Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell, (geboren 3 maart 1847, Edinburgh, Schotland-gestorven 2 augustus 1922, Beinn Bhreagh, Cape Breton Island, Nova Scotia, Canada), in Schotland geboren Amerikaanse uitvinder, wetenschapper en dovenleraar. Zijn belangrijkste verwezenlijkingen waren de uitvinding van de telefoon (1876) en de verfijning van de fonograaf (1886).

Wat heeft Alexander Graham Bell uitgevonden?

Hoe werkte de telefoon van Alexander Graham Bell?

Alexander (“Graham” werd er pas aan toegevoegd toen hij 11 was) werd geboren als zoon van Alexander Melville Bell en Eliza Grace Symonds. Zijn moeder was bijna doof, en zijn vader onderwees voordracht aan doven, wat van invloed was op Alexanders latere loopbaankeuze als dovenleraar. Op 11-jarige leeftijd ging hij naar de Royal High School in Edinburgh, maar hij genoot niet van het verplichte lesprogramma en hij verliet de school op 15-jarige leeftijd zonder zijn diploma te halen. In 1865 verhuisde het gezin naar Londen. Alexander slaagde in juni 1868 voor de toelatingsexamens voor het University College in Londen en schreef zich daar in de herfst in. Hij maakte zijn studies echter niet af, want in 1870 verhuisde de familie Bell opnieuw, ditmaal naar Canada na de dood van Bell’s jongere broer Edward in 1867 en oudere broer Melville in 1870, beiden aan tuberculose. Het gezin vestigde zich in Brantford, Ontario, maar in april 1871 verhuisde Alexander naar Boston, waar hij les gaf aan de Boston School voor Doofstommen. Hij gaf ook les aan de Clarke School voor Doven in Northampton, Massachusetts, en aan de American School for the Deaf in Hartford, Connecticut.

Een van Bell’s leerlingen was Mabel Hubbard, dochter van Gardiner Greene Hubbard, een van de oprichters van de Clarke School. Mabel was op vijfjarige leeftijd doof geworden als gevolg van een bijna fatale aanval van roodvonk. Bell begon met haar te werken in 1873, toen ze 15 jaar oud was. Ondanks het leeftijdsverschil van 10 jaar werden ze verliefd en trouwden op 11 juli 1877. Ze kregen vier kinderen, Elsie (1878-1964), Marian (1880-1962) en twee zonen die op jonge leeftijd stierven.

Terwijl Bell les gaf, begon hij ook onderzoek te doen naar methoden om meerdere telegraafberichten tegelijk over een enkele draad te verzenden – een belangrijk aandachtspunt bij de telegraafinnovatie in die tijd en een dat uiteindelijk leidde tot Bell’s uitvinding van de telefoon. In 1868 had Joseph Stearns de duplex uitgevonden, een systeem dat twee berichten tegelijk over een enkele draad verstuurde. De Western Union Telegraph Company, de dominante onderneming in de sector, verwierf de rechten op de duplex van Stearns en huurde de bekende uitvinder Thomas Edison in om zoveel mogelijk methoden voor meervoudige transmissie te bedenken om het gebruik ervan door concurrenten te blokkeren. Edisons werk culmineerde in de quadruplex, een systeem voor het gelijktijdig verzenden van vier telegraafberichten over één enkele draad. Uitvinders zochten vervolgens naar methoden die meer dan vier berichten konden verzenden; sommigen, waaronder Bell en zijn grote rivaal Elisha Gray, ontwikkelden ontwerpen waarmee een telegraaflijn in 10 of meer kanalen kon worden onderverdeeld. Deze zogenaamde harmonische telegrafen gebruikten tongen of stemvorken die reageerden op specifieke akoestische frequenties. Ze werkten goed in het laboratorium, maar bleken onbetrouwbaar in de praktijk.

