Het menselijk oor als bron van inspiratie

De Duitse natuurkundeleraar Johann Philipp Reis staat aan de prilste wieg van de telefoon. Als eerste construeerde hij een werkend model dat hij ook diverse malen heeft gedemonstreerd. Dit model werkte nog maar één kant op en stak wat primitief in elkaar, maar het was wel de eerste serieuze kennismaking van de wereld met telefonie. Door zijn vroege overlijden en het feit dat hij het potentieel van zijn ontdekking niet meteen inzag, heeft Reis er uiteindelijk nooit een praktisch gebruiksartikel van gemaakt. De spontane en bijna speelse manier waarop deze uitvinding tot stand kwam valt niettemin op. Reis was een inspirerende persoonlijkheid die iets zag in het menselijke oor dat niemand voor hem nog had gezien.

Philipp Reis met zijn telefoon op een Duitse postzegel uit 1984 die werd uitgegeven ter ere van zijn 150ste verjaardag.

Philipp Reis

Johann Philipp Reis (1834-1874. roepnaam Philipp) was een Duitse bakkerszoon die al op jonge leeftijd verweesd raakte. In plaats van een treurig bestaan in een weeshuis, kreeg hij echter goede voogden die hem lieten studeren op vermaarde instituten. Daar bleek hij zowel over een talenknobbel als een wiskundeknobbel te beschikken; een ideale hoedanigheid voor het uitvinden van een technisch communicatiemiddel.

Gedurende zijn tienerjaren kreeg Reis al voor het eerst ideeën over de mogelijkheid geluid te verplaatsen met behulp van elektriciteit. Deze waren vermoedelijk geïnspireerd op de toen al in gebruik zijnde telegraaf.

Na zijn studie en de vervulling van zijn dienstplicht werd Reis leraar wis- en natuurkunde op zijn eigen middelbare school. Al snel bleek hij een ongewone leraar die zijn leerlingen in meerdere opzichten versteld deed staan en tot de verbeelding sprak.

Op het instituut had hij voor zichzelf een knutselschuurtje ingericht waar hij allerlei technische apparaatjes in elkaar zette. Deze gebruikte hij bij zijn lessen, maar soms ook om de leerlingen op school in het gareel te houden. Zo leek hij altijd te weten waar jongens net bezig waren om kattenkwaad uit te halen, dit tot de groeiende ontsteltenis van de boosdoeners. Het geheim van Reis was het aanleggen van apparatuur waardoor hij werd gewaarschuwd. Zo trokken de leerlingen de leiding van een fontein steeds los om er mee in het rond te spuiten. Dat was snel voorbij nadat Reis de leiding had 'aangepast' met een apparaatje dat een significante verandering in de waterdruk meteen aan hem doorseinde.

Reis gebruikte zijn talenten echter ook om zijn onderwijs op boeiende wijze aanschouwelijk te maken, wat hem tot een populaire leraar maakte. Het was in dit kader dat hij de eerste telefoon ontwierp en zijn leerlingen deelgenoot maakte van één van de belangrijkste uitvindingen uit de 19de eeuw, maar zonder dat iemand van hen zich dat besefte.

Ook al zou hij het wel gaan gebruiken, Reis was niet de bedenker van het woord 'telephone'. Dat was aldus bovenstaande illustratie uit 1846 ene kapitein John Zapler die daarmee het afgebeelde apparaat aanduidde dat hij zelf uitvond. Helaas is er niets meer bekend over deze uitvinding noch zijn uitvinder. Het moet echter gezegd dat de illustratie afkomstig is uit een Duits blad (Illustrirte Zeitung) en werd gepubliceerd toen Philipp Reis twaalf jaar oud was.

Het houten model van een oor

Op een dag in 1860 of 1861 bouwde Reis in het kader van zijn lessen een houten model van het menselijk oor. Dat vond hij echter niet afdoende. Hij wilde ook laten zien hoe een oor werkte. Hij bedacht zich dat hij dat mooi kon combineren met het tonen van de transmissie van geluidsgolven door elektriciteit. Met behulp van stroom liet hij toen geluiden een bepaalde afstand overbruggen om de werking van het oor duidelijk te maken.

Om het trommelvlies na te bootsen plakte hij de gehoorgang af met een stukje varkensblaas. Over dit membraan hechtte hij een platinastrip. Ook voor de hamer en het aambeeld bedacht hij een alternatief: achterin het oor plakte hij een veer. Beide delen van de oorschelp kregen een metalen contactpunt waarop een batterij werd aangesloten. Toen hij vervolgens geluiden maakte voor het houten oor, vibreerde het membraan, raakte het de veer aan en bewoog er dan weer vanaf.

Door deze bewegingen werd het elektriciteitscircuit geopend en gesloten op het ritme van de trillingen. Dit werd de zender. Reis plaatste hem in een houten kistje met een glazen dekplaat en buis.

Nu was het nog zaak dat de elektrische trillingen op hun beurt werden omgezet in akoestische trillingen die door het menselijk brein waren te interpreteren. Om dit te bereiken sloot hij met een verbindingskabel een stroomspoel waar een breinaald aanzat op het model aan. Zodra de elektrische impulsen de spoel bereikten, bouwden deze een magnetisch veld op. Dat deed de breinaald trillen waardoor deze tonen produceerde, die vervolgens werden versterkt door een vioolkast. Dat was de ontvanger.

