电话简史

从诞生之日起，电话便以不同的形态展现在世人面前。从各种手摇式电话和笨重的步话机、投币式电话、插卡式电话、按键式电话到拨盘式电话，移动电话或是有线的或是无线的。与之相关的，还有BP机或“寻/传呼机”等。人们将电话线接到电脑上，电脑就与因特网联上了。有些电话是通过海底电缆或光缆实现全球通话的，有些则是通过天空上的通信卫星将世界联成一体的……真有点不可思议，小小电话竟有如此威力！但细细想来，这不是人类自己智慧的威力吗？就让我们来回顾一下电话的历程吧。

一个意外的收获

说来奇怪，电话不是人们有意识地或专门为了满足某种生产或生活上的需要而发明出来的。甚至，它的发明也不是哪一个人的功劳，而是一大批电学家和电气工程师共同努力的结果。有人说，电话是电报的间接产物，是在电报的发明、改进和不断完善的过程中所得到的一个意外的收获。

其实，早在电话发明以前，已有不少科学家对这种通信方式做过理论上的探索。现在，为科学史家们所公认的是：世界上第一部电话机是1876年在美国诞生并投入使用的。而且，尽管同样的电话样机是由两个人几乎同时研制出来的，这两个人就是格雷厄姆·贝尔和伊莱莎·格雷。但是，人们通常把贝尔认定为电话的真正发明者。

事情原来是这样的。

在1876年2月14日这一天，贝尔和格雷分别带着自己发明的电话机，同时向纽约专利局申请了电话发明专利。遗憾的是，格雷比他的竞争对手晚来了两个小时。而正是这两个小时，成为数年之后一场旷日持久的发明权纠纷案中，法院裁决的依据。事实上，贝尔的专利也并不是没有争议的，因为，他对可变电阻装置的说明是在申请书的一页纸的边上空白处写出来的。而他自己解释说，这是他在送审的最后时刻突然发现专利说明书中漏掉了这个问题，而临时加上的补充说明。但格雷的辩护律师们却说，这是贝尔在知道了格雷的发明情况之后，对格雷专利说明书的简单抄袭。

但是，历史并没有在这件事上纠缠太久，法院最后还是判决贝尔胜诉。这个结局应该说是幸运的。之后不久，贝尔就建立了自己的公司即贝尔公司，也就是美国电话电报公司，它早已成为世界上最大的电话电报公司，后又演化成贝尔实验室。所幸的是，格雷也没有被打倒，他也建立了自己的公司即西方电气制造公司，它是西方电气公司的前身。可以说，在现代信息革命的孕育、形成和大规模展开的过程中，这两个公司在电脑、电话、传真、因特网等技术的发展上立下了汗马功劳。

那么，贝尔是怎样“无意”中发现了电话的呢？

贝尔的家庭可以说是很不幸的。他的母亲因患耳病而致耳聋，他和他的父亲及兄弟们都是聋哑学校的专职教师，他的妻子曾是他的学生，也是一个耳聋的姑娘。贝尔最初的工作就受到了他周围众多人们的密切关注。因为他是从事电报工作的，因此受到斯特恩斯双工电报的影响，想通过音频载波的方法来发展多工电报。这时，美国的电报公司都已有相当发展，其中的西联电报公司控制了整个电报市场。但是，有一个极大的技术难题即电报线路的饱和问题令人头疼。这个公司急切地寻求一种可以在一条电报线上同时进行多封电报传输的通信技术，就是今天人们所说的多路传输技术（当时叫音频电报）。1875年春天，公司的商务人员频频奔走于当时最负盛名的两位发明家，即格雷和贝尔之间。格雷当时是最著名的电学家之一，刚在芝加哥办了西部电气工厂。贝尔自1875年1月，一直在波士顿的一个小车间里工作，幸运的是，他得到了城里一些富裕人的资助。他还有一个助手叫沃森。在研究过程中，贝尔也因为无法设计出分频电路而转向了声——电——声的传递。这是一个创造发明的良好契机。

