Александр Белл

Александр Грейам Белл (3 марта 1847, Эдинбург, Шотландия — 2 августа 1922, Бэддек, Новая Шотландия, Канада) — американский и канадский учёный, изобретатель и предприниматель шотландского происхождения. Наиболее известен как один из изобретателей телефона, а также основатель компании American Telephone and Telegraph Company (AT&T). Помимо телефонии, внёс значительный вклад в развитие авиации, гидроаэродинамики, оптической связи и сурдопедагогики.

Биография

Ранние годы и семья

Александр Белл родился в Эдинбурге в семье филолога и педагога Александра Мелвилла Белла и Элизы Грейс Саймондс. Его дед, Александр Белл, был известным логопедом, а отец разработал систему «видимой речи» (Visible Speech) — метод записи звуков речи с помощью символов, который использовался для обучения глухих. Мать Белла была глухой, что в значительной степени повлияло на его интерес к акустике и обучению людей с нарушениями слуха.

Белл получил домашнее образование, а затем учился в Королевской школе в Эдинбурге. В 1863 году, в возрасте 16 лет, он начал преподавать музыку и риторику в школе для мальчиков в Элгине, Шотландия. В 1868 году поступил в Эдинбургский университет, но не окончил его, так как семья переехала в Канаду.

Переезд в Северную Америку

В 1870 году, после смерти двух братьев от туберкулёза, семья Беллов эмигрировала в Канаду и поселилась в Брантфорде, провинция Онтарио. В 1871 году Александр Белл переехал в Бостон, штат Массачусетс, где начал работать учителем в школе для глухих. Он быстро завоевал репутацию талантливого педагога, используя метод «видимой речи» своего отца.

В 1872 году Белл открыл частную школу для подготовки учителей глухих в Бостоне. В 1873 году он стал профессором физиологии голоса и акустики в Бостонском университете. В этот период он познакомился с Томасом Уотсоном, молодым механиком, который стал его ассистентом в экспериментах по передаче звука по проводам.

Изобретение телефона

Основной целью Белла было создание «гармонического телеграфа» — устройства, способного передавать несколько телеграфных сообщений одновременно по одному проводу. В ходе работы над этим проектом он пришёл к идее передачи человеческого голоса с помощью электричества.

14 февраля 1876 года Белл подал заявку на патент на «усовершенствование в телеграфии» (патент США № 174 465). В тот же день, несколькими часами позже, заявку на аналогичное устройство подал американский изобретатель Элиша Грей. Спор о приоритете изобретения телефона длился десятилетиями, но патент был выдан Беллу.

10 марта 1876 года Белл и Уотсон провели первое успешное испытание телефонной связи. По легенде, Белл пролил кислоту на брюки и воскликнул: «Мистер Уотсон, идите сюда, вы мне нужны!» — эта фраза стала первой в истории, переданной по телефону.

Коммерциализация и AT&T

В 1877 году Белл основал Bell Telephone Company, которая впоследствии стала American Telephone and Telegraph Company (AT&T). Компания быстро развернула строительство телефонных линий в США и Канаде. К 1880 году в США действовало более 50 000 телефонных аппаратов. Белл получал значительные доходы от патентов, что позволило ему финансировать другие научные проекты.

В 1880 году Белл получил премию Вольты от французского правительства за изобретение телефона. На эти средства он основал Лабораторию Вольты в Вашингтоне, где занимался исследованиями в области акустики, оптики и авиации.

Научные достижения и изобретения

Телефон

Основное изобретение Белла — электрический телефон, преобразующий звуковые колебания в электрический сигнал и обратно. В конструкции Белла использовался магнитоэлектрический принцип: мембрана, соединённая с якорем электромагнита, колебалась под действием звука, создавая переменный ток в катушке. Приёмник работал в обратном порядке: ток вызывал колебания мембраны, воспроизводя звук.

Несмотря на успех, телефон Белла имел ограниченную дальность связи (до нескольких километров) и низкое качество звука. Усовершенствования, внесённые Томасом Эдисоном (угольный микрофон) и другими изобретателями, значительно улучшили характеристики телефона.

Фотофон

В 1880 году Белл и его помощник Чарльз Самнер Тейтер изобрели фотофон — устройство для передачи звука с помощью светового луча. Это был первый в истории беспроводной телефон. Принцип работы заключался в модуляции светового потока от зеркала, колеблющегося под действием звука. На приёмной стороне свет улавливался селеновым фотоэлементом, преобразующим его в электрический сигнал. Фотофон не получил коммерческого применения из-за несовершенства технологий, но считается предшественником оптоволоконной связи.

