Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell, (ur. 3 marca 1847, Edynburg, Szkocja – zm. 2 sierpnia 1922, Beinn Bhreagh, Cape Breton Island, Nowa Szkocja, Kanada), urodzony w Szkocji amerykański wynalazca, naukowiec i nauczyciel głuchoniemych, którego najważniejszymi osiągnięciami były wynalezienie telefonu (1876) i udoskonalenie fonografu (1886).

Kim był Alexander Graham Bell?

Co wynalazł Alexander Graham Bell?

Jak działał telefon Alexandra Grahama Bella?

Alexander („Graham” nie został dodany, dopóki nie miał 11 lat) urodził się jako Alexander Melville Bell i Eliza Grace Symonds. Jego matka była prawie głucha, a jego ojciec uczył elokwencji dla głuchych, wpływając na późniejszy wybór kariery Alexandra jako nauczyciela głuchych. W wieku 11 lat wstąpił do Royal High School w Edynburgu, ale nie podobał mu się obowiązkowy program nauczania i opuścił szkołę w wieku 15 lat bez ukończenia jej. W 1865 r. rodzina przeniosła się do Londynu. W czerwcu 1868 r. Alexander zdał egzaminy wstępne do University College London i jesienią immatrykulował się tam. Nie ukończył jednak studiów, gdyż w 1870 roku rodzina Bellów ponownie się przeniosła, tym razem do Kanady, po śmierci młodszego brata Edwarda w 1867 roku i starszego Melville’a w 1870 roku, którzy zmarli na gruźlicę. Rodzina osiedliła się w Brantford w Ontario, ale w kwietniu 1871 roku Alexander przeniósł się do Bostonu, gdzie uczył w bostońskiej szkole dla głuchoniemych. Uczył również w Clarke School for the Deaf w Northampton, Massachusetts, oraz w American School for the Deaf w Hartford, Connecticut.

Jedną z uczennic Bella była Mabel Hubbard, córka Gardinera Greene Hubbarda, założyciela Clarke School. Mabel stała się głucha w wieku pięciu lat w wyniku prawie śmiertelnego ataku szkarlatyny. Bell zaczęła z nią pracować w 1873 roku, kiedy miała 15 lat. Mimo 10-letniej różnicy wieku, zakochali się w sobie i pobrali 11 lipca 1877 roku. Mieli czwórkę dzieci: Elsie (1878-1964), Marian (1880-1962) i dwóch synów, którzy zmarli w niemowlęctwie.

Podczas wykonywania zawodu nauczyciela Bell rozpoczął również badania nad metodami jednoczesnego przesyłania kilku wiadomości telegraficznych jednym przewodem – co było głównym celem ówczesnych innowacji w dziedzinie telegrafii i co ostatecznie doprowadziło do wynalezienia przez Bella telefonu. W 1868 roku Joseph Stearns wynalazł dupleks, system, który przesyłał dwie wiadomości jednocześnie jednym przewodem. Western Union Telegraph Company, firma dominująca w branży, nabyła prawa do dupleksu Stearnsa i zatrudniła znanego wynalazcę Thomasa Edisona do opracowania jak największej liczby metod wielokrotnej transmisji, aby uniemożliwić konkurentom korzystanie z nich. Praca Edisona zakończyła się opracowaniem kwadrupleksu, systemu umożliwiającego jednoczesne przesyłanie czterech wiadomości telegraficznych za pomocą jednego przewodu. Niektórzy z wynalazców, w tym Bell i jego wielki rywal Elisha Gray, opracowali konstrukcje zdolne do podzielenia linii telegraficznej na 10 lub więcej kanałów. Te tak zwane telegrafy harmoniczne wykorzystywały stroiki lub widełki stroikowe, które reagowały na określone częstotliwości akustyczne. Działały one dobrze w laboratorium, ale okazały się zawodne w eksploatacji.

