Het menselijk strottenhoofd en de liefde als bron van inspiratie

Alexander Graham Bell werd gedreven door de liefde toen hij bezig was de telefoon uit te vinden. Na een moeilijke aanloop zou het sprookje voor hem uitkomen: hij kreeg zowel zijn dame als het patent op de telefoon.  Zijn concurrenten hadden aldus minder geluk. Regelmatig wordt daarbij gesuggereerd dat Bell vals heeft gespeeld en zijn uitvinding zelfs gestolen zou hebben. Zeker dat laatste lijkt echter onwaarschijnlijk.  Dankzij een bijzondere achtergrond begreep hij namelijk beter dan anderen hoe een telefoon in elkaar dient te steken.

Alexander Graham Bell. Ingekleurde foto. Oorspronkelijke zwart-wit foto uit 1904.

Bells opvoeding

Alexander (Alec) Graham Bell (1847-1922) was afkomstig uit een Schotse familie waar alles dat te maken had met spraak en gehoor in het middelpunt van de belangstelling stond. Zijn grootvader, vader en oom waren allen spraakleraar en/of acteur. Zijn moeder daarentegen was doof. Door deze situatie werd in het gezin Bell communicatie op een ongebruikelijk, nogal technisch niveau bekeken.

Kennis over hoe spraak tot stand komt en hoe het oor daar mee omgaat, was er bijzonder groot. Vader Bell en zijn zoons trakteerden de huisvisite regelmatig op verrassende experimenten. Het populairst was de truc waarmee de jongens Bell de hond lieten praten. Ze hielpen hem een beetje met zijn strottenhoofd en lippen en er kwamen daadwerkelijk woorden uit.

Gedurende de jaren '60 bezocht Alec de universiteit van Edinburgh.  Daar maakte hij kennis met de telephon van Philipp Reis, ook bekend als een sprekende telegraaf. Een apparaat waarmee daadwerkelijk stemmen verstuurd konden worden via elektriciteitsdraden. Iets dat hem, als jonge student met zijn achtergrond, natuurlijk meteen fascineerde.

Kortom, gedurende zijn opvoeding en opleiding werd de jonge Alec Bell maximaal voorbereid op de toekomst die hem wachtte.

De familie Bell in 1852 in Schotland. Tweede jongen van links is Alexander Graham.

Mabel Gardiner Hubbard

In het begin van de jaren ’70, na zijn studie te hebben voltooid, kwam Bell via Canada terecht in Boston in de Verenigde Staten. Daar werd hij, niet al te verrassend, spraakleraar voor dove kinderen. In die hoedanigheid werd hij verliefd op zijn 17-jarige leerlinge Mabel Gardiner Hubbard (1857-1923). Een doof meisje dus, net als zijn moeder. De gevoelens waren wederzijds, maar afgezien daarvan waren er wel een problemen met deze liefde.

Dat kwam niet alleen vanwege Mabels leeftijd, maar ook doordat haar vader, Gardiner Greene Hubbard (1822-1897), een steenrijke investeerder was. Deze beschermde zijn kwetsbare, dove dochter en enig overgebleven kind als een leeuw. Bell besloot de zaken zo fatsoenlijk mogelijk aan te pakken als hij maar kon bedenken, maar het mocht niet baten. Vader en moeder Hubbard wilden niets van hem weten en bleven lange tijd tussen hem en hun dochter instaan. Indien noodzakelijk met behulp van manipulatie en bedrog.

Dat leidde tot een grote hoeveelheid hartezeer bij de jonge Alec die zijn geliefde Mabel maar niet kon vergeten.

Motivatie

Dit alles wilde echter niet zeggen dat Bell ondertussen stil zat of zijn fascinatie voor de telegraaf en telephon was vergeten. Integendeel, hij werkte hard aan een eigen versie van zo’n apparaat, zij het dat hij er niet goed uitkwam.

Uiteindelijk stapte hij ermee naar de vermaarde professor Joseph Henry, gerespecteerd wetenschapper en pionier bij de uitvinding van de telegraaf, en vroeg hem om raad. Hij dacht zelf namelijk niet de juiste kennis te hebben om het apparaat verder te kunnen ontwikkelen. "Zorg er dan voor dat je die krijgt," was het droge commentaar van Henry.  

