第一部分

第一章 油滴实验

默文·凯利最引人瞩目的特点，就是他的不安分，密苏里州加勒廷市的每个人都能看出这一点。这个男孩儿容易烦躁，没有耐心，不肯平心静气地等待事情顺其自然地发展，这种对快的需求或许会让你以为他出生时血管里曾有电流通过。他对功课很认真，但由于精力过剩，还做了很多其他工作。年纪很小的时候，他就在父亲的店里打杂，或者帮当地农民放牛，从中赚些外快。10岁那年，他开始设计送报纸的路线，很快就雇了一批男孩儿来送报纸，而不是自己亲自去做。到十几岁的时候，他还在市中心父亲的店里帮着记账。他中学所在的班级很小，只有18名学生，但他学习很刻苦，不但是班长，还作为优秀毕业生代表在毕业典礼上发言，同学们称他为“我们的爱尔兰国王”。加勒廷市的居民也注意到，这个年轻人一心要成为领导者。在这个城市，居民讲话和走路都慢悠悠的，可年轻的默文·凯利却截然不同。

他的父亲约瑟夫·芬尼莫尔·凯利性情温和，一身书生气，不是儿子那种说干就干的类型。年轻时，约瑟夫在中学教过历史和英文，但到1900年，也就是凯利一家首次参与加勒廷市人口普查的时候，他们家已经在这个城市开了一家五金店。尽管加勒廷市离堪萨斯市有75英里，足以让人以为是个落后的地方，但事实上市区很热闹。显而易见的原因是，这个城市位于两条火车线路的交汇处——从芝加哥经罗克艾兰到太平洋附近的铁路线和沃巴什铁路线，两条铁路上的火车都在加勒廷市停靠并上下乘客。这样一来，虽然是一座人口只有1700人的小城，却有3家旅馆、好几家餐馆、两家报社、两家银行、5位牙医、4位药商、两位珠宝商、9位内科医生、两家雪茄厂、4位铁匠，还有几家理发店。在加勒廷，凯利一家居住在繁华地段，处于现代生活的前端。

这里处处体现出小城生活的简单和淳朴。日常生活大多不会受到轰鸣的机器或电子设备的干扰。大家都是屠宰自家的猪，捡自家鸡产的蛋。周六晚上，农民和商人都会在城中热闹的广场上和老朋友聊天。那个古老而狂野的西部还没有彻底从人们的记忆中消退，因此你经常会听到有人讲起审判杰西·詹姆斯那个为非作歹的兄弟弗兰克·詹姆斯的往事——那是加勒廷市几十年前的往事。炎炎夏日，你可以步行或骑马走出小城半英里，到格兰德河边下水一游；如果你是个十几岁的男孩儿（而且足够幸运），你可以在冰激凌社交舞会上跟女孩子跳舞。当时没有普及电台，那种设备多数是业余爱好者的新玩具，所以聚会时或许会有爱迪生发明的早期留声机或弦乐队，或许会有朋友拉小提琴、演奏曼陀林。

与此同时，毫无疑问加勒廷市也在与世界其他地方一样向前发展。技术发展带来的各种影响，至少在一位年轻人看来，是令人激动的。默文·凯利读中学的时候，除铁路外，汽车也开始在加勒廷市出现。托一台柴油发电机的福，这座小城如今每天晚上都能有几小时的电力供应。在小城的广场附近，与凯利家的五金店在同一座大楼中，加勒廷市的电话交换局也开始营业了，尽管那只是连接城中大约100名电话用户的一个小型交换台。想要见识一下电话交换台的工作，凯利只要走出父亲的店铺向右转，沿着大楼走到交换局的门前即可。从某种意义上说，他的未来就在身边不远处。

16岁时，凯利获得了250英里外罗拉市密苏里矿业和冶金学院的奖学金。对那个时候加勒廷市的居民来说，这么遥远的距离几乎是无法想象的，然而凯利似乎对离家读书毫无怨言。“我确实非常幸运。”他后来曾经说过。在他所在的小城，没有几个人读完中学，读到大学的更是寥寥无几。离家的时候，这个年轻人以为自己最后可能会成为地质学家或采矿工程师，那样的话，他就可以去更远的地方。他似乎很清楚自己的人生道路取决于他的活力十足和冲动性格。凯利在加勒廷中学的毕业班年刊中写道：“激情决定了我的命运。”

