داستان ناگفته اختراع نخستین موبایل جهان و اولین تماس تلفنی

امروزه گوشی‌های هوشمند به بخش جدایی‌ناپذیری از زندگی روزمره ما تبدیل شده‌اند؛ ابزارهایی همه‌کاره که تصور دنیای بدون آن‌ها غیرممکن به نظر می‌رسد. اما این ابزارهای جادویی مسیر طولانی و پرفراز و نشیبی را طی کرده‌اند تا به شکل باریک و پردازشگرهای قدرتمند امروزی درآیند. در این مقاله قصد داریم تاریخچه اختراع نخستین گوشی موبایل و ماجرای هیجان‌انگیز اولین تماس تلفنی بی‌سیم را با هم مرور کنیم. آیا می‌دانید ایده شبکه سلولی از کجا آمد و رقیب ناکام موتورولا در آن روز تاریخی چه کسی بود؟ با ما همراه باشید تا به اعماق تاریخ فناوری سفر کنیم.

عصر پیش از سلولار و تلاش‌های اولیه ارتباط بی‌سیم

برای درک بهتر چرایی و چگونگی پیدایش تلفن همراه، باید به دورانی نگاه کنیم که ارتباطات انسانی کاملاً به سیم‌های مسی متکی بود. در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، پس از اختراع تلفن توسط گراهام بل، بشر به سرعت دریافت که وابستگی به کابل‌های فیزیکی، آزادی حرکت را سلب می‌کند. ایده انتقال صدا از طریق امواج الکترومغناطیسی در هوا، ابتدا در قالب تلگراف بی‌سیم و سپس رادیوهای دوطرفه نمود پیدا کرد که بیشتر کاربردهای نظامی و دریایی داشتند. در این دوران، تجهیزات فرستنده و گیرنده بسیار حجیم، سنگین و نیازمند منابع تغذیه عظیمی بودند که حمل انفرادی آن‌ها را توسط یک انسان غیرممکن می‌ساخت.

رویای دسترسی به یک وسیله شخصی کوچک که بتواند در هر نقطه از جهان ارتباط برقرار کند، ابتدا در ادبیات علمی‌تخیلی و ذهن مخترعان منزوی شکل گرفت. فناوری‌های اولیه نظیر سیستم‌های رادیویی آماتور و بیسیم‌های برد کوتاه، زمینه‌ساز درک بهتری از فرکانس‌های رادیویی شدند، اما هیچ‌کدام نمی‌توانستند حجم انبوهی از کاربران هم‌زمان را بدون تداخل فرکانسی مدیریت کنند. توسعه لامپ‌های خلأ و بعدها ترانزیستورها، کلید اصلی کوچک‌سازی قطعات سخت‌افزاری بود که مسیر را برای فشرده‌سازی فناوری‌های غول‌پیکر رادیویی به درون جعبه‌های کوچک‌تر هموار کرد تا در نهایت ایده تلفن‌های همراه امروزی از دل این آزمایش‌ها متولد شود.

ریشه‌های تاریخی و تلاش‌های اولیه برای ارتباط بی‌سیم

این روز و روزگار، استفاده از موبایل آنقدر معمول شده که ما اصلاً یاد زمانی نمی‌افتیم که گوشی موبایل نداشتیم و بنابراین اصلاً به این فکر نمی‌افتیم که این گوشی‌ها از اول وجود نداشتند و بنابراین مخترعانی می‌بایست رویش کار کرده باشند! برای اینکه تاریخچه نسبتاً جامعی از تلاش‌های مخترعان برای دستیابی به موبایل به سبک و سیاق امروزی به دست دهم، مجبور هستم از سال ۱۹۰۸ شروع کنم. در این زمان شخصی به نام ناتان استابلفیلد (Nathan Stubblefield)، اختراعی را ثبت کرد که چیزی بیشتر از گوشی وایرلس با برد کوتاه نبود. در سال ۱۹۱۰، لارس ماگنوس اریکسون (Lars Magnus Ericsson)، تلفنی را در اتومبیلش نصب کرد که البته کارکردی مثل یک تلفن موبایل نداشت؛ او هر بار که در جایی متوقف می‌شد، می‌توانست با یک جفت سیم بلند، تلفن اتومبیلش را به شبکه محلی تلفن متصل کند و تماس تلفنی برقرار کند!

