1844年，莫爾斯在美國(guó)首次進(jìn)行了長(zhǎng)途電報(bào)通訊，在人類通訊史上揭開了新的一頁。然而，電報(bào)傳遞信息首先傳遞的是電碼，然后再需專門人員將電碼譯成語句。能不能發(fā)明一種裝置直接傳遞語音、語句呢？于是，人們又開始探求更便捷的通訊工具。經(jīng)過幾十年的努力，世界上第一臺(tái)電話機(jī)終于問世。這臺(tái)電話機(jī)的發(fā)明人，是一位蘇格蘭青年，名叫亞歷山大·貝爾。

小小發(fā)明家

亞歷山大·貝爾1847年3月3日出生在蘇格蘭的愛丁堡。他的父親和祖父都是著名的聲學(xué)家，他們?cè)诿@啞人中工作過多年，對(duì)人的發(fā)聲機(jī)制、聽覺特點(diǎn)有深入的研究。貝爾的父親還創(chuàng)制過一套利用手勢(shì)、口型交談的“啞語”，給聾啞者帶來很大方便。貝爾生活在這樣的環(huán)境里，從小受到熏陶，對(duì)語音的傳遞有濃厚的興趣。這無疑給他后來發(fā)明電話，播下了種子。

不過貝爾并不是神童。許多發(fā)明家幼年時(shí)都并非聰明過人，他們的成功在于一生的勤奮。貝爾雖然在聲學(xué)上算個(gè)小內(nèi)行，并且可以熟練地翻譯出聾啞伙伴的“啞語”，但其他功課卻總是跟不上；他的淘氣、貪玩更是全校聞名，他的書包里經(jīng)常裝著供他解剖玩的麻雀、青蛙之類的小動(dòng)物。有一次，老師在臺(tái)上講《圣經(jīng)》，貝爾逮的老鼠從書包里鉆了出來，在教室里亂竄，引得大家哄堂大笑，亂成一團(tuán)，把老師氣得直哆嗦。

貝爾后來被祖父接到倫敦，由這位語音專家直接管教。這是一個(gè)頗有個(gè)性的倔老頭，他很疼愛孫子，但要求非常嚴(yán)，教起書來就像一頭獅子，那一臉花白的胡子，常使貝爾望而生畏。

不過貝爾很喜歡他，因?yàn)樽娓钢R(shí)淵博，簡(jiǎn)直是一部百科全書。貝爾同他一起生活了一年，學(xué)到了不少東西。貝爾后來曾回憶說：“祖父使我意識(shí)到，對(duì)于每個(gè)學(xué)生都該懂的普通課，我卻不知道。我時(shí)常為這種無知而羞愧。他在我心頭喚起了努力奮斗去克服學(xué)識(shí)淺薄的雄心。”正是這種雄心，激發(fā)貝爾踏上了探求科學(xué)真理的道路。

貝爾從倫敦回到故鄉(xiāng)，興趣發(fā)生了轉(zhuǎn)移，他一面努力學(xué)好功課，一面開始對(duì)發(fā)明創(chuàng)造表現(xiàn)出巨大熱情。

他家附近有一座老式水車磨坊，由一個(gè)青年操作。后來小伙子當(dāng)兵去了，剩下一個(gè)孤苦無靠的老人以磨面為生。磨盤是靠水力推動(dòng)的，水量大時(shí)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，水量小時(shí)磨盤停轉(zhuǎn)，要靠人力來推。每逢水量減小的季節(jié)，老人只好停業(yè)，靠平時(shí)節(jié)余，勉強(qiáng)打發(fā)日子。貝爾對(duì)他很同情，約來一群少年伙伴幫忙。大家你推我拉，開始都覺得好玩，但幾天后就生厭了。最后只剩下貝爾一個(gè)人了，他使出吃奶的力氣，也難以推動(dòng)石磨。

貝爾回家以后，總是放不下水磨的事。“我為什么不能設(shè)計(jì)出一盤比較輕巧的水磨呢？”為了設(shè)計(jì)新水磨，他每天鉆在父親的書房里，翻閱各種資料，埋頭設(shè)計(jì)圖紙，反復(fù)地琢磨。一個(gè)多月后，他居然設(shè)計(jì)了一幅改良水車的圖紙。幾位工匠師傅看了方案，大為贊賞。圖畫得并不漂亮，但原理很巧妙。照?qǐng)D改制后，水車的摩擦大大減小，連孩子都可推動(dòng)。消息傳出，鄰近村鎮(zhèn)都趕來仿制。貝爾這時(shí)只有十五六歲，一時(shí)成為同伴心目中的英雄。