1910年凯利踏入大学校门的时候，没有多少美国人知道科学家、工程师和发明家有何区别。与创造技术的知识相比，新的技术更能给民众留下深刻印象。因此几乎可以肯定，对当时的人来说，机器的发明者似乎比训练有素的物理学家更重要，尽管物理学家能解释机器的工作原理。

托马斯·爱迪生似乎就是这方面的典型范例。1894年凯利出生的时候，爱迪生已经成了民族英雄，是集智慧与企业家精神于一体的完美典范。拥有独特直觉的爱迪生把自己和一群专心致志、同样沉迷于发明创造的人封闭在新泽西的一个小型工业实验室中。他经常每天工作至少18小时，抛开家庭责任，连着几个星期在工作台上吃饭，拒绝放下工作去睡觉或洗澡。他讨厌洗澡，经常满身都是浓重的汗臭和化学溶剂味道。实在太疲劳了，就钻到工作台下休息一会儿，或者随便找个地方伸伸懒腰（不过，后来他的妻子在新泽西州西奥兰治实验室的图书室里给他放了一张床）。在发明的过程中，爱迪生借助的是坚持不懈、系统探索的一套工作流程，努力去找出能派上用场的材料。他的储物室包罗万象，不仅有铜线这种实验室的常见材料，甚至还有马蹄和羊角。他会反复尝试，直到做出既能申请专利，又具备市场价值的发明。

尽管爱迪生因发明留声机和白炽灯泡而名利双收，但毫无疑问，他的另外一些受欢迎程度略低的发明对现代生活的发展也具有同样的影响力，其中一个例子就是“碳制扁平扣状物”。1877年，他发现将碳放在电话的送话口可以显著改善声音传输的质量和清晰度。（在此之前他尝试过铅、铜、锰、石墨、锇、钌、硅、硼、铱、铂，以及其他多种液体和纤维。）10年以后，他又改良了碳制扣状物，提出在声音发射机中放入从煤炭中提取后烘干的碳粒。这个新发现使得电话成了真正有市场的发明。

爱迪生的过人之处在于让新的发明发挥作用，或者以别人难以想象的方式改进现有的发明。但对爱迪生来说，这些发明到底是怎样工作的就不那么重要了。正像爱迪生曾经的门徒尼古拉·特斯拉坚称的，爱迪生并不鄙视文学和思想。他嗜好阅读——比如古典文学和报纸。爱迪生常说，早年读过的托马斯·潘恩的作品，为他的人生确定了方向。在实验室里，他有一间宽敞的图书室，发明过程中，他会专心阅读一些化学文章。不过他不喜欢讨论科学理论，甚至承认自己对电学知之甚少，以读书期间代数一直不及格为荣。必要的时候，他就依靠接受过数学和科学方面训练的助手来探究发明涉及的原理，因为他真的对理论基础不感兴趣。在声誉的巅峰时刻，他曾戏谑说：“我总是能雇用数学家为我工作，但他们却不能雇用我。”

的确如此。此外借用一位科学史学家的话说，在工业革命鼎盛时期，发明缝纫机或铁丝网“需要的主要是机械方面的技能和独创性，而不是科学知识和训练”。在矿业、橡胶和能源领域，工程师偶尔会咨询搞学术的地质学家、化学家和物理学家的意见。“但总体说来，工业机器是在不依赖科学家和实验室的条件下，靠甚至没怎么接受过大学教育的工程师推动发展。这时的技术进步更多依赖的是心灵手巧的匠人的多次实验，除了可能上过机械学院之外，他们没怎么接受学校教育。”事实上，1910年前后默文·凯利开始就读于密苏里矿业和冶金学院前，有远见的美国年轻人可能都在考虑学习工程学，新的工业时代最需要的是能制造更大、更好机器的人才。

