闪电的驯服者：电学的历史
Alexander Graham Bell Biography: The Telephone & A Remarkable Deaf Woman Named Mabel

01 电话机

一、前言

亚历山大·格雷厄姆·贝尔发明并推广电话，是在失聪女人梅布尔·哈伯德的影响下完成的。什么？一个失聪女人怎么会对电话感兴趣，甚至影响到电话发明的呢？毕竟电话对于她来说永远也使用不上呀？在Kathy老师讲述的这个爱情故事里包括有婴儿啼哭机器、德语的错误翻译、聋子的耳朵、震动的簧片、颇有心计的父亲、以及为什么贝尔的全名“亚历山大”为人所熟知。

▲ 图1.1.1 亚历山大·格雷厄姆·贝尔

二、啼哭的婴儿

故事还得从亚力克15岁的时候讲起。他和他的哥哥去看一个自动说话机器，但机器的粗制滥造使得他们倍感失落。他们的父亲挑战他们，看是否可以建造一个更好的机器。谁知这两个孩子立刻造了一台会说话的机器。这个机器最终发出的声音像一个伤心的婴儿哭叫声，可怜楚楚的叫着妈妈，妈妈。

当时他们还是孩子，他们紧接着使用这个机器给邻居搞恶作剧。邻居过来询问到，那个孩子到底怎么了？根据贝尔的回忆，这个会哭的婴儿机器将其引入了电话发明之路。

▲ 图1.2.1 小哥俩制作的啼哭机器

三、错误的德文翻译

在制作哭泣小孩之后的三年，他与父亲有一次关于元音特征的争论，这使得他建立自己的语音学理论。后来他失望地发现他的理论已经被一位德国科学家，名叫亥姆霍兹，证明是正确的。

▲ 图1.3.1 亥姆霍兹的音叉实验

不过这个发现让他错误的认为亥姆霍兹使用音叉和电流来进行实验，于是贝尔认为亥姆霍兹利用电传递了元音。他想如果能够使用电传递辅音的话，这样就可以传递语音了。

贝尔开始学习电学并试图重现亥姆霍兹的实验，进而可以发明电话。但是那根本不是亥姆霍兹实验所做的内容，因为贝尔看不懂德文，所以直到他发明了电话之后才知道事实。

▲ 图1.1.2 亚力克·贝尔

四、聋哑儿童教育

贝尔的父亲是著名的语音学家，他创见了视觉语音方法可以写出任何语音。亚力克与他的爸爸做了一个展示，他可以根据父亲写出视觉提示发出任意话语。有一次他通过他父亲的符号发生梵语声音.当地的教师认为对于学生来说发出这样的声音非常困难，即使他们听过这些语音。这激发贝尔的父亲使用这些符号帮助聋哑人开始说话。无论是贝尔还是他父亲都不清楚对聋哑人的教学对于后来贝尔发明电话机有着重要的指导作用。

▲ 图1.1.3 聋哑儿童学校

下面我们谈谈梅布尔·哈伯德。梅布尔在5岁的时候因患猩红热失去了听觉。他父亲拒绝将她送到收容所，并给她聘请了私人老师。梅布尔学习成绩优异，他父亲在她九岁的时候让她对麻塞诸塞州立法人员讲，他们计划创建一个学校来教其他聋哑儿童学校，使用他们的听觉词汇进行交流。四年后，亚力克·贝尔被那个学校聘请来培训聋哑儿童讲话。使用他父亲发明的视觉语音系统。不管今后他所取得什么样的成就，从这一时刻开始贝尔决定将自己献身于聋哑儿童教育。

▲ 图1.4.2 梅布尔·哈伯德

五、电话与音乐电报

贝尔经常被邀请到梅布尔的房间，他常把自己的关于电话的疯狂想法讲出来取悦梅布尔。实际上当时他有两个方案。一个是使用电流震动音叉从而产生人声，即实现电话功能。另外一个就是同时使用不同音高将多个电报符号进行传递，他称为音乐电报。梅布尔的父亲认为电话的想法不可行。当时电报是门大生意，音乐电报的方案可以使得他们成为百万富翁，于是决定资助贝尔的研究。

▲ 图1.5.1 加德纳·哈伯德，梅布尔的父亲

在哈伯德的资助下贝尔雇佣了当地20岁的机械师，托马斯·沃森，帮助他深入研究音乐电报。贝尔知道电流可以产生磁力，所以他将一个金属簧片即一个简单的扁平音叉，放在电磁铁附近。然后将电磁铁通有电流，试图找到可以使其产生固定音调的振荡方法。

