میکروفون

اختراع میکروفون

US 463559
امیل برلینر,توماس ادیسون

امروزه میکروفون‌ها تقریباً همه جا یافت می‌شوند، از میکروفون‌های حرفه‌ای در استودیوی صداوسیما گرفته تا میکروفون‌های تعبیه شده درگوشی‌های تلفن همراه که کاربران آن‌ها را با خود حمل می‌کنند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که این اختراع بزرگ و به شدت کاربردی، از زمان طراحی نمونه‌های اولیه تا به امروز که به یک تکامل نسبی دست یافته، علاوه بر بلوغ فنی، حتی از منظر کاربرد هم با تغییرات زیادی مواجه شده است. به‌عنوان مثال، امروزه میکروفون‌ها در صنایع موسیقی و سرگرمی نقش بسزایی داشته و بحث تقویت صدا به‌عنوان هدف نخستین اختراع و توسعه آن، تا حدی کم‌رنگ شده است.

به همان نسبت که طراحی و ساخت میکروفون تغییرات بزرگی در انتقال و تقویت صدا پدید آورده و حتی صنایعی همچون سرگرمی و موسیقی را متحول نموده است، داستان این اختراع هم به نوبه خود جالب و متمایز می‌باشد. از یک‌سو، طیف وسیعی از مخترعین و علاقه‌مندان به تجهیزات و فناوری‌های انتقال صدا در پیدایش و توسعه این اختراع مهم تاریخی نقش داشته‌اند و از سوی دیگر، نام برخی از مشهورترین مخترعین تاریخ در دعاوی مرتبط با مالکیت دارایی‌های فکری مرتبط با آن به میان می‌آید.

یک میکروفون، امواج صوتی را به انرژی الکتریکی تبدیل نموده و متعاقباً با تبدیل مجدد آن‌ها به امواج صوتی و تقویت از طریق بلندگوها، امکان پخش آن‌ها را فراهم می‌نماید. بر خلاف تصور بسیاری از مردم که اختراع میکروفون را مصادف با اختراعات بزرگی همچون برق، لامپ و صنایع ارتباطی جدید می‌دانند، اما ریشه اولیه ایده ساخت دستگاهی برای تقویت و انتقال صدا، به دهه‌های میانی قرن هفدهم میلادی باز می‌گردد. در آن دوره زمانی، رابرت هوک (Robert Hooke)، فیزیکدان و مخترع انگلیسی، از یک محفظه آکوستیک و نوعی دستگاه ارتباطی شبیه به تلفن برای آزمایش ایده‌های ذهنی خود استفاده نمود. این تلاش را می‌توان نخستین نوآوری برای توسعه میکروفون دانست، آن هم در حالی که هنوز از واژه «میکروفون» استفاده نمی‌شد!

نخستین فردی که از کلمه «میکروفون» استفاده کرد، چارلز ویت استون (Charles Wheatstone)، فیزیکدان و مخترع مشهور انگلیسی است که بیشتر برای اختراع تلگراف شهرت دارد. علاقه‌مندی‌های فنی ویت استون بسیار متنوع بود. وی در دهه ۱۸۲۰ میلادی، تلاش کرد تا مطالعه و بررسی بیشتری در حوزه صدا و آکوستیک داشته باشد. او از نخستین محققینی بود که دریافت، صدا را می‌توان از طریق امواج در محیط منتقل نمود. نوآوری اصلی ویت استون در این حوزه، دستگاهی برای تقویت صداهای ضعیف‌تر حین انتقال از یک مکان به مکان دیگر بود که آن را در سال ۱۸۲۷ میلادی توسعه داده و نامش را میکروفون نهاد. در ادامه و در سال ۱۸۶۱ میلادی، یک مخترع آلمانی به نام یوهان فیلیپ ریس (Johann Philipp Reis)، دستگاهی برای تبدیل صدا به سیگنال‌های الکتریکی طراحی نمود که پس از انتقال آن‌ها به دستگاهی مشابه از طریق سیم‌های رسانا، مجدداً به صدا تبدیل می‌شد. این دستگاه را می‌توان اولین میکروفون واقعی و موفق به شکلی شبیه به میکروفون‌های امروزی دانست: «مبدلی که انرژی مکانیکی (امواج صوتی) را به انرژی الکتریکی (سیگنال‌های صوتی) تبدیل می‌کند».

اگرچه می‌توان دستگاه ابداعی یوهان ریس را نخستین میکروفون و تلفن تاریخ در نظر گرفت، اما معمولاً در اسناد تاریخی به افراد دیگری به‌عنوان مخترعین تلفن و میکروفون اشاره شده است. شاید جبر زمانی و اختراع این دستگاه بسیار زودتر از زمانی که بتوان استفاده کارآمدی از آن نمود، دلیل اصلی این فراموشی تاریخی باشد. در هر صورت، اختراع تلفن به نام الکساندر گراهام بل (Alexander Graham Bell) ثبت شد و میکروفون هم با مدعیان مشهوری همچون گراهام بل، توماس ادیسون (Thomas Edison) و امیل برلینر (Emile Berliner) مواجه شد. فارغ از این‌که چه کسی را مخترع اصلی میکروفون بنامیم، نقش یوهان ریس در توسعه این اختراع انکارناپذیر است. گفته می‌شود که توماس ادیسون یک متن ترجمه شده پیرامون توضیح عملکرد داخلی تلفن ریس به دست آورده بود که در اختراع میکروفون داخلی امیل برلینر بسیار تأثیرگذار بوده است.