尽管如此，在物理这样的学科领域，训练有素的科学家能做出让人感兴趣的创新，这种见解也在开始得到认同。美国人仍然对科学几乎一无所知，但他们已经开始听到一些源自欧洲的阐释，开始了解现实世界中隐藏的基础结构。“放射性”、“X射线”，尤其是“量子”——用来描述渺小的分子世界组成的一个新术语——这样的词语开始慢慢出现在美国大学内部以及报纸上。这些信息当然也传播到了密苏里州。当时凯利住在罗拉市冶金大楼三楼的一个房间里，通过帮助州地质调查局给矿物标本标号，每周挣18美金来交房租。有一年暑假期间，他在犹他州一家铜矿找了一份工作，这次经历让他彻底放弃了当采矿工程师的想法，开始更倾向于理论科学。大学毕业后，他在肯塔基大学给本科生讲授了一年物理学，学校也授予他物理学硕士学位。此后他就北上去了芝加哥。

几十年来，美国所有倾心学术的理科学生都需要在欧洲完成学业，而且往往是在德国柏林或哥廷根的学校。在那些地方，他们可以坐在大师的身边听课或看着大师做实验。（科学的语言也是德语。）但到20世纪初，一批美国高校，尤其是约翰·霍普金斯大学、康奈尔大学和芝加哥大学，也开始培养在物理和化学领域有所成就的毕业生。1916年，芝加哥大学教授罗伯特·米利肯已经表现出一流物理学家和教师的特质。1923年，40多岁的他获得了诺贝尔物理学奖，并在1927年成为《时代》杂志封面人物。最后，他把加州理工学院打造成了全美最好的科研机构之一。在他的职业生涯中，他引领许多最优秀的学生走上了美国电话电报公司的工作岗位。对凯利这样的学生而言，米利肯就是偶像般的人物。他编写的物理学教程已经成了大学教育的标准教材，他在准确计算电子电荷数方面所做的工作，使得他在物理学家的学术圈子名声大噪。凯利到芝加哥跟随米利肯学习时，那个实验还在继续。

与凯利类似，米利肯身上有一种真实而又让人无法抵抗的美国人气质。尽管他在巴黎、柏林和哥丁根求学过，但实际上他是艾奥瓦州一位传教士的儿子，开朗、真诚、保守，英俊而又略带稚气，总是衣冠楚楚，穿带领衬衣，打领结。同样与凯利类似的是，米利肯也是个实干家。工作起来他虽然不像爱迪生那么疯狂，但也大同小异，由此可以看出，奋斗不息这种精神既适合物理学家，也适合发明家。年轻时，这位教授曾经因为忙着在办公室审阅一份科技文稿，差点儿错过了自己的婚礼。

到20世纪20年代早期，物理学家已经分为理论派和实验派两大阵营。米利肯属于实验派。按照他的学生保罗·爱泼斯坦的说法，他巧妙地设计了一些实验来证明理论研究成果，还在其他实验派物理学家工作的基础上，“发现了可以改善的一些不足之处”。米利肯的第一项了不起的成绩是所谓的“油滴实验”，这是20世纪初实验派物理学家代表性的成果。这个实验具备创新性，但却很麻烦：其创新性在于这个实验试图借助常见材料做成的微小设备，来揭示宇宙的组成部分；之所以说它麻烦，是因为想要得到精确的结果，就需要多年的跟踪实验（甚至在1910年第一次公开实验结果之后也是如此）。并非偶然，这也是默文·凯利第一次真正接触有深度的基础研究。

用米利肯自己的话说，“油滴实验”可以“最直接而又确凿地证明电子的存在”。更准确地说，这个实验将算出电荷确切的数值，相应地就能对亚原子物理做出一系列精确的计算。其他研究员已经试着通过观察一层带电水雾来测算电荷。实验者在两片间隔不足1英寸的水平金属板上喷上一层水。一片金属板带有负电荷，另一片带有正电荷。两片金属板之间的电场会减缓水滴降落的速度。他们的想法或者说理想情况是让一滴水悬浮在两片金属板之间，然后通过测量水滴降落速度和减缓水滴降落需要的电场强度，就可以计算其电荷。不过这里存在一个问题：水滴蒸发得很快，几秒之后就消失了。电荷的值只能大致猜测，难以更精确地计算。这让实验进入了死胡同。