Grupa inwestorów kierowana przez Gardinera Hubbarda chciała założyć federalnie czarterowaną firmę telegraficzną, która konkurowałaby z Western Union poprzez zawieranie umów z pocztą na wysyłanie tanich telegramów. Hubbard dostrzegł wielką obietnicę w telegrafie harmonicznym i poparł eksperymenty Bella. Bell był jednak bardziej zainteresowany transmisją ludzkiego głosu. W końcu on i Hubbard doszli do porozumienia, że Bell poświęci większość czasu telegrafowi harmonicznemu, ale będzie nadal rozwijał swoją koncepcję telefonu.

Od telegrafów harmonicznych transmitujących tony muzyczne był krótki krok koncepcyjny zarówno dla Bella, jak i Graya, aby transmitować ludzki głos. Bell zgłosił patent opisujący jego metodę transmisji dźwięków 14 lutego 1876 roku, zaledwie kilka godzin przed tym, jak Gray zgłosił zastrzeżenie (oświadczenie o koncepcji) dotyczące podobnej metody. 7 marca 1876 roku Urząd Patentowy przyznał Bellowi patent, który uważany jest za jeden z najcenniejszych patentów w historii. Najprawdopodobniej zarówno Bell, jak i Gray niezależnie od siebie opracowali swoje projekty telefonów, które były wynikiem ich pracy nad telegrafią harmoniczną. Jednak kwestia pierwszeństwa wynalazku między nimi od samego początku budziła kontrowersje.

Mimo posiadania patentu, Bell nie miał w pełni działającego aparatu. Po raz pierwszy wytworzył zrozumiałą mowę 10 marca 1876 roku, kiedy to wezwał swojego asystenta laboratoryjnego, Thomasa A. Watsona, słowami, które Bell zapisał w swoich notatkach laboratoryjnych jako „Panie Watson – proszę tu podejść – chcę się z panem widzieć”. W ciągu następnych kilku miesięcy Bell kontynuował udoskonalanie swojego instrumentu, aby nadawał się do publicznej prezentacji. W czerwcu zademonstrował swój telefon sędziom Filadelfijskiej Wystawy Stulecia, a świadkami tego testu byli brazylijski cesarz Pedro II i słynny szkocki fizyk Sir William Thomson. W sierpniu tego samego roku był odbiorcą pierwszej jednokierunkowej rozmowy międzymiastowej, transmitowanej z Brantford do pobliskiego Paris, Ontario, przez drut telegraficzny.

Gardiner Hubbard zorganizował grupę, która założyła Bell Telephone Company w lipcu 1877 roku, aby skomercjalizować telefon Bella. Bell był doradcą technicznym firmy do czasu, gdy stracił zainteresowanie telefonią na początku lat osiemdziesiątych XIX wieku. Mimo że jego wynalazek uczynił go niezależnym bogaczem, wcześnie sprzedał większość swoich udziałów w firmie i nie osiągnął takich zysków, jakie mógłby osiągnąć, gdyby zachował swoje akcje. Tak więc w połowie lat 80. jego rola w przemyśle telefonicznym była marginalna.

Do tego czasu Bell rozwijał rosnące zainteresowanie technologią zapisu i odtwarzania dźwięku. Chociaż Edison wynalazł fonograf w 1877 roku, wkrótce zwrócił uwagę na inne technologie, zwłaszcza na energię elektryczną i oświetlenie, a jego maszyna, która nagrywała i odtwarzała dźwięk na obracającym się cylindrze owiniętym folią cynową, pozostawała urządzeniem zawodnym i kłopotliwym. W 1880 r. rząd francuski przyznał Bellowi nagrodę Volty, przyznawaną za osiągnięcia w dziedzinie nauk elektrycznych. Bell wykorzystał nagrodę pieniężną na założenie w Waszyngtonie Laboratorium Volty, instytucji zajmującej się badaniem głuchoty i poprawą życia głuchoniemych. W 1885 r. Bell i jego współpracownicy (kuzyn Chichester A. Bell i wynalazca Charles Sumner Tainter) mieli już projekt urządzenia nadającego się do użytku komercyjnego, które posiadało wyjmowany kartonowy cylinder pokryty woskiem mineralnym. Nazwali swoje urządzenie grafofonem i złożyli wniosek patentowy, który został przyznany w 1886 roku. Grupa założyła firmę Volta Graphophone Company, która miała produkować ich wynalazek. Następnie w 1887 roku sprzedali swoje patenty firmie American Graphophone Company, która później przekształciła się w Columbia Phonograph Company. Dochód ze sprzedaży Bell przeznaczył na dofinansowanie Laboratorium Volty.

