1864年，贝尔17岁时进了苏格兰的爱丁堡大学，这所大学是英国北部的重要学府，有不少著名的学者曾在这里读过书，比如麦克斯韦和达尔文等人。
贝尔在父亲和祖父的影响下，选择了语音学作为自己的专业，他想以此解决聋哑人的痛苦。这项研究最终导致了电话的发明，这是贝尔当初不曾料想到的。
在爱丁堡大学，贝尔系统地分析和研究了人的语言、人的发声机理和声波振动原理之类的专门知识。语音学是一门很复杂的学问，直到20世纪上半叶才有成熟的理论。贝尔把理论和父辈的实践经验结合起来，进步很快。
1867年，贝尔20岁时，从爱丁堡大学毕业。为了继续深造，他又进了伦敦大学，仍然攻读语音学。
这时，贝尔家出了不幸的事，他的两个兄弟相继害肺病夭折。那时肺病在英三岛猖獗，几乎像今天的癌症一样可怕。贝尔的父亲连失两子，心有余悸。他把病因归咎于英国气候阴冷、潮湿，决定离开故土，于是带着贝尔和全家远渡重洋，迁移到加拿大。
年轻的贝尔到加拿大后，继续研究语音学，并在一所中学兼教语言课。他才华出类拔萃，1869年，22岁时被聘为美国波士顿大学的语音教授。这时，贝尔的父亲已成为北美闻名的语言学专家，经常应邀到各地演讲。贝尔少年时即有过演说锻炼，他的专业知识也日渐成熟。每次相随，他演讲起来并不比父亲逊色，很受听众欢迎。贝尔父子的名声很快就传遍大西洋西岸。后来，父子俩在波士顿开办一所聋哑学校，教习聋哑人克服语障，并研究试验助听器械。
俗话说，根深叶茂。贝尔自幼对人类的通信交往就有浓厚的兴趣，后又进行多年专门研究，在声学知识上做了充分的准备。当时试图发明电话的人很多，后来惟独贝尔获得成功，这不是偶然的，是他多年知识储备的必然结果。
当时莫尔斯发明的电报已广泛应用，成为一种新兴的通信工具。不过电报只能传递电码，局限性大。能不能发展一步，用电直接传递人的语音呢。这个问题引起了许多发明家、科学家的冥思苦想。但人们进行了20多年的探索都未成功，这是因为直接传递语音难度要大得多。人的语音是声波的振动，它如何从导线上传送呢。几年来，贝尔也被这个奇妙的问题深深地激动着。声学本是他的专业，他家从祖辈起，就把人类语音传递当作己任。对贝尔来说，发明电话，不只是美好的理想，也是一种义不容辞的使命，他终于挑起了这副担子。
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