Alexander Graham Bell là người được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ số 174.465 cho điện thoại ngày 7/3/1876, và các toà án Mỹ, gồm cả Tối cao Pháp viện năm 1888, đã nhiều lần giữ nguyên hiệu lực của bằng này. Về pháp lý, Bell là người phát minh. Về lịch sử, câu chuyện phức tạp hơn: Antonio Meucci đã thử truyền tiếng nói bằng điện từ thập niên 1850, Philipp Reis có thiết bị tên “Telephon” năm 1861, và Elisha Gray nộp một bản dự báo sáng chế cùng ngày với đơn của Bell.
Vì vậy câu hỏi “ai phát minh ra điện thoại” cần tách làm ba: ai có ý tưởng truyền tiếng nói bằng điện sớm nhất, ai làm ra thiết bị truyền được lời nói rõ ràng đầu tiên, và ai có quyền pháp lý. Ba câu này có ba câu trả lời không trùng nhau.
Bài viết đặt các mốc lên cùng một dòng thời gian, giải thích bài toán kỹ thuật cốt lõi (vì sao truyền âm thanh khó hơn truyền tín hiệu điện báo), rồi đánh giá từng yêu sách dựa trên những gì tư liệu thực sự cho phép khẳng định.
Bài toán kỹ thuật: từ điện báo bật–tắt tới dòng điện biến thiên liên tục
Điện báo của Samuel Morse và các đồng nghiệp từ thập niên 1840 chỉ cần hai trạng thái: có dòng hoặc không có dòng. Tiếng nói thì khác hẳn. Muốn truyền giọng người, dòng điện phải biến thiên liên tục, theo đúng hình dạng sóng áp suất không khí, với tần số tới vài nghìn lần mỗi giây. Đây là bước chuyển từ tín hiệu rời rạc sang tín hiệu tương tự.
Có hai cách tạo dòng điện như vậy. Cách thứ nhất là cảm ứng điện từ: màng rung gắn với miếng sắt dao động trước một nam châm có cuộn dây, sinh ra dòng điện yếu theo dao động. Cách thứ hai là biến trở: màng rung làm thay đổi điện trở của một mạch đang có pin cấp điện, dòng điện lớn hơn và rõ hơn nhiều. Bell ban đầu nghĩ theo hướng thứ nhất; cuộc gọi thành công đầu tiên lại dùng hướng thứ hai.
Động lực thương mại đến từ chính điện báo. Các công ty muốn gửi nhiều bức điện cùng lúc trên một dây bằng cách dùng các âm có tần số khác nhau, gọi là điện báo hoà âm. Cả Bell lẫn Gray đều đang làm bài toán này khi nhận ra rằng thiết bị truyền nhiều âm cũng có thể truyền tiếng nói. Họ không đi tìm điện thoại; điện thoại là sản phẩm phụ của cuộc đua điện báo.
Dòng thời gian các yêu sách
Các mốc dưới đây được nhiều nguồn sử liệu xác nhận; những chỗ còn tranh cãi được ghi rõ:
- Từ khoảng 1850s – Antonio Meucci, người Ý sống ở Staten Island (New York), thử nghiệm thiết bị truyền tiếng nói bằng điện mà ông gọi là “telettrofono”. Ghi chép và lời khai của ông về sau là nguồn chính; mẫu vật gốc không còn.
- 1861 – Philipp Reis trình diễn ở Frankfurt thiết bị gọi là “Telephon”. Nó truyền được cao độ của âm nhạc khá tốt; truyền lời nói rõ ràng thì kém và không ổn định. Reis mất năm 1874.
- 1871 – Meucci nộp một bản caveat (dự báo sáng chế, tuyên bố ý định nộp đơn) tại Văn phòng Sáng chế Mỹ. Ông gia hạn tới năm 1874 rồi không gia hạn tiếp, theo nhiều nguồn là vì không đủ mười đô-la lệ phí.
- 14/2/1876 – đơn sáng chế của Bell được nộp tại Washington; cùng ngày, Elisha Gray nộp caveat mô tả máy phát dùng màng rung nhúng kim vào chất lỏng để thay đổi điện trở. Thứ tự nộp trong ngày hôm đó là chủ đề tranh cãi lâu dài.
- 7/3/1876 – Bell được cấp bằng số 174.465.
- 10/3/1876 – theo sổ tay của Bell, câu “Mr. Watson, come here, I want to see you” được truyền thành công, dùng một máy phát chất lỏng biến trở.
- 1877–1878 – Edison và những người khác phát triển máy phát than biến trở, làm điện thoại đủ tốt cho đường dài. Bell Telephone Company thành lập năm 1877.
- 1888 – Tối cao Pháp viện Hoa Kỳ ra phán quyết trong nhóm vụ “Telephone Cases”, giữ nguyên các bằng sáng chế của Bell trước hàng loạt bên thách thức.
