Η ιστορία και η εξέλιξη του τηλεφώνου

Πρόλογος

Η παρούσα εργασία με τίτλο «Η ιστορία και η εξέλιξη του τηλεφώνου» πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του μαθήματος της τεχνολογίας και αποτελεί μια εν μέρει προσέγγιση του θέματος των τηλεπικοινωνιών, μέσω της εφεύρεσης του τηλεφώνου.
Με σκοπό την καλύτερη παρουσίαση και προσέγγιση του θέματος η εργασία έχει χωρισθεί σε ξεχωριστές ενότητες, οι οποίες αφορούν σε διαφορετικούς τομείς στην ιστορία και την εξέλιξη του τηλεφώνου. Πιο αναλυτικά, στο πρώτο μέρος θα παρουσιαστούν στοιχεία αναφορικά με τους προδρόμους του τηλεφώνου και την εφεύρεσή του. Στο δεύτερο μέρος παρατίθενται πληροφορίες για την εξέλιξη του τηλεφώνου μέχρι σήμερα όπως και για την τηλεφωνία στην Ελλάδα. Τέλος, στο τρίτο μέρος έχουν τοποθετηθεί πληροφορίες για τον τρόπο λειτουργίας και τα μέρη ενός τηλεφωνικού συνόλου.
Ευχαριστούμε,
Η ομάδα εργασίας

Ορισμός και σημασία του τηλεφώνου

Το τηλέφωνο είναι ένα όργανο επικοινωνίας που έχει ως σκοπό να διαβιβάσει την ομιλία και άλλους ήχους σε ένα απόμακρο σημείο και να τους αναπαράγει με τη βοήθεια της ηλεκτρικής ενέργειας. Το τηλέφωνο περιέχει ένα διάφραγμα, το οποίο δονείται όταν το χτυπούν τα ηχητικά κύματα. Οι δονήσεις (κίνηση κυμάτων) μετατρέπονται σε ηλεκτρικές ωθήσεις και διαβιβάζονται σε έναν δέκτη, ο οποίος μετατρέπει τις ωθήσεις πίσω σε ήχο.
Η συσκευή αυτή έχει αποδειχθεί ως μία από τις πιο σημαντικές για τον άνθρωπο. Με την ανακάλυψή της ο τρόπος με τον οποίο εξελισσόταν η ανθρώπινη ιστορία άλλαξε άρδην. Πριν την εφεύρεση του τηλεφώνου, τα μέσα που υπήρχαν (για παράδειγμα τα διάφορα ήδη τηλεγράφου) δεν ήταν επαρκή για την επικοινωνία μεταξύ των ανθρώπων. Το τηλέφωνο ήταν η συσκευή που επέτρεψε την άμεση και ταχύτατη επικοινωνία. Με αυτόν τον τρόπο έγινε δυνατή η ενημέρωση για οποιοδήποτε γεγονός από κάθε άκρη του κόσμου μέσα σε λίγα λεπτά.

