愛迪生(15)_學達書庫

一五

　　為了實現這一點，曾提出要架設一條專門電報線路，線路要架設在與鐵路平行的電杆上，高度要有車廂那麼高，提出要在一節或幾節車廂頂上敷設一個徹底與收報機和線圈繞組連接在一起的絕緣金屬帶；通過車輪和鋼軌來接地。發報機電路是由電池組、電鍵、蜂音器和收發轉換開關組成。這些裝置都安裝在各個車站。車廂頂上的金屬帶和電報線路間的距離是30～50英尺，信號的傳遞是靠相互感應作用跳過這個距離的。脈衝是按莫爾斯電碼長短不同的音樂般的蜂音傳發的。這種電報機由於經常在接收消息時伴有「蝸蝸」的雜音而叫做「蝸蝸電報機」。

　　1885年11月26日，愛迪生遞交了兩份登記這一電報機系統的申請，而後來也發給了兩份專利特許證：1892年11月22日發給的專利特許證號碼是第486634號；1891年12月29日發給的專利特許證號碼是第465971號。值得指出的是，愛迪生是最早指出向上引出的極板的優點的人之一。例如，專利特許證中指出：「我發明了一種新的和有效地用向上引出極板或裝置以改進電力傳送信號的方法。我發現，如果安裝的高度能足以克服地面曲率並把地面吸收縮小到最少最低限度，那麼相距很遠的兩個地點間就是沒有電線，也能通過感應來收發電報或信號。這項發明可以用於在沒有敷設水底電纜的水域上通報，或用於大海上的船隻相互進行聯絡，或用於正在航行的船隻和各沿岸點間相互進行聯絡。

　　這項發明也可以被用於地面上相距很遠的地點間的相互聯繫，但是為此就必須提高安裝高度，以便把建築物、樹和地面本身的凸出地段對感應的吸收效應縮小到最低限度。在海拔100英尺的海面上，我能夠建立遠距離聯繫，所以如果現有的桅杆能達到這樣的高度的話，那麼兩個海船間就可以保持遠距離聯繫，而利用中間船隻來轉發就可以進行穿過海洋的遠距離聯繫。」這項發明於1904年被馬爾科尼公司買去了，看來是為了掌握住使用這一系統的權利，因為這一系統在無線電發展的初期能與無線電報進行競爭。但馬爾科尼公司從來也沒有實際採用這一系統。愛迪生和吉利蘭試驗了這一系統，而且試驗成功了。

　　愛迪生在靜電基礎上詳細研究了傳送遠達3英里的這種系統的變體：在門羅園，這樣「空間電報」有效距離是580英尺。這一系統的變體是由起電盤和感應線圈向固定在桅杆尖上的金屬板放電的裝置組成。這一金屬板的靜電荷可以使距離很遠的桅杆上出現同樣的電荷，因此受話器裡就收聽到「哢嚓哢嚓」的聲音。許多年後，愛迪生感到驚訝的是，他當時怎麼很少注意自己這一個不用電線傳送電報的系統，儘管這個系統當時已是靠電波來傳遞電報的無線電的鼻祖了。但如從對愛迪生系統的描述中看到的那樣，該系統是通過感應進行工作的，而不是應用電波進行工作的。

　　六

　　除了在電報技術方面的研究工作外，愛迪生還對電話作了許多試驗和研究。他在這方面的研究也獲得了巨大成就。電話技術採用了愛迪生所親自研製成功的炭精送話器，這是愛迪生為把電話改進成為通話清晰的通訊裝置而頑強尋找的圓滿結果。托·阿·愛迪生對電話技術作了大量研究，而這些研究的過程對我們是大有教益的。