Door deze woorden raakte Bell enorm gemotiveerd. Vervolgens besloot hij om zijn twee passies te combineren. Want, zo had hij zich bedacht, als hij een goedwerkende telefoon zou uitvinden, zou meneer Hubbard wel anders over hem gaan denken. Aldus ging hij verwoed aan de slag.

De harmonische telegraaf

Daarbij hoopte hij in eerste instantie te komen tot een zogeheten harmonische telegraaf. Dat was een telegraaf waarbij meerdere signalen tegelijkertijd door een draad verstuurd konden worden. Dat was tot dusverre nog niet mogelijk. Andere ontwikkelaars op het gebeid van telefonie, zoasl Elisha Gray, waren meestal ook bezig met het idee van de harmonische telegraaf. Dit idee zou echter snel ondergesneeuwd raken, toen het idee van een telefoon gemakkelijker te realiseren bleek.  

Elektromagnetische resonator die Bell in 1874 ontwierp bij zijn pogingen tot een harmonische telegraaf te komen. Doorgaans plaatste hij twee resonators in verschillende kamers en probeerde tonen tussen beide heen en weer te zenden. Tijdens een van die experimenten in 1875 hoorde Bell niet alleen de tonen geproduceerd door de resonator in de andere kamer, maar ook tonen die voortkwamen uit iets dat zijn assistent had gezegd. Dat was een belangrijke doorbraak.

Het idee van Bell

Al doende bleek dat juist Bell door zijn kennis van spraak en hoe die tot stand komt, over betere kennis beschikte dan andere uitvinders die zich met telefonie bezighielden. Deze probeerden de spraak namelijk bij het ontvangende toestel te reproduceren door de verzonden trillingen pas daar weer om te zetten in geluid.

Bell begreep echter dat dit niet zou werken. Hij besefte dat het beter was om een kunstmatig strottenhoofd in de zender van de telefoon in te bouwen. Hierdoor zouden alle klanken veel natuurgetrouwer worden gereproduceerd. Dit idee werd de basis voor de telefoon die Bell zou ontwerpen.

De omslag

Uiteindelijk hoefde Bell de telefoon niet af te maken om het respect van Mabels ouders te winnen. Het was Mabel zelf die zich, inmiddels een paar jaar ouder, begon te weren.  Ze pikte het niet langer dat ze van Alec werd weggehouden. Of liever gezegd: dat ze hem alleen in het geheim kon ontmoeten. Tenslotte begreep haar moeder als eerste dat het geen zin had om aan alle verzet vast te houden en werd wat milder. Enige tijd later zwichtte Gardiner Hubbard ook. En waarom niet, in 1873 was Bell namelijk al benoemd tot professor 'Vocal physiology and elocution' aan de Universiteit van Boston.

Desondanks besloot meneer Hubbard dat als het dan toch zo was, hij maar beter kon zorgen dat Alecs uitvinding een succes zou worden. Aldus bezorgde hij, samen met de vader van een andere leerling op de dovenschool, Bell een werkruimte en een assistent. Dat werd Tom A. Watson (1854-1934), een jonge technicus die Bell had ontmoet in een winkel waar hij vaak onderdelen kocht.  Samen maakten de twee jongemannen de uitvinding af.

Deze omslag in de betrekkingen tussen Alexander Bell en zijn aanstaande schoonvader betekende ook een belangrijke omslag in het investeringsklimaat en de VS wat betreft het uitvinden van elektrische apparaten. Dat was door de Burgeroorlog geheel in het slop geraakt; investeerders durfden hun geld niet meer in zo'n vreemde nieuwigheid te steken. Door het succes van de telefoon veranderde dat compleet. 

Links: Gardiner Greene Hubbard. Rechts: Thomas A. Watson poseert op latere leeftijd met Bells eerste telefoon. 1931. 

De telefoon van Bell

Bell en Watson gebruikten een dun membraan om geluid om te zetten in elektrische trillingen. Als materiaal kozen ze perkament. Dit verwerkten ze in de microfoon die werkte als een strottenhoofd. Het membraan begon te trillen door de ongelijkmatige luchtstoten van de stem (bij uitbundige schelle geluiden trilde het heel hard, bij stiltes of zachte lage geluiden nauwelijks tot niet). De trillingen werden overgebracht op het magnetisch staafje van een elektromagneet. Zo ontstonden de elektrische signalen die door de telefoondraad werden verstuurd. 

Aan de kant van de ontvanger vond ongeveer hetzelfde plaats, maar dan in omgekeerde volgorde. Het inkomende patroon liet een oppervlak, ditmaal een van metaal, trillen, waardoor de luisteraar een stem kon horen.