Οι πρόδρομοι του τηλεφώνου

Στις σύγχρονες κοινωνίες είναι κοινώς αποδεκτό το γεγονός ότι οι τηλεπικοινωνίες έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητας του κάθε ανθρώπου. Σε αυτό συμβάλουν κυρίως οι τεχνολογικές εξελίξεις που έχουν σημειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες. Μέσα σε αυτές βρίσκονται το τηλέφωνο, η τηλεόραση και ο ηλεκτρονικός υπολογιστής ˙ συσκευές που επιτρέπουν την πληροφόρηση και την ανταλλαγή δεδομένων μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα ανεξάρτητα από την απόσταση. Παρ' όλα αυτά, η ανάγκη του ανθρώπου για επικοινωνία είχε δημιουργηθεί πολύ πριν από την εφεύρεση αυτών των καινοτόμων συσκευών.
Από τα προϊστορικά χρόνια μέχρι και τον Μεσαίωνα είχαν επικρατήσει δύο βασικά είδη τηλεπικοινωνιών: η οπτική τηλεπικοινωνία και η ακουστική. Η οπτική τηλεπικοινωνία ξεκίνησε από τη στιγμή που ανακαλύφθηκε η φωτιά. Οι άνθρωποι επινόησαν διάφορους κώδικες και με τη βοήθεια σημάτων καπνού, πυρσών ή ακόμα και πολύχρωμων σημαιών (μεταγενέστερα) μπορούσαν να επικοινωνούν από μακρινές αποστάσεις. Η αρχαιότερη, όμως, μορφή τηλεπικοινωνίας είναι η ηχητική. Πρώτος την χρησιμοποίησε ο προϊστορικός άνθρωπος και περιοριζόταν σε ηχητικά σήματα που προέρχονταν από διάφορα είδη τυμπάνων. Στη συνέχεια αυτά αντικαταστάθηκαν με διάφορα άλλα όργανα (κόρνες, τρομπέτες) και χρησιμοποιούνταν ευρέως για στρατιωτικούς σκοπούς μέχρι την εμφάνιση πιο αποτελεσματικών μέσων. Στα πλαίσια των παραπάνω τάσεων αρκετές εφευρέσεις παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
Οι πιο χαρακτηριστικές από αυτές είναι εκείνες των αρχαίων Ελλήνων. Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν καταφέρει να αναπτύξουν ένα πρωτότυπο σύστημα τηλεπικοινωνιών που βασιζόταν τόσο στο οπτικό όσο και στο ηχητικό τηλεπικοινωνιακό πρότυπο. Εφευρέσεις όπως το ακουστικό κέρας, ο οπτικός τηλέγραφος (ή πυρσεία), ο υδραυλικός τηλέγραφος και το σύστημα των φρυκτωριών έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη των τηλεπικοινωνιών. Πολλοί, λοιπόν, ήταν εκείνοι που στα ύστερα χρόνια τις βελτίωσαν ή έκαναν εφευρέσεις βασισμένες πάνω σε αυτές.
Αρκετά χρόνια αργότερα, με την βιομηχανική επανάσταση η ανάγκη για ένα γρήγορο και αξιόπιστο μέσο επικοινωνίας είχε γίνει πλέον επιτακτική. Έτσι δεν άργησε να εμφανιστεί ο σπουδαιότερος πρόδρομος του τηλεφώνου, ο τηλέγραφος. Η ιδέα του τηλεγράφου αν και προέρχεται, όπως είδαμε προηγουμένως, από τα αρχαία χρόνια υλοποιήθηκε το 1774 από τον Ελβετό George Luis που κατασκεύασε μια πρώιμη μορφή τηλεγράφου, αργότερα εμφανίστηκαν οι τηλέγραφοι του Semmering (1810), του Ampere και των Cooke και Wheaton. Ο Αμερικανός, όμως, Samuel Morse (1791-1872) το 1837 παρουσίασε τον τηλέγραφό του που είχε την δυνατότητα να μεταδίδει μηνύματα σε πολύ μακρινές αποστάσεις γρήγορα και χωρίς μεγάλο κόστος. Το πρώτο μήνυμα από αυτόν τον τηλέγραφο στάλθηκε το 1844 από την Ουάσιγκτον στην Βαλτιμόρη.
Καθώς, λοιπόν, οι παραπάνω εφευρέσεις τελειοποιήθηκαν και οι δυνατότητές τους χρησιμοποιήθηκαν στο έπακρο δημιουργήθηκε η ανάγκη κατασκευής μιας συσκευής που θα μπορούσε να μεταφέρει ήχους και πάνω από όλα την ανθρώπινη ομιλία.

