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四 把人類帶進電光時代


  自己能力所及的事能完全做到的話,
  其結果將會令人感到非常惊訝。
  做了許多的實驗,只要有一個實驗成功就好了。
  偉大的人物明顯的標志,就是他堅強的意志。
                    ——托馬斯·阿爾瓦·愛迪生

  愛迪生在發明留聲机的同時,對電燈的研究取得了突破。人們為了制成可用的白熾燈已經花了多年時間了,但唯有愛迪生才在密封于真空里的碳化燈絲上找到了答案。這种燈能發光45小時。他在1880年申請了這項發明的專利。從某一方面來說,電燈的發明是愛迪生一生中達到的登峰造极的成就,這一時期是愛迪生一生光輝的頂點。這是一個划時代的貢獻,它在科學史上開辟了一個新紀元,把人類帶進一個嶄新的電光世界,使人們的生活發生了巨大變化。愛迪生的同事、中央電气公司的副總監麥禮遜(George F.Morrison )在与一位叫維爾的記者談到愛迪生的勳績時說:“稱愛迪生為一個偉人,為一個杰出的發明家,為一個可惊的天才,那是容易不過的事,毫無疑義地,他是世界上一個最有用的人物——他的功勳所影響于千万人的生活方面的,比現在任何生著的人都要大”。

  電力改變人類的思索

  愛迪生在門羅公園的歲月是愉快的,門羅公園的生活,使他陸續取得了許多重大的發明成功。他的儿子小托馬斯阿愛迪生誕生了。他用模爾斯電碼所使用的符號,為女儿取名為“多特”,英文是“Dot ”,意思是“點”,稱儿子為“德西”,英文是“Dash ”,意思是“長橫線”。另一個儿子威廉萊斯利(William Leslie )出世較晚。
  愛迪生是一個不尋常的父親。他喜歡孩子,但他同孩子們玩耍的方式看來卻不夠溫存体貼。當他与妻子和全家共度周末時,他与孩子們在一起玩粗野的游戲,開玩笑戲弄他們,孩子們往往被逗哭。
  但是,當愛迪生進行試驗發明時,卻忘記了一切。他似乎總在考慮他的試驗,而沒有注意到他的孩子。孩子們不理解他。愛迪生從來不像許多人有時所做的那樣,离開工作几天或几周,与全家一起旅行。他不懂得什么是不工作。愛迪生工作起來是個廢寢忘食的人,直到晚年,他也不知道什么叫假日。
  由于這個世界對留聲机非常感興趣,許多人來到門羅公園訪問湯姆·愛迪生并觀看他的發明。他們占去了他的很多時間。
  他現在出了名。來信一封接一封,請他到各地去旅行。當喬治派克(George Barker )教授寫信給他要他到美國西部落磯山旅行時,湯姆欣然答應了。由于過度緊張,愛迪生的确感到了疲乏,以致健康也受到了影響,這樣他才做出了出行的決定。他們將要去看將于1878年7月發生的日全蝕。和愛迪生同行的都是對太空和星球有專門知識和興趣的科學家。他們來自3所大學——賓夕法尼亞大學、普林斯頓大學、哥倫比亞大學。
  在夫人的支持下,愛迪生乘坐杰伊古爾德聯合太平洋鐵路的車輛,到了雄偉的落磯山脈。
  愛迪生雖是休假旅行,但有一個目的,那就是那年7月28日要在落磯山脈的怀俄明觀察日全蝕,并用他所發明的气溫計來量太陽周圍气体的溫度。