1875年6月2日，发生了一件偶然却具有决定意义的事情。贝尔和沃森分别在自己的房间里，联合实验他们的电报机。像往常一样，机器停止工作时，他们也守在那里。突然，沃森无意中做了一个错误的动作，把一个调整螺钉拧得过紧，造成接触不良，将直流电变成了一个断断续续的电流。在线路另一端的贝尔，清楚地听到了触点脱落发出的声音。这本来是一次事故，但对研制传声机已经入迷的贝尔来说，却是一个巨大的启发。一个灵感涌现在头脑里，他向沃森大喊：“什么也别动！”一个月后，这台机器还保持着这一天的状态，仍能发出一些模糊不清的声音。贝尔在整个秋天和冬天里，远离工作车间，动用自己头脑里的所有知识对那个灵感进行了反复的思考，终于将这个想法在机器上制出来了。如前所述，他于1876年2月14日，派他的有限责任股东哈伯德以他的名义，为一部传送声音的机器（当时还叫“音频电报”）申请了专利。

但是，这个已经是电话的“音频电报”机并没有真正开始工作。直到1876年3月6日，贝尔才得以向他的合作者传送了清晰的话语：“请到这儿来，沃森先生，我需要你。”——电话就这样诞生了！1876年6月25日，贝尔在美国独立百年纪念的费城博览会上展出了他的电话机，举世为之一震！1877年，第一份用电话发出的新闻电讯稿被送到美国波士顿的《世界报》，这标志着电话已为众人所采用。电话通讯就这样开始了。

其实，历史再往前追溯，电话可能还有更古老的祖先。比如，早在1664年，科学家胡克就做了在拉紧的线上传送声音的实验。现在还有不少小朋友都玩过这种游戏，觉得挺有趣，不知是否有小朋友从中悟出点什么。到1861年，德国的赖斯甚至还制成了可称为第一部电话机的儿童玩具。但真正实用的电话机，却是由贝尔和沃森合作研制出来的。

电话的飞速发展

电话一诞生，就以比其他技术更快的速度发展起来。和电报相比，由于电话不需要很费脑筋的“软件”——莫尔斯电码，所以就更容易进入家庭。对大多数人来说，不仅掌握那个电码不很容易，更重要的是，信息需要情感和支撑。不但发电报的人“惜字如金”，字句干巴巴毫无情感可言，收电报的人看后也难以直接体会情感，而电话则是声情并茂，喜怒哀乐、悲恐忧惧都能淋漓尽致地传送给对方。因此，电话受到了大众的空前欢迎。

为了使电话更趋完善和方便，贝尔和格雷从未停止继续探索前进的步伐。1878年，又是他俩同时分别设计出了第一台人工电话交换机，并立即投入使用。在第一批交换机的用户中，就有后来成为美国总统的加菲尔德和著名作家马克·吐温。

这台电话交换机的原理其实非常简单。当用户想呼叫他的受话者时，交换台上一个记有他的电话号码的呼叫号牌落下来，接线员就询问受话者的电话号码，并找到受话者的线路接点，将软式连续两端的两个插头分别插入有关用户的插孔内，把两条线路连接在一起。同时，交换台上还有一条监听线路，接线员可随时了解电话是否已经打完，并及时拔出连接线。这样，通话双方的对话内容对电话小姐都是无法保密的。顺便说一句，在刚刚使用交换机的头几个月，负责接线的全部都是男士，“电话小姐”的出现是几个月之后的事情了。

随着电气技术的发展，更多的人们参与了电话的发展事业。1891年，美国堪萨斯城殡仪馆专门承办丧葬的阿尔蒙·B·斯特罗杰申请了第一个自动电话交换机专利。这个自动交换系统采用了贝尔公司的技术人员参与研究的两项新技术，一项是当时因不够完善而尚未正式投入使用的拨号盘装置，另一项是1884年发明的最早的自动交换机（只能接通15个用户）。