Een groep investeerders onder leiding van Gardiner Hubbard wilde een federaal telegraafbedrijf oprichten om te concurreren met Western Union door contracten te sluiten met het postkantoor voor het verzenden van goedkope telegrammen. Hubbard zag een grote belofte in de harmonische telegraaf en steunde Bell’s experimenten. Bell was echter meer geïnteresseerd in het overbrengen van de menselijke stem. Uiteindelijk kwamen hij en Hubbard overeen dat Bell het grootste deel van zijn tijd zou besteden aan de harmonische telegraaf, maar door zou gaan met de ontwikkeling van zijn telefoonconcept.

Van harmonische telegrafen die muziektonen uitzonden, was het voor zowel Bell als Gray een korte conceptuele stap om de menselijke stem over te brengen. Bell vroeg octrooi aan op zijn methode om geluiden over te brengen op 14 februari 1876, enkele uren voordat Gray een caveat (conceptverklaring) voor een soortgelijke methode indiende. Op 7 maart 1876 kende het Octrooibureau Bell een octrooi toe dat naar verluidt een van de waardevolste uit de geschiedenis is. Het is zeer waarschijnlijk dat zowel Bell als Gray onafhankelijk van elkaar hun telefoonontwerpen ontwierpen als uitvloeisel van hun werk aan de harmonische telegrafie. De kwestie van de prioriteit van de uitvinding tussen de twee is echter vanaf het allereerste begin omstreden geweest.

Hoewel Bell het patent in handen had, beschikte hij niet over een volledig functionerend instrument. Hij produceerde voor het eerst verstaanbare spraak op 10 maart 1876, toen hij zijn laboratoriumassistent, Thomas A. Watson, riep met woorden die Bell in zijn laboratoriumaantekeningen noteerde als “Mr. Watson-come here-I want to see you.” In de daaropvolgende maanden bleef Bell zijn instrument verfijnen om het geschikt te maken voor publieke vertoning. In juni demonstreerde hij zijn telefoon aan de jury van de Philadelphia Centennial Exhibition, een test die werd bijgewoond door de Braziliaanse keizer Pedro II en de beroemde Schotse natuurkundige Sir William Thomson. In augustus van dat jaar ontving hij het eerste eenrichtingsgesprek over lange afstand, dat via een telegraafdraad werd verzonden van Brantford naar het nabijgelegen Parijs, Ontario.

Gardiner Hubbard organiseerde een groep die in juli 1877 de Bell Telephone Company oprichtte om Bell’s telefoon op de markt te brengen. Bell was technisch adviseur van het bedrijf tot hij begin jaren 1880 zijn belangstelling voor telefonie verloor. Hoewel zijn uitvinding hem onafhankelijk rijk maakte, verkocht hij het grootste deel van zijn aandelen in het bedrijf voortijdig en profiteerde hij niet zo veel als hij zou hebben kunnen doen als hij zijn aandelen had behouden. Tegen het midden van de jaren 1880 was zijn rol in de telefoonindustrie dan ook marginaal.

Tegen die tijd had Bell een groeiende belangstelling ontwikkeld voor de technologie van geluidsregistratie en -weergave. Hoewel Edison in 1877 de fonograaf had uitgevonden, richtte hij zijn aandacht al snel op andere technologieën, met name elektrische stroom en verlichting, en zijn machine, die geluid opnam en weergaf op een draaiende cilinder gewikkeld in aluminiumfolie, bleef een onbetrouwbaar en omslachtig apparaat. In 1880 kende de Franse regering Bell de Volta-prijs toe, die werd toegekend voor een prestatie in de elektrische wetenschap. Bell gebruikte het prijzengeld om in Washington D.C. zijn Volta Laboratorium op te richten, een instelling die zich toelegde op het bestuderen van doofheid en het verbeteren van het leven van doven. Tegen 1885 hadden Bell en zijn collega’s (zijn neef Chichester A. Bell en de uitvinder Charles Sumner Tainter) een ontwerp dat geschikt was voor commercieel gebruik, met een verwijderbare kartonnen cilinder bedekt met minerale was. Zij noemden hun toestel de Graphophone en vroegen octrooien aan, die in 1886 werden verleend. De groep richtte de Volta Graphophone Company op om hun uitvinding te produceren. In 1887 verkochten ze hun patenten aan de American Graphophone Company, die later uitgroeide tot de Columbia Phonograph Company. Bell gebruikte de opbrengst van de verkoop om het Volta Laboratorium te financieren.