  這种气溫計里面有兩片金屬板,兩板中間裝一粒炭鈕。電流自第一板,經過炭鈕而流入第二板。在金屬板的上面有一根硬橡皮杆壓緊著。如果把它連接在電池上,外來的熱量的變化使得橡皮杆伸張,轉而壓緊那金屬板和炭粒。炭粒受到影響,電流也就跟著變動,這變動可從電流計上看出。
  觀察日蝕,愛迪生遇到的最大問題就是沒有架設气溫計的良好位置。最好的位置都被天文學家們先行占据了。愛迪生便和《紐約先驅報》的著名作者福克斯(Mar -s hallFox )合住一室,并且租了一間傾圮的雞棚,暫充實驗室。后來,他設法弄來了一個4寸徑的望遠鏡,他把它連接在那气溫計上。在日蝕開始前一天的晚上,他想先作一次試驗。他把气溫計對准了大角星,這顆遙遠的甯P的亮光直接的照射在橡皮杆上,電流計上指示出里面有熱量發生。如果把星光和橡皮杆隔离時,指針又還复到零點。這次他在電流計上得了5個讀數。第二天早晨,突然刮起了強風,這給愛迪生造成了很大困難。風一吹破舊不堪的雞窩就轟鳴震顫,這种振動迫使愛迪生無時不在調整他的儀器。他用鐵絲、繩索將其固定,但當日蝕在兩點多開始出現時,他的儀器還在不停地擺動。月亮緩緩地將太陽全部遮住,3點鐘剛過,天已全黑。愛迪生發現,天一黑,小雞就都回到窩里休息了。風仍在猛烈地刮著,愛迪生再次調整他的儀器。几乎是在最后時刻,他才成功了。
  聚集在怀俄明觀察日全蝕的天文學家,無不佩服這种用來量太陽周圍气体的特殊气溫計。
  日蝕過后,和愛迪生一起旅行的賓州大學派克教授建議說:“愛迪生先生,順便去美麗的加州約塞米提溪谷看看如何?”愛迪生欣然同意。
  愛迪生從古爾德那里獲得特准,坐在火車前面的排障器上。他從內布拉斯加奧馬哈出發,到達加利福尼亞薩克拉門托,行程1000多英里,他沿路看到了許多事情。這次旅行似乎十分愜意,几個月后,他寫信給也參加了這次旅行的英國天文學家諾爾曼洛克耶說:“我希望你(在倫敦感到憋气時)再到這里來,我們和几位學識淵博的才子進山去來一次盛大的圍獵。”
  到了約塞米提溪谷后,他看見很多工人淌著汗,使用十字鎬正在辛苦地挖礦。愛迪生對友人說:“你看,那些人在浪費時間和勞力,附近不是有瀑布嗎?利用那個瀑布的水來發電,以幫助工作,工人們就不必那么辛苦,而效率卻要大几十倍呢!”
  “一點也不錯。”派克教授隨聲附和。“能成功地利用電气的人,才會成為人類的恩人。”
  “派克教授,我相信不久的將來,全美國的瀑布都會用來供作水力發電。電力不但可以供應工厂,也可以送到人們的家庭供取暖和炊事之用。
  還有,電气的能量如能轉變成光,作為照明的話,那么,現在我們所使用的這种有臭味、暗淡而不方便的煤油燈和瓦斯燈,就派不上用場了。”
  派克教授告訴愛迪生,康涅狄克州的華萊士(Bill Wallace )先生正在做發明電燈的試驗,愛迪生很感興趣,他決定去見華萊士。
  8月下旬,愛迪生回到了門羅公園。他的精力恢复了,心地也宁靜了,准備著手新的嘗試。他帶回了許多有趣的故事講給杜特、德西听。他告訴他們他如何在草原上躍上太平洋聯合鐵路上的火車車頭的排障器上;他如何學會了開槍;告訴他們在星光之下的露宿情形,無數的野鳥怎樣飛奔的來歡迎他。他的朋友又怎樣頑皮地追逐威嚇那些臃腫不靈的黑熊。他又告訴他們那些偷馬賊和坏人及關于內華達的金礦的故事。
  1878年9月初,愛迪生訪問華萊士。當時,華萊士在愛迪生面前把他的“遠距离發電机”連接起來,并且點亮了一盞弧光燈。