米利肯的妙招儿，就是把测量的物质由水换成油，因为油不会蒸发，这样测量结果就会得到改善。后来他自称这个想法是在乘火车穿过马尼托巴平原时想到的。（实际上，更有可能是米利肯指导的研究生哈维·弗莱彻建议把水换成油，并帮他制作了实验仪器。）改进后的实验是这样的：研究人员站在一个箱子状的仪器前，用喷雾瓶喷出一层油雾，通过近焦望远镜观察光线照射下的油滴，随后给电板通电，观测（手里拿着秒表）油滴的表现——看它们在悬浮空间上下活动的时间——然后记下观察结果。

米利肯的学生哈维·弗莱彻第一次做这个实验时，透过望远镜，他看见悬空的油滴像“不停闪烁的繁星”一样美，激动得差点尖叫起来。这项实验非常艰苦，需要研究人员夜以继日地工作，要计算在一定程度的电荷下，一定大小的油滴上升或下降一定距离所需要的时间。弗莱彻很适合这项工作。但是，对于脾气急躁、性格不适合从事这种安静细致的观察工作的人来说，在米利肯实验室工作肯定就是一种折磨。后来，弗莱彻在实验室的工作被另一位稍年轻的研究生默文·凯利接手了。有些晚上，凯利会让新婚妻子凯瑟琳陪他一起来实验室。漂亮的凯瑟琳来自罗拉市，两人相识于凯利读大学的时候，相恋不久就结婚了。在芝加哥南部，凯瑟琳会在夜深人静的时候帮凯利做油滴实验。

早在1915年凯利来米利肯实验室之前，曾经发生过一系列连锁事件，最终对他的事业和贝尔实验室的超常发展产生了影响。想要搞清楚这一系列连锁事件是如何开始的，我们不妨把目光在实验室这位深夜仍观察油滴的年轻物理学家身上暂停一下，回溯几年，看看1902年的情况。那一年，罗伯特·米利肯结婚了。他的婚礼并没什么值得注意的，值得注意的是他的伴郎，一位身材瘦小、喜欢抽雪茄的秃顶物理学家，他的名字是弗兰克·鲍德温·朱厄特。

朱厄特在芝加哥读博士期间认识了米利肯，年长9岁的米利肯当时是学校的新教师，两人住在同一幢宿舍楼。与米利肯不同，朱厄特家庭条件优越。他的父亲是铁路和电力设施部门的主管，他们家先前拥有过的大片土地现在成了帕萨迪纳市和大洛杉矶地区的一部分。尽管如此，朱厄特并不势利，他思维敏捷、口齿伶俐，几乎跟谁都谈得来，跟谁都能交朋友，尤其善于赢得老年人的信任。从芝加哥毕业的时候，他想过像父亲一样，回到西部加入加州实业家的行列，但最后还是决定先在麻省理工学院任教。担任物理老师期间，朱厄特偶然遇到了美国电话电报公司的一位工程师，这位工程师迅速被他的魅力所吸引。1904年，当接到美国电话电报公司的工作邀请时，他答应了下来。他的年薪是1600美元，相当于今天的3.8万美元。

很大程度上由于企业发展史上极为了不起的公关机器的塑造，“贝尔大妈”后来给人以温和的印象，但与此相反，在公司的最初几十年里，贝尔公司几乎就是全民公敌，用竞争对手向媒体描述的话来说，是“贝尔章鱼”：无情、贪婪、掠夺成性。一家电话公司的律师承认，“贝尔公司借助专利获得的垄断比任何公司都更有利可图、更具控制性——当然，也更为民众所痛恨。”朱厄特入行时，距离亚历山大·格拉汉姆·贝尔申请电话专利已经接近30年，当时美国电话电报公司的全国客户约有200万，主要集中在美国东北部，但公司却处在水深火热之中。因为贝尔公司的电话专利在19世纪90年代已经到期，在此后的这些年里，诸多其他电话公司已经进入电话领域，开始与用户签约，数量足以与美国电话电报公司竞争。当时贝尔公司的竞争行为——无情扩张、公然无视伦理界限——已经树敌不少。贝尔系统创立伊始，亚历山大·格拉汉姆·贝尔就同发明家以利沙·格雷因为电话专利权归属问题打了多年官司，几乎从那时起，贝尔公司就以喜好诉讼、行事野蛮而臭名昭著。然而，在后来同其他独立电话公司的争斗中，贝尔公司不仅仅局限于法律手段，还采取了破坏竞争对手的电话线路、暗地里收买竞争对手的设备供应商等手段参与竞争。

长期以来，贝尔公司奉行与其他服务商“不配合”的政策。这就意味着美国电话电报公司经常会拒绝一些业务，比如用他们的城际长途线路传输竞争对手用户的电话。在某些大都市，这种做法导致了荒谬的冗余现象：居民或公司有时候需要安装两部甚至3部电话，才能与使用其他运营商电话的朋友联系。另外，美国电话电报公司也没有采取好的措施来提高客户的忠诚度。他们的电话服务经常断线，音质很差，连接不稳定，还经常会有“串话”——工程师用这个术语来表示信号（或通话）被干扰——影响通话效果。在农村地区，电话用户只能凑合着使用“合用线”——合用线将十几甚至几十个用户与当地的运营商连接起来，但一次只能允许一个用户通话。电话用户本不该窃听邻居的电话，但他们往往还是这样做。

美国电话电报公司的救星是西奥多·韦尔。1907年，米利肯的朋友弗兰克·朱厄特加盟该公司几年后，韦尔担任了公司总裁。从外表看，韦尔似乎就是漫画里描述的那种镀金时代经理人：身材矮胖、下巴宽厚、一头白发、戴圆框眼镜，留着海象式的白胡子，像权威人物那样满怀自信。但实际上，他的职业生涯是从卑微的电报员开始的。做事深思熟虑是他最大的特点，他几乎能看到问题的方方面面。另外，他还能让批评者放松戒备进而以智取胜。开始审查贝尔公司的运作后，韦尔发现，竞争带来的资金投入使得电话业务远远不像以往那样有利可图，实际上情况比想象中还严重，所以在上任第一年，他就发布了一份坦率的企业报告，承认公司已经积累了“异常负债”。如果美国电话电报公司想要继续生存下去，就需要采取能更有效地克制竞争对手并提升公众形象的策略。他最初的举措之一，就是缓和贝尔公司在诉讼中的攻击性、反思公司的运营战略。他解雇了1.2万名员工，把芝加哥和波士顿的工程部门合并到了当时弗兰克·朱厄特所在的纽约分公司。同时，韦尔也意识到了与小型电话公司合作的价值，而不是尽可能去击垮它们。他认为对美国电话电报公司来说，任何时候收购独立的电话公司都符合公司的长期利益。几年后，政府似乎开始担心这种战略而介入时，韦尔就同意如果没有政府允许就不去收购其他公司；同时，他还同意在收取一定费用后帮助其他独立电话公司传输长途电话。

韦尔这么做并非出于利他主义。在他看来，实现垄断或接近垄断，是美国电话电报公司一直在努力的目标。这是一条可能的实现途径，就是默许政治监督，而不是仅仅依赖展示公司力量。不过他的主要理由是基于一种理念，他认为电话服务业已经逐渐变成“生存的必需品”。另外，他认为技术统一、彼此兼容的系统才能为民众提供更好的服务，这样说来，由一家公司统揽全局的做法是有道理的。韦尔很清楚，政府或者至少许多政界人士会坚持保护电话用户免于垄断，因此公司的开支、价格及利润只能由联邦或当地政府部门来确定。作为前政府官员，韦尔几年前为美国邮政局的现代化进程做出的贡献曾广受好评，他对政府也没有敌意。尽管如此，他仍然认为作为接受监管的回报，贝尔公司拿到合理的利润并占据行业主导地位是理所应当的。

在韦尔看来，美国电话电报公司复兴的另一个关键，就是把自己定位为技术领域的领导者，要让大批工程师持续不断地完善公司的系统。商业史学家路易斯·盖勒博思后来曾指出，随着韦尔战略的发展，公司的主管们也开始考虑公司技术怎样发展才能适应遥远的未来，而不仅仅是现在。“最终达成了这样的共识：在贝尔系统内部，技术创新将与贝尔系统共存亡。”简而言之，按照韦尔的战略，衡量公司的进步，“要从几十年而不是几年的变化来看。”另外，韦尔还认为有必要把技术领域领导者的理念与广泛的公民视域融合起来。他的公关部门想出了一个能提升公司公众形象的口号，但韦尔很快就把这个口号也采纳为公司的核心文化。这个口号简明扼要：“一个政策，一套系统，全球服务。”这话在当时还有些痴心妄想。首先，系统就不止一个：区域性的电话公司也在为数百万美国人提供服务，尤其是在农村地区。其次，最远的长途电话也只能从纽约打到芝加哥。美国电话电报公司根本不能提供全球性服务，甚至连全国范围的服务也不能提供。

