科学家的发明故事(科学家的发明故事简短)

 

美国波士顿法院路109号门口钉着一块铜牌，上面刻着两行字：1875年6月2日，电话在此处诞生。

很多人都知道，电话是贝尔发明的，或者确切地说，贝尔是电话发明者之一，他首先获得这项发明的专利权。但是，一般人并不知道，贝尔既不是机械师，更不是电气工程师。电话发明之后，人们常以发明电话者称呼他，他则把自己视作 聋人的教师，始终把使人张口说话当作他一生追求的目标，并把在这方面的成果放在第一位。也正是为了实现这一目标，他才走上了发明电话的道路上。使人张口说话成为贝尔的梦想其实与他的经历不无关系。

1847年3月3日，亚历山大·贝尔生于苏格兰爱丁堡，他家祖孙三代都和使人张口说话有关。祖父毕生从事聋哑人教育工作；父亲是研究语音的生理学家，专注于研究人的发声原理。他的家里常聚来一群语音残障者，父亲用自己的知识和爱心教育他们，帮助他们说话。祖父过世后，父亲继承祖父的遗志，除了教育聋哑人，还研究说话和发音的机制与方法。贝尔的母亲就是聋人，更对贝尔有着特殊的影响。她不因自己的缺陷而自卑，不仅擅长社交，精于孩子的教育，还能弹得一手好钢琴。贝尔自小懂得母亲的艰难，也渴望在母亲的坚持与聪慧中，尽可能挖掘出自己的潜能，进入超乎常人想象的境地。母亲的经历给贝尔的印象最深，使他日后在聋哑人的教学过程中始终如一地帮助失聪的人们，发明电话机的根源就在于此，这是一般人体会不到的。

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贝尔的父亲发明的是借助发音法教聋哑人学会说话，而贝尔想要制造一种机器，帮助聋人开口说话。这个想法使他痴迷，但始终找不到门路。19岁那年，他把要做的事写信告诉了语言学专家亚历山大·艾里斯（Alexander Ellis）。艾里斯告诉他，他所要做的事与德国物理学家赫曼·亥姆霍兹的相仿，亥姆赫兹已经把它实现。贝尔找到亥姆霍兹的书，但他不能读懂德文，只能依照书中的插图，加上他的想象力理解其中的意思。最终他还是把这些图的意思理解错了，误以为亥姆霍兹的装置能把说话的声音利用电流传输出去。事实上，亥姆霍兹装置只能传输元音而不是语言。

此时，贝尔患上了肺结核，身心的不顺几乎使他到了崩溃的边缘。为了儿子的健康，父亲决定举家迁往加拿大，到空气和环境更好的地方去。1870年，他们在安大略省的布莱德福德安家。这是一处适于居住、空气新鲜的处所。贝尔的身体逐渐恢复健康。不久，他发现，附近有6处国家自然保护区，在这里居住着说摩霍克语的原住民。带着对语言的痴好与对知识的兴趣，贝尔很快学会了当地原住民的语言。摩霍克语发音独特、用语简单明快，这是一种口头世代相传的语言，但没有文字，不能书写。贝尔尝试着把原来不能书写的摩霍克语的词汇转换成语音符号，终于使摩霍克语可以书写表达。为了庆祝这一发明，当地原住民举行了篝火晚会，跳着传统的舞步，并授予贝尔 荣誉长老的称号。为摩霍克语发明语音符号的这个经历，给他日后为英语创造一种看得见的声音创造了条件，更为电话的发明奠定了基础。

1872年，贝尔受邀来到美国。他在波士顿开办了一所聋人学校。两年以后，贝尔传承了祖辈的事业，成为第三代语言学教师，他更进一步完善了父亲的发明——音标字母（phonetic alphabet），过去为摩霍克语发明语音符号的经验使他很快地创造出了一种看得见的声音的英语。它由30个符号组成，每个符号分别表示不同的唇、齿、舌的位置及呼吸的方法。只要看到符号，即使听不见，也能把声音发出来。渐渐地，聋人能依照这些符号开口说话了。这一成果引起了一位富商的注意。他有个聋哑女儿梅布尔，贝尔用这种方法教梅布尔发声，使她学会了说话。1877年7月11日，贝尔与梅布尔相爱后结为夫妻。就这样，贝尔不仅研究成功使聋哑人张口说话的教学法，还娶了一位失聪的夫人，梅布尔成为贝尔事业的支柱。

