Иоганн Филипп Рейс ( нем. [ʁaɪs] ; 7 января 1834 — 14 января 1874) — немецкий учёный -самоучка и изобретатель. В 1861 году он сконструировал первый автоматический телефон , сегодня называемый телефоном Рейса . Это было первое устройство, передающее голос посредством электронных сигналов, и первый современный телефон. [1] [2] Рейс также придумал этот термин. [3]
Рейс родился в Гельнхаузене , Германия , в семье Мари Катарины (Глёкнер) и Карла Сигизмунда Рейса, великого пекаря. [4] [5] Его отец принадлежал к евангелическо-лютеранской церкви. [6] Мать Рейса умерла, когда он был младенцем, и его воспитывала бабушка по отцовской линии, начитанная и умная женщина. В шесть лет Рейса отдали в обычную школу его родного города Гельнхаузен. Здесь его таланты привлекли внимание преподавателей, которые посоветовали отцу продолжить образование в высшем училище. Его отец умер прежде, чем Рейсу исполнилось десять лет. Его бабушка и опекуны поместили его в Институт Гарнье во Фридрихсдорфе , где он проявил вкус к языкам и освоил французский и английский языки, а также запас различной информации из библиотеки. [7]
В конце четырнадцатого года обучения Рейс был принят в институт Хасселя во Франкфурте-на-Майне , где он выучил латынь и итальянский язык. Любовь к науке стала очевидной, и опекунам было рекомендовано отдать его в Политехническую школу Карлсруэ . Его дядя хотел, чтобы он стал торговцем, и 1 марта 1850 года Рейс против своей воли поступил в ученики торговцем красками на предприятие JF Beyerbach во Франкфурте. Он сказал дяде, что научится выбранному для него делу, но будет продолжать предпочитаемое им обучение, насколько сможет. [7]
Прилежной службой он заслужил уважение Бейербаха и посвятил свой досуг самосовершенствованию, беря частные уроки по математике и физике и посещая лекции профессора Р. Боттгера по механике в Ремесленном училище. Когда его обучение закончилось, Рейс поступил в Институт доктора Поппе во Франкфурте. Поскольку там не преподавали ни историю, ни географию, некоторые студенты согласились обучать друг друга этим предметам. Рейс изучал географию и считал, что нашел свое истинное призвание в педагогическом искусстве. Он также стал членом Физического общества Франкфурта. [7]
В 1855 году он закончил год военной службы в Касселе , затем вернулся во Франкфурт, чтобы получить квалификацию учителя математики и естественных наук посредством частного обучения и публичных лекций. Его намерением было закончить обучение в Гейдельбергском университете , но весной 1858 года он посетил своего старого друга и учителя Хофрата Гарнье, который предложил ему должность в Институте Гарнье. [7]
14 сентября 1859 года Рейс женился и вскоре после этого переехал во Фридрихсдорф, чтобы начать свою новую карьеру учителя.
Рейс предположил, что электричество может распространяться в пространстве, как и свет, без помощи материального проводника, и провел несколько экспериментов на эту тему. Результаты были описаны в статье «Об излучении электричества», которую в 1859 году он отправил по почте профессору Поггендорфу для включения в известный в то время журнал Annalen der Physik . Рукопись была отклонена, к великому разочарованию чуткого молодого учителя. [7]
Рейс, как и Белл позже, изучал органы уха, и идея устройства для передачи звука с помощью электричества витала в его голове многие годы. Вдохновленный уроками физики, он приступил к решению этой проблемы и был вознагражден успехом. В 1860 году он сконструировал первый прототип телефона , способного преодолевать расстояние до 100 метров. В 1862 году он снова попытался заинтересовать Поггендорфа отчетом о своем «телефоне», как он его называл. [8] Его второе предложение также было отклонено, как и первое. Ученый профессор, по-видимому, считал передачу речи с помощью электричества химерой; Рейс с горечью объяснил свою неудачу тем, что он был «всего лишь плохим учителем». [7]
Рейсу было трудно заинтересовать людей в Германии своим изобретением, несмотря на то, что он продемонстрировал его (среди прочих) Вильгельму фон Легату, инспектору Королевского прусского телеграфного корпуса в 1862 году. [9] Оно вызвало больший интерес в Соединенных Штатах. В 1872 году, когда профессор Вандервид продемонстрировал это в Нью-Йорке.