这个专利批下来以后，斯特罗杰创建了自动电气公司。但不久，贝尔公司就购买了他的专利，并改造了他的电话系统，首次将第一个商业自动电话系统投入使用。这个系统的优越性是，它可以同时接通99个用户。

至今，德国还保存着19世纪和20世纪之交为德国邮政事业做出过巨大贡献的最老式的电话机。

随着无线电技术的诞生，西方军事家们就预言，未来的战争将在海、陆、空和信号的“四军”协同作战基础上取得胜利。无线电话，特别是机载无线电话在第一次世界大战中的作用就证明了这个预言。

美籍加拿大人费森登是最早发明无线电话的人。著名的无线电报机发明人马可尼于1901年在他的收报机中装上了费森登发明的电解质检波器。直到1912年，还有人把这种检波器装在收报机上，用气球将收报机放到高空进行无线电报实验。但在1902年，费森登已经创造了第一台无线电话，1906年，他就在麻省布兰特·罗克建立了第一个无线电话站，他用麦克风调制亚里山德逊射频发电机产生的高频电流，在这年的圣诞节前夕发射了第一个无线电话信号，也是世界上第一套远距离音乐和口语节目，几个陆地接收站和一个海上接收站都同时收到了他的信号。

令人难忘的，还有无线电话的第二位开拓者德·弗雷斯特。他首先是真空三极管的发明人。1907年在纽约市，1908年在巴黎艾菲尔铁塔上，他发射了无线电信号。但是，1906年发明的真空三极管此时并未派上用场，他的无线发话机类似于马可尼的发报机，只不过用麦克风代替了电报机的莫尔斯电码键盘。真空三极管只是在1912年才被用于无线电话机。这年弗雷斯特发明了再生电路，能够放大音频信号。1914年，美国通用电气公司实验室进行了大规模试验，正是在接收机中使用了真空管再生放大电路，他们监听到美国政府通过德国电台命令德国船只撤离美国的通知，从而最先得知第一次世界大战爆发的消息。1915年，在无线电报信号飞越北大西洋上空后的14年，无线电话信号也跨越了北大西洋。

电话技术的发展和它的便利，都使它在第一次世界大战中大显身手。单美国信号军团在法国战区就架设了1340千米的电报和电话线路，通信电缆和导线总长达3万千米。但是，这只能为陆军所享用，空军和海军必须寻找新的通信方式。机载无线电话就趁此机会应运而生。

在战斗飞机上安上无线电话，必然增强飞机的作战能力。这使得一位美国将军，也是一位在作战中使有线电信技术大显神通的工程师斯奎厄，下决心把无线电话机装到协约国的飞机上。1917年5月22日，他召集会议下达了从速研制机载无线电话机的命令，不到六个星期的时间，美国就生产出了样机，并在一次飞机联合作战演习中投入使用。接着，他们又用这种电话指挥炮兵演习，取得成功。1918年2月，美国生产出SCR-67和SCR-68型机载无线电话机。它在协约国战斗机上的普及，加速了德军的失败。

机载无线电话机的意义远远超出了纯技术的范围，因为它彻底改变了19世纪的经典战争理论。海、陆、空、信号“四军”协同作战的新概念是第一次世界大战的产物，而机载无线电话的作用则是这一新概念的核心和支柱。

历史推移到1923年。这年的5月18日，法国工程师安托万·巴尔内为他的“电话用户间自动通联系统”申请了专利。这就是最初的电话拨号盘。此后，话筒和听筒装在一个弓型手柄上的电话机，大都采用了这种拨号盘。这种又被称为旋转式自动电话系统的装置最初试验时，曾在电话小姐中引起极大的惊慌，因为她们担心自己会失去心爱的职业。但是，因为它克服了人工电话交换系统的缓慢接转状况，从而被使用了很长的一段时间，直到60年代，电子式电话交换机才逐渐取代了它。