اما بعد از آن، دوره دوره تلفن‌های رادیویی شد. نخستین بار در سال ۱۹۲۶، مسافران درجه اول ترن‌هایی که بین برلین و هامبورگ طی مسیر می‌کردند، می‌توانستند از فناوری تلفن‌های رادیویی استفاده کنند. در همین زمان خطوط هوایی مسافربری هم از همین فناوری برای مقاصد امنیتی بهره گرفتند. در طی جنگ جهانی دوم فناوری تلفن‌های رادیویی در مقیاس گسترده در تانک‌های آلمانی مورد استفاده قرار گرفت. بعد از اتمام جنگ جهانی دوم، پلیس آلمان از همین فناوری ارتباطی تانک‌ها استفاده کرده و خودروهای گشتی‌اش را مجهز به تلفن رادیویی کرد.

ظهور تلفن‌های رادیویی نظامی و دستاوردهای اولیه شوروی

در همه مواردی که گفته شده، استفاده از تلفن رادیویی آسان نبود و نیاز به دانش یک متخصص و خبره فن برای برقراری ارتباط بود. اما در سال‌های اولیه دهه پنجاه میلادی، کشتی‌هایی که در رود راین سفر می‌کردند، مجهز به نوعی از فناوری تلفن رادیویی شدند که کاربر معمولی را هم قادر می‌ساخت به آسانی تماس برقرار کند. در سال‌های نخست دهه ۴۰، شرکت موتورولا (Motorola)، موفق شد تلفن رادیویی با قابلیت برقراری ارتباط دو طرفه بسازد که می‌توانست در یک کوله‌پشتی قرار بگیرد. این شرکت سپس واکی-تاکی ساخت و بعد از آن هم موفق به ساخت تلفن رادیویی‌ای شد که گرچه اندازه‌ای به اندازه بازوی یک انسان داشت، اما می‌توانست در دست گرفته شود و حمل شود؛ این تلفن رادیویی کارکرد نظامی پیدا کرد و نام هندی تاکی (Handie-Talkie) را بر آن گذاشتند.

در سال ۱۹۴۶، دو مهندس روس به نام شاپیرو و زاهاروچنکو، موفق شدند که تلفن رادیویی بسازند که می‌توانست از فاصله بیست کیلومتری به شبکه محلی تلفن متصل شود. سال ۱۹۴۷، سالی بود که مهندسان شرکت بل (Bell Labs) برای نخستین بار فناوری ارتباطی شبکه سلولی را پیشنهاد کردند. در این فناوری هر شبکه رادیویی به تعدادی سلول تقسیم می‌شود. هر سلول یک شش‌ضلعی است که آنتنی در هر رأس قرار می‌گیرد. هر آنتن هم می‌تواند از سه جهت امواج را دریافت و پخش کند. البته این ایده تا سال‌های دهه ۶۰ عملاً به مرحله عمل نرسید.

تفاوت‌های فنی تلفن‌های رادیویی قدیمی با موبایل‌های سلولی

شاید در بعضی از فیلم‌های سیاه و سفید قدیمی این تلفن‌های رادیویی را دیده باشید. من هم یادم می‌آید که چند بار این سکانس‌ها را در فیلم‌ها دیده بودم و هر بار این سؤال برایم پیش می‌آمد که این تلفن‌ها چه نسبتی با موبایل‌های امروزی داشتند! مثلاً در فیلم سابرینا که در سال ۱۹۵۴ با بازی همفری بوگارت و آدری هپبورن ساخته شد، بوگارت در صحنه‌ای با تلفنی که در لیموزینش نصب شده، یک تلفن می‌زند.

در اینجا لازم است توجه شما را به این نکته جلب کنم که این تلفن‌ها که از امواج رادیویی برای برقراری تماس صوتی دو طرفه استفاده می‌کردند و در تاکسی‌ها، خودروهای پلیس و آمبولانس‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند، از نظر تکنیکی با گوشی موبایل امروزی تفاوت‌های اساسی داشتند. یکی از مهم‌ترین این تفاوت‌ها این بود که به سبک سیستم ارتباطی امروزی، منطقه تحت پوشش به سلول‌های شش‌ضلعی تقسیم نمی‌شد. تلفن کاربر در هنگام تماس، تنها می‌توانست با یک دکل ارتباط برقرار کند و در صورتی که کاربر از یک جا به منطقه تحت پوشش دکل دیگر می‌رفت، تماسش متوقف می‌شد. تازه در اوایل کار، برقراری تماس با این تلفن‌ها خودکار نبود و تماس حتماً باید به وسیله اپراتور برقرار می‌شد.

