärung des Konzepts) zu einer ähnlichen Methode einreichte. Am 7. März 1876 erteilte das Patentamt Bell eines der wertvollsten Patente der Geschichte. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sowohl Bell als auch Gray ihre Telefonkonstruktionen unabhängig voneinander als Ergebnis ihrer Arbeit an der harmonischen Telegrafie entwickelt haben. Die Frage der Priorität der Erfindung zwischen den beiden war jedoch von Anfang an umstritten.

Trotz des Patents hatte Bell kein voll funktionsfähiges Gerät. Er produzierte erstmals verständliche Sprache am 10. März 1876, als er seinen Laborassistenten Thomas A. Watson mit den Worten rief, die Bell in seinen Labornotizen als „Mr. Watson – kommen Sie her – ich möchte Sie sehen.“ transkribierte. In den nächsten Monaten verfeinerte Bell sein Gerät weiter, um es für die öffentliche Vorführung tauglich zu machen. Im Juni führte er sein Telefon den Richtern der Philadelphia Centennial Exhibition vor, wobei der brasilianische Kaiser Pedro II. und der berühmte schottische Physiker Sir William Thomson anwesend waren. Im August desselben Jahres empfing er das erste einseitige Ferngespräch, das über einen Telegrafendraht von Brantford ins nahe Paris, Ontario, übertragen wurde.

Gardiner Hubbard organisierte eine Gruppe, die im Juli 1877 die Bell Telephone Company gründete, um Bells Telefon zu kommerzialisieren. Bell war der technische Berater der Firma, bis er in den frühen 1880er Jahren das Interesse an der Telefonie verlor. Obwohl seine Erfindung ihn unabhängig reich machte, verkaufte er die meisten seiner Anteile an der Firma früh und profitierte nicht so sehr, wie er es vielleicht getan hätte, wenn er seine Anteile behalten hätte. So war seine Rolle in der Telefonindustrie Mitte der 1880er Jahre nur noch marginal.

Zu dieser Zeit hatte Bell ein wachsendes Interesse an der Technologie der Tonaufnahme und -wiedergabe entwickelt. Edison hatte zwar 1877 den Phonographen erfunden, wandte sich aber bald anderen Technologien zu, vor allem der elektrischen Energie und der Beleuchtung, und seine Maschine, die den Ton auf einem rotierenden, mit Stanniol umwickelten Zylinder aufnahm und wiedergab, blieb ein unzuverlässiges und unhandliches Gerät. Im Jahr 1880 verlieh die französische Regierung Bell den Volta-Preis, der für Leistungen auf dem Gebiet der elektrischen Wissenschaft vergeben wurde. Mit dem Preisgeld gründete Bell in Washington, D.C., sein Volta-Laboratorium, eine Einrichtung, die sich der Erforschung von Taubheit und der Verbesserung der Lebenssituation von Gehörlosen widmete, und widmete sich dort auch der Verbesserung des Phonographen. Bereits 1885 hatten Bell und seine Kollegen (sein Cousin Chichester A. Bell und der Erfinder Charles Sumner Tainter) einen kommerziell nutzbaren Entwurf mit einem herausnehmbaren, mit Mineralwachs beschichteten Pappzylinder. Sie nannten ihr Gerät „Graphophone“ und meldeten Patente an, die 1886 erteilt wurden. Die Gruppe gründete die Volta Graphophone Company, um ihre Erfindung zu produzieren. Im Jahr 1887 verkauften sie ihre Patente an die American Graphophone Company, aus der später die Columbia Phonograph Company hervorging. Mit dem Erlös aus dem Verkauf stiftete Bell das Volta-Laboratorium.