Đánh giá từng yêu sách theo tư liệu
Meucci: ý tưởng sớm, bằng chứng gián tiếp. Meucci gần như chắc chắn đã làm thử nghiệm truyền tiếng nói bằng điện trước Bell nhiều năm. Điểm yếu là thiếu mẫu vật, thiếu công bố, và bản caveat năm 1871 mô tả khá chung chung. Vụ kiện của chính phủ Mỹ nhằm huỷ bằng Bell, có liên quan tới yêu sách của Meucci, bị đình lại khi Meucci mất năm 1889. Năm 2002, Hạ viện Mỹ thông qua nghị quyết ghi nhận công lao của Meucci; nghị quyết này mang tính biểu tượng, không thay đổi hiệu lực pháp lý nào, và nhiều sử gia cho rằng không nên đọc nó như một phán quyết lịch sử.
Gray: rất gần, nhưng chỉ là caveat. Caveat của Gray mô tả một máy phát biến trở dùng chất lỏng có thể hoạt động được. Nhưng caveat không phải đơn sáng chế, và Gray chưa chế tạo được máy chạy được vào thời điểm đó. Ông cũng tự rút lui khá sớm, một phần vì công ty điện báo ông làm việc đánh giá thấp tiềm năng của điện thoại.
Reis: truyền được âm, chưa truyền được lời. Máy của Reis hoạt động chủ yếu theo kiểu ngắt mạch, nên truyền được tần số (cao độ) nhưng làm méo dạng sóng, khiến lời nói khó nghe. Một số thử nghiệm về sau cho thấy nếu vận hành ở chế độ tiếp xúc nhẹ, máy có thể truyền được lời nói ở mức nào đó, nhưng đó không phải cách Reis mô tả hay sử dụng nó.
Bell: lý thuyết đúng, bằng rộng. Đóng góp không thể phủ định được của Bell (người dạy học sinh khiếm thính và hiểu sâu về âm học) là nhận thức rõ ràng rằng dòng điện phải biến thiên liên tục theo dạng sóng âm, điều ông gọi là dòng điện nhấp nhô (undulating). Yêu cầu bảo hộ thứ năm trong bằng của ông bao trùm chính phương pháp này, và đó là lý do bằng có sức mạnh lớn tới vậy trước toà.
Nghi vấn quanh ngày 14/2/1876
Điểm gây tranh cãi nhất là đoạn mô tả máy phát chất lỏng biến trở. Đoạn này có trong đơn của Bell, được viết ở lề như một bổ sung, và trùng với ý chính trong caveat của Gray. Ba tuần sau, Bell dùng đúng kiểu máy đó cho cuộc gọi thành công đầu tiên. Từ đây nảy sinh nghi vấn rằng Bell, hoặc luật sư của ông, đã được nhân viên Văn phòng Sáng chế cho xem nội dung caveat của Gray.
Bằng chứng chính của phía nghi vấn là lời khai năm 1886 của Zenas Wilber, thẩm định viên phụ trách hồ sơ, nói rằng ông đã cho Bell xem bản vẽ của Gray. Nhưng Wilber cũng từng khai điều ngược lại trước đó, và chính ông thừa nhận có vấn đề với rượu cùng nợ nần với luật sư của Bell. Sổ tay thí nghiệm của Bell, công bố về sau, cho thấy hình vẽ giống máy của Gray xuất hiện sau ngày nộp đơn.
Sử gia đã viết nhiều sách theo cả hai hướng; một số tác phẩm gần đây, như cuốn của Seth Shulman năm 2008, nghiêng về giả thuyết Bell đã tiếp cận caveat của Gray. Phía bảo vệ Bell lập luận rằng dù có chuyện đó, điểm cốt lõi của bằng là nguyên lý dòng điện nhấp nhô, không phải máy phát chất lỏng, và Bell đã có nguyên lý này từ trước.
Hiện trạng: đây là vùng xám thật sự, không có tài liệu quyết định. Cách trình bày trung thực là nêu cả hai phía và phân biệt rõ phán quyết pháp lý (Bell thắng) với đánh giá đạo đức (còn mở).
Vì sao bằng sáng chế của Bell thắng mọi vụ kiện
Công ty Bell đã đối mặt với khoảng sáu trăm vụ kiện và thách thức pháp lý trong suốt thời hạn bằng sáng chế. Sức mạnh của nó nằm ở cách yêu cầu bảo hộ được viết: không bó hẹp vào một thiết bị cụ thể mà bảo hộ phương pháp truyền âm thanh bằng cách tạo ra dòng điện biến thiên tương tự với rung động của âm. Mọi điện thoại hoạt động đều phải làm điều đó, nên mọi đối thủ đều xâm phạm.
Phán quyết năm 1888 thắng sát nút với bốn thẩm phán ủng hộ và ba phản đối (một thẩm phán không tham gia). Ý kiến đa số do Chánh án Morrison Waite viết cho rằng Bell là người đầu tiên khám phá và mô tả được nguyên lý, dù máy của ông lúc đầu còn thô sơ. Phe thiểu số cho rằng phạm vi bảo hộ quá rộng, gần như bảo hộ một quy luật tự nhiên.
