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人们开始探求电话的发明，经历了一个历史过程。早在1664年胡克就做了在拉紧的线上传送声音的实验。
在爱迪生出生的10年前，美国人柏基发现，只要在铁棒上绑铁线，使电流快速地作通通、切切的动作，这时铁棒就会磁化或失去磁力而发出声音来。但他没有想到利用这项发现来发明电话。
德国物理学家赖斯（j ．P．Reis ，1834—1874）最先从事这方面的研究。他用木头仿造人耳制造了一个发话器，上面蒙一张用猪肠做的薄膜，薄膜上附有一块金属小片，薄膜随声音振动时金属片就不断地和另一个触片接触，从而使电路随声音节奏而开闭。受话器是一个绕有绝缘线的勾针，勾针安放在两个小支架上，支架放在一个共鸣箱里，当断续的电流通过线圈时就会发出声音来。试验成功后，这种装置也就被称为电话机。赖斯电话机于1861年在法兰克福展出表演，3年后又在吉森召开的自然研究家大会上使用过一次。由于声音很轻，电流间断又会引起失真和干扰现象，大多数人都把这一发明当作奇物珍品，没有得到推广应用。
爱迪生检查赖斯教授的机械之后，获得一项结论：“这机械的缺点是断续电流，如果利用电流的强度使磁力变化，让铁板振动，一定可以传送人的声音。”
当他正为这点费尽心机的时候，另外有两位科学家也有同样的想法，并且从事电话的发明研究。那就是有名的亚历山大格雷厄姆贝尔（1847—1922）和伊利夏格雷（El ishaGray ），虽然只是偶然，但是却已经有3个人从事于这项研究竞争了。
随着研究的进展，爱迪生先在1876年1月14日向专利许可局申请“许可权保护”。这是说，近日就要提出申请许可，请保留不要接受相似的申请。
当贝尔在做试验时，爱迪生到了西方联合公司，希望允许他用他的线做试验。他知道格雷已经获得一项关于“谐波式电报机”专利，这项发明能够通过电线发送音乐的声音。格雷将这项发明权卖给了西方联合公司。
爱迪生也在做一种通过电线发送人的声音的发明试验。虽然他的发明不完全，但他要求获得发明电话专利权。
贝尔是继承赖斯事业的最重要的一个人。他对语言学有研究。在1873—1877年担任波士顿大学生理学教授期间，进行了利用电流传送声音的试验。他在试验时，把音叉放在带铁芯的线圈前面，音叉振动时，会在线圈中产生强度随声音而变化的持续电流，如把这个电流输至电线另一端的同样的线圈内，就会使该线圈前面的音叉发出和前一个音叉一样的声音。贝尔认为，每一个金属振动部件都应当能产生电流。他把一个易于振动的薄膜同一个簧片连在一起。簧片紧贴在励磁线圈前。受话器的构造和送话器差不多。贝尔把它们连接起来。在电路中又加上一个电池，但试验没有成功。他用四周张紧的薄铁皮框代替了金属簧片，线圈中的铁芯改用磁棒才取得成功。
贝尔在1876年2月14日完成发明，正式向美国政府申请发明电话机的专利许可证。在同一天只慢两个小时的格雷也完成发明，正式申请专利许可证。
起初人们认为贝尔的电话很有趣，但不是很有用。贝尔所发明的电话是受话器和发话器都使用电磁石和振动板构成的。振动板就放置在电磁石的前面，因此当声音的振动透过电流而传给电磁石时，振动板就会随之而振动。而这种受话器的原理，至今仍被沿用。不过贝尔所发明的电话音量非常微弱，所以只能用于短距离的通话。因此，当时有人批评说：“电话这东西仍然不够实用”。在费城的博览会中，这种电话被一些人认为：“像是一种玩具”。
但是，贝尔为了让公众广泛地采用，他开了好几次演讲会，重复各种有关电话的说明。虽然每一次的演讲会都挤满了人，但是大部分的听众都是为了好奇或是凑热闹而参加的，因此演讲会结束后，在归途中，就有人说：“电话根本没有用”。
虽然如此，他的努力终于还是获得了成果，贝尔所发明的电话终于开始被人们使用了。1877年第一份用电话发出的新闻电讯稿被送到美国波士顿的《世界报》，它标志着电话已为公众采用。同年，贝尔还成立了贝尔电话公司。
西方联合公司的威廉奥顿董事长一听到贝尔公司成立的消息，心里感到不安，认为出现了一位劲敌，他想：“电话应该能够改良，而经过再改良后的电话一定比以前更完美”。他开始担心自己的电信事业将会受到贝尔公司的影响而渐渐衰退。因此，他到门罗公园的爱迪生研究所向爱迪生问了一些问题：“爱迪生先生，我认为电话是一项具有发展性的事业，你认为如何？”
“奥顿先生，你的想法完全正确，电话是以传导电线的电流为关键，但是就目前电话的情况来看，我认为它没有什么用处。”