从一开始，美国电话电报公司的工程师就为距离的事情烦恼不已。电话实际上就是把人的声音转化成电信号。在19世纪末20年代初的电话中，这个过程是通过让声波使拉紧的膜片（通常是很薄的圆形铝片）震动完成的，膜片下面垫着另一块圆形的金属薄片。一股微弱的电流从两块薄片之间通过，薄片间的空隙里装满了爱迪生发明的碳粒。声波引起上面的薄片震动后，不同强度的振动波会穿过下面的碳粒。变化的振动波会使薄片间经过的电流遇到的阻力发生变化。在这个过程中，声波会被转化为电波。通过一个简单的过程，带电的语音信号会通过电线传输到转换台，再传输到另一根电缆，通过电缆再传输到另一个转换台，最终传输到听筒和远方的受话人那里。但电话的语音信号非常微弱，比电报简单的点划式信号要微弱得多。更糟糕的是，即使仅仅传输到几英里外，原本微弱的信号还会变得更加微弱，这种现象用电话公司的术语来说就是“衰减”。

在电话发明后的最初几十年里，美国电话电报公司的工程师发现有些办法可以让信号传输得更远。铜线比铁丝效果更佳，而坚硬的“冷拔”铜线似乎效果更好。在当时效果最好的，是粗壮的冷拔铜线。工程师们接着还发现，如果把一种称作“加感线圈”的发明物加入铜线中，就可以极大地延伸信号的传输距离。最后，还有“中继器”。中继器是机械放大设备，可以把逐渐减弱的声音变大，从而把信号传输到更远的地方。但在一条线路上只能安装几个中继器，因为信号的变质和减弱会抵消扩音的效果，这让工程师们一筹莫展。上述方法已经能让他们征服大约1700英里远的距离，大致是纽约到丹佛的距离，再远的距离他们就无能为力了。

1909年，已是电话公司高管的弗兰克·朱厄特和自己的老板、美国电话电报公司的首席工程师约翰·J·卡蒂一起出差到了旧金山。他们发现这个城市许多地方仍是废墟。据朱厄特回忆，“地震和大火（1906年）后的废墟只清理掉了一部分，规模宏大的再建工程刚刚开始。”他们去那里的目的是研究如何整修当地的电话线路，不过他们也在讨论提供从纽约到旧金山这种横跨美洲大陆的电话服务是否可行，以便为1914年的巴拿马—太平洋世博会做准备。在那里碰到朱厄特和卡蒂的西奥多·韦尔赞成定出这项目标，因为这代表着朝全球服务迈出明确的一步。卡蒂和朱厄特的意见更谨慎一些。他们三人花了好几天时间讨论这个问题，通常是深夜了还在热烈地讨论。他们一致认为工程面临着巨大挑战，但这些挑战是可以克服的。比如说，他们需要能有效穿越高山和沙漠、适应气候变化和其他压力的电缆。同时他们也面临着科学方面的巨大挑战。朱厄特在描述他与卡蒂的谈话时这样写道，“问题的关键是找到令人满意的电话中继器或放大器。”

“我们知道如何研发这种中继器吗？不知道。为什么不知道？科学还没发展到这一步。我们有理由认为科学会发展到这一步吗？当然。将来吗？可能是。我们怎样做才能在两年内把‘可能’变为‘很可能’？”

他们就这样连续讨论了好几个晚上。

卡蒂和朱厄特最后告诉韦尔，说他们愿意做这件事，不过这项工作很快就成了朱厄特的个人责任。从许多方面看，这样安排是有风险的。朱厄特长于管理以及处理社会关系，能迅速弄清楚技术问题出在哪儿，但却未必能解决技术问题。从另一方面看，他认识能提供帮助的一个人。