Η εφεύρεση

Ο Bell γεννήθηκε στις 3 Μαρτίου του 1847, στο Εδιμβούργο της Σκωτίας και σπούδασε στα πανεπιστήμια του Εδιμβούργου και του Λονδίνου. Μετακινήθηκε στον Καναδά το 1870 και στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1871 όπου άρχισε να διδάσκει σε κωφάλαλους το σύστημα ορατής (οπτικής) ομιλίας. Το σύστημα αυτό που αναπτύχθηκε από το πατέρα του, Alexander Melville Bell, δείχνει πώς τα χείλη, η γλώσσα, και ο λαιμός χρησιμοποιούνται στην άρθρωση του λόγου. Το 1872 το Bell ίδρυσε ένα σχολείο για τους κωφαλάλους στη Βοστόνη της Μασαχουσέτης. Το σχολείο έγινε στη συνέχεια μέρος του πανεπιστημίου της Βοστόνης, όπου ο Bell διορίστηκε καθηγητής της φωνητικής φυσιολογίας. Έγινε αμερικάνος πολίτης το 1882.
Από την ηλικία των 18 o Bell εργαζόταν πάνω στην ιδέα της διαβίβασης της ομιλίας. Το 1874, ενώ δούλευε σε ένα είδος τηλεγράφου, ανέπτυξε τις βασικές ιδέες του για το τηλέφωνο. Το καλοκαίρι του 1875 ο Bell κάνοντας πειράματα μαζί με το βοηθό του Thomas Watson παρατήρησε ότι ένα έλασμα από ατσάλι όταν δονείτο από διάφορους ήχους επηρέαζε το ρεύμα ενός ηλεκτρομαγνήτη. Παρατήρησε ακόμη ότι σε κάποιο άλλο σημείο ένας άλλος ηλεκτρομαγνήτης επηρεαζόταν από αυτές τις αλλαγές του ρεύματος και με τη σειρά του έκανε ένα άλλο έλασμα να πάλλεται. Τα πειράματά του αυτά αποδείχθηκαν τελικά επιτυχή στις 10 Μαρτίου του 1876, όταν διαβιβάστηκε η πρώτη πλήρης πρόταση μέσω του τηλεφώνου: "Watson, έλα εδώ, σε θέλω ". Οι επόμενες επιδείξεις, ιδιαίτερα μια το 1876 στη Φιλαδέλφεια της Πενσυλβανία, εισήγαγαν το τηλέφωνο στον κόσμο και οδήγησαν στην οργάνωση της τηλεφωνικής επιχείρησης του Bell το 1877. Άλλοι εφευρέτες προσπάθησαν επίσης να δημιουργήσουν μία συσκευή επικοινωνίας. Ειδικά ο Antonio Meutsi, ο οποίος εφηύρε μια ακουστική συσκευή στις αρχές του 1870 και ο Elisha Gray που υπέβαλε μία αίτηση ευρεσιτεχνίας με τη κατασκευή του τηλεφώνου λίγες ώρες μετά τον Bell στο Σικάγο.
Το 1880 η Γαλλία απονέμει στο Bell το βραβείο Volta, το οποίο συνοδευόταν από χρηματικό έπαθλο 50.000 φράγκων, για την εφεύρεσή του. Με αυτά τα χρήματα ίδρυσε το εργαστήριο Volta στην Ουάσιγκτον, όπου τον ίδιο χρόνο οι συνεργάτες του και εκείνος εφηύραν το φωτόφωνο (photophone), το οποίο διαβιβάζε την ομιλία μέσω ακτίνων φωτός.
Ο Bell ήταν ένας από τους ιδρυτές της National Geographic Society και υπηρέτησε ως πρόεδρός της από το 1896 έως το 1904. Ίδρυσε επίσης το περιοδικό Science το 1883.
Μετά από το 1895 τα ενδιαφέροντα του Bell στράφηκαν στην αεροναυτική στα πλαίσια της οποίας μαζί με τους συνεργάτες του δημιούργησε μερικές ενδιαφέρουσες εφευρέσεις. Ο Bell συνέχισε αργότερα τις μελέτες του πάνω στις αιτίες και στην κληρονομικότητα της κώφωσης.
Πέθανε στις 2 Αυγούστου του 1922, στο Baddeck του Καναδά όπου σήμερα υπάρχει ένα μουσείο που είναι αφιερωμένο στο έργο και στη ζωή του.

Το μαγνητικό τηλέφωνο του Μπελ και η εξέλιξη του τηλεφώνου

Το 1854 ο Γάλλος εφευρέτης Charles Bourseul σκέφτηκε ότι οι δονήσεις που προκαλούνται από την ομιλία σε έναν εύκαμπτο δίσκο ή ένα διάφραγμα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να συνδέσουν και να αποσυνδέσουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, παράγοντας με αυτόν τον τρόπο παρόμοιες δονήσεις σε ένα διάφραγμα που βρίσκεται σε μια άλλη θέση, όπου ο αρχικός ήχος θα αναπαραγόταν. Μερικά έτη αργότερα, ο Γερμανός φυσικός Johann Philip Reis εφηύρε ένα όργανο που διαβίβαζε τους μουσικούς τόνους αλλά που δε μπορούσε να αναπαραγάγει την ομιλία. Μια μορφή ακουστικής συσκευής επικοινωνίας αναπτύχθηκε γύρω στα 1870 από τον ιταλοαμερικάνο Antonio Meucci. Το 1876, ανακαλύπτοντας ότι μόνο ένα σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να διαβιβάσει την ομιλία, ο αμερικανικός εφευρέτης Αλέξανδρος Graham Bell παρήγαγε το πρώτο τηλέφωνο ικανό και την ανθρώπινη ομιλία με την ποιότητα και τη χροιά της.
Τη βασική μονάδα της εφεύρεσης του Bell αποτελούσαν μια συσκευή αποστολής σημάτων (πομπός), μια συσκευή λήψης σημάτων (δέκτης) και ένα ενιαίο καλώδιο που τις συνέδεε. Ο πομπός και ο δέκτης ήταν ίδιοι˙ κάθε ένας περιείχε ένα εύκαμπτο μεταλλικό διάφραγμα και ένα πεταλοειδή μαγνήτη με μια σπείρα καλωδίων. Τα ηχητικά κύματα χτυπούσαν το διάφραγμα αναγκάζοντάς το να δονηθεί στο πεδίο του μαγνήτη. Αυτή η δόνηση παρήγαγε ηλεκτρικό ρεύμα στη σπείρα των καλωδίων. Το ρεύμα ταξίδευε μέσω των καλωδίων σε έναν άλλο δέκτη, ο οποίος μετέφερε τις αλλαγές αυτές στη δύναμη του μαγνητικού πεδίου με αποτέλεσμα να προκαλεί τη δόνηση του διαφράγματος και έχοντας ως σκοπό την αναπαραγωγή του αρχικού ήχου.
Στο ακουστικό του σύγχρονου τηλεφώνου ο πεταλοειδής μαγνήτης έχει αντικατασταθεί από έναν επίπεδο μαγνήτη και το μαγνητικό πεδίο που ενεργεί στο διάφραγμα έχει γίνει εντονότερο και ομοιόμορφο. Η σύγχρονη συσκευή αποστολής σημάτων – πομπός αποτελείται ένα λεπτό διάφραγμα που τοποθετείται πίσω από μια διατρυπημένη σχάρα. Στο κέντρο του διαφράγματος υπάρχει ένας μικρός θόλος που διαμορφώνει μια περίφραξη που περιέχει κόκκους άνθρακα. Τα ηχητικά κύματα που περνούν μέσω της σχάρας αναγκάζουν το θόλο να κινείται μέσα και έξω. Όταν το διάφραγμα πιέζει προς τα μέσα το θόλο, οι κόκκοι συμπυκνώνονται, δημιουργώντας μια αύξηση στη ροή του ρεύματος.