Daarmee werkte het oor, maar wel maar in één richting. Je kon geen geluid terugsturen van ontvanger naar zender.

Het houten oor van Reis van beide kanten bezien. Herkomst illustratie onbekend.

Experimenten

Nadat hij het oormodel had gemaakt, betrok Reis zijn leerlingen bij waarschijnlijk één van de beroemdste experimenten uit de geschiedenis van het onderwijs. Hij zette de zender op de lessenaar in de klas en de ontvanger in het schuurtje. Eén van de leerlingen mocht in het schuurtje gaan zitten, terwijl een andere jongen in de klas een tekst voorlas. De jongen in het schuurtje moest noteren wat hij dacht te horen, wat overigens niet al te gemakkelijk ging. Men moest echt goed luisteren naar de geluiden die de ontvanger produceerde.

Volgens een bekende anekdote zou Reis het experiment ook eens hebben gedaan met zijn goede vriend de muziekleraar, waarbij deze laatste in het schuurtje stond.

Reis zou toen in de hoorn hebben gezegd: "Das pferd isst keinen Gurkensalat" (Het paard eet geen komkommersalade).

De muziekleraar zou daarop hebben geantwoord: "Das weis ich schon längst, Sie alter Schafskop" (Dat weet ik al lang, jij oude domkop).

Punt is echter wel dat Reis dan twee apparaten moet hebben gehad, want anders kon de muziekleraar niet antwoorden. Hoe dan ook, het principe van de telefonie was ontdekt.

Das telephon: een natuurkundige curiositeit

Reis besefte zich dat hij en passant iets had gefabriceerd dat kon tellen als een uitvinding. Hij gaf het de naam telephon, ontwikkelde een officieel, bruikbaarder model en besloot dit aan deskundigen te laten zien. In oktober 1861 hield hij een demonstratie voor de natuurkundige vereniging in Frankfurt. Deze kreeg de solo van een waldhoorn te horen, die honderd meter verderop in een ziekenhuis werd gespeeld. De heren vonden het prachtig, maar daar bleef het bij.

Reis werkte hierna verder aan zijn apparaat, maar vooral aan de zender. Dat was opmerkelijk want anderen hadden destijds al veel vooruitgang geboekt met het gebruik van elektromagneten in ontvangers. Daarbij werd het membraan elektromagnetisch tot trilling gebracht. Reis hield echter vast aan zijn eigen constructie, inclusief breinaald.

Ondertussen bleef hij demonstraties geven. In 1863 bestelde hij daartoe zelfs twee duplicaten bij een mecanicien. Zoals wel vaker bij wetenschappelijk getinte uitvindingen zag Reis zelf het potentieel van zijn model als onmisbaar gebruiksapparaat lange tijd niet in. Hij dacht dat de telefoon iets zou blijven dat vakgenoten, net als hijzelf, zouden gebruiken voor demonstraties of experimenten;  een natuurkundige curiositeit.

Hij vroeg vooralsnog geen patent aan. Toch had hij wel wat succes, want universiteiten over de hele wereld kochten het toestel voor hun laboratoria.

Afbeelding van het eerste model van de telefoon van Reis uit 1863.

Slechte timing

Meer dan dat zou het leven Reis helaas niet gunnen. Door het behoudende investeringsklimaat tijdens de jaren '60 van de 19de eeuw zou Reis nooit investeerders vinden, voor zover hij ze ooit heeft gezocht.

Begin jaren '70 begon het tij langzaam te keren en kreeg Reis zelf ook meer oog voor de commerciële mogelijkheden van telefonie. Toen werd hij echter getroffen door tuberculose. Hij overleed in januari 1874, nog maar veertig jaar oud.

Vlak voor zijn overlijden sprak hij nog de volgende woorden:

"Ik heb de wereld de weg naar een grote uitvinding gewezen, haar ontwikkeling moet ik echter aan anderen overlaten"  

Voorbeeld voor anderen

Op het moment dat Reis deze woorden sprak was het al aan de gang. Tal van personen probeerden een echte , bruikbare telefoon uit te vinden. Onder hen was  een jonge Amerikaanse Schot die luisterde naar de naam Alexander Graham Bell. Gedurende zijn jaren op de universiteit van Edinburgh kwam deze in een laboratorium in aanraking met een voor hem erg interessant model van een sprekende telegraaf. Het model in kwestie werd een 'telephon' genoemd. Het was een kennismaking die Bell nooit meer zou vergeten.

De telefoon van Reis afgebeeld op een postzegel uit de DDR uit 1989.

Bronnen

• Grauls M. - ' De uitvinders van het dagelijks leven.' Leuven 2000
• .Meidenbauer J. (red.) - ' Het grote boek van uitvindingen en ontdekkingen.'
• Wikipedia (nl.wikipedia.org) - 'Telefonie 19de eeuw' (5-6-2012)

Afbeeldingen

• John Zapler en zijn telephone: Wikimedia Commons / Illustrirte Zeitnung, Nr. 136, februari 1846
• Model eerste telefoon Reis: Wikimedia Commons / Die Gartenlaube 1863
• Overige: Wikimedia Commons (commons.wikimedia.org)