دهه ۱۹۷۰ میلادی را می‌توان مهم‌ترین دوره توسعه و تکامل میکروفون و نقطه عطفی در نوآوری‌های مرتبط با این اختراع دانست. در ابتدا و به‌عنوان بخشی از تلفن گراهام بل، ترانسفورماتور مایع (میکروفون آبی) متولد شد. این اختراع که مشترکاً به نام گراهام بل و الیشا گری (Elisha Gray) نسبت داده شده و حتی روایاتی مبنی بر سرقت ایده آن از سوی گراهام بل وجود دارد، در سال ۱۸۷۶ میلادی توسعه یافت. دقیقاً در همین سال، توماس ادیسون و امیل برلینر با همکاری هم توانستند میکروفون کربنی (Carbon Microphone) را به‌عنوان نخستین نمونه کاملاً واقعی و عملیاتی تولید کنند. به موازات این دو مخترع که ایده خود را در آمریکا به پیش می‌بردند، دیوید ادوارد هیوز (David Edward Hughes) هم در انگلیس به توسعه ایده‌ای مشابه مشغول بود. با این‌که یک کار تحقیقاتی مشترک بین ادیسون و برلینر در جریان بود، برخی برلینر و برخی دیگر هم ادیسون را مخترع میکروفون می‌دانند. از سوی دیگر، ادوارد هیوز به دلیل عدم ثبت اختراع خود، عملاً گوی سبقت را به رقبای آمریکایی واگذار کرد. گفته می‌شود که دیوید هیوز، کلمه میکروفون را به صورت عامدانه و با هدف ادای دین به چارلز ویت استون انگلیسی در اختراعش آورده است. وی همچنین دستگاه ابداعی خود را هدیه‌ای به جهانیان می‌دانست و از همین رو، ثبت اختراعش در انگلیس را پیگیری نکرد.

داستان ثبت اختراع میکروفون ابداعی برلینر و ادیسون هم بسیار خواندنی است؛ امیل برلینر، در ژوئن ۱۸۷۷ میلادی، درخواست خود را در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا به ثبت رسانید. در سال ۱۸۷۸، گراهام بل که به شدت جذب اختراع برلینر شده بود، پتنت مرتبط با میکروفون کربنی وی را به مبلغ ۵۰ هزار دلار (۱/۱ میلیون دلار فعلی) خریداری نمود تا با استفاده از آن، کارایی تلفن خود را بهبود بخشد. پیرو این قضیه و در حالی که توماس ادیسون نیز خود را محق در این اختراع و مالک اصلی عواید آن می‌دانست، یک دعوی حقوقی جنجالی در گرفت. نهایتاً در سال ۱۸۹۲ میلادی، دادگاه توماس ادیسون را پیروز این دعوی دانست و در نتیجه، این مخترع بزرگ به‌عنوان توسعه‌دهنده اصلی میکروفون معرفی شد. تا قبل از پیدایش فناوری لوله خلأ و استفاده گسترده از آن در سال ۱۹۲۰ میلادی، میکروفون کربنی تنها روش عملی برای تولید سیگنال‌های صوتی قدرتمند بود و از این منظر، یک فناوری بسیار ارزشمند و تجاری به حساب می‌آمد. بدیهی است که این دعوی، تمامی معادلات فناوران پیشگام آن زمان، از جمله توماس ادیسون و گراهام بل را تغییر داد. گفتنی است که برلینر فعالیت‌های گسترده‌ای در خصوص میکروفون داشت که با ثبت در سیستم پتنت، به دنبال محافظت از این دستاوردها بود. گواهی‌های ثبت اختراعی با شماره‌های «US 463569» و «US 224573» و «US 225790» نمونه‌هایی از این موارد می‌باشند.

لازم به تأکید است که در کنار این پیشرفت چشمگیر دهه ۱۹۷۰ میلادی، برخی ایده‌های جانبی از جمله میکروفون متحرک هم توسط ارنست زیمنس (Ernst Werner von Siemens) معرفی شد. وی که در سال ۱۸۷۷ میلادی اختراع خود را در آلمان به ثبت رسانید، در بحبوحه تلاش‌های برلینر، ادیسون و گراهام بل، محبوبیت زیادی به دست نیاورد.

طی یک قرن گذشته، مجموعه‌ای از تحولات نوآورانه در حوزه میکروفون شکل گرفته است. پیشرفت‌های فنی به‌ویژه در حوزه ترانسفورماتورها، لوله خلأ و ترانزیستور، توسعه فناوری میکروفون را تسریع نموده و طیف وسیعی از محصولات مختلف را در دسترس علاقه‌مندان قرار داده است. با این حال، ایده میکروفون کربنی امیل برلینر و توماس ادیسون، باز هم مهم‌ترین نوآوری صورت گرفته و پایه و اساس میکروفون‌های فعلی محسوب می‌شود.