До 1947 года устройство Рейса тестировалось британской компанией Standard Telephones and Cables (STC). Результаты также подтвердили, что он может слабо передавать и принимать речь. В то время STC подавала заявку на контракт с Американской телефонной и телеграфной компанией Александра Грэма Белла, и результаты были скрыты председателем STC сэром Фрэнком Гиллом, чтобы поддержать репутацию Белла. [8]
Со времени изобретения телефона внимание было обращено на тот факт, что в 1854 году французский телеграфист Шарль Бурсель разработал план передачи звуков и даже речи с помощью электричества:
Предположим, что человек говорит рядом с подвижным диском, достаточно гибким, чтобы не терять ни одной вибрации голоса; что этот диск попеременно создает и размыкает токи от батареи: на расстоянии вы можете иметь другой диск, который одновременно будет совершать те же самые вибрации. …Несомненно, в более или менее отдаленном будущем речь будет передаваться с помощью электричества. Я проводил эксперименты в этом направлении; они деликатны и требуют времени и терпения, но полученные приближения обещают благоприятный результат. [ нужна цитата ]
Бурсель заслуживает чести быть, пожалуй, первым, кто изобрел электрический телефон и попытался его изготовить; но Рейс заслуживает чести первым реализовать эту идею как устройство для электрической передачи и приема звуков.
Идея Бурселя, похоже, в то время не привлекла особого внимания и вскоре была забыта. Даже граф дю Монсель, который всегда был готов приветствовать многообещающее изобретение, очевидно, считал его фантастической идеей. Очень сомнительно, что Рейс когда-либо слышал об этом. Рейс пришел к созданию аналогичного устройства в результате изучения механизма человеческого уха, которое, как он знал, содержало мембрану, которая вибрировала под действием звуковых волн и передавала свои вибрации через молоточковую кость позади нее слуховому нерву. Поэтому ему пришло в голову, что если бы он сделал диафрагму, имитирующую эту мембрану, и заставил бы ее, вибрируя, замыкать и разрывать цепь электрического тока, то он смог бы посредством магнитной силы прерываемого тока воспроизводить первоначальные звуки. На расстоянии.
В 1837–1838 годах профессор Пейдж из Массачусетса обнаружил, что игла или тонкий железный стержень, помещенные в полость катушки или катушки изолированного провода, будут издавать слышимое «тиканье» при каждом прерывании тока, текущего в катушке. , и если бы эти отдельные тикания следовали друг за другом достаточно быстро, при быстром прерывании тока они сливались бы вместе в непрерывный гул, которому он дал название гальванической музыки . Он также обнаружил, что высота этой ноты соответствует скорости прерывания тока. Эти слабые звуки были вызваны магнитострикцией . Из этих и других открытий Ноада, Вертхайма, Марриана и других Рейс знал, что если ток, прерванный его вибрирующей диафрагмой, будет передан на расстояние по проводам, а затем пройдет через катушку, подобную катушке Пейджа, железная игла издавал бы ноты, подобные тем, которые вызвали колебания передающей диафрагмы. Опираясь на эти знания, он сконструировал свой элементарный телефон. Прототип Рейса сейчас находится в музее Reichs Post-Amt в Берлине.
Еще одним из его первых передатчиков была грубая модель человеческого уха, вырезанная из дуба и снабженная барабаном, который приводил в действие изогнутый и вращающийся рычаг из платины , заставляя его размыкать и замыкать упругий контакт платиновой фольги в металлической цепи передатчика. текущий. Он разработал около десяти или двенадцати различных форм, каждая из которых была усовершенствованием своих предшественников, которые довольно хорошо передавали музыку и даже одно или два слова речи с большей или меньшей точностью.
Открытие микрофона профессором Хьюзом продемонстрировало причину этой неудачи. Передатчик Рейса был основан на прерывании тока, а пружина предназначалась для замыкания контакта после его размыкания в результате вибрации. Пока звук был музыкальным тоном, он оказался эффективным, поскольку музыкальный тон — это регулярная последовательность вибраций. Вибрации речи нерегулярны и сложны, и для того, чтобы передать их, необходимо изменять силу тока, не прерывая его полностью. Волны, возбуждаемые в воздухе голосом, должны просто создавать соответствующие волны в потоке. Короче говоря, ток должен колебаться в соответствии с колебаниями воздуха. Телефон Рейса плохо передавал членораздельную речь, но мог передавать высоту звука.