由于晶体管技术的进步，它的应用在收音机、助听器、电视摄像机以及电子计算机等方面广泛推广开来，随之出现了1953年3月将晶体管用于电话系统的卡片译码器。这个任务是由贝尔电话实验室完成的。

而电子式电话交换系统已经不是某一个或几个发明者所能设计出来的，而是由一些互相竞争的实验室研制成功的。

1956年，美国电话电报公司在年度报告中曾预言，第一台电子电话交换机可望于1959年投入使用，并估计研制预算为4500万美元。但直到1965年5月30日，美国第一台公共电子电话交换机才在新泽西州的苏卡苏纳启用，它只能联接城里4300个用户中的200台电话机。而就其实际研制开支来说，所需的不是3年时间和4500万美元，而是4000工作年/人（即1个人工作4000年，或4000人工作1年）和5亿美元！

英国的邮电局实验室原定1962年一个全电子电话交换中心在伦敦北部投入运营，但当时的工艺技术条件（如存储器和半导体的性能有限等）迫使英国电信局的研究人员改变了主意，不得已而改为半电子交换系统。直到70年代末期，英国才研制成功了“X系统”，从而进入了全电子电话交换系统的时代。

早在1957年，在法国国家电信研究中心的负责人约瑟夫·利布瓦领导下，在已拥有关于编码脉冲调制系统的各种重要专利的条件下，同时进行两个方面的研究：半电子交换（或空间交换）和全电子交换（又叫时间交换）。利布瓦和安德烈·皮内共同组织了“普拉东”工程，即“数字式自动交换机拉尼翁样机研制计划”。直到1970年1月，法国启动了世界上第一部连接市话用户的时间电子交换系统。到1977年，在美国亚特兰大举行的一次国际会议上，代表们一致认为，法国的时间交换系统比它的竞争伙伴们提前两年投放国际市场。这个系统实现了多路传输，也就是说，在一条线路上可进行多达无数路的通信，而使用数字信号传输，不仅可以传输声音，还可传送图像（如电视）。

电子电话系统的出现，是一个重要的转折点（实际是一个很长的历史时期，至少20年的时间），它使得电话系统具备了与其他各种电子设备发生关联的各种条件，这孕育了信息化时代的重要特征——网络化。这一点容后再说。这里需交代的是，电话系统的应用规模是巨大的。到1969年，由贝尔集团公司发展来的美国电话电报公司已拥有1亿部电话分机。到1976年，全世界已拥有3.796×108部电话机，超过50万台的国家达42个，其中美国已有1.49亿台，日本有45514709台，英国有21035602台，前苏联有16949000台。同时，电话技术的其他方面也得到了长足的进步。

促进电话事业发展的因素是很多的。有线电技术、无线电技术、真空管或电子管技术、晶体管技术、电脑、集成电路、信息数字化技术、电缆光缆技术等等，都为电话之所以成为今天五彩缤纷的景象做出了巨大贡献。电话，可以说既是一个大的信息技术花园中的一枝奇葩，同时又是这一系列信息技术群相互作用的一个产物。

但我们所关注的，仍是电话自身前进的足迹。

1942年前后，哈罗德·T·弗里斯在美国电话电报公司实验室里成功地实验了用无线电接力进行超短波传输。这项技术原是贝尔实验室应战争需要而研制的一种通信手段。弗里斯自20年代就开始进行超短波实验。在二战之前，他和他的合作者贝克就发明了一种无线电通信天线和一个能同时传输2400路通话的电话系统。这种天线至今还在各种无线电中继塔上广泛应用着。因被应用于军事而一直保密到1945年10月。我们大多都见到过各种装有抛物面天线的天线塔（又叫超短波或微波中继塔），常建在很高的地方，用于无线电话线路或电视发射的“接力”。每一个无线塔都是一个电磁波中继站。尽管德国物理学家亨利希·赫兹早在19世纪就发现了微波，但只是在二战中各种新技术和电子元件出现以后，微波才被应用开来，成为大容量电话通信和远距离电视图像传送必不可少的手段。

