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Alexander Graham Bell und die Erfindung des Telefons

Am 14. Februar 1876 – vor 130 Jahren – wurde Alexander Graham Bells Erfindung des Telefons zum Patent angemeldet, das ihm am 7. März 1876 erteilt wurde. Der 1847 im schottischen Edinburgh geborene und seit 1872 in den USA lebende Bell, einer der erfolgreichsten Autodidakten unter den Erfindern, löste damit den wohl berühmtesten Patentstreit der Geschichte aus.

Bells Herkunft und Jugend
Bells Charakter, seine Berufswahl und seine Ideen wurden entscheidend beeinflusst von seinem Vater und seinem Großvater. Zentrales Thema im Leben aller drei Bells war die intensive Beschäftigung mit dem Gebiet der Sprechtechnik. Der Großvater war zunächst Schauspieler, dann öffentlicher Vorleser von Shakespeares Dramen und Korrektor von Sprachfehlern, um schließlich in Dundee eine Knabenschule zu eröffnen. Der Vater, Alexander Melville Bell, taucht Mitte der 1840er-Jahre im Edinburgher Adressbuch als »Professor der Rede- und Vortragskunst« auf. Berühmt wurde er durch die Erfindung der »Sichtbaren Sprache«, eines Systems von Symbolen, das die Stellung der Sprechwerkzeuge beim Hervorbringen der einzelnen Laute in schriftlicher Form festhielt. Neben den Möglichkeiten für den Sprachunterricht, die dieses System bot, bildete es Jahre später für George Bernard Shaw den Anlass für seine Komödie »Pygmalion«.

Wie seine beiden Brüder wurde Alexander Graham Bell zunächst von der Mutter unterrichtet, im Alter von zehn Jahren kam er auf eine Edinburgher Privatschule und anschließend für zwei Jahre an die Royal High School, wo er mit 14 Jahren die Abschlussprüfung bestand. Mit 17 Jahren wurde er in Elgin Lehrer für Redekunst und Musik an der Weston House Academy. In dieser Zeit unternahm er seine ersten selbstständigen Forschungen auf akustischem Gebiet und lernte dabei auch die Arbeiten des deutschen Physikers und Physiologen Hermann von Helmholtz kennen. Dessen »Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik« (1863), die Bell allerdings nicht im deutschen Original lesen konnte, beeinflusste ihn wesentlich.

Taubstummenlehrer in Amerika
Die Familie übersiedelte 1870 nach Kanada und ein Jahr später begann Alexander Graham Bell mit seiner Tätigkeit als Taubstummenlehrer. Er bekam rasch eine Stelle an der Taubstummenschule in Boston, weshalb er 1872 in die Vereinigten Staaten übersiedelte. Im Oktober 1872 eröffnete er in Boston eine »Schule für Vokalphysiologie« und engagierte sich auch in schriftlicher Form für die Ausbildung gehörloser Kinder. Gehörlosigkeit wurde damals, jedenfalls in den Augen einer breiten Öffentlichkeit, häufig mit Geistesschwäche gleichgesetzt. Die meisten gehörlos geborenen Kinder wurden allenfalls in einer Anstalt in der Zeichensprache, wie Stumme und Taubstumme auch, unterrichtet. Diese Isolierung zu durchbrechen, war nur den Kindern begüterter Eltern möglich, die sie privat mündlich unterrichten ließen und ihnen damit die Möglichkeit boten, die Sprache zu erlernen. Bells Engagement und seine Methodik trugen entscheidend dazu bei, dass sich dieser Zustand in der Folgezeit rasch besserte. Er war ein begeisterter und begeisternder Lehrer; sowohl im Einzelunterricht für seine kleinen Schüler als auch in der Ausbildung von Lehrern für Gehörlose.

Bei seiner Lehrtätigkeit für Gehörlose knüpfte Bell auch jene Kontakte, die ihm später bei seiner Arbeit am Telefon vor allem auch in finanzieller Hinsicht von außerordentlichem Nutzen sein sollten. Gardiner Greene Hubbard, ein bekannter Bostoner Rechtsanwalt, konsultierte ihn wegen Unterrichts für seine gehörlose Tochter Mabel. Hubbard unterstützte Bell mit Rat und Tat und nicht zuletzt finanziell. 1877 heiratete Bell dessen Tochter Mabel. Auch zu Thomas Sanders, einem reichen Geschäftsmann, der später ebenfalls einen erheblichen Teil von Bells Arbeiten finanzierte, kam der Kontakt auf ähnliche Weise zustande. Dessen Sohn George war gehörlos zur Welt gekommen und hatte nie ein Wort über die Lippen gebracht. Zu diesem kleinen Schüler entwickelte Bell ein herzliches Verhältnis und lehrte ihn in kurzer Zeit sprechen.

Experimente mit Telegrafen
In dieser Zeit, Ende 1873, arbeitete Bell neben seiner Lehrtätigkeit, meist nachts, an einem »harmonischen Telegrafen«, was ihn häufig bis an den Rand der Erschöpfung brachte. Dieser Telegraf sollte eine Mehrfachtelegrafie ermöglichen, d. h., über ein und dieselbe Leitung sollten gleichzeitig und unabhängig voneinander mehrere Nachrichten übertragen werden können. Mehrere Geber und Empfänger waren jeweils in einer bestimmten Tonhöhe abgestimmt, sodass ein Empfänger nur die Signale empfing, auf deren Tonhöhe er abgestimmt war. Bell kam jedoch mit seinen Arbeiten nicht recht voran. Ihm fehlten die finanziellen und elektrotechnischen Voraussetzungen und zudem war er alles andere als ein geschickter Handwerker.

Hubbard und Sanders erklärten sich bereit, jeweils die Hälfte der Kosten für Bells Experimente zu übernehmen. Als Gegenleistung dafür sollte jeder ein Drittel von den Anrechten, die sich aus den Patenten ergeben würden, erhalten. Dennoch war Bell zu Beginn des Jahres 1875 entmutigt wie selten zuvor. Erst der über 80-jährige Joseph Henry, der bedeutendste amerikanische Physiker jener Zeit, den er um Rat bat, ermutigte ihn, seine Arbeiten fortzusetzen.

Da er nun über die finanziellen Mittel verfügte, konnte Bell sich die notwendigen Apparate bauen lassen. Er wandte sich an die Bostoner Firma Charles Williams, die elektrotechnische Apparate für Schulen und für Erfinder baute. Hier wurde ihm der 20-jährige Elektromechaniker Thomas A. Watson zugeteilt, der später sein engster Mitarbeiter bei allen entscheidenden Arbeiten am Telefon werden sollte.

Zufall und Intuition
Im Mittelpunkt der Arbeiten, die Bell nun mit Watson zusammen durchführte, stand der Mehrfachtelegraf. Aber bereits 1874 interessierte sich Bell für die elektrische Übertragung des gesprochenen Wortes. Dabei ging Bell zunächst noch in vollem Umfang seinen beruflichen Pflichten nach. Mitte 1875 zog er sich von seiner beruflichen Tätigkeit zurück, um sich ganz seiner Arbeit am Mehrfachtelegrafen zu widmen. Zusammen mit Watson arbeitete er im Dachgeschoss von Williams’ Bostoner Werkstatt häufig bis weit in die Nacht hinein.
Am 2. Juni 1875 führten ein Zufall und Bells hervorragendes Gehör ihn auf den Weg zur erfolgreichen Realisierung des Telefons. Beim Mehrfachtelegrafen mussten Sende- und Empfangsgerät sehr genau aufeinander abgestimmt werden, um eine störungsfreie Übertragung zu gewährleisten, eine Arbeit, die meist Bell wegen seiner Hörfähigkeit übernahm. Durch einen Zufall klemmte beim Sender eine Feder am Elektromagneten fest. Während Watson daran zupfte, presste Bell sein Ohr in der anderen Dachkammer an den Empfänger, um diesen abzustimmen. Dann stürmte er in Watsons Kammer. »Was haben Sie jetzt gemacht?« rief er aus. »Ändern sie nichts! Lassen Sie mich sehen!«
Die durch Zupfen in Vibrationen versetzte Feder schloss den Stromkreis zum Empfänger. Durch die Vibrationen im Magnetfeld wurde in diesem Stromkreis ein Strom induziert, der die Feder der Empfangsstelle in gleicher Weise zu Schwingungen anregte. Ein Ton konnte auf diese Weise elektrisch übertragen werden. Zu diesem Effekt war es in der Geschichte der Telegrafie sicher schon öfter gekommen. Aber wohl nur ein akustisch so geschultes Ohr wie das von Bell vermochte ihn wahrzunehmen.

Bells erstes Telefon
Mit diesen Erkenntnissen entwarf Bell unmittelbar danach sein erstes Telefon, das Watson am nächsten Tag baute. Es bestand aus einem Holzrahmen, in dem einer von Bells Mehrfachtelegrafensendern eingelassen war. Das lose Ende der Metallfeder war über einen Korken an einer Membran befestigt. Diese Membran war wiederum über einen Einsprachetrichter gespannt. Analog zu diesem Geber wurde der Hörer aufgebaut, der sich von diesem nur durch die optische Gestaltung unterschied. Allerdings war mit diesem elektromagnetischen Telefon nur eine sehr unbefriedigende Sprachübertragung möglich und in der Regel war es Bell, der mit seiner hervorragenden Sprachartikulation von Watson besser verstanden wurde als umgekehrt. Weitere Verbesserungen gelangen Bell während dieses Jahres jedoch nicht mehr. Er konzentrierte sich auf die Patentanmeldung.

Bell, der durch seine beiden Telegrafenpatente bereits eine gewisse Erfahrung im Abfassen von Patentschriften hatte, arbeitete sehr sorgsam und wurde erst im Januar 1876 fertig. Er hatte vor, das Patent in Großbritannien und in den USA gleichzeitig anzumelden, und beauftragte einen gewissen George Brown, der ihn gegen eine Beteiligung an den zu erwartenden Einkünften des Patentes finanziell unterstützte, mit der Anmeldung in Großbritannien. Dieser zögerte jedoch aus Furcht, sich lächerlich zu machen. Schließlich beauftragte Bells zukünftiger Schwiegervater und Geldgeber Hubbard, ohne diesem davon etwas zu sagen, zwei Patentanwälte mit der Anmeldung. Diese erfolgte am 14. Februar 1876. Nur zwei Stunden danach reichte Elisha Gray, der bereits auf dem Gebiet der Mehrfachtelegrafie mit Bell konkurrierte, ein »caveat« ein, eine Art vorläufige Patentanmeldung, die ebenfalls die Sprachübertragung zum Gegenstand hatte. Bells Patent wurde am 7. März 1876, nach nur drei Wochen, erteilt. Das US-Patent Nr. 174, 465 trug den wenig aussagekräftigen Titel »Improvement in Telegraphy«, der weder auf die wahre Bedeutung hinwies noch die dahinter stehende Brisanz, die eine Flut von Prozessen nach sich zog, erahnen ließ. Bei diesen Prozessen spielten vor allem die über ein Jahrzehnt zurückliegenden Arbeiten von Philipp Reis an seinem Telefon eine wichtige Rolle.

Das »Telefon« von Philipp Reis
Der Begriff »Telefon« war bereits Ende des 18. Jahrhunderts eingeführt worden. Man bezeichnete damit zunächst eine Sprachrohranlage, die eine Verständigung über größere Entfernungen möglich machen sollte. Die Idee, auf elektrischem Wege Schall zu übertragen, publizierte als Erster 1854 der französische Telegrafenbeamte Charles Boursel, ohne sie jedoch praktisch zu realisieren. Die erste öffentliche Vorführung einer Sprach- und Musikübertragung fand am 26. Oktober 1861 vor dem Physikalischen Verein in Frankfurt am Main statt.

Philipp Reis, damals Lehrer für Naturwissenschaften an einer Mittelschule in Friedrichsdorf nördlich von Frankfurt, gelang es mit seinem »Telefon«, »die Tonsprache selbst direkt in die Ferne mitzuteilen«. Der Empfänger entsprach, wie derjenige von Bell, dem elektromagnetischen Wandlerprinzip. Der Geber jedoch bestand, in Analogie zum menschlichen Ohr, aus einer Membran, die die Schallwellen über Platinkontakte in Stromstöße umwandelte. Bei sehr genauer Einstellung wurde, was Reis damals jedoch nicht klar war, der elektrische Widerstand variiert, was die Übertragungsqualität erheblich verbessert haben dürfte. Obwohl Reis seine Apparate sogar bis ins Ausland verkaufte, dachte niemand an eine kommerzielle Nutzung; die Erfindung wurde als technische Spielerei betrachtet. »Ich habe der Welt eine große Erfindung geschenkt«, äußerte Reis kurz vor seinem Tod, »anderen muss ich es überlassen, sie weiterzuführen, aber ich weiß, dass auch das zu einem guten Ende kommen wird.«

Reis' Geräte wurden häufig nachgebaut und in vielen Ländern Europas und den Vereinigten Staaten vorgeführt. Alle wichtigen Erfinder, die an der Weiterentwicklung des Telefons beteiligt waren, wie Elisha Gray, Thomas Alva Edison, David Edward Hughes und auch Bell, wussten von Reis' Experimenten. Nach Bells eigenen Aussagen wurde ihm ein reissches Telefon am 26. November 1874 erstmals vorgeführt.

Antonio Meuccis verfallenes Patent
Unabhängig von Philipp Reis versuchte der italienisch-amerikanische Ingenieur Antonio Meucci seit 1854 ein Gerät für eine Fernsprechverbindung herzustellen; ein erster Apparat von 1857 ist bekannt. 1871 meldete Meucci das erste Patent für ein Telefon an, konnte die Patentgebühr aber nur bis 1874 entrichten und musste es somit verfallen lassen. Nach der Patentanmeldung von Bell 1876 entwickelte sich ein langjähriger Rechtsstreit um die Urheberschaft des Telefons. Die amerikanischen Behörden versuchten daraufhin ab 1887, das bellsche Patent zu annullieren. Mit dem Tod Meuccis (1889) und dem regulären Auslaufen des Patents wurde das Verfahren später eingestellt. Meucci wurde mit Beschluss des amerikanischen Repräsentantenhauses vom 11. Juni 2002 posthum als Erfinder des Telefons anerkannt.