به زودی استفاده از این موبایل‌های اولیه گسترده‌تر شد و حتی ترتیبی داده شد که با یک فندک الکتریکی سیگار معمولی خودرو هم قادر به کار باشند، طوری که تلفن‌های رادیویی قابل حمل هم ساخته شد که نیازی به نصب در اتومبیل نداشتند. در سال ۱۹۵۷، یک مهندس جوان روس به نام لئونید کوپریانوویچ (Leonid Kupriyanovich)، یک تلفن رادیویی به نام LK-1 ساخت که در مقیاس آن زمان کوچک بود و فقط سه کیلوگرم وزن داشت! این تلفن مجهز به یک آنتن و شماره‌گیری بود که کاربر را از فاصله ۲۰ تا ۳۰ کیلومتری هم می‌توانست به ایستگاه مرکزی محلی متصل کند. اما سال بعد او توانست وزن این تلفن رادیویی را به فقط پانصد گرم برساند.

در سال ۱۹۵۶، نخستین سیستم تمام‌خودکار تلفن موبایل موسوم به MTA توسط شرکت اریکسون به صورت تجاری در سوئد عرضه شد. اما تلفنی که آن‌ها در اختیار کاربران قرار می‌دادند، بسیار سنگین بود و ۴۰ کیلوگرم وزن داشت، اما در سال ۱۹۶۵، وزن این تلفن‌های رادیویی با استفاده از ترانزیستور به ۹ کیلوگرم رسید. البته کاربران این فناوری تا سال ۱۹۸۳، یعنی زمانی که استفاده از آن متوقف شد، هرگز از ۶۰۰ نفر تجاوز نکرد. گرچه با این سیستم هر دارنده تلفن، می‌توانست به صورت خودکار با هر شماره‌ای که می‌خواست، تماس بگیرد، اما برای برقراری تماس با خود او، نیاز به یک اپراتور واسط بود؛ به علاوه هر کاربر باید حدس می‌زد که خودروی دوستش، در زمان برقراری تماس، در کجاست و تحت پوشش کدام دکل است!!

اولین کسی که در بریتانیا از فناوری تلفن‌های پرتابل استفاده کرد، شاهزاده فیلیپ بود؛ او می‌توانست با استفاده از این سامانه که در خودروی آستون مارتین‌اش نصب شده بود، هر زمان که می‌خواست با ملکه انگلیس تماس بگیرد. چنین امکانی، در آن زمان یعنی سال‌های اواخر دهه ۶۰ میلادی، بسیار عجیب و غریب بود! در سال ۱۹۶۰، شوروی سرویس تلفن موبایل‌اش را در مسکو راه‌اندازی کرد و این سامانه را تا سال ۱۹۷۰ در ۳۰ شهر دیگر این کشور هم راه‌اندازی کرد.

تا سال ۱۹۶۷، حین برقرار کردن ارتباط با تلفن‌های رادیویی، کاربر مجبور بود در محدوده پوشش یک آنتن باقی بماند و مثلاً اگر با خودروی خود از حوزه پوشش یک آنتن خارج می‌شد، تماس او هم قطع می‌شد. اما در سال ۱۹۷۰، با ابداع فناوری ارتباطی به نام هاندآف (Handoff) توسط محققان آزمایشگاه بل این مشکل هم حل شد.

لحظه تاریخی نخستین تماس موبایلی با طعم رقابت شدید

همه فناوری‌هایی که تا اینجا شرح آن‌ها رفت، از جهاتی ناقص بودند و هیچ‌یک از این گوشی‌ها را نمی‌شود در زمره گوشی‌های موبایل قابل حمل امروزی که از فناوری ارتباطی سلولی استفاده می‌کنند محسوب کرد. در سال‌های اولیه دهه ۷۰ میلادی، رقابت سختی بین شرکت موتورولا و آزمایشگاه بل درگرفته بود و هر یک سعی می‌کردند نخستین شرکتی باشند که گوشی‌ای با این خصوصیات می‌سازند. در سال ۱۹۷۳، مارتین کوپر (Martin Cooper) یکی از پژوهشگران برجسته شرکت موتورولا موفق شد گوشی‌ای به نام DynaTAC 8000X بسازد که این ویژگی‌ها را داشت. این گوشی دو کیلوگرم وزن داشت و قیمت آن، چهار هزار دلار بود!

