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美国科学家贝尔发明了什么

时间: 玉玲2 历史事迹

  亚历山大·贝尔是一位美国发明家和企业家。那么你知道他发明了什么吗?一起来看看小编给大家精心准备的资料,欢迎阅读!

  贝尔发明电话

  1892年纽约芝加哥的电话线路开通。电话发明人贝尔第一个试音:“喂,芝加哥”,这一历史性声音被记录下来。

  今天,在不同地点生活的人要直接联系,既不用寄信的方式,也不必亲自赶到对方所在的地方,他们只要通过电话这一工具即可办到。电话这个通讯工具是什么人,在什么时候发明的呢?电话的发明者叫贝尔。他原是苏格兰人,生于1847年。24岁时移居美国,不久加入美国籍。1873年他已是波士顿大学语言生理学的教授。一次,他企图通过一根电报线来同时传递几个信息。他的设想得到了妻子梅布尔.哈伯德与岳父的支持。梅布尔是聋子,以前是贝尔的学生。她父亲较富有,为女婿的科学试验慷慨解囊,提供必要的经济支持。

  贝尔的不少朋友却希望他钻研电报术。但发明家不以为然。他心里唯一惦记的事,就是要完成传递人声的工作。他先试制成“谐和电报”——在一根导线上连接由带电芦苇组成的两个竖琴模样的集合。每根芦苇在导线的那一头都有同频率的对应者。贝尔把两个“竖琴”挂在磁性薄膜上。这薄膜是模仿人耳的一种装置。

  有一天,贝尔的助手托马斯.沃森摆弄夹住了的芦苇,而贝尔却从导线上听到了邻室传来的拨动的弦音。他记下了事实,从而导致进一步试验。试验过程中,贝尔遇到不少困难。但他是个虚心好学的人,因而在向别人求教时,得到过一些著名科学家的指导与帮助,其中有著名的物理学家赫尔姆霍茨、约瑟夫.亨利、爱迪生等。

  1876年3月10日,贝尔通过送话机喊道:“沃森先生,请过来!我有事找你!”在实验室里的沃森助手听到召唤,像发疯一样,跃出实验室,奔向贝尔喊话的寝室去。他一路大叫着:“我听到了贝尔在叫我!我听到了贝尔在叫我!”……这样,人类有了最初的电话,揭开了一页崭新的交往史。1877年,第一份用电话发出的新闻电讯稿被发送到波士顿《世界报》,标志着电话为公众所采用。1878年,贝尔电话公司正式成立。

  拓展:贝尔生平

  天才出世

  贝尔1847年3月3日出生于英国苏格兰的爱丁堡。

  发明神童

  贝尔的父亲是一位嗓音生理学家,并且是矫正说话、教授聋人的专家。

  贝尔的祖父是个慈善家,一直都很同情聋哑的残障者,他常把一些残障的人聚集起来,亲切地教育他们。因此聋子和哑巴,简直视他为救世主一样崇拜着。

  在祖父过世后,他的父亲继承遗志,除了教育聋哑人,还研究说话和发音的方法,希望能对这些不幸的人有所帮助。贝尔就在这种环境下耳濡目染的长大,所以心中一直期望将来对这方面能有所建树。

  有一天,父亲以温和的口吻对贝尔说:「孩子,世界上最痛苦的莫过於瞎子、聋子和哑巴。他们和我们一样是人,可是眼睛不能看,耳朵不能听,嘴巴不能说话。漂亮的衣服,美丽的风景,瞎子看不到;美妙的音乐、有趣的笑话,聋子听不见;我们可以谈笑自若,想到什么就说什么,但是,他们却被剥夺了这种权利。想起来,我们真是太幸福了。因此除了要感谢上帝以外,同时更要尽一己之力,去帮助他们,安慰他们,使他们尽量也能过着正常的生活。孩子,等你长大以后,一定要救救这些不幸的人!」

  贝尔经常听到这样的教诲,所以,他以终生为聋哑者的幸福努力,为最大的职志。

  贝尔有一颗善良的心,和灵活的头脑,从小他就发挥了高度的爱心和敏锐的脑力。

  他家附近有座水磨坊,里头住着一对父子。平常,一些粗重的工作都由年轻人担任。后来年轻人应徵入伍当兵,留下老人独自磨粉来维持生活。碰到水少的时候,水车动不了,老人没办法磨粉,就只好饿肚子。贝尔看了,很同情他,就约了一些小朋友去帮忙。

