زندگی خلاقانه گراهامبل

الکساندر گراهام بل، مخترع، دانشمند و معلم آمریکایی اسکاتلندی تبار که اختراع تلفن و اصلاح گرامافون مهمترین دستاوردهایش بود.

مادر الکساندر تقریباً ناشنوا بود و پدرش به ناشنوایان فن بیان آموزش می‌داد، که بر انتخاب شغل بعدی الکساندر به عنوان معلم ناشنوایان تأثیر گذاشت. در 11 سالگی وارد دبیرستان سلطنتی ادینبورگ شد، اما از برنامه درسی اجباری لذت نبرد و در 15 سالگی بدون پایان رساندن دوره ترک تحصیل کرد. در سال 1865 خانواده به لندن نقل مکان کردند. الکساندر در 1868 امتحانات ورودی دانشگاه کالج لندن را گذراند و در آنجا ثبت نام کرد.
بار دیگر و بدلیل مهاجرت خانواده  او تحصیلات خود را کامل نکرد و این بار پس از مرگ برادر کوچکتر و برادر بزرگتر، هر دو به دلیل سل، به کانادا مهاجرت کردند. اما الکساندر به بوستون نقل مکان کرد، جایی که او در مدرسه ناشنوایان بوستون تدریس کرد. او همچنین در مدرسه ناشنوایان نورث همپتون، ماساچوست و در مدرسه ناشنوایان آمریکایی در هارتفورد، کانکتیکات تدریس کرد.

یکی از شاگردان بل، میبل هوبارد، دختر گاردینر گرین هابارد، بنیانگذار مدرسه کلارک بود. میبل در پنج سالگی در اثر یک حمله تقریباً کشنده تب مخملک ناشنوا شده بود. بل ، زمانی که او 15 ساله بود، کار با او را آغاز کرد. علیرغم اختلاف سنی 10 ساله، آنها عاشق یکدیگر شدند و با یکدیگر ازدواج کردند. آنها صاحب چهار فرزند به نام های السی ، ماریان و دو پسر شدند که در دوران نوزادی فوت کردند.

بل در حالی که حرفه معلمی خود را دنبال می کرد، همچنین شروع به تحقیق در مورد روش هایی برای انتقال چندین پیام تلگراف به طور همزمان از طریق یک سیم کرد. تمرکز اصلی در نوآوری تلگراف در آن زمان نهایتا به اختراع تلفن توسط بل منجر شد. در سال 1868 جوزف استرنز سیستم دوبلکس را اختراع کرد، سیستمی که دو پیام را به طور همزمان از طریق یک سیم مخابره می کرد. شرکت وسترن یونیون تلگراف، شرکت مسلط در صنعت، حقوق دوبلکس Stearns را به دست آورد و مخترع مشهور توماس ادیسون را استخدام کرد که تا آنجا که ممکن است روش‌های انتقال چندگانه را ابداع کند تا مانع استفاده رقبا از آنها شود. کار ادیسون در چهارگانه، سیستمی برای ارسال چهار پیام تلگراف همزمان از طریق یک سیم به اوج خود رسید. از آن پس مخترعان به دنبال روش هایی بودند که بتوانند بیش از چهار مورد را ارسال کنند. برخی، از جمله بل و رقیب بزرگ او الیشا گری، طرح هایی را توسعه دادند که می توانست خط تلگراف را به 10 کانال یا بیشتر تقسیم کند. این تلگراف های به اصطلاح هارمونیک از نی یا چنگال های تنظیم استفاده می کردند که به فرکانس های صوتی خاص پاسخ می دادند. آنها در آزمایشگاه به خوبی کار می کردند، اما در سیستم اصلی کارایی لازم را نداشتند و غیر قابل اعتماد بودند.

عده ای از سرمایه گذاران تصمیم گرفتند یک شرکت تلگراف فدرال را برای رقابت با Western Union ایجاد کنند و از طریق عقد قرارداد با اداره پست برای ارسال تلگراف های ارزان قیمت، اقدام کنند. هابارد به عنوان تصمیم گیرنده اصلی سرمایه گذاران در سیستم تلگراف هارمونیک نویدهای زیادی دید و از آزمایشات بل حمایت کرد. بل اما بیشتر به انتقال صدای انسان علاقه داشت. سرانجام، او و هابارد توافق کردند که بل بیشتر وقت خود را به تلگراف هارمونیک اختصاص دهد و در عین حال به توسعه مفهوم تلفن خود نیز ادامه دهد.

