Деревянное «ухо» и мембрана из мочевого пузыря… Как 160 лет назад появился первый телефон

0
Как появился первый телефон, Слуцк
Учитель математики из Франкфурта-на-Майне Иоганн Филипп Райс в лаборатории

В начале XIX века в жизнь человечества вошёл электрический телеграф. Но даже тогда возможность передачи голоса на расстояние продолжала казаться сказкой. Первым её сделал былью 26 октября 1861 года Иоганн Филипп Райс, скромный немецкий учитель.

Успешное внедрение беспроводного телеграфа к середине XIX века заставило учёных задуматься: а нельзя ли приспособить электрические волны для передачи не только тире и точек, но и живого человеческого голоса?

Реклама

Одним из первых эксперименты в этом направлении начал в 1837 году Чарлз Графтон Пейдж, американский физик. Он придумал конструкцию, в которую входили камертон, электромагнит и гальванические элементы. Издавая звук, камертон замыкал и размыкал цепь, сигнал передавался на электромагнит, и тот быстро притягивал и отпускал стальной стержень. Стержень в результате колебаний издавал звук, похожий на тот, что производил камертон. Этот эффект Пейдж назвал гальванической музыкой. Конечно, такой «музыке» было ещё далеко до передачи человеческой речи.

Солнце из сахара

Следующий шаг сделал французский инженер Шарль Бурсель, служивший инспектором парижского телеграфа. 18 августа 1854 года Бурсель направил в журнал L’Illustration письмо, в котором высказал идею преобразования звуковых колебаний в электрический ток, а после его передачи на расстояние — обратного преобразования тока в звуки. Француз создал первый прототип микрофона — прибора, конвертирующего электрические колебания в звуковой сигнал. Но разработанное им устройство так и не смогло трансформировать электрический ток обратно в чистые звуки человеческого голоса.

Возможно, Бурсель и смог бы довести до ума свою идею, но его смутил скептицизм окружающих. В частности, редактор L’Illustration хоть и опубликовал статью, но подверг высказанные там идеи резкой критике. Однако в сентябре того же 1854 года статью перепечатало немецкое издание Didaskalia, выходившее во Франкфурте-на-Майне. Там её прочитал местный учитель математики Иоганн Филипп Райс. И был так впечатлён, что решил приступить к практической реализации идей Бурселя.

Как появился первый телефон, Слуцк
Иоганн Филипп Райс, демонстрирующий свой «музыкальный телефон. Фото: Getty Images
Первый прототип аппарата, названного Райсом telephon («дальноговоритель»), появился на свет в 1858-м, ещё крайне несовершенный. Он состоял из деревянного «уха» с растянутой на нём мембраной, сделанной из свиного мочевого пузыря. К «уху» был присоединён платиновый электрод, при вибрации от человеческого голоса размыкавший и замыкавший соединение с электрической батареей.

Слова человеческого голоса заставляли «ухо» вибрировать, после чего медные провода переносили эти вибрации в виде электрического тока в другую комнату. Там провода соединялись с вязальной спицей, помещённой в скрипку. Корпус скрипки усиливал вибрации спицы, когда она поочерёдно намагничивалась и размагничивалась. Любой, кто стоял возле скрипки, мог приблизительно расслышать, что произносилось в «ухо» в другой комнате. Но слова можно было разобрать с большим трудом. Свидетели одного из ранних экспериментов Райса думали, что тот говорил: «Солнце состоит из сахара». А на самом деле он сказал: «Солнце сделано из меди».

Как появился первый телефон, Слуцк
«Музыкальный» телефон" Иоганна Филиппа Райса

Что не ест лошадь

Райс написал статью о своих экспериментах, озаглавленную им «В лучах энергии», и отправил её на публикацию в научный журнал Annalen der Physik. Однако издатель журнала профессор Иоганн Поггендорф отверг текст — на основании того, что всё это, дескать, несбыточные фантазии. Но педагог не сдавался и 26 октября 1861 года продемонстрировал перед Физическим обществом Франкфурта, в рядах которого состоял, усовершенствованный вариант устройства. В частности, приёмник новой разновидности «телефона» отличался от прежней модели тем, что корпус скрипки был заменён коробкой, на которую помещался соленоид. Это улучшило слышимость, но, как оказалось, незначительно. Чтобы показать возможности своего аппарата, Райс послал трудную для понимания немецкую фразу: Das Pferd frisst keinen Gurkensalat («Лошадь не ест салат из огурцов»). Возникшие при передаче звука искажения сделали слова очень неразборчивыми.

Оказалось, музыку аппарат Райса передаёт на расстояние куда лучше, чем слова. Дело в том, что изобретённый им передатчик не мог регулировать силу звука. Он был способен передавать только частоту с фиксированной амплитудой, а при таком способе не получалось воспроизвести все тонкости человеческого голоса. Изобретатель не успокоился и менее чем через два года разработал третью модификацию «телефона», она была продемонстрирована всё тому же Физическому обществу 4 июля 1863 года. На сей раз передатчик размещался в деревянном кубе, в боковые грани которого были встроены трубка и несколько упрощенный аппарат Морзе, использовавшийся для передачи сигнала. Кроме того, устройство было снабжено небольшой чашей с ртутью, в которую опускался штифт, связанный с мембраной, чтобы изменять электрическое сопротивление.

Как появился первый телефон, Слуцке. 1883 год. Фото: Getty Images
Телефонная станция в Лондоне. 1883 год. Фото: Getty Images

Расходящиеся лучи

Говорят, третья модель всё так же не впечатлила членов Физического общества, а среди скептиков якобы оказался даже учёный и бизнесмен Вернер фон Сименс, славившийся своей прозорливостью в отношении изобретений. Тем не менее Райс сумел договориться с франкфуртскими и венскими предпринимателями о производстве небольшой партии третьей модели. Правда, главным образом в качестве занятной детской игрушки. Хотя один экземпляр телефона приобрёл лондонский Музей науки и произвёл с ним несколько демонстраций. А английский профессор Дэвид Хьюз, который провёл тестирование телефона Райса в 1865 году в Санкт-Петербурге, говорил, что смог с его помощью «успешно передать и принять все музыкальные тона и несколько произнесённых слов».

Но наибольшее значение для научно-технической истории человечества составил тот экземпляр телефона Райса, который приобрёл для себя Смитсоновский институт в Вашингтоне. В первых числах марта 1875 года знаменитый физик Джозеф Генри продемонстрировал эту занятную вещицу никому не известному тогда выходцу из Шотландии Александеру Грейаму Беллу — педагогу, работавшему с детьми с нарушениями слуха. Самого Райса на тот момент уже больше года не было в мире живых: 14 января 1874 года в возрасте сорока лет он скончался от туберкулёза, мучившего его ещё с молодости.

Дальнейшая история хорошо известна. Александер Белл продолжил эксперименты с телефоном и 14 февраля 1876 года первым зарегистрировал патент на устройство, полностью изменившее человеческое общение.