  碰到缺水的时候,磨粉的工做实在很不轻松,一定要大家一起用力推,才能推动石磨。刚开始,大家觉得好玩,还肯用力帮忙,后来,厌倦了,便纷纷离去,只剩下贝尔一个人,自然就推不动了。

  贝尔回到家里,坐在父亲的书房里苦思:怎样才能轻松地推动石磨呢?经过一个月的研究,他想出了一个好法子。首先,改良臼齿,以减少摩擦力,再利用麦粒的圆形,使双方互相挨着,这样,臼齿的转动就灵活多了。如此,他不仅帮了磨坊主人一个大忙,全村的人也争相仿制,大家都觉的改良过的石磨,真是便利好用。

  於是,才十五岁的贝尔,成了全村人眼中的「发明神童」了。

  学校

  西元一八七三年,在美国波士顿一间名叫「音声生理学校」里,经常聚满了众多的观摩者。

  这是一所很不寻常的学校,专门训练那些因耳聋而无法学习发音说话的孩子,如何使用眼睛去学发音。经过训练的孩子,虽然听不到别人的声音,但是却可以依别人的唇形,而练习说出话来。

  这种学校,在全美国可能也不只有一所,而且办学成效十分辉煌。人人都说:「只要上那所学校,哑巴也会说话。」

  於是,一传十,十传百,不要说是波士顿市内,甚至连很遥远的地方,都有许多因家中有聋哑儿童的父母亲,前来参观。

  贝尔就在这所学校,用「看得见的话」来教导这些孩子们。所谓「看得见的话」,是一种和英文字母类似的符号。

  这种符号有三十个,分别表示出在发音的时候,嘴唇、舌头的位置和呼吸的方法,以及喉咙、下颚的动作等,如果能巧妙的配合起来,就可以用看的来学正确的发音方法了。

  贝尔就是使用这些符号,教聋哑儿童们怎样发音,并且指导他们怎么说得更好。由於他的努力,所以绩效非常好。

  而贝尔怎么会来到波士顿的呢?原来,自从他在爱丁堡的高中毕业后,经由祖父和父亲的指导,接受了充分的语言和说话的教育。在他十六岁的时候,便已是说话学校的老师了。

  他十八岁那年,全家搬到了伦敦,他就在此地开始了聋哑儿童的教育,引起了社会的注目。但是没多久,贝尔和他的哥哥、弟弟,都罹患了肺结核,而他的哥哥和弟弟非常不幸地因此死亡,使得贝尔的父母十分伤心。在医师的建议下,贝尔的父亲便决定找个空气新鲜、气候良好的地方居住。

  於是,他们离开英国,来到了大西洋的对岸─加拿大,在安大略州布朗福特的地方,买了一块地,就定居在那里。而患了肺结核的贝尔,在经过一段时间的疗养后,身体也恢复了健康。

  贝尔的父亲早就因研究音学而闻名世界,所以不久加拿大的女王大学特别聘他为讲师。同时在美国方面也有了邀请,而贝尔的父亲见儿子也学有所成,且青出於蓝,所以就特别推荐了儿子。

  於是,贝尔就此迁居波士顿,开设了音声生理学校,从事聋哑儿童的教育。他的教学分法果然获得了辉煌的成果,不久就被波士顿大学聘为教授,当时,他才二十六岁。贝尔开始了独立自主、自力更生的生活。他研究各种教育聋孩子的实验性方法,并用晚上的时间给成年聋人授课。他全身心地从事聋人教育。虽然他仍然借用父亲的可见语言向一些学生授课,偶尔也给其他教师作示范,但他却在研究自己的方法。“我的感情与同情正一天天地被唤起,”他在给父母的信中写道,“看着这些孩子不得不面对如此巨大的困难,我真为他们心痛。”