貝爾成了小發(fā)明家以后，一些對(duì)科學(xué)有興趣的小伙伴便經(jīng)常圍著他轉(zhuǎn)。在大家的推舉下，貝爾把小伙伴組織起來，成立了“少年科技協(xié)會(huì)”，還訂了會(huì)章，要求每個(gè)會(huì)員擔(dān)任一個(gè)科目，每周演講一次，發(fā)表各自的研究成績(jī)。貝爾擔(dān)任的是語音學(xué)兼生物解剖學(xué)講演。講演廳即設(shè)在他父親書房頂上的閣樓里。這一群少年學(xué)者經(jīng)常活動(dòng)，增長(zhǎng)了很多知識(shí)，也鬧了不少笑話。

有一次，一名會(huì)員在路旁發(fā)現(xiàn)一頭死了的小豬，心想大家平日研究的不外青蛙、甲蟲之類，這次若用豬做實(shí)驗(yàn)，一定更有趣味，于是將死豬一直拖到小閣樓上。貝爾見到小豬如獲至寶，當(dāng)著全體會(huì)員開始演講起來。待把豬的生理特點(diǎn)講完以后，貝爾即動(dòng)手解剖。不料豬死多日，內(nèi)臟已經(jīng)腐敗，頓時(shí)臭氣沖出，滿屋會(huì)員一個(gè)個(gè)捂著鼻子逃之夭夭。貝爾卻面不改色，一個(gè)人堅(jiān)持把豬解剖完畢。

專注語音學(xué)

1864年，貝爾17歲時(shí)進(jìn)了蘇格蘭的愛丁堡大學(xué)，這所大學(xué)是英國(guó)北部的重要學(xué)府，有不少著名的學(xué)者曾在這里讀過書，比如麥克斯韋和達(dá)爾文等人。

貝爾在父親和祖父的影響下，選擇了語音學(xué)作為自己的專業(yè)，他想以此解決聾啞人的痛苦。

這項(xiàng)研究最終導(dǎo)致了電話的發(fā)明，這是貝爾當(dāng)初不曾料想到的。

在愛丁堡大學(xué)，貝爾系統(tǒng)地分析和研究了人的語言、人的發(fā)聲機(jī)理和聲波振動(dòng)原理之類的專門知識(shí)。語音學(xué)是一門很復(fù)雜的學(xué)問，直到20世紀(jì)上半葉才有成熟的理論。貝爾把理論和父輩的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來，進(jìn)步很快。

1867年，貝爾20歲時(shí)，從愛丁堡大學(xué)畢業(yè)。為了繼續(xù)深造，他又進(jìn)了倫敦大學(xué)，仍然攻讀語音學(xué)。

這時(shí)，貝爾家出了不幸的事，他的兩個(gè)兄弟相繼害肺病夭折。那時(shí)肺病在英三島猖獗，幾乎像今天的癌癥一樣可怕。貝爾的父親連失兩子，心有余悸。他把病因歸咎于英國(guó)氣候陰冷、潮濕，決定離開故土，于是帶著貝爾和全家遠(yuǎn)渡重洋，遷移到加拿大。

年輕的貝爾到加拿大后，繼續(xù)研究語音學(xué)，并在一所中學(xué)兼教語言課。他才華出類拔萃，1869年，22歲時(shí)被聘為美國(guó)波士頓大學(xué)的語音教授。這時(shí)，貝爾的父親已成為北美聞名的語言學(xué)專家，經(jīng)常應(yīng)邀到各地演講。貝爾少年時(shí)即有過演說鍛煉，他的專業(yè)知識(shí)也日漸成熟。每次相隨，他演講起來并不比父親遜色，很受聽眾歡迎。貝爾父子的名聲很快就傳遍大西洋西岸。后來，父子倆在波士頓開辦一所聾啞學(xué)校，教習(xí)聾啞人克服語障，并研究試驗(yàn)助聽器械。

俗話說，根深葉茂。貝爾自幼對(duì)人類的通信交往就有濃厚的興趣，后又進(jìn)行多年專門研究，在聲學(xué)知識(shí)上做了充分的準(zhǔn)備。當(dāng)時(shí)試圖發(fā)明電話的人很多，后來惟獨(dú)貝爾獲得成功，這不是偶然的，是他多年知識(shí)儲(chǔ)備的必然結(jié)果。