Из отчета г-на фон Легата, инспектора Королевской прусской телеграфной службы, опубликованного в 1862 году, следует, что Рейс был вполне осведомлен об этом принципе, но его инструмент не был хорошо приспособлен для его применения. Несомненно, платиновые контакты, которые он использовал в передатчике, вели себя в некоторой степени как грубый металлический микрофон, и, следовательно, несколько слов, особенно знакомых или ожидаемых, могли быть переданы и различены на другом конце линии. Если бы телефон Рейса был настроен так, чтобы точки контакта имели «свободный металлический контакт», они бы функционировали так же, как более поздний телефон, изобретенный Берлинером, или микрофон Хьюза, одна из разновидностей которого имела железные гвозди в свободном контакте. Таким образом, телефон Рейса лучше всего работал при разговоре, когда он был немного не отрегулирован.
В истории телефона 1910 года записано: «Во время судебного процесса по делу Долбера в суд был доставлен аппарат Рейса, который вызвал много веселья. Он мог пищать, но не говорить. Эксперты и профессора боролись с ним в тщетно. Он отказался передать одно вразумительное предложение. «Он может говорить, но не будет», — объяснил один из адвокатов Долбера». Сейчас общеизвестно, что, хотя машина Рейса, когда она засорена и вышла из строя, передает одно или два слова несовершенным образом, она построена на неправильных линиях. Это был не более телефон, чем повозка — сани, хотя можно связать колеса цепями и заставить их скользить на фут-два. Сказал судья Лоуэлл, вынося свое знаменитое решение:
Век Рейса никогда бы не создал говорящий телефон путем простого улучшения конструкции. Беллу пришлось обнаружить, что неудача была вызвана не качеством изготовления, а принципом, который был принят в качестве основы того, что должно было быть сделано. …Белл открыл новое искусство — передачу речи с помощью электричества, и его претензии не так широки, как его изобретение. …Следовать за Рейсом — значит потерпеть неудачу; но следовать за Беллом — значит добиться успеха. [10]
Рейс, похоже, не осознавал, насколько важно не разорвать цепь тока полностью; во всяком случае, его металлическая пружина была для этого непригодна, поскольку позволяла металлическим контактам раздвигаться слишком далеко друг от друга и, таким образом, прерывать электрический ток.
Его эксперименты проводились в маленькой мастерской за его домом во Фридрихсдорфе; и от него были проведены провода в верхнюю камеру. Еще одна линия была проложена между физическим кабинетом в Институте Гарнье через игровую площадку и одним из классов, и в школе существовала традиция, согласно которой мальчики боялись поднять шум в комнате, опасаясь, что Филипп Рейс услышит их своими «телефон».
Новое изобретение Рейса было изложено в лекции перед Физическим обществом Франкфурта 26 октября 1861 года, а также в описании, написанном им самим для Jahresbericht месяц или два спустя. Это вызвало большой научный ажиотаж в Германии; ее модели были отправлены за границу, в Лондон, Дублин, Тифлис и другие места. Оно стало темой популярных лекций и статьей для научных кабинетов.
Рейс получил недолгую известность, но вскоре последовал отказ. Физическое общество Франкфурта отвернулось от аппарата, который придал ему блеск. Рейс ушел в отставку в 1867 году, но Свободный немецкий институт Франкфурта, избравший его почетным членом, также отнесся к этому инструменту как к простой «философской игрушке».