Bell unternahm zwei weitere bemerkenswerte Forschungsprojekte im Volta-Laboratorium. 1880 begann er mit Forschungen zur Nutzung von Licht als Mittel zur Übertragung von Schall. 1873 entdeckte der britische Wissenschaftler Willoughby Smith, dass das Element Selen, ein Halbleiter, seinen elektrischen Widerstand mit der Intensität des einfallenden Lichts veränderte. Diese Eigenschaft wollte Bell nutzen, um das Photophon zu entwickeln, eine Erfindung, die er als mindestens ebenbürtig zu seinem Telefon betrachtete. Er konnte zeigen, dass das Photophon technologisch machbar war, aber es entwickelte sich nicht zu einem kommerziell nutzbaren Produkt. Nichtsdestotrotz trug es zur Erforschung des photovoltaischen Effekts bei, der später im 20. Jahrhundert praktische Anwendungen fand.

Bells andere große Unternehmung war die Entwicklung einer elektrischen Kugelsonde, einer frühen Version des Metalldetektors, für den chirurgischen Einsatz. Der Ursprung dieser Bemühungen war die Erschießung des US-Präsidenten James A. Garfield im Juli 1881. Eine Kugel steckte im Rücken des Präsidenten, und die Ärzte waren nicht in der Lage, sie durch physische Untersuchungen zu lokalisieren. Bell entschied, dass ein vielversprechender Ansatz darin bestand, eine Induktionswaage zu verwenden, ein Nebenprodukt seiner Forschungen zur Auslöschung elektrischer Interferenzen auf Telefondrähten. Bell stellte fest, dass eine richtig konfigurierte Induktionswaage einen Ton aussenden würde, wenn ein Metallgegenstand in ihre Nähe gebracht wurde. Ende Juli begann er mit der Suche nach Garfields Kugel, jedoch ohne Erfolg. Trotz Garfields Tod im September demonstrierte Bell die Sonde später erfolgreich vor einer Gruppe von Ärzten. Chirurgen übernahmen sie und es wurde ihr zugeschrieben, dass sie während des Burenkrieges (1899-1902) und des Ersten Weltkrieges (1914-18) Leben rettete.

Im September 1885 machte die Familie Bell Urlaub in Nova Scotia, Kanada, und verliebte sich sofort in das Klima und die Landschaft. Im folgenden Jahr kaufte Bell 50 Hektar Land in der Nähe des Dorfes Baddeck auf der Insel Cape Breton und begann mit dem Bau eines Anwesens, das er Beinn Bhreagh nannte, schottisch-gälisch für „Schöner Berg“. Der in Schottland geborene Erfinder war seit 1882 amerikanischer Staatsbürger, aber das kanadische Anwesen wurde zur Sommerfrische und später zum ständigen Wohnsitz der Familie.

In den 1890er Jahren verlagerte Bell seine Aufmerksamkeit auf den Flug, der schwerer war als Luft. Ab 1891 experimentierte er, inspiriert von den Forschungen des amerikanischen Wissenschaftlers Samuel Pierpont Langley, mit Flügelformen und Propellerblattdesigns. Er setzte seine Experimente auch dann noch fort, als Wilbur und Orville Wright 1903 den ersten erfolgreichen, kontrollierten Motorflug durchführten. 1907 gründete Bell die Aerial Experiment Association, die bedeutende Fortschritte in der Flugzeugkonstruktion und -steuerung machte und zur Karriere des Flugpioniers Glenn Hammond Curtiss beitrug.

Sein Leben lang versuchte Bell, den Fortschritt der wissenschaftlichen Erkenntnisse zu fördern. Er unterstützte die Zeitschrift Science, die später die offizielle Publikation der American Association for the Advancement of Science wurde. Er folgte seinem Schwiegervater, Gardiner Hubbard, als Präsident der National Geographic Society (1898-1903). 1903 wurde sein Schwiegersohn Gilbert H. Grosvenor Chefredakteur des National Geographic Magazine und Bell ermutigte Grosvenor, das Magazin durch mehr Fotos und weniger wissenschaftliche Artikel populärer zu machen. Bell starb auf seinem Anwesen in Nova Scotia, wo er auch begraben wurde.