1953年6月2日，“欧洲电视联播”使用微波中继进行第一次电视转播，人们看到的是英国女王伊丽莎白的加冕典礼。而在1951年，法国也曾建立了一条试验性的中继系统。

还在20世纪50年代初期，美国电话电报公司实验室经过10年努力，设计出了理想的电话增音器样机。它装有长寿命电子管，由海岸电话站供电，人们预计它可在水下工作20年。这是一种在远距离电话通信线路上，每隔数千米安装的信号放大和再生装置，以确保信号的逼真。

1956年9月26日，第一条横穿大西洋的电话电缆铺设成功，并同时传输了588路通话，比过去10天内的无线电话通信总量还要多。这项工程是由美国电话电报公司、英国邮电局和加拿大海外通信公司密切合作来完成的。1957年8月14日，第二条海缆铺设完毕，从而实现了穿越大西洋的双向电话通讯。

世界上第一颗人造地球卫星“斯普涅克1”号于1957年10月4日进入轨道。这是前苏联人的骄傲。美国国家航空和航天局直到1960年8月12日才发射了自己的第一颗通信卫星“回声-1”号。这实际只是一个直径30米的大气球，表面镀铝，只能反射地面电磁信号，而没有放大和指向作用。因受陨石撞击，“回声-1”号不久便爆毁。美国第一颗真正具有实用价值的民用通信卫星，是美国国家航空和航天局于1962年7月10日为美国电话电报公司发射的“电星”号。它造价100万美元，可在美国缅因州东部的安多佛地面站和设在英国贡希利镇及法国菲尼斯太尔省普勒默——博多的欧洲站之间，传送多路电话通信和电视图像。——所应注意的是，通信卫星的理论是英国工程师阿瑟·C·克拉克在1945年公诸于世的。

而从60年代，通信卫星技术一日千里，也就逐渐取代了微波中继站，有电视的家庭开始拆掉房顶上的线状天线，而换上“锅口”朝天的抛物面天线。我们现在的闭路电视信号就是这种“锅式”天线从卫星上接收下来的。同时，通过卫星还促进了电话自身的许多改进。以后的无线电话开始利用卫星来实现全球性通信联系，各式移动电话也借此而得到飞速发展。

从人们对电子和电信技术的消费上看，20世纪50年代时，人们对收音机情有独钟，六七十年代又青睐电视。但是这些音频和视频娱乐都是由电台和电视台安排的，用户没有太多的选择消费的自由。电视唱片、唱机和录像机的出现，虽给人们提供了较大的选择余地；视频玩具、电子象棋等也增加了人们不少乐趣。但人们还是不满足，还是要求获得更多的信息，要求分享更多更宝贵的信息资源，希望能与其他人进行可视的对话，——可视电话，或电视电话已成为人们的一种更高的需要。与此相应，90年代就出现了电话与电视联姻的产物，一种既可听到对方声音，又可看到对方形象、以至说话时的神态表情的多功能视听电话。如果这种电话普及开来，就果真是“天涯若比邻”了。不管你在地球的任何地方与自己的亲友、同事通话，都会像面对面地交谈一样，得到亲见亲谈的效果。

近些年来，美国电话电报公司还发明了一种要求人们必须忘记拨号、响铃、讲话和听话等概念的新型电话，并努力使它成为家庭通讯系统的基石。适应那些父母双方都上班、孩子上学、家里无人的家庭需要，一种具有应急和遥控特点的电话被生产出来。它装有防火报警装置或急救寻呼设备。自动探测电话可监视室内温度、音响和电器设备，甚至还可自动开关室内各种电器或电控阀门等。这种电话也在得到发展：它能甄别打入电话的声音，使人们从远处呼叫自己的电话以进行某种操作，如关闭电炉等，安装在门上的麦克风将声音送入电话机，经识别后，它就会启动一个机械装置将门打开。现在有些可视电话正在成为一种计算机终端，人们利用它能够显示银行结余和购物指南，能够与自己所要通话的对象自由地交谈。电话正在与电视、微机等通过通信电路或卫星与各种信息中心、数据库、商店银行及其他公共服务部门连接成一个信息网络，开展各种电信业务。