Τα μέρη ενός τηλεφωνικού συνόλου

Ένα βασικό τηλεφωνικό σύνολο περιέχει μια συσκευή αποστολής σημάτων (πομπός – transmitter), έναν δέκτη (receiver), έναν πίνακα με πλήκτρα (dial), έναν κωδωνοκρούστη (ringer) και ένα δίκτυο καλωδίων (antisidetone network) . Στα ενιαία τηλεφωνικά σύνολα, η συσκευή αποστολής σημάτων και ο δέκτης τοποθετούνται στο μικροτηλέφωνο (ακουστικό), ο κωδωνοκρούστης είναι χαρακτηριστικά στη βάση και τα πλήκτρα και το δίκτυο καλωδίων μπορεί να είναι είτε στη βάση είτε στο μικροτηλέφωνο αλλά βρίσκονται συνήθως και στα δύο. Τα πολυπλοκότερα τηλέφωνα έχουν ένα μικρόφωνο και ένα μεγάφωνο στη βάση εκτός από τη συσκευή αποστολής σημάτων και έναν δέκτη στο μικροτηλέφωνο (τηλεφωνικές συσκευές με δυνατότητα ανοιχτής ακρόασης). Σε ένα ασύρματο τηλέφωνο το καλώδιο του ακουστικού αντικαθίσταται από μια ράδιο σύνδεση μεταξύ του μικροτηλεφώνου και της βάσης, αλλά ένα σκοινί γραμμών (καλώδιο) χρησιμοποιείται ακόμα. Ένα κυψελοειδές τηλέφωνο (cellular phone) περιέχει ένα πομπό και ένα δέκτη εξαιρετικά μικρού μεγέθους. Για τη λειτουργία του δεν απαιτείται κανένα απολύτως καλώδιο, δηλαδή είναι μια φορητή και αυτόνομη συσκευή.

Πηγές

• Cardwell, Donald, «Η ιστορία της Τεχνολογίας», Μεταίχμιο, Αθήνα 2000


• Ardley, Neil, «Λεξικό των Επιστημών», Ερευνητές, Αθήνα 1994


• Bachman, «Μεγάλοι Εφευρέται», Αστήρ, Αθήνα 1988


• Ο.Τ.Ε., «Μουσείο Τηλεπικοινωνιών – χθες-σήμερα-αύριο», Αθήνα, Ιούλιος 2000


• Επτά Ημέρες της Καθημερινής, « Παγκόσμια Ημέρα Τηλεπικοινωνιών – 50 χρόνια Ο.Τ.Ε.», Μαϊος 1999


• Δικτυακός τόπος του Ο.Τ.Ε.


• Δικτυακός τόπος Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου Αθηνών


• Δικτυακός τόπος Cosmote


• Δικτυακοί τόποι φορέων τηλεπικοινωνιών διαφόρων χορών της Ευρώπης


• Δικτυακός τόπος της Siemens


• Δικτυακός τόπος της Microsoft Encarta Msn


• Microsoft Encarta 1999


• Microsoft Encarta Reference Library 2007


• Δικτυακός τόπος του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών