郭吧 | 从电话到手机的44年，专利一直在
亚历山大·格雷厄姆·贝尔（AlexanderGrahamBell，1847-1922），电话的发明者，出生于苏格兰爱丁堡。他最初的工作是聋哑学校的教师，正是缘于这份工作，贝尔开始对声学产生了兴趣，并开始着手研究用电传播声音的方法。
图1 贝尔先生
当时，电报已成为一种成功的远距离通信方法，但是每次仅能发送一条信息，使电报的使用范围受到了很大限制。贝尔的最初想法是发明一种“谐波电报”，用多音调实现同时传送多条信息。在研发过程中，一个更复杂的系统在他脑海里冒出来——一个不仅能够传输莫尔斯电码的点和划，还可以传输声音的系统。
终于，1876年3月，贝尔发明了世界上最早的电话（虽然存在争议）。贝尔的电话有一个振动膜，当你对着它说话的时候，它就会振动。振动膜位于一块电磁体旁，这样当它振动的时候，磁场和电流就会发生变化。变化的电流沿着电话线传送出去，在另一头，一个相似的装置再把它转变为声音。
后来的电话原理都是如此，只是线路更多，转换更快，因此连接得更有效。
图2
1876年2月14日，贝尔将电话在美国申请了专利，同年的3月7日（审查时间好快，仅有20多天）获得授权，专利号US174465（以下简称“本专利”）。如图2所示，贝尔的授权专利并没有标注著录项目的首页，开门见山就是正文的第一段。
Toall whom it may concern:
Beit known that I, ALEXANDER GRAHAM BELL, of Salem,Massachusetts,
haveinvented certain new and useful
Improvementsin Telegraphy, of which the following is a specification:
…… ……
图3
如图3所示，下面我们看看保护范围超级大的权项1：
一种电报系统，所述电报系统的接收器将振动转换成电流的波动，基本如上所述。
图4
如图4（专利附图7）所示，衔铁c的一端与电磁体b的外部支架d的一端轴连接，衔铁c的另一端贴合在振动膜a的中央位置。话筒A将声音振动汇聚到振动膜a上，将声音振动转换成振动膜a的振动,进而带动衔铁c的摆动，由于电磁感应原理，衔铁c的摆动在电磁体b中引发电感应，在环路E、b、e、f、g中生成波动电流。该波动电流与空气中声音引起的振动相似，即在图表上显示出了相似的曲线。
同样由于电磁感应原理，通过电磁体f的波动电流在电磁体f中引发磁感应，吸引衔铁h产生与衔铁c同频率的摆动，引发振动膜i的振动在听筒L中产生声音。因此，同样的声音由话筒A传递到了听筒L中，实现了声音的传递。
图5
如图5所示，在本专利第1、第2附图页的页脚部分，除了有发明人贝尔（ALEX.GRAHAMBELL）的亲笔签名外，还有见证人THOMASE. BARRY和P.D.RICHARDS的亲笔签名。
1876年3月10日，贝尔打通了史上第一个电话，“沃森先生，请过来一下，我想见你”。这个电话是打给隔壁的助手，根据贝尔自己的记录，他必须对着电话大喊才行，但是这足以证明这一技术是可行的。次年贝尔电话公司成立，不到10年美国已经有约15万户家庭安装了私人电话。
熟悉通信领域的人士都知道，“贝尔”这个词，在通信历史上是最著名的符号之一，其主要的符号意义在于贝尔电话公司和贝尔实验室。
贝尔电话公司是美国电话电报公司（AT&T）的前身，1984年美国司法部依据《反托拉斯法》拆分AT&T，分拆出一个继承了母公司名称的新AT&T公司（专营长途电话业务）和七个本地电话公司（即“贝尔七兄弟”），美国电信业从此进入了竞争时代。
1925年1月1日，当时AT&T的总裁华特·基佛德（WalterGifford）收购了西方电子公司的研究部门，成立一个叫做“贝尔电话实验室公司”的独立实体，后改称贝尔实验室。在过去的一个世纪中，贝尔实验室为全世界带来了一系列划时代的创新技术与产品，包括：传真机、按键电话、数字调制解调器、蜂窝电话、通信卫星、高速无线数据系统、太阳能电池、电荷耦合器件、数字信号处理器、激光器、光纤、光放大器、密集波分复用系统、高清晰度电视……。在此期间，贝尔实验室的科学家一共获得了8项诺贝尔奖（7项物理学奖、1项化学奖）。
作为有线通信的领先者，AT&T长期占据美国有线通信的王者地位。直到无线通信技术的出现，才打破了这种平衡。
图6
20世纪80年代初，摩托罗拉公司发明了第一代民用蜂窝式移动电话，也就是早期的大哥大。如图6所示。摩托罗拉的大哥大卖的很贵，但其仍占据了全球70%的市场。
1990年，GSM（Global System for Mobile Communications）标准成为欧洲无线通信标准。1991年，爱立信和一家芬兰公司架设了第一个GSM的移动通信网。两年后，包括中国在内的四十几个国家采用了GSM标准。GSM时代的手机王者是芬兰的诺基亚公司，从1996年开始，诺基亚手机连续15年占据世界手机市场份额第一的位置。
2009年1月7日，中国正式进入3G时代。3G时代的手机王者是三星和苹果，双方也掀起了荡气回肠的“专利大战”。
2013年12月4日，中国正式进入4G时代。4G时代的手机王者是苹果和以中国的华为、OV、小米为代表的中国力量。
2019年6月7日，中国正式颁发5G牌照，正式进入5G时代。在5G时代，哪个手机品牌会独领风骚呢？专利“王者”花落谁家？让我们拭目以待……
最后，感谢贝尔先生发明的电话为新时代通信领域的爆发开创了新的篇章，谨以本文向贝尔等前辈致敬。
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