  他作出了在当时可谓革命性的创见:他努力地想使他的聋孩子们通过间接的途径理解并融入这个有声世界。他解释振动如何产生声波,声波又如何在有正常听力的人们的耳中产生振动。他让孩子们拿着一只气球,并用嘴唇贴着气球说话,让他们感觉到振动。他通过一根羽毛来展示说话时的呼吸。他把孩子们的手放在自己喉部,让他们感觉到他发出不同声音时声带的振动。就这样,他们学会分辨许多相似的声音,如“普”和“不”,“斯”和“兹”。他使那些一生中从未听到过声音的孩子们相信,他们也能说话,表达自己的心声。他在那些聋孩子的身上取得的巨大的成功,他这位聋人的教师名声远扬,很快传出了波士顿。

  就在这时,贝尔结识了一位富有的律师兼商人加德纳·格林·哈伯德。此人在以后几年中成了他的有力后盾。

  加德纳·格林·哈伯德在新兴的铁路建设、水和煤气的供应事业中发了大财。他是个成功的律师、马萨诸塞州的参议员,是北美洲飞速发展时期典型的商界精英。他的3个孩子中,只有一个叫梅布尔的女孩活过了婴儿期,而她在5岁时却因患猩红热而失去了听觉。她仅能说的几句话是在蹒跚学步时学会的,甚至连这几句也早已变得支离破碎了。哈伯德以他巨大的财富和名望为女儿寻求最好的教育。为她雇了家庭教师,把她送入在德国的特殊学校,甚至为她在家附近开办了一所学校。梅布尔聪颖过人,她学业出色并精于唇读。可是她说话仍很困难。

  1873年,贝尔被聘为波士顿大学演说术学校教授。这是对他在萨拉·富勒的学校中所作出的成就的极大认同与赏识,也是他的关于发声科学讲座留给公众深刻印象的结果。在前往大学拜访他的人中,就有15岁的梅布尔·哈伯德。贝尔同意收她为学生,辅导她学习说话。

  贝尔的教导实现了她和她父母都未曾期望过的愿望。贝尔被任命为演说术学校的教授,哈伯德也选中他作梅布尔的教师,都是因为他发明的聋人教学法独树一帜。

  曾经有过——现在也仍有——两种基本教学方法。一种是采用手语,以手指符号拼出单词来表达意思。手语有许多种,但最常用的是由18世纪法国巴黎的聋人创造的。手语使聋人能相互交流,并能与懂得手语的正常人交流。但是,批评者却认为手语阻碍了不同地域的聋人交流。这正是贝尔的观点。他父亲的可见语言是对手语的一大改进,通过教聋人表达元音与辅音,与有正常听力的人进行交谈将更少受到限制。这种教聋孩子说话的技术被称作“发声法”。

  聋人教师中有的偏好手语,有的偏好发声法。发声法教师们认为,应当让失聪的孩子尽可能像正常人一样生活在这个有声世界中,而且如果他们有正常人的智力,他们就能学会说话。这些教师认为,手语将失聪儿童禁锢在无声的世界中,他们只能作为二等公民而生存。但手语教师却并不这么认为。他们觉得手语可以使学会它的人能更好、更深刻地相互交流,因为仅仅通过发声法来学习会限制学生的词汇量和表达能力。

  还可以从另一个角度来考察这场争论。许多失聪的孩子学会了说话,可是他们的语言听起来很奇怪,似乎显得他们有些弱智。在19世纪,许多人认为:一个孩子与其被视作低能,还不如“沉默寡言”来得好。

  贝尔的教学方法有所改进。他让孩子们懂得声音是怎么来的,同时也提高了学生们的发音质量。但“手语或说话”的争论仍在继续,许多偏向手语的专家仍在为贝尔推广了“发声法”而批评他。

  放弃教授

  有一天,一位仪容整齐的绅士来访:「贝尔先生,我叫汤姆斯‧桑德士,住在塞内姆,是一家公司的董事长,现在有件事想拜托你」。

  我有一个名叫乔治的五岁男孩,他很可怜,一出生就不会讲话。我听说先生从事聋哑教育,昨天特地来参观你上课的情形。

  你真是一位伟大的教育家,我想请你来教导我的孩子,不过把只有五岁的孩子送到这里来,我实在不太忍心。因此,我有一个很自私的请求,能不能请你到塞内姆来?