  愛迪生見了興奮非凡,他虎視眈眈地望著那架机器。他從發電机那里赶到弧光燈處,又從弧光燈處赶回發電机那里。他天真地扑在桌上,計算著發電机的電力和在傳送電力時可能有的損失,估計發電机在一天,一周,一月以至一年中所能節省的煤量,以及在制造時節省材料的影響。于是他率直地對華萊士說道:“我相信在電燈的制造上我一定能將你擊倒。我以為你的工作方向是錯誤的。”
  這句話反映出愛迪生對發明白熾燈充滿了信心。但是,愛迪生的外表卻不能給人以技術天才的印象。直到晚年,他還像鄉下佬進城那樣,總是惊奇地睜大眼睛觀看眼前的事物。就是在他聞名于世時,他的頭發總在額前垂著一綹。盡管如此,正如一位記者寫道:“他的作風嚴謹,一點沒有自私或自信的樣子,這种品格在那些成就与名聲震動整個世紀的人們之中,可以說是絕無僅有的。”
  愛迪生回到了門羅公園研究所,把所有的事情全棄置一邊,埋頭研究電燈的問題。他搜索了气体發光的領域,又閱讀了几個煤气工程學的會報。經過兩夜的鑽研,結果發現了解答。他回憶說:
  “我……買下了煤气工程學會等的所有与外界交易的文件及歷年的煤气雜志。我得到全部數据之后,又親眼觀察了紐約的煤气輸送線路,終于認為,電流的分路問題可以解決,電燈可以商業化”。
  他的電燈系統必須要有煤气燈的簡單,能夠遍布各處,适合一切室內外照明之用。這种燈必須結构輕巧,价錢便宜,而且要無聲、無臭、無煙,對人們的健康,沒有絲毫不良影響。愛迪生的研究目標可以從他的筆記中看出。他在《電与煤气爭奪通用照明地位》的標題下寫道:“目標:愛迪生要用電力照明取代煤气照明,不僅要使電力照明具有煤气照明的一切优點,而且要使照明設備能夠滿足人們的各种要求。”
  這個思路完全是新穎的。他大膽地決定先把電流分路,再引入住屋中去點燈。這在一般的電學家們看來都認為是不可能的。

  艱苦的探索

  愛迪生并不是第一個研究電燈的人。早在19世紀初期,就有人探索用電來照明。在几十年里,不少科學家為此研究作出了貢獻。
  在研究電燈的先驅者中,首先應提到的是發明了弧光燈的英國人漢弗萊戴維(HumphreyDavy )。他將導線連在電池上,然后再与兩塊相距很近的炭极相接,這樣兩极之間就出現了耀眼的光芒。由于電弧燈存在缺點,所以不能普遍采用。缺點之一是它的光芒刺眼;二是炭极之間的距离必須不斷加以調整;三是炭极打火之后,要冒出嗆人的气味和黑煙,這就決定了它不能用于室內照明。長期以來,人們只好用煤气燈、蜡燭或者油燈做家庭照明。与戴維同時,俄國科學家彼得羅夫(1761—1834)也發現過電弧,時間比戴維早一些,但由于沙俄統治者不重視,彼得羅夫的發現被埋沒了。
  盡管電弧燈有不少缺點,有些國家還是在燈塔、劇院和廣場做了有限的采用。例如,在英國,每當議會舉行例會時,西敏寺倫敦宮的鐘樓安裝的電弧燈就會放出奪目的光芒。在英吉利海峽的南弗蘭德,也裝了電弧燈航標。与此同時,美國、英國和法國還漸漸將它用于街道照明。