Het belangrijkste probleem was dat de afstand waarover de telefoon werkte nog vrij kort was, niet meer dan tien kilometer. Over langere afstanden was er een vrij groot verval van de kracht van de trillingen. Over de kwaliteit van deze telefoon doen daarom verschillende verhalen de rondte.

Het patent

In februari 1876 werd het patent op de sprekende telegraaf aangevraagd bij het American Patentoffice, heel toepasselijk op Valentijnsdag. Hoewel ook Bell toen nog maar weinig geluid uit zijn ontvanger kreeg. Op 7 maart kreeg Alexander Graham Bell evengoed het octrooi op de telefoon al toegewezen, ongebruikelijk snel. Gelukkig had hij het apparaat drie dagen later al een stuk beter aan de praat. In de hoorn sprak hij de legendarisch geworden woorden: "Mr. Watson, come here. I want to see you". Watson, die in de andere kamer stond, hoorde de woorden prima en kwam meteen.

Het patent zou in 1893 komen te vervallen. Tegen die tijd was de Bell Telephone Company, die Bell samen met Gardiner Hubbard had opgericht, echter al een succesvol bedrijf dat de nieuwe concurrentie aankon. Ondertussen had Bell ervoor gekozen om het woord telefoon aan te houden, als eerbetoon aan Johann Reis.

Niettemin werd het patent het meest betwiste octrooi uit de geschiedenis. Niet minder dan 6000 rechtszaken moest Bell doorstaan om het te kunnen behouden. Vooral concurrenten Antonio Meucci en Elisha Gray hadden goede redenen om de toekenning aan Bell aan te vechten.

En inderdaad, er zijn schimmige dingen gebeurd aan de kant van Bell. Advocaten uit zijn entourage bleken ingangen te hebben in het American Patent Office die niet klopten. Materialen van Meucci zijn verdwenen en Bell kreeg inzage in het ontwerp van Gray, wat volkomen illegaal was. Bij nader inzien blijkt diefstal van andermans ideeën echter niet aan de orde. De manipulaties hadden een zakelijke achtergrond: men wilde zo snel mogelijk de telefoon op de markt kunnen brengen en niet een jarenlange procedure van het octrooibureau moeten doorlopen voordat dit was toegestaan.

Een acteur beeld Alexander Bell uit die in zijn eerste telefoon spreekt in een promotiefilmpje van AT&T uit 1926. 

Afgezien daarvan was Bells telefoon het meest compleet en werkte hij ook echt. Hij maakte een apparaat geschikt voor alledaags gebruik en hij zette het succesvol in de markt. Bells tegenstrevers hebben dat allen, om uiteenlopende redenen, nagelaten. Zonder alle gesjoemel van zijn zakelijke partners zou hij het vermoedelijk ook hebben gered, maar dan wel op een latere datum.

Omdat het hier echter een gecompliceerde kwestie betreft met de nodige juridische kanten, is er ook een apart artikel over het patent op de telefoon. Lees daarin meer over de controverses tussen Bell, Meucci en Gray. Ook in de artikelen over de telefoons van Meucci en Gray is hier meer over terug te vinden.

Het huwelijk

In 1877, een jaar na de toewijzing van het octrooi, trouwden Alec en Mabel. Ze kregen twee dochters en leefden daadwerkelijk nog lang en gelukkig. De tien jaar jongere Mabel zou haar echtgenoot echter maar vijf maanden zou overleven.

"Verlaat me niet," fluisterde Mabel toen Bell op zijn sterfbed lag.

"Nee," schreef hij op een briefje. 

Bronnen

• Bodanis D. - ' Het elektrisch universum: een geschiedenis van de elektriciteit.' 2005 
• Wikipedia (nl.wikipedia.org) - 'Telefonie 19de eeuw'/ 'Alexander Graham Bell'/ 'Antonio Meucci'/ ' Elisha Gray' (14-6-2012)
• Wikipedia (en.wikipedia.org) - 'Elisha Grey and Alexander Bell telephone controversy'. Grotendeels gebaseerd op: Evenson A. E. - 'The Telephone Patent Conspiracy of 1876: The Elisha Grey - Alexander Bell Controversy.' North Carolina 2000
• www.engineersaustralia.org.au/queensland-division/antonio-meucci.

Afbeeldingen:

• Wikimedia (commons.wikimedia.org)