نخستین تماس تلفنی موبایل، در سوم آوریل سال ۱۹۷۳ انجام شد. در این زمان، مارتین کوپر که از اختراعش سخت هیجان‌زده بود، از یکی از خیابان‌های نیویورک در نزدیکی هتل هیلتون به رقیبش به نام جوئل انگل (Joel Engel) که برای آزمایشگاه بل کار می‌کرد، زنگ زد! حتماً آن داستان مشهور نخستین تماس تلفنی که الکساندر گراهام بل با دستیارش واتسون برقرار کرد، به یاد دارید: «آقای واتسون! اینجا بیایید، من به کمک شما نیاز دارم.» اما محتوای نخستین تماس تلفنی موبایل این‌چنین بود: «جوئل! من مارتی کوپر هستم. من با تو با یک تلفن سلولی تماس می‌گیرم، یک تلفن سلولی واقعی. یک تلفن سلولی دستی قابل حمل!»

طبیعی بود که مخاطب این تماس وقتی این جملات را شنید، فقط می‌توانست سکوت اختیار کند؛ سکوتی که نشانه این بود که او با عصبانیت و ناراحتی باید قبول می‌کرد که افتخار ملقب شدن به پدر گوشی موبایل را از دست داده است!! می‌توانید فیلم صحبت‌های کوپر را در یوتیوب ببینید.

مارتین کوپر

نخستین بار، شبکه ارتباطی نسل اول در توکیو در سال ۱۹۷۹ برقرار شد. در سال ۱۹۸۱، شبکه نسل اول دیگری در دانمارک، فنلاند، نروژ و سوئد راه افتاد. انگلستان، مکزیک، کانادا و آمریکا هم کشورهای بعدی‌ای بودند که خود را مجهز به این فناوری کردند.

نبرد مهندسی موتورولا و آزمایشگاه بل در مسیر تجاری‌سازی

پشت صحنه اولین تماس تلفنی مارتین کوپر، یک نبرد سنگین ژئوپلیتیک و صنعتی جریان داشت که کمتر به آن پرداخته شده است. آزمایشگاه‌های بل به عنوان بازوی پژوهشی غول مخابراتی ای‌تی اند تی (AT&T)، از منابع مالی نامحدود و حمایت‌های دولتی برخوردار بودند و تصور می‌کردند که آینده ارتباطات سیار در انحصار تلفن‌های درون‌خودرویی خواهد بود. آن‌ها رویای ساخت سیستمی را داشتند که کاربران تجاری بتوانند حین رانندگی در بزرگراه‌ها مکالمه کنند. اما تفکر مارتین کوپر در موتورولا کاملاً متفاوت و انقلابی بود؛ او باور داشت که تلفن باید به جای خودرو، به نام یک شخص هویت یابد و به معنای واقعی کلمه جیبی باشد.

این ایده جاه‌طلبانه با چالش‌های فنی فلج‌کننده‌ای روبرو بود؛ کوپر و تیمش باید فرستنده‌های رادیویی قدرتمندی را طراحی می‌کردند که نه‌تنها ولتاژ بالایی مصرف نکنند، بلکه گرمای ناشی از کارکرد آن‌ها دست کاربر را نسوزاند. باتری‌های آن دوره نیز به شدت سنگین بودند و همین موضوع باعث شد وزن نمونه اولیه دایناتک به حدود دو کیلوگرم برسد که شارژدهی آن تنها بیست دقیقه بود اما برای شارژ مجدد به ده ساعت زمان نیاز داشت. با وجود این محدودیت‌ها، موتورولا موفق شد با دور زدن ساختار بوروکراتیک رقیب غول‌پیکر خود، نمونه اولیه کارآمد را زودتر به نمایش بگذارد و برگ برنده ثبت این اختراع تاریخی را در تاریخ مالکیت فکری جهان به نام خود ثبت کند.