Weiterentwicklung und Prozesse
Erst nach seiner Patentanmeldung gelang es Bell, sein Telefon entscheidend zu verbessern. Drei Tage nach der Patenterteilung, am 10. März 1876, probierten Bell und Watson eine neue Art von Geber aus, den so genannten »liquid transmitter«. Am Ende des Einsprachetrichters befand sich eine Membran, an der wiederum ein Draht befestigt war, der in einen kleinen, mit Säure gefüllten Behälter eingetaucht war. Den elektrischen Gegenkontakt bildete der untere Teil dieses Behälters. Der elektrische Widerstand dieser Vorrichtung variierte dann im Rhythmus der Schallwellen. Watson befand sich in Bells Schlafzimmer und hielt den Hörer ans Ohr. Plötzlich hörte er Bells Stimme sagen: »Mr. Watson, come here. I want you!« Bell hatte Säure über seine Kleidung verschüttet und nach Watson gerufen. Es waren dies die ersten Worte, die Watson durch das Telefon klar und deutlich gehört hatte.

In der Folgezeit verbesserte Bell seine Geräte und führte sie öffentlich vor, so am 10. Mai 1876 vor der »American Academy of Arts and Science« in Boston. Im Sommer dieses Jahres fand anlässlich des 100. Jahrestags der Unabhängigkeit der Vereinigten Staaten die »Philadelphia Centennial Exposition« statt. Hier demonstrierte Bell seine Geräte mit großem Erfolg.

Die Produktion von Bells Geräten begann in Williams’ Werkstatt, und am 9. Juli 1877 gründeten Thomas Sanders, Gardiner G. Hubbard, dessen Tochter Mabel (Bells Ehefrau) und Thomas Watson die Bell Telefone Company. Bell selbst übertrug fast seine gesamten Anteile auf seine Frau und behielt nur einen symbolischen Anteil. Doch während die Firma einen raschen Aufschwung nahm, häuften sich die Angriffe seiner Gegner gegen das Patent und dabei vor allem gegen dessen umfassenden Charakter. Den ersten großen Prozess strengte 1879 die zu Western Electric gehörende Firma Western Union an, die ihrerseits eigene Telefone baute, deren Mikrofone von Thomas Alva Edison entwickelt wurden. Bells Patent wurde jedoch uneingeschränkt bestätigt. Weitere Prozesse folgten, und im letzten von 1892 wurde Bell noch einmal sechs Wochen ins Kreuzverhör genommen, es blieb jedoch bei den früheren Entscheidungen. In allen Prozessen zusammengenommen wurden fast 600 Einsprüche gegen Bells Patent abgewiesen.

Bells weit gespannte Interessen
In den letzten drei Jahrzehnten seines Lebens konnte sich Bell unbelastet von finanziellen Problemen der Verwirklichung seiner vielen unterschiedlichen Ideen widmen. Bell, der erst 1882 US-Bürger geworden war, zog sich dazu immer häufiger ins kanadische Cape Breton zurück, wo er seinen 1885 erworbenen Sommerwohnsitz ständig weiter ausbaute. Der eindeutige Schwerpunkt seiner Arbeiten galt dabei Luftfahrtversuchen. Während Bell zunächst über Jahre hinweg selbst Experimente mit Drachen durchführte, wurde er schließlich zum Finanzier früher Flugpioniere und gründete 1907 die »Aerial Experimental Association«. Die Mittel aus dem Volta-Preis, den er 1880 in Frankreich erhalten hatte, verwendete er zur Finanzierung des Volta-Laboratoriums, das sich mit der Erforschung der Gehörlosigkeit und mit der Arbeit für die davon Betroffenen befassen sollte. 1882 gründete und finanzierte er zusammen mit seinem Schwiegervater die amerikanische Wissenschaftszeitschrift »Science«.
Zu den zahlreichen Ehrungen, die Bell erfuhr, gehörten 1883 die Wahl zum Mitglied der »National Academy of Sciences« und 1898 die Ernennung zum Senatsmitglied der »Smithsonian Institution«. Bell reiste gerne. Seine letzte größere Reise führte ihn 1920 noch einmal in seine Geburtsstadt Edinburgh, wo ihm das Bürgerrecht verliehen wurde. Am 2. August 1922 starb Alexander Graham Bell bei Baddeck in der kanadischen Provinz Nova Scotia. Am Tag der Beisetzung ruhte der Telefonverkehr in den Vereinigten Staaten für eine Minute.

Quelle: Brockhaus Infothek

 

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