▲ 图1.1.4 托马斯·沃森
在测试中，贝尔看到一个金属簧片被电磁铁吸住，然后请沃森将其从电磁铁上手动拨开，释放的簧片震动了。令他们感到惊讶的是，另外一个电磁铁上的簧片也跟着震动了。对此他们重复了无数次的实验，整天除了波动簧片外什么都不做。

结果如何呢？当你将一个线圈和簧片靠近一个磁铁附近，可以感应出电流。在沃森波动簧片震动之后，在线圈中可以感应出波动的电流。感应出的电流通过电线流入第二个电磁铁线圈，可以使其附近的金属簧片也发生震动。

▲ 图1.1.5 簧片震动可以在线圈中感应出波动的电流

六、声音震动簧片

于是他们想到，如果将一个大的话筒后面的振动膜连接到黄片上，带动起震动，是否可以由此传递语音了。之所以有这个想法，来自于他当聋哑儿童教师的经验。当聋哑学生练习说话的时候，需要使用一种机械式的声波振记器，通过一个大的锥形话筒，声音可以汇聚激励后面的振动膜震动，从而可以在后面涂油油墨滚筒上留下印记。因此贝尔知道音桶后面的振膜可以将声音转换成物理振动。

▲ 图1.1.6 话筒带动簧片震动传递声音

另外，在一年前贝尔想仿照人耳模型制作一个声波振记器，他到当地医生那里索要一个人耳的模型，医生给了他一个聋哑人耳朵解剖模型。贝尔后来回忆道，我手里攥着的人耳模型让我感到非常震撼。相比于耳膜来说，右面的音骨显得比较重，这个小的音膜居然可以震动这么大的音骨。所以一个大的振动膜应该可以带动电磁铁。

▲ 图1.5.5 声波振记器

他写信给他的父母说，我不敢将这个想法告诉任何人，害怕别人说我疯了。于是使用纸笔将这个构想记录下来以备将来别人能够再次发现它。这个想法的核心就是一个震动的磁铁可以感应出震动的电流。

但是贝尔担心震动的磁铁感应出的波动电流太微弱了，可能没有什么效果。这些振动簧片实验结果证明这个震动电流是可以工作的。于是他将一个声膜连接到黄片上进一步测试。

▲ 图1.1.7 贝尔测试声膜带动簧片的感应出电动电流效果

这个方法似乎行得通。沃森评价道，贝尔先生，我可以清楚的听到你的声音，也几乎可以知道你所说的内容了。

七、坠入爱河

在这个时候贝尔也意识到他已经坠入了与梅布尔的爱河。一开始对他的追求回应冷淡，梅布尔的堂兄弟反对他们之间的婚姻。然而同样坠入爱河的梅布尔发现她的确非常在乎贝尔，于是冲进他的房间告诉了他。很快他们就成了甜蜜的一对了。

▲ 图1.1.8 贝尔与梅布尔恋爱了

颇有心计的梅布尔爸爸对于他们两人在一起也是不太热情。他认为他们两人的年龄不太合适。当时梅布尔只有17岁，贝尔年龄偏大已经28岁了，而且还没有什么正式的职业。不过梅布尔的爸爸挺鸡贼的，想利用贝尔对他女儿的迷恋，让他集中精力研发音乐电报，辞去聋哑人学校教师的工作，也别在鼓捣什么电话了。

但贝尔表示什么也不放弃，他讲，如果梅布尔像我一样对她真心实意相爱，那么她就不会反对我所从事的事业。如果她无法完全接纳我，我也不再和她恋爱下去，我不想得到一个不完整的爱情。

八、构建电话

梅布尔爸爸的计划彻底泡汤了。两天后梅布尔过完她的18岁生日就答应与贝尔订婚了。之后贝尔继续他的电话研究。不过梅布尔的爸爸认为贝尔一心付出的电话机方案也可以很快申请到专利。对此贝尔表示犹豫，因为现在他还没有能够通过他的设备传输能够听得懂的语音。

在1876年的情人节，梅布尔的爸爸居然在贝尔不知情的情况下将他的方案申请了专利。这就逼得贝尔真的要拿出一个可以工作的方案了。最后在绝望中他使用了别人为他的音乐电报设计的话筒来建构电话。

▲ 图1.1.9 贝尔的电话专利

在1876年3月10日，贝尔不小心将一瓶酸液倒在了自己的手上，他大声喊道，沃森，快来，我要你的帮助。话音刚落，贝尔惊讶的发现沃森已经跑进他的房间了。沃森告诉贝尔这次他通过电话对他的声音听得真真。这应该是人类第一次偶然间通过电话传输了可以听懂的语音信号。