于是，奥顿说：“爱迪生先生，你知道我的公司是属于电信事业方面的公司，一旦电话发达了起来，我的电信公司立刻就会面临倒闭的危机。“贝尔最近成立了一家电话公司，他必然地会将电话加以研究改良，而发展成为电话事业。这也没有什么不对的，只是我认为，应该由我自己的公司来从事电话改良的工作。“爱迪生先生，能够对电话加以研究改良的人，除了你之外，再也没有其他的人能够担当此重任，因此，无论如何请你务必要帮这个忙！”
奥顿董事长非常着急地对爱迪生说了一大段话，说完后，他就默默地等着爱迪生的回答。
爱迪生过了一会儿才开口说：“假如电话能够改良得更实用，且更普遍，那可真是一件好事情。抱有这种想法的人也并不是只有你一个人，事实上我也有同感。“你害怕贝尔公司快速发展，因而请我改良电话，我答应你改良电话，但是有一点必须先声明，那就是我改良电话的用意和贝尔先生是没有任何关系的。
“制造一些世界上所有的人都深感需要的实用物品，这是我多年来的愿望，所以我要照着我的愿望去改良电话。我很高兴为电话的改良而尽力”。
于是，爱迪生在门罗公园的研究所所从事的一项大研究工作的成果就是发明了电话送话器。
当时，爱迪生没有经验，也没有书本可以参考，只能凭想象。他认为，使说话器和收话器分开是首要的工作。于是他开始进入了一个全新的研究领域。
他以为这种电话在运用上必须简易，声音更应该清晰。可是，用什么材料最合适？他开始用水滴，后来又用海绵，湿纸，氈，石墨薄片和油砥石等材料作试验。
他说道：“这次我总算能在电线上传送许多清晰的字句了”。
爱迪生在探索电话机中应用的材料时，忽然想起了“平衡电流法”。这是两年前在试验四重电报法时的一个发现，他思索着如何利用它来制造电话机。
新年到来时，华盛顿的人士都冒着大雪去白宫欢迎格兰特。这时贝尔在纽约要把他的电话专利权让给奥顿，索价10万元，被奥顿拒绝了。
几天以后，爱迪生准备试验他发明的半导电器。这仪器的构造是一片膜板和一个置有稀松的碳粉的碟子，碟子中间还有3小粒白金。试验时，“用一个平常的莫尔斯式继电器，把它的电磁铁连接在电路中。如果对着它讲话，声音就能从收话器中传出来，虽然还不十分清晰，但是音量方面却很足够了。”
他在记事册上写道：“我发现用3粒白金的成绩未见比用1粒时好多少。我试用西方联合公司的继电器，觉得很成功。在当时试验时，查利（Charley ）没有把它拿得稳定，我相信如果校准一下，成绩也许会更好些。”
至于传话器外观，他以岁膜板应该装在说话器的背面，附在一根电动杆上。当他正努力试验时，新英格兰的试验者们已经先他而成功了。
爱迪生还是继续努力着。他放弃了固体，改用纤维质，再作试验。这次结果很好。他的电话发音很宏亮，只是不及贝尔式电话清晰。
这时，西方联合公司对于爱迪生的电话试验非常关注，奥顿和他也特别接近起来。一般人对于这“电气玩具”的态度日渐的在改变了，用户也逐渐地增多着。那年春末，奥顿邀请爱迪生来纽约，要和他签订合同，规定西方联合公司有权采用他的一切发明，并答应5年中每周付给他150元酬金。爱迪生便和西方联合公司的律师劳雷（Grosvenor P。Lowrey ）商议。30日后，合同签订了，爱迪生就把他的独立传话器呈请专利。
格雷从芝加哥来到纽约，举办一个“电话音乐会”。贝尔也正在纽约布置着和波士顿的长途通话的试验，这次正巧有机会试听他的竞争者发明的电话。音乐会开幕时，格雷谦逊地向大家声明“贝尔教授发明的电话”和他自己的“调音电话”是不同的，因为后者只能传送音乐、不能传送说话。“贝尔教授听了大声地喝采着。”
贝尔在波士顿作演讲时，有很多名人参加。奥顿对于贝尔这次的成功，很为怀疑。他不知道贝尔在被他拒绝后是怎样在努力的。他叫他的总工程师波普把贝尔的电话研究一下，并且把结果告诉他。于是，波普和几个助手埋头的仔细研究。最后他怂恿奥顿把它购买下来。可是这时太迟了。奥顿已转而向格雷取得一切发明的权利。加上他本有爱迪生为他工作，他相信他一定能制造一种全新的电话机问世。
5月中，爱迪生给多德（P．A．Doed ）的信中写道：“我现在正试验着那种电话，但还没有完全成功。然而，这比贝尔式的要完善得多了。他虽已经得到了专利，但也不必恐慌，他的机器有许多缺点，一时还不能供日常应用。我的电话完成时，我定会通知你的。”
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