  為了尋求一种經濟實用的電燈,人們做了大量工作,積累了很多失敗的教訓和成功的經驗。1873年,俄國青年工程師羅德金(Lordging 1847—1923)研制出一种白熾燈。他用細炭條做燈絲,裝在密閉的玻璃泡里,這大約是世界上最原始的電燈。他因此獲得彼得堡科學院的獎金。但是這种白熾燈因壽命短而破產了。在愛迪生研究電燈的一年之前,電弧燈得到改進,這就是另一個俄國人雅布洛奇科夫(Jablochkoff1847—1894)發明的“蜡燭”問世。它的做法是用絕緣的熟石膏將兩個炭极隔開。當“蜡燭”被“點燃”時,絕緣層就与炭棒同速燃燒發出白熾光。從本質上看,這种“電燭”也是一种電弧燈,只是稍省些電。雅布洛奇科夫“蜡燭”在1877年被用作巴黎的歌劇院門前大道的照明,和倫敦泰晤士河岸的部分照明,但是這种“蜡燭”不能持久,最長的“蜡燭”也只能用兩個小時。
  在1880年前的一段時間里,人們普遍認識到制造電燈的可能性,但存在著一系列重大的技術障礙、理論与實踐之間的巨大差距。制造電燈,既要找到一种不易斷的制造燈絲的材料,又要保證玻璃容器是個良好的真空。實踐起來卻不容易。愛迪生在談到白熾燈的制作過程時強調:“我在電燈方面建立了3000种不同的理論,每种理論似乎都可能化為現實。可是,我在試驗中只證實了其中的兩种行得通。這么說,并不是言過其實。”盡管研制電燈有很多困難,愛迪生經過反复比較,決定集中精力研究白熾燈。他确信白熾燈成本低,耗電少,只要解決了壽命問題,就有成功的希望。
  從1878年9月開始,門羅公園的研究所成了研究電燈的戰場。愛迪生是總指揮,有7個經驗丰富的人當助手。愛迪生首先尋找适于制作燈絲的材料,并試圖設計出最佳形狀。在前一年的試驗中,他使用過的材料包括炭化紙、玉米芯和各种纖維,共達几十种之多。但均未成功。因為這些材料過于脆弱;另外,缺乏良好的真空技術。現在他再次投入試驗。
  愛迪生曾經在紐約《論壇報》的記者面前解釋過利用尼加拉大瀑布的水力的理論。那個記者對他說道:“如果你真的能制造出電燈來取代煤气的話,那你一定可以賺得一大筆的錢了。”
  愛迪生回答道:“我的目的倒不在乎賺錢,我只想跟別人爭一個先后。我已經讓他們先我而開始研究這個問題,可是我相信我現在一定能追過他們。”
  金錢對于愛迪生來說,常常是一种意外的事;對于他主要的价值,就在如何能用在他的實驗上面。“我常常希望把一件事做成功,很少想到怎樣從那里面獲得金錢,”他這樣說。“如果你想在你的實驗室里做件營業的事,便不能有嚴厲的創造工作。兩者常不并行。從我的經驗里面我知道了,一個人如果僅僅只為積蓄金錢而工作,他便很難獲得一點別的東西——就連金錢也得不到!”
  當然,錢還是需要的。要進行一項偉大的發明,必需有大筆資金作后盾;可是這時愛迪生卻和平時一樣缺少資金。愛迪生不得不尋找現金支持。第一個出面支持的人,是西方聯合公司的總律師格羅斯維諾p 洛雷。洛雷建議先成立一家股份公司,以便為試驗提供經濟援助和申請專利。洛雷很快得到了西方聯合公司總裁諾爾文格林博士的支持,同時也得到黃金与股票行情電報公司的主要股東特雷西R愛迪生的支持以及与摩根(j .P.Morgan )合伙經營企業的埃吉斯托p 法布里(Egisto P.Fabbri )的支持。他們愿意拿出30万元來支持愛迪生搞電燈的發明,跟他合伙辦電燈公司,但應持有愛迪生在電燈、電力和電熱等方面的一切發明專利,并有權將這些發明專利以頒發特許證的形式賣給他人。
  愛迪生考慮到:目前試驗剛剛開始,手頭的錢已經花得差不多了。若再獨自承擔下去,經濟方面肯定無法應付,何況試驗費用很龐大,成功日期一時又沒把握。前思后想,還是答應了比較好。他對那代表說:“能夠得到你們的合作,我很高興。至于合作的具体辦法,還可以從長計議。”