1910年秋天，朱厄特回芝加哥大学拜访老朋友米利肯，他没有寒暄就直接切入了正题。朱厄特说道：“我的主管约翰·J·卡蒂先生和贝尔系统的另外一些高层决定，到1914年旧金山世博会举行前，如果可能，我们必须做好准备，让电话能从纽约打到旧金山。”他解释说，用当前的方法从纽约打电话到旧金山是行不通的，但他想知道米利肯的工作——他指的是关于电子的一些复杂研究——是否表明有另外的方法可行。然后朱厄特就请朋友帮他这个忙。“给我们安排一两个，甚至三个，你的博士生当中最出色并且非常熟悉你研究领域的年轻人。让我们带他们去纽约的实验室，安排他们专心研制电话中继器。”

这为解决工业问题提供了新方法——求助于科学家，而不是工程师。第一个被邀请的是米利肯做油滴实验时的实验室助理哈维·弗莱彻，但他拒绝了。弗莱彻希望回家乡盐湖城，到杨百翰大学教书。第二个受邀的是哈罗德·阿诺德——一位知识渊博的实验派物理学家，他答应了下来，并迅速加入了朱厄特领导下的纽约工程小组。

在两年内，阿诺德就找到了中继器问题若干可行的解决方案，他主要做的，是改进一种称为三极管的放大器。三极管是1912年由耶鲁培养的独立发明人李·德·弗赖斯特带到美国电话电报公司的。早期的三极管让人感觉有些不可思议。它就像个小小的白炽灯泡，但并不是把一根带电的灯丝搭在两根支撑线上，而是有3个组成部分：一根能发热并释放出电子的金属丝（称为负极），一块能保持低温并吸收电子的金属板（称为正极），两者之间是金属丝网或“输电网”。在从热阴极管流向冷阳极管的另一股电流的作用下，通过三极管输电网的微弱电流或信号会被大幅度放大。通过反复试验，阿诺德发现了制作三极管的最佳材料和排出管内空气的最佳办法。（他怀疑高真空能大幅度提高三极管的效率，事实证明他是正确的。）阿诺德改进了三极管后，他与朱厄特以及米利肯就在费城相聚，将其与其他潜在的中继器方案进行对比。他们试听了各种中继器传输的用户通话，发现三极管确实更胜一筹。不久，被称为真空管的三极管和它的派生产品就为20世纪的通信行业带来了革命性的变化。

横跨美洲大陆的电话线中间战略性地安装了一些新型真空管中继器，在推迟到1915年的太平洋世博会举行前完成了连接。哈罗德·阿诺德改进了设计：中继器看起来就像球形灯泡，3个主要部件在其中，一个底座上露出3根电线。从东海岸到西海岸的连接本身由4根铜线（两个方向各有两根）组成，是由美国电话电报公司的线路员串联13万根木制线杆完成的。作为公关噱头，亚历山大·格拉汉姆·贝尔这位在他建立的公司早已不再担任任何职务的发明家，被安排在纽约与身处旧金山的昔日助手托马斯·沃森进行电话交流。

“沃森先生，来这里，我需要你。”老人一语双关地说道。40多年前，两人在波士顿发明了可以使用的电话时，他就对沃森讲过这句话。

“现在我需要一周的时间才能去你那里。”沃森答道。

这个场景有一点儿戏剧性。对美国电话电报公司来说，这也是一个令人鼓舞的信号，韦尔全球服务的想法或许确实是可能实现的，至少对那些能支付21美元（约合今天的440美元）给加州打一个3分钟电话的人来说是可能实现的。

与此同时，对弗兰克·朱厄特来说，横跨全美的信号连接证明：他那批年轻的科学家值得信任，能够解决乍一看似乎不可能解决的技术问题。这让他愿意花费更大的精力去聘用哈罗德·阿诺德那种人才。朱厄特不断地写信给米利肯先前指导的研究生、现居盐湖城的哈维·弗莱彻，连续5年，每年春天都寄给他一封既有礼貌又有说服力的邀请信，请他加盟美国电话电报公司。1916年，弗莱彻最终同意离开杨百翰大学来为朱厄特效力。在此期间，米利肯也一直在为芝加哥的毕业生和他的老朋友牵线搭桥。1917年年末，接到朱厄特年薪2100美元的工作邀请后，做完“油滴实验”的默文·凯利也决定到纽约来工作。