  在塞内姆,除了我的孩子以外,还有很多的聋哑儿童,那里没有这种学校,如果你能去的话,我们这些父母一定会很感激你。当然啦!住宿的问题,我们会准备好,生活方面也绝对会尊重你,请你接受我这个无里的要求,好吗?」

  桑德士的眼神,充满著天下为子女设想的温柔关爱,贝尔深受感动,所以他深深思索着:「我现在担任波士顿大学教授,是个受人尊敬的地位。如果答应了桑德士的请求,就必须放弃它,那实在是很可惜。可是,眼前面对这位父亲的恳求,我怎么忍心拒绝呢?」

  还有,若我辞去这边的工作,自然会有人来递补,但塞内姆那边却完全没有从事这种工作的人,这样看来,塞内姆比较需要我。」

  想到这里,他断然决定说:「好,我答应你,去塞内姆吧!」

  桑德士真是喜出望外,高兴地握著贝尔的手,一直道谢。

  就这样,贝尔辞去了波士顿大学的教授职位,搬进了塞内姆的桑德士公馆,担任乔治和这镇上其他聋哑儿童的教育工作。虽然,他失去了大学教授的头衔,可是却也省去了不少学校中的行政工作,使他有更多的时间,来从事研究的工作。

  梦想

  有一天,贝尔对桑德士说:「桑德士先生,如果储藏室是空著的,能否借用一下,我想做些消遣的工作。」

  桑德士立刻派人打扫了一个地下室的房间,借给贝尔使用。房间里很外地搬进了铁丝、线圈、电池和药品等,各种物品和工具。

  原来,贝尔注意到当时已经很兴盛的事业─电报,它是借着电线来传导电波。身为音学的研究者,他常常想着「为什么不能借助电波来传播声音呢?」

  这种念头促使他发明以电波传音的构想。他访问一位华盛顿名电报技师,向他提出自己的想法:「以电线传送音波的事可能吗?」

  那位技师呵呵大笑说:「阁下对电气真是门外汉,电线怎能传音呢?稍具有电气知识的人,是不会有这种呆念头的。以後还是多多学习电学吧!才不会闹这种笑话。」

  贝尔听了十分扫兴,但并不因此而断了这种念头。他反而利用时间去接触电气方面的知识,不久,他对电气已经摸得一清二楚了。

  在塞内姆,白天的教育工作很忙,但贝尔仍是精力充沛,每晚一用过晚餐,就迫不及待地跑进了地下室,直到深夜,仍不休息。

  桑德士觉得奇怪,就问他:「贝尔先生,你常常在地下室里忙到深夜,是不是正在研究什么东西呢?」

  「啊!那是我的一个梦想,我研究是否可利用电讯播送音乐。」

  桑德士睁大眼睛,一副难以了解的神情。贝尔就向他解释说:「在英国时,我曾经读过父亲的一篇论文,而联想到一些有趣的事情。後来,又和伦敦大学的霍伊斯顿先生相互研究,他借给我一本德国人赫尔姆霍兹所著的『音的感觉』。书的内容我并不十分了解,但对他利用电磁石打击音叉这件事,却深深留在脑海里。

  我常常在想:是不是可以把这边的曲子用钢琴弹了以後,让它变成电流传送到远处,使那边的钢琴也奏出同样的曲子来。就说它是音乐的通讯吧!但实际操作起来,还是十分困难哩!」

  桑德士很专心地听著,然後问:「那么,你的意思是说,一个钢琴键子拉一条电线,然後接到对方的键子吗?」

  贝尔摇摇头,说:「不,那倒比较简单。不过,那样还是需要几十条的电线,比较不实用。如果能像普通的电讯一样,只用一条电线,就能传送全部的声音就好了。」

  「能那样做吗?用一条铁丝传送各种声音的话,会不会很乱呢?不要说是音乐,光是『格格』的声音,听了就很烦。」

  「虽然把Do音和Mi音一起送出去,但在接受的那边,应该是Do和Mi分别作响的,当然理论上是这样,但实际上做起来就不太容易了。」

  听到这儿,桑德士的眼睛突然一亮,只见他很兴奋地说:「这个构想如果能应用在电讯上,那一定是很了不起的事。」

  「啊!那是什么意思?」这下子反倒是贝尔感到莫名其妙起来。

  「我的意思是说,假定用钢琴的Do键,发出『的的答答』的摩尔斯电码,另外又用Re键,发出别的摩斯电码,Mi键也是这样做。如果照你所说的,把声音用一条铁丝传送出去,那边仍能分辨出Do、Re、Mi各种音阶的话,那么用一条电线,岂不是可以一次就传送好几个摩斯电码了吗?」

  「有道理!如果钢琴的键子有八十八个,那么一次不就可发出八十八种音讯了。」贝尔也惊喜的说着。

  「对,如果使用这种方法,不管有多少的电讯,只须一条铁丝,就可以在极短的时间内发出;这是很重要的发明。贝尔先生,你还是放弃音乐的电讯那种梦想吧!研究这种电讯事业较实际,要是成功了,还能赚大钱呢!