Авиация и гидроаэродинамика

Белл был одним из пионеров авиации. В 1890-х годах он экспериментировал с воздушными змеями и моделями летательных аппаратов. В 1907 году он основал Aerial Experiment Association (AEA) — группу инженеров, включавшую Гленна Кёртисса, которая разрабатывала самолёты. В 1908 году AEA построила самолёт «Red Wing», совершивший первый публичный полёт в Канаде. В 1909 году «Silver Dart», построенный AEA, совершил первый полёт в Канаде с двигателем.

Белл также интересовался гидроаэродинамикой. В 1919 году он спроектировал и построил гидросамолёт HD-4, который установил мировой рекорд скорости на воде — 114 км/ч.

Сурдопедагогика

Белл всю жизнь занимался обучением глухих. Он разработал методы обучения речи с использованием «видимой речи» и вибрации. Белл выступал против использования языка жестов, считая, что глухие должны интегрироваться в общество через устную речь. Эта позиция вызывала критику со стороны сообщества глухих, которое рассматривало жестовый язык как полноценный язык и часть культуры.

Другие изобретения

Белл изобрёл ряд других устройств, включая:

• Металлоискатель — устройство для обнаружения металлических предметов, первоначально разработанное для поиска пули в теле президента Джеймса Гарфилда в 1881 году.
• Вакуумный насос — устройство для создания вакуума, использовавшееся в экспериментах.
• Аудиометр — прибор для измерения остроты слуха.
• Тетраэдрические конструкции — Белл экспериментировал с тетраэдрическими фермами для строительства лёгких и прочных конструкций, включая воздушных змеев.

Личная жизнь и общественная деятельность

В 1877 году Белл женился на Мейбл Хаббард, одной из его бывших учениц, которая была глухой с детства. У них родилось четверо детей, двое из которых умерли в младенчестве. Мейбл была активной сторонницей сурдопедагогики и поддерживала мужа в его работе.

Белл был членом Национальной академии наук США, Американской академии искусств и наук, а также почётным членом многих научных обществ. Он активно участвовал в общественной жизни, выступая за евгенику — идею улучшения человеческой популяции путём контроля рождаемости. Эта позиция, распространённая в начале XX века, впоследствии подверглась резкой критике.

Критика и споры

Спор о приоритете изобретения телефона

Спор о том, кто первым изобрёл телефон, остаётся предметом дискуссий. Элиша Грей подал заявку на патент на аналогичное устройство в тот же день, что и Белл, но несколькими часами позже. Некоторые историки утверждают, что Грей первым предложил принцип передачи звука с помощью жидкого микрофона, который Белл мог использовать. Однако патентное ведомство США признало приоритет Белла.

В 1887 году компания Western Union, поддерживавшая Грея, подала иск против Bell Telephone Company, но суд подтвердил патент Белла. В 1888 году Верховный суд США окончательно признал Белла изобретателем телефона.

Позиция по евгенике

Белл был сторонником евгеники, что вызывало критику. Он выступал за стерилизацию людей с наследственными заболеваниями и ограничение иммиграции. В 1912 году он был избран президентом Американской ассоциации евгеники. Эта позиция, типичная для многих учёных того времени, впоследствии была осуждена как антигуманная.

Память

Александр Белл умер 2 августа 1922 года в своём поместье Бэддек в Новой Шотландии. В день его похорон все телефонные линии в США и Канаде были отключены на одну минуту в знак уважения.

Имя Белла носят:

• Единица измерения уровня интенсивности звука — бел (и её производная, децибел).
• Национальный исторический парк «Александр Грейам Белл» в Бэддеке.
• Музей Александра Грейама Белла в Брантфорде.
• Медаль Александра Грейама Белла, присуждаемая IEEE за выдающиеся достижения в области телекоммуникаций.

Источники

• Bruce, Robert V. Bell: Alexander Graham Bell and the Conquest of Solitude. Cornell University Press, 1973.
• Grosvenor, Edwin S.; Wesson, Morgan. Alexander Graham Bell: The Life and Times of the Man Who Invented the Telephone. Harry N. Abrams, 1997.
• Shulman, Seth. The Telephone Gambit: Chasing Alexander Graham Bell’s Secret. W. W. Norton & Company, 2008.
• Патент США № 174 465, 7 марта 1876 года.
• Национальный исторический парк «Александр Грейам Белл» (Канада).