▲ 图1.1.10 贝尔第一次通过电话让沃森过来

现在他们的电话可以让人听清楚字词，于是接下来他们继续改进听筒。将听筒的振动膜后面增加了一个硬的金属片，构成了一个更好的听筒，再加上原来的话筒，在经过少许的调整，便可以通过远距离传递语音了，效果很棒。他们准备将其公布于众了。

▲ 图1.1.11 电话系统的原型机

九、一夜成名

梅布尔的爸爸当时在费城展览中心负责教育展览，想让贝尔前来在展会上展示他的电话系统。贝尔不愿意去，说他现在还有聋哑学校工作在忙。他实际上害怕梅布尔老谋深算的爸爸故技重施阻碍他的教学工作。但是梅布尔拉着贝尔乘车来到火车站，苦苦哀求他登上火车。当时贝尔不忍心看到未婚妻悲伤的样子，只好跟着她上了火车。当时他也没有带什么行李就乘坐着轰隆隆的火车一路咆哮来到了费城。

▲ 图1.1.12 蒸汽火车

在费城参加展览是，巴西皇帝唐·佩德罗来到贝尔面前，对他的聋哑儿教学的想法非常感兴趣，体验了贝尔带来的电话设备。当他把耳朵贴近话筒，惊讶的说，啊！它说话了！。

著名的科学家威廉·汤姆森当时也从伦敦过来，也尝试了贝尔的电话。评价道，的确机器说话了，这是我在美国看到的最棒发明。

▲ 图1.9.2 巴西皇帝测试贝尔的电话

后来贝尔回忆道，一天前当我上床睡觉的时候还是默默无闻，当我醒来却发现我已经成为名人了。我需要感谢威廉·汤姆森，之后感谢唐·佩德罗，再后面是感谢波士顿的聋哑学校的同学们。

十、贝尔电话公司

这次成功之后，梅布尔建议他们进行一次全国范围的系列电话展示。她还坚持人们对他不要称呼为 A.格雷厄姆贝尔，而是说出全名，亚历山大·格雷厄姆·贝尔。不要称呼我为 A 。这就是为什么现在人们都习惯了称呼贝尔的全名了。这就是两人浪漫的爱情。

当他们在一起，往往在外边呆的很晚。梅布尔给她担心她的妈妈写信道：亲爱的妈妈，别责备我们。我们也没有办法，晚上我们约会逛街的时候，需要在每个街灯下停留，只有在灯光下我才能看到贝尔在说些什么。

▲ 图1.10.1 梅布尔、贝尔以及他们的孩子

在1877年7月，贝尔与哈伯德成立了贝尔电话公司，也就是现在的AT&T的前身。两天后梅布尔和贝尔结婚了，他们的婚姻持续了55年。在贝尔临去世的床前，梅布尔喃喃到：别离开我。贝尔叹了一口气，说，不。然后陷入了昏迷，很快便去世了。

对于贝尔的去世，梅布尔痛不欲生。她女儿说，你无法忘记那一时刻，她的人生中心永远离开了她。一年后梅布尔也去世了。

▲ 图1.10.2 老年时期的贝尔夫妇

十一、后记

在十九世纪八九十年代，只有那些有钱有势的人才用得起电话，改变这一切是要等到电的应用点亮了城市灯光，并将整个城市都笼罩在灯的光芒下。爱迪生如何定要建立自己的电灯王国，这其中的曲折故事下次我们再聊。

■ 相关文献链接:

闪电的驯服者：电学的历史
Alexander Graham Bell Biography: The Telephone & A Remarkable Deaf Woman Named Mabel

● 相关图表链接:

图1.1.1 亚历山大·格雷厄姆·贝尔
图1.2.1 小哥俩制作的啼哭机器
图1.3.1 亥姆霍兹的音叉实验
图1.1.2 亚力克·贝尔
图1.1.3 聋哑儿童学校
图1.4.2 梅布尔·哈伯德
图1.5.1 加德纳·哈伯德，梅布尔的父亲
图1.1.4 托马斯·沃森
图1.1.5 簧片震动可以在线圈中感应出波动的电流
图1.1.6 话筒带动簧片震动传递声音
图1.5.5 声波振记器
图1.1.7 贝尔测试声膜带动簧片的感应出电动电流效果
图1.1.8 贝尔与梅布尔恋爱了
图1.1.9 贝尔的电话专利
图1.1.10 贝尔第一次通过电话让沃森过来
图1.1.11 电话系统的原型机
图1.1.12 蒸汽火车
图1.9.2 巴西皇帝测试贝尔的电话
图1.10.1 梅布尔、贝尔以及他们的孩子
图1.10.2 老年时期的贝尔夫妇

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