1874年，在贝尔26岁时，被聘为波士顿大学语言学和生理声学教授。与此同时，贝尔继续研究传输声音的装置。那一年，波士顿开通了第一条电线，把大工厂主查尔斯·威廉斯的工厂与他在萨默维尔的私人住宅连通了起来。利用莫斯电码，不断把工厂的情况传输给厂主，而厂主的命令也用这种方法传输给制造厂。看到这种情况，勾起了贝尔的梦想，既然电线能传输密码，为什么不能传输声音呢？人说话的声音不也是一种波动吗？他希望让电流也能像人说话那样振动起来，这个想法令他激动不已并很快地得到了两位富人支持，一位是律师兼金融家伽第纳·哈巴德（Gardiner Hubbard），一位是富商托马斯·桑德斯（Thomas Sanders）。

贝尔电话的发明事出偶然，它是从一片簧片引起的。1875年6月的一天，贝尔和他的助手沃森在地下室做实验。他和助手分别在两个相邻的房间里，他们想模仿电报机收发密码，利用电流来传播声音。沃森用金属板拍出声音，把声音变成强弱电流，传送到贝尔的房间里，贝尔再用电磁铁，把电流变成声音接收。按照现在的眼光，这个实验的原理非常简单，但他们总是无法实现所希望实现的效果。

一天正在做实验的时候，沃森的一块簧片被磁铁卡住不动了，他下意识地用手指弹了弹这块簧片，簧片快速振动，发出一种嗡的特殊声音。沃森忽然看到贝尔冲了进来，一边喊道：你刚才做什么了，再做一遍！他们发现，发讯机的簧片被弹动时，所发出的声音能被收讯机接收到。一再试验，屡试不爽。这是一个关键的现象，依照这个现象，他们把大小不同、高低不同的声音由发讯机通过电线传到收讯机，再把这些振动变成各种簧片的振动，语音果然发了出来，电话就这样诞生了。这一天是1875年6月2日，这台原始电话机非常粗陋，但它就是诞生在世界上的第一台电话机。

这一年贝尔28岁，沃森21岁。又经过了半年的修改与调整，在1876年3月3日，贝尔为他发明的电话申请了专利。1876年的3月10日，贝尔在做实验时，不小心把硫酸溅到了腿上，他连忙喊叫同伴：沃森先生，快来帮我！没有想到，这句话通过正在实验中的电话传到了另一个房间里，这句话是人类第一次通过电话传送的话音，因而载入了史册。

1877年，即电话发明的第三年，借助原来的莫斯电码线，波士顿开通了第一条电话线。同一年，《波士顿环球报》第一次通过电话接收到发来的消息。1878年，贝尔和沃森在波士顿和相距300多千米的纽约之间成功完成了长途电话实验。

一年后，贝尔又在加拿大安大略的布兰特福德实现了与巴黎之间的国际长途电话。从此，世界进入到电话的时代，电话成为人类通信史上的又一次革命。

电话的发明使贝尔成了富人，他没有用这笔钱挥霍，而是一方面扩大他自己的发明事业，另一方面帮助其他科学家完成他们的事业。他资助《当代》这份美国最早的科学杂志，还为《美国国家地理》杂志倾注了大笔资金，资助建成伏特实验室，并继续开展对聋哑人的教育。他的学生中，就有既不能看，也不能听的聋哑人海伦·凯勒，在指导她的语言交流时，他们也成为最亲近的朋友。

1890年，他所创建的亚历山大·格拉汉姆·贝尔公司就是为聋哑人所设立的。除此以外，他还参与实验制作铁肺（一种能帮助患者呼吸的机器），帮助爱迪生的留声机实现了商用，实验发明了水翼船，发明了四面体风筝和银镖等飞行器，由此进行了早期飞机实验研究，此外还研究其他各种航用通信设备。

1922年夏，贝尔因糖尿病在加拿大新斯科舍省布雷顿的家中去世，在举行贝尔的告别仪式时，北美地区的电话停止运行1分钟，以表示对这位电话之父的悼念。

来源：《科学史上的365天》，略有删改

作者：魏凤文 武轶

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