當(dāng)時(shí)莫爾斯發(fā)明的電報(bào)已廣泛應(yīng)用，成為一種新興的通信工具。不過電報(bào)只能傳遞電碼，局限性大。能不能發(fā)展一步，用電直接傳遞人的語音呢？這個(gè)問題引起了許多發(fā)明家、科學(xué)家的冥思苦想。但人們進(jìn)行了20多年的探索都未成功，這是因?yàn)橹苯觽鬟f語音難度要大得多。

人的語音是聲波的振動(dòng)，它如何從導(dǎo)線上傳送呢？幾年來，貝爾也被這個(gè)奇妙的問題深深地激動(dòng)著。聲學(xué)本是他的專業(yè)，他家從祖輩起，就把人類語音傳遞當(dāng)作己任。對(duì)貝爾來說，發(fā)明電話，不只是美好的理想，也是一種義不容辭的使命，他終于挑起了這副擔(dān)子。

偉大的設(shè)想

貝爾最后定居美國(guó)。貝爾想：“既然電流可使音叉振動(dòng)，為什么人的聲音或音叉的振動(dòng)，不能使電流獲得相應(yīng)音波而來傳遞聲音呢？”

有一天，一次偶然的實(shí)驗(yàn)啟發(fā)了他。

貝爾正研究一種為耳聾者用的“可視語言。”按他的設(shè)想，是在紙上復(fù)制人語聲波的振動(dòng)，以使耳聾者能從波形曲線看出“話”來。由于曲線識(shí)別并不容易，這個(gè)設(shè)計(jì)最終沒有實(shí)現(xiàn)。

但貝爾在實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻意外地發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：當(dāng)電流導(dǎo)通和截止時(shí)，螺旋線圈會(huì)發(fā)出噪聲，就像發(fā)送莫爾斯電碼的“嘀、嗒”聲一樣。

這個(gè)細(xì)節(jié)一般人是不會(huì)留意的，貝爾卻是有心人。他重復(fù)幾次，結(jié)果都一樣。貝爾茅塞頓開，一個(gè)大膽的設(shè)想在他腦海中出現(xiàn)：“在講話時(shí)如果我能使電流強(qiáng)度的變化模擬聲波的變化，那么用電傳送語音不就能實(shí)現(xiàn)了嗎？”這個(gè)思想后來成了貝爾設(shè)計(jì)電話的理論基礎(chǔ)。貝爾的發(fā)現(xiàn)看起來是偶然的巧遇，其實(shí)是長(zhǎng)期醞釀的結(jié)果。

貝爾興致勃勃地把自己的想法告訴了幾位電學(xué)界人士，他很有信心地說：“我相信這是可以辦到的，我一定要找出辦法來！”可是聽者卻不以為然，有的一笑置之，有的聳聳肩膀。一位頗具資格，但看上去十分自負(fù)的先生告訴他：“產(chǎn)生此種設(shè)想，實(shí)在是缺乏電學(xué)常識(shí)。只要讀兩本普通的《電學(xué)入門》，導(dǎo)線傳遞音波的狂想自會(huì)消失。”

貝爾碰了釘子，并未泄氣。他決定去求教約瑟夫·亨利——當(dāng)時(shí)的一位大物理學(xué)家。于是，貝爾動(dòng)身前往華盛頓。

亨利是電學(xué)史上一位杰出的人物，他曾經(jīng)同法拉第各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。事實(shí)上，他的發(fā)現(xiàn)比法拉第還要早些，只是沒有第一個(gè)發(fā)表罷了。他還發(fā)明了擺動(dòng)式電動(dòng)機(jī)、繼電器，莫爾斯的電報(bào)機(jī)就是根據(jù)他提出的原理發(fā)明的。亨利為人謙遜，不重名利。他一生中有很多發(fā)明，卻不愿申請(qǐng)專利，許多本來應(yīng)該由他享有的榮譽(yù)他都讓給別人了。在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，歐洲和美國(guó)人都不太了解他。后來人們才發(fā)現(xiàn)他的偉大不在法拉第之下。為了紀(jì)念他的卓越貢獻(xiàn)，1893年在美國(guó)芝加哥舉行的國(guó)際電學(xué)家會(huì)議上，決定在實(shí)用單位制中，用他的名字“亨利”作為電感單位。亨利晚年擔(dān)任美國(guó)史密森學(xué)會(huì)首任會(huì)長(zhǎng)，威望很高。貝爾拜望他的時(shí)候，他已經(jīng)73歲了。