Bell ondernam nog twee andere opmerkelijke onderzoeksprojecten in het Volta Laboratorium. In 1880 begon hij met onderzoek naar het gebruik van licht als middel om geluid over te brengen. In 1873 ontdekte de Britse wetenschapper Willoughby Smith dat het element selenium, een halfgeleider, zijn elektrische weerstand varieerde met de intensiteit van het invallende licht. Bell trachtte deze eigenschap te gebruiken om de fotofoon te ontwikkelen, een uitvinding die hij op zijn minst gelijkwaardig achtte aan zijn telefoon. Hij slaagde erin aan te tonen dat de fotofoon technologisch haalbaar was, maar het werd geen commercieel levensvatbaar product. Niettemin droeg hij bij aan het onderzoek naar het fotovoltaïsch effect, dat later in de 20e eeuw praktische toepassingen vond.

Bells andere belangrijke onderneming was de ontwikkeling van een elektrische kogelsonde, een vroege versie van de metaaldetector, voor chirurgisch gebruik. De oorsprong van deze inspanning was het neerschieten van de Amerikaanse president James A. Garfield in juli 1881. Een kogel bleef in de rug van de president steken, en de artsen konden hem niet vinden door fysiek onderzoek. Bell besloot dat een veelbelovende benadering het gebruik van een inductiebalans was, een bijproduct van zijn onderzoek naar het opheffen van elektrische interferentie op telefoondraden. Bell stelde vast dat een goed geconfigureerde inductiebalans een toon zou uitzenden wanneer een metalen voorwerp ermee in de nabijheid werd gebracht. Eind juli begon hij te zoeken naar de kogel van Garfield, maar tevergeefs. Ondanks Garfields dood in september demonstreerde Bell later met succes de sonde aan een groep artsen. Chirurgen namen de sonde over en de sonde zou levens hebben gered tijdens de Boerenoorlog (1899-1902) en de Eerste Wereldoorlog (1914-18).

In september 1885 ging de familie Bell op vakantie naar Nova Scotia, Canada, en werd meteen verliefd op het klimaat en het landschap. Het jaar daarop kocht Bell 50 acres land in de buurt van het dorp Baddeck op Cape Breton Island en begon met de aanleg van een landgoed dat hij Beinn Bhreagh noemde, Schots Gaelisch voor “Mooie Berg”. De in Schotland geboren uitvinder was sinds 1882 Amerikaans staatsburger, maar het Canadese landgoed werd het zomerverblijf en later de permanente woning van de familie.

Tijdens de jaren 1890 verlegde Bell zijn aandacht naar het vliegen met zwaardere tuigen dan de lucht. Vanaf 1891 experimenteerde hij, geïnspireerd door het onderzoek van de Amerikaanse wetenschapper Samuel Pierpont Langley, met vleugelvormen en propellerbladontwerpen. Hij zette zijn experimenten voort, zelfs nadat Wilbur en Orville Wright in 1903 de eerste succesvolle gecontroleerde vlucht hadden uitgevoerd. In 1907 richtte Bell de Aerial Experiment Association op, die belangrijke vooruitgang boekte bij het ontwerpen en besturen van vliegtuigen en bijdroeg aan de carrière van pionier-vlieger Glenn Hammond Curtiss.

Tijdens zijn leven streefde Bell ernaar de vooruitgang van de wetenschappelijke kennis te bevorderen. Hij steunde het tijdschrift Science, dat later de officiële publicatie werd van de American Association for the Advancement of Science. Hij volgde zijn schoonvader, Gardiner Hubbard, op als voorzitter van de National Geographic Society (1898-1903). In 1903 werd zijn schoonzoon, Gilbert H. Grosvenor, hoofdredacteur van het National Geographic Magazine, en Bell moedigde Grosvenor aan om het tijdschrift populairder te maken door meer foto’s en minder wetenschappelijke artikelen te publiceren. Bell overleed op zijn landgoed in Nova Scotia, waar hij ook begraven werd.