طرح ایده تلگراف‌های هارمونیک که آهنگ‌های موسیقی را مخابره می‌کنندباعث شد هدف تعیین شده و علاقه بل در یک راستا قرار گیرد و این یک گام مفهومی کوتاه برای بل و گری برای انتقال صدای انسان بود. بل در 14 فوریه 1876، درست چند ساعت قبل از اینکه گری در مورد روشی مشابه بیانیه ای ارائه کند، حق اختراعی را به ثبت رساند که روش خود را برای انتقال صداها توصیف می کند. در 7 مارس 1876، اداره ثبت اختراعات به بل اعطا شد که گفته می شود یکی از ارزشمندترین پتنت های تاریخ است. به احتمال زیاد هر دو بل و گری به طور مستقل طرح های تلفن خود را به عنوان نتیجه کار خود در تلگراف هارمونیک طراحی کرده اند. با این حال، موضوع اولویت اختراع بین این دو از همان ابتدا بحث برانگیز بوده است.

با وجود داشتن حق ثبت اختراع، بل هنوز ابزار کاملاً کارآمدی نداشت. طی چندین ماه، بل به اصلاح سازکار پروژه خود ادامه داد تا آن را برای نمایشگاه عمومی مناسب کند. در ژوئن او تلفن خود را به داوران نمایشگاه صد ساله فیلادلفیا نشان داد، آزمایشی که امپراتور پدرو دوم برزیل و فیزیکدان مشهور اسکاتلندی سر ویلیام تامسون شاهد آن بودند. در آگوست همان سال، او در حال دریافت اولین تماس از راه دور یک طرفه بود که از برانتفورد به پاریس نزدیک، انتاریو، از طریق سیم تلگراف مخابره شد.

گاردینر هوبارد گروهی را سازماندهی کرد و شرکت تلفن بل را در جولای 1877 برای تجاری سازی تلفن بل تأسیس کرد. بل مشاور فنی شرکت بود تا اینکه در اوایل دهه 1880 علاقه خود را به تلفن از دست داد. اگرچه اختراعش او را مستقلاً ثروتمند کرد، اما با آنکه می توانست با نگهداری سهامش سود ببرد، بیشتر سهام خود را فروخت و در اواسط دهه 1880 که رونق و بهره برداری در صنعت مخابرات تلفن در حال شکل گرفتن بود نقش او در صنعت مخابرات کاملا حاشیه ای بود.

در آن زمان، بل به فناوری ضبط و پخش صدا علاقه زیادی پیدا کرده بود. البته ادیسون گرامافون را در سال 1877 اختراع کرده بود، اما توجه و تمرکز خود را به فناوری های دیگر، به ویژه برق و روشنایی معطوف کرد و دستگاه او که صدا را بر روی یک استوانه چرخان پیچیده شده در فویل ضبط و بازتولید می کرد، دستگاهی غیرقابل اعتماد و دست و پا گیر باقی ماند. در سال 1880، دولت فرانسه به بل جایزه ولتا را که برای موفقیت در علم برق داده شده بود، اعطا کرد. بل از پول جایزه برای راه‌اندازی آزمایشگاه ولتا، موسسه‌ای که به مطالعه ناشنوایی و بهبود زندگی ناشنوایان اختصاص دارد، در واشنگتن دی سی استفاده کرد. در آنجا نیز خود را وقف بهبود گرامافون کرد.
تا سال 1885 بل و همکارانش طراحی مناسبی برای استفاده تجاری داشتند که دارای یک استوانه مقوایی قابل جابجایی بود که با موم معدنی پوشانده شده بود. آنها دستگاه خود را Graphophone نامیدند و برای ثبت اختراع درخواست کردند که در سال 1886 به آنها اعطا شد. این گروه شرکت Volta Graphophone را برای تولید اختراع خود تشکیل دادند. سپس در سال 1887 آنها حق اختراع خود را به شرکت آمریکایی گرافیفون فروختند که بعداً به شرکت فونوگرافی کلمبیا تبدیل شد. بل درآمد حاصل از فروش را برای وقف آزمایشگاه ولتا مصرف کرد.

