Грехем Белл народився в шотландському місті Единбурзі в 1847 році. Багато років він був учителем у школах для глухонімих. Його батько був відомий в Шотландії як винахідник особливої ??системи навчання глухонімих, і Белл довго викладав за цією системою. Обертаючись серед людей, що не мають слуху та позбавлених здатності говорити, Белл поставив собі за мету вивчити фізіологічну сторону звукових явищ і спробувати знайти засіб повернути слух і мову людям,, таким, що втратив їх. У зв'язку з цим Белл багато займався акустикою, тим відділом фізики, в якому вивчається природа звуку і його механіка.

Приїхавши якось до Лондона, Белл познайомився там з відомим електротехніком Чарлзом Уїтстона, про телеграфі і магнітоелектричної машині якого писали в газетах і журналах.

Старий Уїтстона охоче розмовляв з молодим Беллом і розповів йому багато цікавого з області акустики.

– Вам слід звернути увагу, – сказав Уїтстона, – на цікавий факт: відомий фізик професор Гельмгольц показав, що електромагніт, впливаючи на камертон, змушує його звучати так само, як від удару дерев'яним молоточком. Я вже старий і навряд чи можу довести до кінця нову роботу. Але, взагалі кажучи, можна було б спробувати …

– Побудувати музичний телеграф … – Перебив Белл.

– Так. Звуковий телеграф. Електричний струм, проходячи через електромагніт, міг би впливати на систему камертонів і таким чином відтворювати звуки азбуки,

Підбираючи різні поєднання одночасно звучать камертонів, Гельмгольц легко відтворював деякі голосні звуки. Чи неправда, це дуже заманливо?

– Мені здається, – сказав Белл, – такий пристрій було б дуже складним. Щоб відтворити одну лише букву, потрібно змусити одночасно звучати дещо камертонів. Більш просте рішення цього завдання з'явиться, коли, ми зможемо розгадати механіку прийому звуку людським вухом.

Тоді, ймовірно, вдасться перетворити звичайний телеграф в провіщає і надіслати на дроті людську мову.

Уїтстона і Белл не знали про важливі дослідах звернення електрики в звуки, які зробив у 1860-1863 роках у Гессен-Нассау, поблизу Гамбурга, викладач математики і природознавства Філіп Рейс.

Філіп Рейс народився у старовинному місті Гельнгаузене, де його батько був булочником. Рано осиротілого хлопчика віддали в торговельний заклад. Але прилавок був ненависний Філіппу. Його вабила наука. Їй він віддався цілком, коли закінчив технічну школу і завдяки щасливому випадку знайшов собі місце вчителя в інституті Гаріве в Фрідріхсдорф, де він і жив аж до передчасної смерті.

 

26 жовтня 1861 на велелюдному зібранні членів фізичного товариства міста Франкфурта-на-Майні Рейс демонстрував дивовижний прилад, названий їм телефоном. Цей прилад складався з трьох головних частин. Перша – довгий дерев'яний ящичок, в якому спочивали тонкий, як в'язальний спиця, сталевий стерженек і спіралеподібна обмотка. Другою частиною телефону служив невеликий кубообразний скриньку. Він був забезпечений перетинкою і укріпленими над нею контактами. До ящика був прироблений рупор. Третьою частиною була невелика гальванічна батарея.

Коли Рейс говорив перед розтрубом рупора, що знаходився всередині ящика повітря змушував коливатися перетинку. При цьому відбувалося замикання або розмикання контактів, поперемінно вмикали й вимикали струм гальванічної батареї. Цей переривчастий струм, проходячи по спіралевидної обмотці, змушував в такт перервам струму коливатися сталевий стрижень.

Усім, хто перебував поблизу апарату вдавалося почути окремі слова людської мови, правда не дуже ясно. Але зате прилад досить чітко відтворював звуки фортепіано і духових інструментів.

Белл переїхав до Бостона, місто наук і мистецтв. Там він звернувся до одного із знайомих лікарів по вушних хвороб з проханням надати йому можливість вивчити слуховий апарат людини.

Беллу хотілося бути присутнім при операціях в області вуха. Але лікар запропонував Беллу вивчити вухо людини на трупі. Вивчення вуха навело Белла на правильне рішення займав його питання.

Те, що ми зазвичай називаємо вухом, є лише звукопрі умові оплати раковина. У деяких тварин цей розтруб може навіть повертатися в різних напрямках. Повітряні звукові хвилі входять через вушну раковину всередину вуха і там коливають особливу перегородку-тонку перетинку. Коливання перетинки передаються всередину вуха через дуже складну систему передач. Далі нерви передають мозку відчуття звуку.

Коливання перетинки – ось основний вплив звукових хвиль на вухо, зробив висновок Белл.

І якщо Гельмгольц під дією електромагніта змушував звучати масивний камертон, то, ймовірно, значно легше змусити коливатися тонку металеву пластинку. Потрібно влаштувати «електричне вухо »і« електричне горло ». Тоді стане можливим провіщає телеграф!

З електричними апаратами та приладами Белл раніше не мав ніякого діла. Він не володів також необхідними знаннями в області електрики. Тому він жадібно накинувся на книжки. Однак він довго не міг знайти в книгах те, що йому потрібно було для пристрою штучних «вуха» і «горла».

Белл звертався до професорів Бостонського університету, але ніхто не міг допомогти йому.

– Це, може побут, знає тільки Джозеф Генрі! – Відповідали йому все, немов змовившись.

Тоді Белл вирішив поїхати до Вашингтона і побачитися з самим президентом Національної Академії наук. Знаменитий електрик був вже глибоким старцем. Генрі ласкаво прийняв молодого вченого. Він вказав, в яких книгах можна знайти опис цікавлять Белла явищ, і розповів йому про роботи Фарадея.

Белл, як на крилах, летів назад до Бостона, щоб скоріше прочитати необхідні книги. Частина з них він доручив переглянути своєму здатному помічникові, майстерному механіку Томасу Ватсон.

У ті дні Белл зовсім не думав про телефон. Він був стурбований тільки тим, щоб створити такий слуховий прилад, яким могли б користуватися глухонімі. Лабораторією для дослідницьких робіт служив підвал, який Беллу надали батьки одного глухонімого учня його бостонської школи як плату за навчання.

Але незабаром грунтові води стали заливати підвал, і Белл перевів свою «лабораторію» на горище.

У травні 1875 року Белл і Ватсон почали підготовляти прилади, а в червні вони виробили свій перший досвід. Белл поєднав проводами два однакових приладу. Кожен прилад складався з постійного магніту і надітій на нього обмотки з великим числом витків ізольованого дроту. Над котушкою була укріплена тонка сталева пластинка, один кінець якої закріплювався наглухо, а інший міг вільно коливатися.

Белл і Ватсон довго домагалися того, щоб обидва прилади були абсолютно однаковими. Один з них був передавачем, а інший – приймачем.

– Отже, Ватсон,-сказав одного разу з деякою урочистістю Белл, – ми повинні ще раз віддати собі звіт в тому чого ми домагаємося. Наш досвід заснований на відкриттях Фарадея. Фарадей вказав на те, що простір навколо магніту і навколо провідника, по якому проходить струм, заповнене силовими лініями. Будь-яке зміна струму в провіднику викликає зміну його магнітного силового поля, і навпаки, зміна магнітного силового поля викликає появу або зміна струму. Це – явище електромагнітної індукції, відкрите Фарадеєм.