Bell podjął w Laboratorium Volty dwa inne godne uwagi projekty badawcze. W 1880 roku rozpoczął badania nad wykorzystaniem światła jako środka do transmisji dźwięku. W 1873 roku brytyjski naukowiec Willoughby Smith odkrył, że pierwiastek selen, półprzewodnik, zmienia swój opór elektryczny w zależności od natężenia padającego na niego światła. Bell próbował wykorzystać tę właściwość do stworzenia fotofonu, wynalazku, który uważał za co najmniej równy swojemu telefonowi. Udało mu się wykazać, że fotofon jest technologicznie wykonalny, ale nie stał się produktem komercyjnym. Niemniej jednak przyczynił się do badań nad efektem fotowoltaicznym, który miał praktyczne zastosowanie w późniejszym okresie XX wieku.

Innym ważnym przedsięwzięciem Bella było opracowanie elektrycznej sondy do badania pocisków, wczesnej wersji wykrywacza metalu, do użytku chirurgicznego. Początkiem tej pracy było zastrzelenie prezydenta USA Jamesa A. Garfielda w lipcu 1881 roku. Kula utkwiła w plecach prezydenta, a lekarze nie byli w stanie zlokalizować jej za pomocą fizycznych sond. Bell zdecydował, że obiecującym rozwiązaniem będzie użycie wagi indukcyjnej, która była produktem ubocznym jego badań nad usuwaniem zakłóceń elektrycznych w przewodach telefonicznych. Bell ustalił, że odpowiednio skonfigurowany balans indukcyjny będzie emitował dźwięk, gdy zbliży się do niego metalowy przedmiot. Pod koniec lipca rozpoczął poszukiwania kuli Garfielda, ale bezskutecznie. Mimo że Garfield zmarł we wrześniu, Bell zademonstrował później sondę grupie lekarzy. Chirurdzy przyjęli ją i przypisuje się jej uratowanie życia podczas wojny burskiej (1899-1902) i I wojny światowej (1914-18).

We wrześniu 1885 roku rodzina Bellów spędzała wakacje w Nowej Szkocji w Kanadzie i natychmiast zakochała się w klimacie i krajobrazie. W następnym roku Bell kupił 50 akrów ziemi w pobliżu wioski Baddeck na wyspie Cape Breton i rozpoczął budowę posiadłości, którą nazwał Beinn Bhreagh, co w języku gaelickim oznacza „Piękną Górę”. Urodzony w Szkocji wynalazca był obywatelem amerykańskim od 1882 roku, ale kanadyjska posiadłość stała się letnim azylem rodziny, a później stałym domem.

W latach 1890-tych Bell przeniósł swoją uwagę na loty cięższe od powietrza. Począwszy od 1891 roku, zainspirowany badaniami amerykańskiego naukowca Samuela Pierponta Langleya, eksperymentował z kształtami skrzydeł i projektami łopat śmigła. Kontynuował swoje eksperymenty nawet po tym, jak Wilbur i Orville Wright dokonali pierwszego udanego, kontrolowanego lotu z napędem w 1903 roku. W 1907 roku Bell założył Aerial Experiment Association, które poczyniło znaczne postępy w projektowaniu i kontroli samolotów oraz przyczyniło się do kariery pioniera lotnictwa Glenna Hammonda Curtissa.

Przez całe życie Bell starał się wspierać postęp wiedzy naukowej. Wspierał czasopismo „Science”, które później stało się oficjalną publikacją American Association for the Advancement of Science. Zastąpił swojego teścia, Gardinera Hubbarda, na stanowisku prezesa National Geographic Society (1898-1903). W 1903 roku jego zięć, Gilbert H. Grosvenor, został redaktorem naczelnym National Geographic Magazine, a Bell zachęcał Grosvenora do uczynienia magazynu bardziej popularną publikacją, zamieszczając w nim więcej zdjęć, a mniej artykułów naukowych. Bell zmarł w swojej posiadłości w Nowej Szkocji, gdzie został pochowany.