越来越小的“地球村”

的确，目前人们使用最多、最广的电信设备就是电话。单纯的传音电话确实拉近了人们的距离，将地球缩小成一个“村庄”，而同时既传音又传图像的电话就会使地球上的人们如同在一个屋子里面对面亲切谈话一样，将“地球村”变成一个“地球家”。

发展真是太令人惊叹了！电话系统在短短100多年时间里，经历了由最原始的磁石式、步进式、纵横式到程控电话交换、全数字电话交换以至当今综合业务数字网交换、异步传输模式的发展。

在综合业务数字通信网中，一条用户线，可以同时将电话、传真、图像、数据等综合地交换、传送。我国及世界各国都在积极开发这种通信网，它在现在电话网的基础上，充分利用先进的数字化通信技术，采用光纤通信、卫星通信及程控数字交换机等，建立起一个全数字化的综合业务网。

光纤通信技术正在成为远距离大容量通信的主角。我们知道，光实际是一种频率极高、波长极短的电磁波，只要适当调制，就可像一般的电磁波一样传送出去。光的频率在2×1014赫兹～5×1014赫兹之间，几乎可以把无限数量的通话调制到一根光纤的频带宽度内，从而极大地增加通信容量。光纤通信的许多优点，如信息最大、传送距离远、体积小、重量轻、保密性强等，吸引着人们利用光纤组成的光缆而不是电缆来建立综合业务数字网。

其实，贝尔在发明电话后，又于1880年发明了一种“光电话”。它用一束聚焦的光线落到一块平面镜上，声音使镜振动而偏转，使反射出的光线随之改变方向，再落到一块硒光电器件上，从而产生正比于声强的电流，推动音响装置将声音复制出来。但因为技术上的巨大困难，贝尔最终放弃了“光电话”。但类似的光电话至少在二战中的军舰或商船都普遍应用过。经过多年技术上的攻关，美国贝尔系统（贝尔电话实验室和西方电气公司）于1976年在亚特兰大进行了多次数字光纤电话通信试验。现在，美国、日本的海底和陆地光缆网络已经形成，并可实现声音、文字、数据和图像的综合处理，而且比起电缆通信来要经济实惠得多。光纤通信的巨大潜力正在通过综合业务数字网不断展示出来。

国际互联网（Internet）最初起源于冷战时期，美国国防部一级计划局的计算机网络即ARPANET，后来又出现了美国科学基金会的NSFNET、美国宇航局和能源部的NSINET。同时，日本、欧洲等也积极发展本地网络。中国在八九十年代之交也建立了自己的网络（叫CHINANET）。逐渐地在此基础上互联形成了一个全球性广域网络，即INTERNET（又叫因特网）。在因特网上，实现了全球信息资源的共享。到1998年，因特网的用户数量已超过1亿。在中国，因特网也正在成为继电话、电视之后的第三大公共系统，人们用它可以访问远程电脑、收发电子信件、进行电子购物、实行电子会议等，用它可以搜索到上万个世界大图书馆和资料库的巨大信息。既然它与电话网密不可分，那么在电脑终端具备电话功能之后，网上的可视电话的实现就不会是太远的事情了。

在因特网上的电视电话实现的基础上，如果能充分挖掘美国摩托罗拉公司1987年设想的“铱”卫星通信系统的潜力，并实现无线移动电话的可视功能，那时，你无论是在家里的网上可视电话前，还是随身携带着一只袖珍可视移动电话，你都可以自由自在地与世界上任何一个地点的人进行逼真的“促膝交谈”。在这个“地球家”里，这是一种多么令人神往的情景啊！