Рейс верил в свое изобретение, даже если никто больше не верил; и если бы его с самого начала поддерживали его сверстники, он, возможно, достиг бы совершенства. Однако он уже был болен туберкулезом . После того, как Рейс прочитал лекцию по телефону в Гиссене в 1854 году, присутствовавший Поггендорф предложил ему прислать описание своего инструмента в «Аннален » . Рейс, как говорят, ответил: «Ich danke Ihnen sehr, Herr Professor, aber es ist zu spät. Jetzt will ich ihn nicht schicken. Mein Apparat wird ohne Beschreibung in den Annalen bekannt werden» («Большое спасибо, профессор, но уже поздно. Теперь я не хочу его отправлять. Мой аппарат станет известен без всякого описания в Анналене . ")
Позже Рейс продолжил преподавание и научные исследования, но его ухудшающееся здоровье стало серьезным препятствием. В течение нескольких лет только благодаря своей сильной воле он мог выполнять свои обязанности. Его голос начал ухудшаться, поскольку болезнь легких стала более выраженной, и летом 1873 года он был вынужден на несколько недель оставить свои репетиторские обязанности. Осенние каникулы укрепили его надежды на выздоровление, и он возобновил преподавание, но это был последний проблеск его угасающего пламени. Было объявлено, что он покажет свою новую гравитационную машину на собрании Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte (Общества немецких ученых и врачей) в Висбадене в сентябре, но он был слишком болен, чтобы явиться. В декабре он слег и после продолжительной и мучительной болезни скончался в пять часов дня 14 января 1874 года.
В своем резюме он писал:
Оглядываясь назад на свою жизнь, я действительно могу сказать вместе со Священным Писанием, что она была «трудом и скорбью». Но я также должен поблагодарить Господа за то, что Он дал мне Свое благословение в моем призвании и в моей семье и даровал мне больше добра, чем я мог попросить у Него. Господь помогал до сих пор; Он поможет и дальше.
Филипп Рейс был похоронен на кладбище Фридрихсдорфа, а в 1878 году, после появления электрического телефона, члены Физического общества Франкфурта установили над его могилой обелиск из красного песчаника с портретом в медальоне. [11]
В 1878 году, через четыре года после его смерти и через два года после того, как Белл получил свой первый патент на телефон, европейские ученые установили памятник Филиппу Рейсу как изобретателю телефона.
Документы 1947 года, хранящиеся в лондонском Музее науки , позже показали, что после технических корректировок инженеры британской фирмы Standard Telephones and Cables (STC) обнаружили, что телефон Рейса, датированный 1863 годом, может передавать и «воспроизводить речь хорошего качества, но с низкой эффективностью ». ".
Сэр Фрэнк Гилл, тогдашний председатель STC, приказал держать испытания в секрете, поскольку STC тогда вела переговоры с AT&T , которая развилась из Bell Telephone Company , созданной Александром Грэмом Беллом. Общепризнано, что профессор Белл изобрел телефон, и Гилл считал, что доказательства обратного могут сорвать текущие переговоры.
VDE (Немецкая электротехническая ассоциация), Deutsche Telekom и города Фридрихсдорф и Гельнхаузен раз в два года вручают ученым Премию Иоганна-Филиппа-Рейса (премию) за «...выдающиеся научные достижения в области коммуникационных технологий».
Помимо Рейса и Белла , многие другие утверждали, что изобрели телефон. Результатом стал телефонный спор Грей-Белл , одно из самых продолжительных дел о вмешательстве в патенты в США , в котором участвовали Белл, Томас Альва Эдисон , Элиша Грей , Эмиль Берлинер , Амос Долбер , Дж. У. МакДонах, Дж. Б. Ричмонд, У. Л. Вокер, Дж. Х. Ирвин, и Фрэнсис Блейк-младший . Дело началось в 1878 году и не было завершено до 27 февраля 1901 года. Белл и телефонная компания Белла одержали победу в этом решающем решении, а также в каждом из более чем 600 других судебных решений, связанных с изобретением телефона. Телефонная компания Bell ни разу не проиграла дело, дошедшее до финальной стадии судебного разбирательства. [12]
Еще один спор возник более века спустя, когда Конгресс США принял в 2002 году резолюцию, признающую вклад американца итальянского происхождения Антонио Меуччи в изобретение телефона (не за изобретение телефона), декларацию, которая не имела никакой юридической или иной силы. в Ведомстве США по патентам и товарным знакам (USPTO). Парламент Канады быстро последовал ответному заявлению, в котором разъяснялось: «…что Александр Грэм Белл из Брантфорда, Онтарио, и Баддека, Северная Каролина, [был] изобретателем телефона». [13] До своей смерти Меуччи проиграл свой единственный завершенный федеральный судебный процесс, связанный с изобретением телефона .