بل دو پروژه تحقیقاتی قابل توجه دیگر را در آزمایشگاه ولتا انجام داد. در سال 1880 او شروع به تحقیق در مورد استفاده از نور به عنوان وسیله ای برای انتقال صدا کرد. در سال 1873 دانشمند بریتانیایی Willoughby Smith کشف کرد که عنصر سلنیوم، یک نیمه رسانا، مقاومت الکتریکی خود را با شدت نور تابشی تغییر می دهد. بل به دنبال استفاده از این ویژگی برای توسعه فتوفون بود، اختراعی که او اهمیت آن را حداقل برابر با تلفن خود می دانست. او توانست نشان دهد که فوتوفون از نظر فناوری امکان پذیر است، اما به یک محصول تجاری قابل دوام تبدیل نشد. با این وجود، به تحقیق در مورد اثر فتوولتائیک کمک کرد که بعداً در قرن بیستم کاربردهای عملی داشت.

یکی دیگر از کارهای مهم بل، توسعه یک کاوشگر گلوله الکتریکی، نسخه اولیه فلزیاب، برای استفاده جراحی بود. ایده این تلاش تیراندازی به جیمز آ. گارفیلد رئیس جمهور ایالات متحده بود که گلوله ای در پشت رئیس جمهور اصابت کرد و پزشکان نتوانستند آن را در بدن او پیدا کنند. بل میدانست که یک ایده خلاقانه استفاده از تعادل القایی است، که این ایده منجر به محصول جانبی تحقیقات او در مورد لغو تداخل الکتریکی در سیم‌های تلفن هم شد. بل تشخیص داد که یک تعادل القایی که به درستی پیکربندی شده باشد، زمانی که یک جسم فلزی به آن نزدیک می‌شود، صدایی از خود ساطع می‌کند. در پایان ژوئیه، او شروع به جستجو برای گلوله گارفیلد کرد، اما فایده ای نداشت. با وجود مرگ گارفیلد در سپتامبر، بل بعداً با موفقیت این فلزیاب را به گروهی از پزشکان نشان داد. جراحان آن را بعنوان وسیله ای کاربردی پذیرفتند و در طول جنگ بوئر و جنگ جهانی اول به جهت نجات جان انسان ها بهره برداری شد.

در سپتامبر 1885، خانواده بل تعطیلات خود را در نوا اسکوشیا، کانادا گذراندند و بلافاصله عاشق آب و هوا و مناظر طبیعی شدند. سال بعد، بل 50 جریب زمین در نزدیکی روستای باددک در جزیره کیپ برتون خرید و شروع به ساختن ملکی کرد که او آن را Beinn Bhreagh، گیلیک اسکاتلندی برای “کوه زیبا” نامید. این مخترع متولد اسکاتلند از سال 1882 یک شهروند آمریکایی بود، اما ملک کانادایی به محل اقامت تابستانی خانواده و بعداً خانه دائمی تبدیل شد.

بل در دهه 1890 توجه خود را به پروازهای سنگین تر از هوا معطوف کرد و با الهام از تحقیقات دانشمند آمریکایی ساموئل پیرپونت لانگلی، او با اشکال بال ها و طرح های تیغه پروانه آزمایش کرد. او حتی پس از اینکه ویلبر و ارویل رایت اولین پرواز موفق با موتور و کنترل شده را در سال 1903 انجام دادند، به آزمایشات خود ادامه داد و در سال 1907 بل انجمن آزمایش هوایی را تأسیس کرد که پیشرفت چشمگیری در طراحی و کنترل هواپیما داشت و به حرفه خلبان پیشگام گلن هاموند کرتیس کمک کرد. 

بل در طول زندگی خود به دنبال پیشرفت دانش علمی بشر بود. او از مجله ساینس حمایت کرد که بعداً به انتشار رسمی انجمن آمریکایی برای پیشرفت علم تبدیل شد. او پس از پدرشوهرش، گاردینر هوبارد، به عنوان رئیس انجمن نشنال جئوگرافیک رسید. در سال 1903، داماد او، گیلبرت اچ. گروسونور، سردبیر مجله نشنال جئوگرافیک شد و بل گروسونور را تشویق کرد تا از طریق عکس‌های بیشتر و مقالات علمی کمتر، مجله را به یک نشریه محبوب‌تر تبدیل کند. بل در ملک خود در نوا اسکوشیا، جایی که او را به خاک سپردند، درگذشت.