那是1873年3月的一天午后，天下著微雨。一個(gè)頭戴禮帽，身穿黑風(fēng)衣的高個(gè)子青年來到亨利的寓所，他就是剛下火車的貝爾。老科學(xué)家此時(shí)正在午睡，貝爾不愿打擾他，就站在細(xì)雨中靜靜地等候。兩小時(shí)后，老人醒來時(shí)，貝爾的風(fēng)衣已經(jīng)濕透了。這位科學(xué)界的老前輩從未見過貝爾，但對(duì)貝爾一家及其成功的聾啞教學(xué)方法是久有所聞的。老人很客氣地接待了年輕的來訪者。

貝爾陳述了他的發(fā)現(xiàn)，并詳細(xì)解釋了用電傳送語音的設(shè)想，他的兩眼因興奮而閃閃發(fā)光。約瑟夫·亨利很快被年輕人的熱忱所感動(dòng)。貝爾講完后，懷著微微緊張的心情問道：“先生，您看我該怎么辦？是發(fā)表我的設(shè)想，讓別人去做，還是我自己應(yīng)該努力去實(shí)現(xiàn)呢？”

“您有了一項(xiàng)了不起的發(fā)明設(shè)想，貝爾，”亨利慈愛地答道，“干吧。”

“可是，先生，有許多制作方面的困難，而且我不懂電學(xué)。”

“掌握它！”這位大科學(xué)家斬釘截鐵地說。

這句話對(duì)青年發(fā)明家產(chǎn)生了很大的影響。許多年后貝爾寫道：“沒有這三個(gè)令人鼓舞的大字，我是決計(jì)發(fā)明不了電話的。”對(duì)約瑟夫·亨利的鼓勵(lì)，貝爾是終生難忘的。

貝爾所說的確是肺腑之言。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展像一場(chǎng)接力跑。科技史上曾有許多像亨利這樣胸懷大略的老將，為后來者開辟了道路。法拉第得益于戴維，刻卜勒接受了第谷的珍貴天文學(xué)遺產(chǎn)，達(dá)爾文獲得其師亨斯羅的指導(dǎo)，都是科學(xué)上老一輩大師關(guān)懷新秀的佳例。

夢(mèng)想成真

貝爾回到波士頓，悉心學(xué)起電學(xué)來，把他的業(yè)余時(shí)間全部用在電的研究上了。貝爾這時(shí)剛26歲，精力旺盛，經(jīng)過刻苦用功，再加上搞聾啞教學(xué)實(shí)驗(yàn)接觸過電磁器械，所以沒過多久，學(xué)習(xí)就過關(guān)了。

1873年初夏，貝爾辭去波士頓大學(xué)聲學(xué)教授的職務(wù)，正式搞起實(shí)驗(yàn)來。他試圖將電學(xué)和聲學(xué)熔鑄于一爐（后來的電聲理論即由此發(fā)端），萬事皆備，尚需一名得力助手。在一次偶然的機(jī)會(huì)中，貝爾遇到一個(gè)年輕的電工技師，兩人一見如故，那位技師名叫沃特森，只有18歲。他對(duì)貝爾的理想堅(jiān)信不疑，表示一定盡全力相助。沃特森后來履行諾言，始終不渝，成為貝爾終身戰(zhàn)友。

貝爾在近郊公寓的宿舍成了他們的實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)這間灰塵滿地、擁擠悶熱的小屋，兼作兩人的臥室。兩位發(fā)明家埋頭其中，一邊研究電聲轉(zhuǎn)換原理，一邊設(shè)計(jì)實(shí)用的機(jī)械。貝爾一有一種新的構(gòu)思，沃特森立即從事制造。貝爾研制的電話是史無前例的東西，沒有任何實(shí)物可憑，只能反復(fù)嘗試，從失敗中積累經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)貝爾在半夜偶有所得，立即翻身起來畫圖，沃特森馬上照?qǐng)D施工。