Đối với người làm sáng chế hôm nay, đây là bài học kinh điển về soạn yêu cầu bảo hộ: một yêu cầu viết ở mức nguyên lý chức năng có thể có giá trị lớn hơn rất nhiều so với yêu cầu mô tả chi tiết một thiết bị. Nhưng luật hiện đại ở hầu hết các nước, kể cả Mỹ, đã thắt chặt đáng kể với kiểu yêu cầu chỉ mô tả chức năng hay nguyên lý tự nhiên, nên không nên bắt chước nguyên văn. Khi soạn đơn thật, bạn cần kiểm tra quy định hiện hành và tham khảo người đại diện sở hữu công nghiệp.
Điện thoại sau Bell: những cải tiến làm nó dùng được
Bằng sáng chế năm 1876 chỉ là điểm xuất phát. Chiếc điện thoại dùng được hằng ngày là thành quả của nhiều người:
| Cải tiến | Người, năm | Giải quyết vấn đề gì |
|---|---|---|
| Máy phát than biến trở | Edison 1877–1878; David Hughes nghiên cứu micro than cùng thời | Tín hiệu mạnh, rõ, không dùng chất lỏng, đủ cho khoảng cách xa |
| Tổng đài thương mại | New Haven, Connecticut, 1878 | Kết nối nhiều thuê bao qua điện thoại viên thay vì nối dây từng cặp |
| Tổng đài tự động | Almon Strowger, bằng sáng chế 1891 | Bỏ điện thoại viên, người gọi tự quay số |
| Cuộn tải (loading coil) | Michael Pupin và George Campbell, khoảng 1899–1900 | Giảm suy hao và méo tín hiệu trên đường dây dài |
| Bộ khuếch đại đèn chân không | Phát triển những năm 1910 | Cho phép đường dài xuyên lục địa Mỹ, khai trương năm 1915 |
Câu chuyện điện thoại vì thế là ví dụ điển hình cho nhận định quen thuộc trong lịch sử công nghệ: phát minh ban đầu thường thô và kém; giá trị kinh tế đến từ hàng chục năm cải tiến của nhiều người không ai nhớ tên.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao nhiều người Ý coi Meucci là người phát minh điện thoại?
Vì Meucci có thử nghiệm sớm hơn Bell và có caveat nộp năm 1871, nhưng thất bại vì nghèo, không đủ tiền theo đuổi đơn sáng chế và vụ kiện. Nghị quyết của Hạ viện Mỹ năm 2002 được báo chí Ý đưa tin rộng. Về mặt sử liệu, đóng góp của Meucci là có thật, nhưng mức độ thiết bị của ông hoạt động tốt tới đâu vẫn chưa được chứng minh bằng mẫu vật.
Câu nói đầu tiên qua điện thoại là gì?
Theo sổ tay thí nghiệm của Bell ngày 10/3/1876, câu được truyền là “Mr. Watson, come here, I want to see you”, gửi tới trợ lý Thomas Watson ở phòng bên cạnh. Có những phiên bản kể lại khác nhau về hoàn cảnh, nhưng câu nói này được xác nhận bằng ghi chép gốc của chính Bell, khác với nhiều giai thoại phát minh khác chỉ do người đời sau kể lại.
Caveat trong hệ thống sáng chế Mỹ thế kỷ XIX là gì?
Caveat là văn bản báo trước rằng một người đang hoàn thiện một sáng chế và có ý định nộp đơn. Nó giúp người nộp được thông báo nếu có ai khác nộp đơn trùng ý tưởng trong một thời hạn nhất định, nhưng không tự tạo ra quyền. Mỹ bãi bỏ chế độ caveat năm 1910. Ngày nay chức năng tương tự phần nào do đơn tạm thời đảm nhận.
Edison có vai trò gì trong lịch sử điện thoại?
Máy phát than biến trở của Edison, phát triển cho Western Union năm 1877–1878, cho tín hiệu mạnh và rõ hơn hẳn máy phát của Bell. Các quyền liên quan về tay công ty Bell sau thoả thuận năm 1879 giữa Western Union và công ty Bell, chấm dứt vụ kiện giữa hai bên. Trong khoảng một thế kỷ sau, micro than theo nguyên lý biến trở vẫn là bộ phận tiêu chuẩn trong ống nghe điện thoại.
Ai được coi là người phát minh điện thoại ở Đức?
Nhiều tài liệu Đức nhấn mạnh vai trò của Philipp Reis, người đặt tên “Telephon” cho thiết bị năm 1861 và trình diễn trước Hội Vật lý Frankfurt. Đánh giá phổ biến của sử gia là Reis đã truyền được âm thanh bằng điện nhưng chưa truyền được lời nói một cách đáng tin cậy, nên ông là người tiên phong, chưa phải người hoàn thành.
Vụ tranh chấp điện thoại dạy gì về lưu giữ hồ sơ sáng chế?
Gần như mọi tranh chấp đều xoay quanh sổ tay, ngày tháng và nhân chứng. Bell có sổ ghi chép có ngày tháng và luật sư giỏi; Meucci có ý tưởng nhưng thiếu hồ sơ và tiền. Bài học áp dụng được ngay: ghi nhật ký nghiên cứu có ngày, có người chứng kiến, lưu giữ bản vẽ và mẫu thử, và nộp đơn sớm khi đã đủ cơ sở.