最好的接收器和不实用的电话机

爱迪生在西联电报公司工作时使用的电报机是通过电线连接并运用一系列顿点和连接号来实现通信的。1870年年初，电报公司开始寻求能够通过电报线传输更大信息量的新技术。其中一项令人感兴趣的发明叫作“谐波电报”，又称 “声波电报”，它内部有许多震动簧片，可以同一时间完成多重信息的传递。在1875年的绝大多数时间里，爱迪生都在尝试改进他自己的声波传输系统。

爱迪生认识住在仅几百千米外的波士顿的亚历山大·贝尔，此时的贝尔正废寝忘食地钻研声波电报的实验。而爱迪生则像其他人一样认为电话机的商业潜力是十分有限的。贝尔是一名教聋哑人的老师，因此他专注于研究一些能够帮助聋哑人沟通交流的机械设备。贝尔的父亲同样从事聋哑人教育，他发明了一套哑语，利用口型和手势进行交流。而贝尔还是沿着爱迪生的足迹不断改进声波电报。

当贝尔在费城万国博览会上展示了自己新发明的电话机之后，爱迪生无法再忽视它了。1876年6月25日，贝尔用他的电话机与英国物理学家威廉·汤姆逊（William Thomson）和巴西国王多姆·佩德罗（Dom Pedro）演示了短距离的通话，这一事件被广泛报道。7月初，爱迪生开始了自己的电话机实验。早在一年前，他就已经开始尝试改进菲利普·赖斯（Philipp Reis）发明的电话原型机了。他的想法是通过调整电流和电阻来影响波动传输，从而改进和提升打电话时声音的音量和音调。

与爱迪生的工匠生涯发展息息相关的另一个重要事件是1876年春天，他将自己的工作室和家搬到了位于新泽西的门罗公园，这是一个纽瓦克南32千米的农业社区。那个时期的门罗公园更具田园风情，但它紧邻宾夕法尼亚州铁路，又处在曼哈顿和费城中间，交通便捷，生活方便。

门罗公园面积约13公顷，这里有爱迪生的家和一幢两层的实验楼，这幢楼有30米长9米宽，在爱迪生哥哥萨缪尔监督下建成。二楼那个能够俯瞰整个奶牛牧场的阳台是爱迪生和他的助手们做实验的地方，这里覆盖一整面墙的架子上摆放着至少2 500瓶化学试剂。房间的角落里塞着一张小小的工作桌，这就是爱迪生的办公室。一楼是车间，几乎被一个大型蒸汽机填满，其他地方放着被爱迪生和他的助手们早先发明和原型机，他们常常从那里拆零件下来用。

在门罗公园的日子里，爱迪生终于可以按照自己的兴趣进行发明，用一种能够帮助自己更好地激发灵感、挖掘潜能的方式进行工作了。他的工作方式较之前有了很大进步，变得更加成熟，因为之前在电报行业里，驱动爱迪生发明的不是他自己的创造兴趣而是那些赞助商们的商业兴趣。

在门罗公园，爱迪生用真正的工匠模式来开展自己的项目。他喜欢在同一时间从事多项发明创造。身边总是围着朋友和学生的爱迪生每天都会从这个项目跳到另一个项目，检查他派给雇员们的工作并提出技术上改进的建议。仅仅是1877年一年，爱迪生的实验室就进行了包括电话机的多种改良机型、电笔、油印机、声音测量仪、若干化学实验在内的多个项目。早期白炽灯的雏形也是在此时诞生的，只可惜在亮了短短几秒钟后，它就被爱迪生扔到了一边。

在外人看来，爱迪生的实验缺乏方向性和目的性。但也正是因为如此，他才有可能获得意想不到的新发现，并通过实验创造出可行的、市场需要的产品。爱迪生非常相信巧合在发现新事物中的作用，并且认为发现虽然不同于发明，但也十分重要。“发现和发明是不同的，我不喜欢把这两者混淆起来，”他曾经说，“发现或多或少依靠巧合。一个人要去赶火车，走着走着他的脚踢到了什么，然后发现地上竟然有一个金手镯。这是他的发现，不是他的发明，他是准备去赶火车的，并不是去找金手镯的，但他发现了巨大的价值。”

尽管爱迪生不是传统意义上的科学家——商业价值和科学发现对他而言同等重要，但他进行发明创造的方法包含了很多其他科学家也会用到的方法，这些科学家在取得突破性进展之前，往往会对自己的理论研究很多年。

然而，爱迪生还是感受到了外部因素的影响，这使他无法专注于自己喜欢的创造方式。

迫于外界对贝尔电话持续关注带来的压力，爱迪生不得不重新审视之前自己眼中的“简单的科学小玩具”。尽管爱迪生并不是研发电话的理想人选，因为那个时候他已经几乎失聪了，但他还是坚持研究。1877年，爱迪生积极地研究如何改良贝尔电话最薄弱的部分——它的信号传输。在贝尔设计的信号传输中，人说话的声波使一个磁片震动从而产生电流，经过电线传导，在接收器中再被转换为声波。