  你看如何呢?研究费用我来负担,人手不足的话,我也可以雇用助手。先生,就请你进行这项伟大的发明吧!」

  一个有眼光的伟大企业家,和胆大心细的发明家,就在这里交换意见,共同携手合作,来完成一项最大的发明。从此,有了桑德士的资助,贝尔更能充分地发挥他的发明才能,为自己的理想而努力。 发明电话 调和电讯的研究

  当时摩尔斯的电讯,渐渐地广被使用,通讯量大为增加,电讯公司因申请的件数太多,无法应付而大伤脑筋。所以,有很多人拼命研究用一条电线同时发出多种通讯的方法,这种方法叫「多重通讯」。

  听了贝尔音乐通讯的构想,立刻想到应用於多重通讯的桑德士,真不愧为头脑灵活的实业家。而像贝尔那样使用高低不同的音所做的多重音讯,称为「调和音讯」。

  当贝尔决定著手於调和电讯的研究时,桑德士不仅提供巨额的实验费用,还雇请一位叫汤玛斯‧奥格士达斯‧华生的电气工人,作为助手,并且腾出了宽敞的屋顶后房作为实验室。

  华生虽然学校还没毕业,但因为曾经自修电气方面的知识,也开过电气店,所以有精巧的手艺,也有丰富的发明才能,受聘之後他也住进桑德士公馆,和贝尔一起进行研究的工作。

  有了能干的助手以后,贝尔的调和电讯研究进展得很惊人。到了一八七四年,已可用一条电线同时发出十到十二种的摩尔斯电讯。

  但是,当发明到那种程度,贝尔便逐渐把住意力转移到另一个方向。随著电气和音讯的深入了解,他抱着比调和音讯更大的理想,那就是─把人的声音直接经由铁丝送到远处──也就是电话的构想。

  「使用於调和电讯的音,是因为它的高度、大小都有一定。而人的声音也是音,只是高度、大小不断地变化,而形成了语言。如果把高度、大小不断变化的音,变为电流再发送,当然是相当的困难,但也绝非不可能的事。…….」

  贝尔把构想告诉华生,并且怂恿他:「传送人的声音的电讯,才是有价值的工作,我们还是把调和电讯搁下来,试试这种研究吧!」

  华生也很感到兴趣,两人便一起开始了电话的研究。

  不久,桑德士知道了这件事,他不太高兴地说:「你们如果对研究太随便的话,我就不再负担实验的费用了。你们说的电话,只不过是玩具而已,根本不实用,还是调和电讯比较有益於人类的发明。再说,现在调和电讯已有了一点眉目,请不要再三心两意,继续工作吧!」

  受到责备的他们,只好再回复到调和电讯的工作。虽然如此,电话的梦想仍留存在贝尔的脑中,他无时不在想:「怎么才能用电线来传送人的声音呢?」

  这实在是一件很困难的事,贝尔怎么想就是不知从何处去着手。

  不死心的贝尔,利用到华盛顿的时候,专程去拜访在斯密蘇尼安协会担任主席的约瑟夫‧亨利,徵询他的意见。亨利很仔细听了贝尔的说明,然後很热诚地说:「贝尔先生,你真是一项了不起的构想,这一定会成为历史上的大发明,好好研究吧!不要半途而废了。」

  「可是,大家都笑我是在作梦,我又没有充分的电气知识,不知道该从何处下手才好?」贝尔忧心的说着。

  「贝尔先生,伟大的发明家是不容易被人了解的,你不要因此而气馁,知识不够可以再充实呀!怕什么,继续努力吧!」

  得到了亨利的鼓励,使贝尔的信心倍增。

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