Приехав как-то в Лондон, Белл познакомился там с известным электротехником Чарлзом Уитстоном, о телеграфе и магнитоэлектрической машине которого писали в газетах и журналах.
Старик Уитстон охотно беседовал с молодым Беллом и рассказал ему много интересного из области акустики.
— Вам следует обратить внимание, — сказал Уитстон, — на любопытный факт: известный физик профессор Гельмгольц показал, что электромагнит, воздействуя на камертон, заставляет его звучать так же, как от удара деревянным молоточком. Я уже стар и вряд ли могу довести до конца новую работу. Но, вообще говоря, можно было бы попытаться...
— Построить музыкальный телеграф... — перебил Белл.
— Да. Звуковой телеграф. Электрический ток, проходя через электромагнит, мог бы воздействовать на систему камертонов и таким образом воспроизводить звуки азбуки,
Подбирая различные сочетания одновременно звучащих камертонов, Гельмгольц легко воспроизводил некоторые гласные звуки. Неправда ли, это очень заманчиво?
— Мне кажется, — сказал Белл, — такое устройство было бы очень сложным. Чтобы воспроизвести одну лишь букву, нужно заставить одновременно звучать несколько камертонов. Более простое решение этой задачи появится, когда, мы сможем разгадать механику приема звука человеческим ухом.
Тогда, вероятно, удастся превратить обычный телеграф в говорящий и послать по проволоке человеческую речь.
Уитстон и Белл не знали о важных опытах обращения электричества в звуки, которые проделал в 1860—1863 годах в Гессен-Нассау, близ Гамбурга, преподаватель математики и естествознания Филипп Рейс.
Филипп Рейс родился в старинном городе Гельнгаузене, где его отец был булочником. Рано осиротевшего мальчика отдали в торговое заведение. Но прилавок был ненавистен Филиппу. Его влекла наука. Ей он отдался всецело, когда окончил техническую школу и по счастливой случайности нашел себе место учителя в институте Гариве в Фридрихсдорфе, где он и жил вплоть до преждевременной смерти.
26 октября 1861 года на многолюдном собрании членов физического общества города Франкфурта-на-Майне Рейс демонстрировал удивительный прибор, названный им телефоном. Этот прибор состоял из трех главных частей. Первая — длинный деревянный ящичек, в котором покоились тонкий, как вязальная спица, стальной стерженек и спиралевидная обмотка. Второй частью телефона служил небольшой кубообразный ящик. Он был снабжен перепонкой и укрепленными над нею контактами. К ящику был приделан рупор. Третьей частью была небольшая гальваническая батарея.
Когда Рейс говорил перед раструбом рупора, находившийся внутри ящика воздух заставлял колебаться перепонку. При этом происходило замыкание или размыкание контактов, попеременно включавших и выключавших ток гальванической батареи. Этот прерывистый ток, проходя по спиралевидной обмотке, заставлял в такт перерывам тока колебаться стальной стержень.
Всем находившимся вблизи аппарата удавалось услышать отдельные слова человеческой речи, правда не очень ясно. Но зато прибор довольно отчетливо воспроизводил звуки фортепиано и духовых инструментов.
Белл переехал в Бостон, город наук и искусств. Там он обратился к одному из знакомых врачей по ушным болезням с просьбой предоставить ему возможность изучить слуховой аппарат человека.
Беллу хотелось присутствовать при операциях в области уха. Но врач предложил Беллу изучить ухо человека на трупе. Изучение уха навело Белла на правильное решение занимавшего его вопроса.
То, что мы обычно называем ухом, есть лишь звукопри-нимающая раковина. У некоторых животных этот раструб может даже поворачиваться в разных направлениях. Воздушные звуковые волны входят через ушную раковину внутрь уха и там колеблют особую перегородку—тонкую перепонку. Колебания перепонки передаются внутрь уха через очень сложную систему передач. Дальше нервы передают мозгу ощущение звука.
Колебание перепонки — вот основное воздействие звуковых волн на ухо, сделал вывод Белл.
И если Гельмгольц под действием электромагнита заставлял звучать массивный камертон, то, вероятно, значительно легче заставить колебаться тонкую металлическую пластинку. Нужно устроить «электрическое ухо» и «электрическое горло». Тогда станет возможным говорящий телеграф!
С электрическими апаратами и приборами Белл раньше не имел никакого дела. Он не обладал также необходимыми знаниями в области электричества. Поэтому он жадно набросился на книги. Однако он долго не мог найти в книгах то, что ему нужно было для устройства искусственных «уха» и «горла».
Белл обращался к профессорам Бостонского университета, но никто не мог помочь ему.
— Это, может бытъ, знает только Джозеф Генри! — отвечали ему все, словно сговорившись.
Тогда Белл решил поехать в Вашингтон и повидаться с самим президентом Национальной Академии наук. Знаменитый электрик был уже глубоким стариком. Генри ласково принял молодого ученого. Он указал, в каких книгах можно найти описание интересующих Белла явлений, и рассказал ему о работах Фарадея.
Белл, как на крыльях, летел обратно в Бостон, чтобы поскорее прочитать необходимые книги. Часть из них он поручил просмотреть своему способному помощнику, искусному механику Томасу Ватсону.
В те дни Белл вовсе не думал о телефоне. Он был озабочен только тем, чтобы создать такой слуховой прибор, которым могли бы пользоваться глухонемые. Лабораторией для исследовательских работ служил подвал, который Беллу предоставили родители одного глухонемого ученика его бостонской школы как плату за ученье.
Но вскоре грунтовые воды стали заливать подвал, и Белл перевел свою «лабораторию» на чердак.
В мае 1875 года Белл и Ватсон начали подготовлять приборы, а в июне они произвели свой первый опыт. Белл соединил проводами два одинаковых прибора. Каждый прибор состоял из постоянного магнита и надетой на него обмотки с большим числом витков изолированной проволоки. Над катушкой была укреплена тонкая стальная пластинка, один конец которой закреплялся наглухо, а другой мог свободно колебаться.
Белл и Ватсон долго добивались того, чтобы оба прибора были совершенно одинаковыми. Один из них являлся передатчиком, а другой — приемником.
— Итак, Ватсон,—сказал однажды с некоторой торжественностью Белл, — мы должны еще раз отдать себе отчет в том чего мы добиваемся. Наш опыт основан на открытиях Фарадея. Фарадей указал на то, что пространство вокруг магнита и вокруг проводника, по которому проходит ток, заполнено силовыми линиями. Всякое изменение тока в проводнике вызывает изменение его магнитного силового поля, и наоборот, изменение магнитного силового поля вызывает появление или изменение тока. Это — явление электромагнитной индукции, открытое Фарадеем.