尽管对电话本身没有兴趣，但受争强好胜的本能驱使，爱迪生发誓要做出比贝尔电话更好的电话。除了对贝尔电话的传送器提出批评，他还指出了信号接收器的缺点：糟糕的整流电使其无法被运用于长距离通话。

在接下来的几年里，爱迪生一直潜心于一系列与电话有关系的实验。经过多次实验，他发现碳能够很好地解决直流电阻问题。1876年12月，他试着用石墨和阿肯色河的白石头做成的电阻媒介代替贝尔电话中的磁铁。他最终敲定并在之后取得专利的设计是碳质电阻，这种电阻是将锡纸包裹的蜡纸薄膜压在涂满石墨粉的硬橡胶圆盘上制成的。这种设备提供了足够的柔软度和敏感度来应对不同的高音低音，从而更准确地将复杂多变的人声重现。

1877年年末，西联电报公司发布官方声明称这种电话是继贝尔公司的私人电话开始销售之后，对其电报业务的真正威胁。很快地，它的一家拥有30万美元资产，名叫美国通信电话公司（American Speaking Telephone Company）的子公司成立了。这家公司买断了能买到的所有与电话有关的专利，其中包括爱迪生发明的能够清晰响亮地传递声音的碳粉传送器。爱迪生的传送器的质量太好，以至于贝尔公司差一点放弃了电话业务，幸运的是他们找到了一位默默无闻的发明家埃米尔·伯林纳（Emile Berliner），他运用与爱迪生发现的相似的科学原理设计出了自己的电话信号传送设备。

1878年9月，贝尔电话公司将西联电报公司告上法庭，指控后者盗取了其电话传送器技术。诉讼持续了近一年，最后的结果是电报行业的龙头公司同意关闭刚刚兴起的电话领域中的所有业务，并用免收现有电话线及电话机的租金的条件从贝尔电话公司那里换来了20%的专利税，总额高达350万美元。这次交换是一个明智的决定，贝尔公司从此垄断了全美国的电话业务。

爱迪生也在半信半疑中卖掉了他的电话技术。在贝尔公司与西联电报公司达成协议的几个月前，他就将自己的碳粉传送器以10万美元的价钱卖给了西联电报公司，对于一位年轻的发明家来说，这当然是一笔不菲的收入，但相比于这项发明之后带来的巨大财富，这点钱只能算九牛一毛。令人奇怪的是，爱迪生提出了一个特殊的要求：将他的报酬分17年，每年6 000美元支付给他，多出来的钱由利息支付。原来他是担心如果一下子把钱都给他，他会很快地挥霍干净。

接下来，爱迪生开始着手为他的电话研发更好的电话接收器。从1877年3月开始，他进行了一系列实验来寻找更好的接收器设计方案，其中许多设计都用到了被爱迪生称作电磁发生器的东西，它的主体是一个可以用曲柄摇动的浸过苛性钠的圆柱形白粉筒，一个电磁臂通过弹簧紧紧固定在圆筒上，当电磁臂通电时就会震动，并在白粉筒上留下图案。7月时，爱迪生安装完成了一个扬声器，扬声器中连接有突起撞针的弹片对着一张蜡纸，之后蜡纸又被换成股票报价机上用的脊型带。1877年7月18日的晚上，爱迪生与工人们在夜色中共进了晚餐，这些工人们已经习惯了长时间工作。晚餐后，他们摆弄着自己制造的隔膜片，突然，爱迪生脑海中闪过一个新的想法：他意识到自己可以轻松地记录声音，并使记录的声音回放。

爱迪生最先想到的是他将会制造出一台远远超过贝尔电话的，更有用、更富有商业潜力的机器。至少，电话与电报是在用几乎相同的方式传递信号：一个公司的员工可以不再用莫尔斯电码而是用口头说话的方式传递信息，但最后接收信息的一方还是要把信息记录在纸上。爱迪生意识到一个更加实用的设备可以自动记录语音信息。他自己回忆起自己做的一个玩具：通过电话隔膜片的声音震动带动一个小皮轮，从而使一个纸人锯木头。“如果有人喊：‘玛丽有一只小羊羔’或是其他什么话，纸人就会开始锯木头。”他解释道。

尽管爱迪生的接收器能够非常完美地重现声音，但是把它应用到电话上还不切实际。它能够在实验室的条件下很好地接收到声音，但是一旦进行长距离通话，它接收到的声音还是不够清晰。

因此，爱迪生又回到之前按压式声音回放机的想法上。1877年6月，经过多次尝试，他在笔记中提出运用“铜或其他金属薄片”代替脊型带会使设备在回放声音时增加被重现人声的锐度和音量。然而，直到11月，爱迪生才详细描述了他最具商业潜力的项目：声音回放机，一旦有了它，就能够记录并重现贝尔电话里的所有声音。

爱迪生没有察觉到他的新发明将会改变世界。