تحول جامعه‌شناختی ارتباطات و تغییر مفهوم فاصله

ظهور تلفن همراه فراتر از یک جهش تکنولوژیک، یک انقلاب عمیق جامعه‌شناختی به شمار می‌رود که ساختار تعاملات انسانی را بازتعریف کرد. تا پیش از همه‌گیر شدن این ابزار، خانه یا دفتر کار کانون جغرافیایی دسترسی به افراد بود و برای گفتگو با کسی باید با موقعیت مکانی او تماس می‌گرفتید. موبایل این مرز سنتی را شکست و ارتباط را مستقیم به هویت فردی متصل کرد؛ تغییری شگرف که مفهوم در دسترس بودن همیشگی را پدید آورد. این پدیده به مرور زمان اضطراب‌های نوظهوری نظیر ترس از دست رفتن تماس یا نادیده گرفته شدن در فضای مجازی را وارد روان‌شناسی مدرن ساخت.

از سوی دیگر، این فناوری با تغییر پروتکل‌های کاری و خانوادگی، انعطاف‌پذیری بی‌سابقه‌ای ایجاد کرد و به تدریج مرز میان حریم خصوصی و محیط‌های شغلی را کمرنگ ساخت. کارشناسان علوم اجتماعی معتقدند انتقال تمرکز تماس مخابراتی از مکان به فرد، یکی از بزرگ‌ترین محرک‌های سرعت‌بخشی به ریتم زندگی روزمره در اواخر قرن بیستم بود. این ابزار به سرعت از یک کالای تجملی مخصوص تاجران وال‌استریت به وسیله‌ای حیاتی برای طبقات مختلف جامعه تبدیل شد و مفهوم امنیت فردی و واکنش به شرایط اضطراری را در سرتاسر جهان بهبود بخشید.

از نسل اول آنالوگ تا آینده ارتباطات مغزی و ماهواره‌ای

تکامل تلفن همراه از بستر نسل اول آنالوگ (1G) به سوی فناوری‌های نوین امروزی، یکی از پرشتاب‌ترین روندهای توسعه در تاریخ صنایع بشری است. در دهه هشتاد میلادی، سیستم‌های آنالوگ با مشکلات شدیدی مثل تداخل فرکانسی و عدم امنیت مکالمات روبرو بودند که با ظهور نسل دوم دیجیتال (2G) و پیامک در دهه نود برطرف شدند. سپس با آمدن نسل‌های سوم و چهارم، اینترنت همراه وارد ابعاد جدیدی شد و گوشی‌های ساده دکمه‌ای به ابررایانه‌های لمسی همه‌کاره تبدیل شدند. امروز با استقرار شبکه‌های فوق سریع نسل پنجم (5G) و برنامه‌ریزی برای نسل ششم (6G)، سرعت انتقال داده‌ها به مرز چند گیگابیت بر ثانیه رسیده است.

چشم‌انداز آینده ارتباطات فراتر از فریم‌های شیشه‌ای و فلزی امروزی است؛ غول‌های فناوری اکنون در حال سرمایه‌گذاری روی ادغام شبکه‌های سلولی زمینی با منظومه‌های ماهواره‌ای مدار پایین هستند تا پوشش صد درصدی را در قطب‌ها و اقیانوس‌ها فراهم کنند. گام بعدی این مسیر هیجان‌انگیز، احتمالا توسعه رابط‌های مغز و رایانه نظیر پروژه‌های نورالینک است که ارتباط صوتی و متنی را مستقیماً به افکار انسان متصل می‌کند. در چنین دنیایی، فیزیک فشرده موبایل‌های امروزی احتمالاً جای خود را به ریزتراشه‌های پوشیدنی یا ایمپلنت‌های هوشمند زیستی خواهند داد تا رویای دیرینه مارتین کوپر برای حذف هرگونه محدودیت فیزیکی در ارتباطات انسانی به کمال برسد.

سوالات متداول

دکتر علیرضا مجیدی

پزشک، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک»

دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان‌گذار وبلاگ «یک پزشک».
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!

دربارهٔ علیرضا مجیدی در یک پزشک

مطالب مرتبط

هکرها ابزاری برای شنود تماس‌های تلفنی موبایل ابداع کردند. قیمت: تنها 1500 دلار!

نخستین ایستگاه تماس تلفنی در لس آنجلس

نخستین تماس تلفنی بین آتلانتیکی – از لندن به نیویورک

کتاب « اولین تماس تلفنی از بهشت »، نوشته میچ آلبوم

چه عکاس‌هایی نخستین عکس تاریخ، نخستین عکس از یک انسان، نخستین عکس پرتره و نخستین عکس نجومی تاریخ…

به دنبال حادثه تروریستی اخیر در شهر «نیس» فرانسه، گوگل تماس‌های تلفنی به فرانسه را رایگان کرد