　　愛迪生在對四工通報加緊研究時期，就已對用電通過電線傳送聲音的問題感興趣。他在這方面研究的最初目的，是要採用有聲的電報傳送。當時還沒有提出遠距離傳送語句清晰的說話聲或音樂的任務。數量有限的聲音的組合，當時已能保證用莫爾斯電碼進行信號的遠距離傳送；甚至這一原理也可能幫助找到一些同時進行多種收發報的新方法。愛迪生根據當時電報技術所已具備的條件，在1875年初就設計出了「音叉電報」。據愛迪生說，這一系統工作性能很好。傳送一個「點」，就要接連響兩聲，而傳送一個「劃」，就要中間稍有停頓地響兩聲。在使用兩個獨立音叉（即一個用來發出「點」的信號，另一個用來發出「劃」的信號）時，就會得到更好的效果，在這種情況下，音叉就應當在音調的高低方面有所不同。

　　在這一系統中，就可以清楚地看到磁性電話接收機（電話當時還未發明）的工作原理。在1875年，「西部聯合電話電報公司」總裁威廉·奧頓要愛迪生注意德國發明家菲利普·賴斯的研究工作，因為賴斯的電話在1862年就得到詳細描述，換句話說，提出了用電方法進行聲音的遠距離傳送問題。賴斯電話在當時引起了許多爭論：它是否能用於傳送語句清晰的說話聲呢？無庸置疑，它還不能實現這種職能；然而作為賴斯裝置基礎的原理使人很感興趣，並在後來電話的設計中得到了應用。賴斯沒有使自己已經改進的電話達到遠距離傳送清晰語句的目的，但卻為電話技術奠定了基礎。愛迪生在1875年末開始研究遠距離傳送人的說話聲問題，認為這種電力通訊方法具有重要的獨創意義，除此以外，它也能在電報技術已獲得牢固地位的某些方面被採用。

　　愛迪生自己就在1879年以前進行的電話技術方面的各項研究工作情況，寫了一份綜合報告。發表在普列斯考特的關於電報術的產生和發展的專題著作中。愛迪生就由試圖用聲音傳遞電報的研究直接走向製造遠距離傳送言語和音樂的裝置系統的研究工作。愛迪生在初次試圖製造會講話的電話機時，就利用了賴斯的送話器和他本人以前所使用過的一種諧振接收機。其主要目的是傳送清晰的言語，為此，就要使賴斯系統變得更加靈敏，而首先是應當提高送話器的靈敏度。

　　換言之，應當把那種在聲振動影響下發生明顯變化的電阻，接入電話的送話器的電路中。所以愛迪生開始試驗，怎樣可以提高接入的電阻的靈敏度，例如在賴斯送話器中，在薄膜上的針尖和鉑片間放上幾滴水能否起作用。開始時徹底失敗了：水被分解了，電路中的電阻因受聲音振動的作用所發生的不但沒有加大，反而更壞了，造成嚴重失真。當在針尖上套上一個小環，而又在針尖和小環中間的薄膜上放一滴水和浸透各種溶液的海綿，以及紙或氈的時候，也沒有獲得良好結果。

　　愛迪生早在1873年就製成了一種變阻器，它是利用筒裡裝的一些在受到壓縮時便要改變其阻抗的粉狀炭、石墨和其他一些材料的屬性製成。所以愛迪生在1876年初，對電話的送話器的試驗中就已開始注意研究固體物質了。愛迪生在第一次使用石墨和阿肯色河的白石頭製成的薄膜時清晰地傳送了幾句話。但就是在這次試驗中，也沒有取得完全滿意的效果。非金屬導體的電阻，在膜片振動影響下所發生的變化還不夠大。愛迪生進行了重要的改進：他把這一電阻接入到感應線圈的原繞組中去。

　　這時，副繞組就顯出往線路中傳送的電流強度振動特別明顯的現象。由此，送話器的靈敏度和接收的音量都提高了，接收距離也增大了。愛迪生利用從煤油燃燒時得到的燈煙（經過壓制）作材料，製成送話器中的炭質電阻。與愛迪生同時研究改進電話機的還有已獲得真正成就的其他許多發明家和科學家。在這裡應當提及埃·別爾利維爾的研究工作，因為他也製造了一個改善了電話傳送的炭精送話器。這種送話器是利用各接觸點不嚴的電阻變化原理來工作的。愛迪生在自己的試驗工作中沒有應用這一原理。

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