日復(fù)一日，兩年過去了。究竟他們?cè)囘^多少方案，有過多少失敗，已無從統(tǒng)計(jì)，最后才制成兩臺(tái)粗糙的樣機(jī)。貝爾的設(shè)計(jì)是這樣的：在一個(gè)圓筒底部鋪一張薄膜，膜中央垂直連接一炭桿，插入硫酸液里，人講話時(shí)薄膜振動(dòng)，桿與硫酸接觸處的電阻發(fā)生變化，電流隨之有強(qiáng)有弱，接收處利用電磁原理，再將電訊號(hào)復(fù)原為聲音。這就實(shí)現(xiàn)了用電傳遞聲波的實(shí)驗(yàn)。

為了驗(yàn)證機(jī)器的效果，他們把導(dǎo)線從住處架到公寓的另一端。試驗(yàn)開始，貝爾和沃特森對(duì)著自己的裝置大聲疾呼，可是，各自聽到的聲音不是穿壁而來，就是越頂而過，機(jī)器像聾啞人一樣毫無反應(yīng)。他們一連試了好幾天，好心的鄰居們默默地忍受著他們毫無結(jié)果的大喊大叫。直到發(fā)明家嗓子都喊啞了，通話還是沒有成功。

兩位朋友沮喪已極。兩年來，他們犧牲了所有的休息和娛樂，耗盡心血，造出來的電話竟是不爭(zhēng)氣的“啞巴”！

為什么會(huì)失敗呢？貝爾苦苦思索著。是設(shè)計(jì)不對(duì)么？制作有誤么？用電傳遞語音本身果真不可能嗎？

夜幕降臨了，望著滿天的星斗，貝爾眼前浮現(xiàn)出亨利親切的面容。他仿佛又聽到老科學(xué)家堅(jiān)定的聲音：“貝爾，你有了一項(xiàng)了不起的發(fā)明設(shè)想！干吧！”

正在貝爾鎖眉沉思時(shí)，忽聽到沃特森的背將串聯(lián)在電話線路中的電池碰到了地上的聲音，他的心頭猛地一震：“是不是由于電路中的電流太弱，負(fù)載太小而導(dǎo)致電話成為啞巴呢？”貝爾將這一新的想法一講，沃特森顧不得準(zhǔn)備晚飯，便又迅速投入到新的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中去了。

為了得到更大的電流，他們花了兩天的時(shí)間制作了一種新的“送話器”代替了原來的裝置。

但經(jīng)過試驗(yàn)，效果仍不理想，在“受話器”一邊只有微弱的“口茲口茲”聲，不知是聲音微弱難辨，還是線路本身存在的干擾聲。

又是一個(gè)繁星滿天的夜晚，貝爾又一次陷入了沉思。

“先生，您聽！”沃特森在背后呼喚著，貝爾轉(zhuǎn)過頭，困惑地望著助手。沃特森用手指著窗外，神色驚喜地重復(fù)道：“先生，您聽！”

窗外，隱隱傳來一陣“吉他”的曲調(diào)，那叮叮咚咚的音響，像山泉般在夜空里蕩漾。貝爾側(cè)耳凝神，聽著，聽著，豁然醒悟。他跳起來朝青年技師猛擊一拳：“有啦！有啦！沃特森，你真行呀！”

原來，他們的送、受話器靈敏度太低，所以聲音微弱，難以辨別，吉他的共鳴啟發(fā)了聰明的年輕人。貝爾馬上設(shè)計(jì)了一個(gè)助音箱的草圖。他們急盼成功，一時(shí)找不到材料，就把床板拆了下來。兩人一齊動(dòng)手，連夜趕制。待木箱做好，發(fā)明家一連兩天兩夜沒有合眼，到第三天傍晚，終于改裝竣工。當(dāng)時(shí)正值夏令，天氣炎熱，貝爾和沃特森渾身汗水淋淋，臉上卻顯露著興奮之色。兩人心里都感覺到：成敗在此一舉！

他們架好了導(dǎo)線。貝爾在實(shí)驗(yàn)室里，將門緊閉，沃特森在隔著幾個(gè)房間的另一端，把受話器緊貼耳際。準(zhǔn)備就緒，貝爾對(duì)著送話器呼喚起來：“聽見了嗎？沃特森。”

沃特森屏聲靜息地聽著，受話器里的聲音開始細(xì)如游絲，旋即清晰嘹亮。沃特森喜不自禁，急呼貝爾的名字：“貝爾！我聽見了！聽見了！”這時(shí)，兩人欣喜若狂，互相大喊起來。