  經過磋商,雙方議定:一,立即著手業務机构的籌建事宜,并定名為“愛迪生電燈公司”。二,擴大范圍,增添人員設備,積极開展試驗工作。三,在30万元的投資中,先撥付愛迪生5万元,充作試驗費用。
  現在,門羅公園真是气象一新。實驗室里的工作台,一下子多了好几張。原來那點地方不夠用了,愛迪生又親自設計,在兩層樓建筑前面加蓋了一幢房子,作為辦公室和圖書館。還在大樓背后的空地上,壘起一幢平房當机器間,那兩架80馬力的蒸汽机就裝在里面。工作人員也增多了,總共有200多人。
  有了一筆資金,愛迪生相信他能夠發明一种代替煤气燈而且价格要便宜得多的白熾燈,這种燈不會發出耀眼的火焰,也不會發出噪音,它沒有可厭的煙气,也不會把天花板或家俱熏黑。由于這個競爭者的崛起,全世界的煤气公司的股票都嚴重地受到打擊。紐約《導報》上刊載了一段來自倫敦的電文:
  “自愛迪生宣布其電燈分布之發明后,煤气股票一落千丈,竟暴跌票价12%。倫敦注冊煤气公司的股票竟跌落了500万以至1000万元。英國議院被這事弄得一籌莫展,只得召集會議,重新研究發光的整個問題。”
  愛迪生剖分電流的設想也引起不少人的非議。一個博學的科學家希格斯博士(Paget higgs )說道:“近來在白熾燈這一方面有很多無稽之談。有某發明家宣稱他能把電流分成無限的支路。他不知道,或許是忘了這种說法是根本和能量不滅定律相抵触的。”
  英國的著名電學家斯普拉格(John T.Sprague )則認為愛迪生的設想是“空談”。他說道:“不論他是愛迪生,或是別人,他總不能超越那些公認的自然法則。他說從同一電線上能給你送來電光、電力和電熱,這完全是空談,決不能成為事實。他還說能夠利用電熱來烹煮食物,那更是荒謬絕倫了。”
  有一個叫方丹納(Hippolyte Fontaine )的著名法國人,《電光學》的作者也說道:“電燈分路是不可能成功的,當燈絲白熾時炭質就會裂碎,所以小型的電燈簡直無法制造。”有的說:“連數學都不懂的愛迪生,竟想解決為世界學者所苦惱的問題,真可謂愚不可及。”
  愛迪生听到這些論調時,并不感到悲觀。他微笑著說:“我很相信人家的指摘,因為它能把冷酷的事實表現出來,因為它能鼓勵大家討論,而這又常是有益的。”
  1878年秋,愛迪生又重新用“炭”進行試驗。他寫道:“在10月和11月,巴切勒制造了許多,至少有50种炭化紙,原料是纖維或其他紙張。在這些紙的表面涂上燈墨和瀝青的混合物,再卷成毛衣針狀,然后進行炭化處理。我們把這种材料制作的燈絲連在線路上,它們在真空中發光,只能持續一、兩個小時。我們用紙制炭絲,木制炭絲以及笤帚苗炭化后制成的燈絲進行了無數次試驗,最終得出結論,電燈問題的解決,只有一种方法,那就是燈絲的電阻要高,散熱要慢。”愛迪生的炭絲試驗沒有取得成功,但試驗過的制燈絲的金屬中,鉑似乎是最理想的一种。于是他轉向鋁和類似鉑的金屬,因為這些材料符合電阻高,散熱慢的要求。10月5日,愛迪生提出了一份關于鉑絲“電燈”的專利申請,專利號碼是214636。當時制造的燈泡還被稱作“燃燒器”。這种燈泡的燈絲,是鉑絲繞成的雙螺旋,它們之間再加一支金屬棒。當燈絲熱度接近鉑絲的熔點時,金屬棒便膨脹造成短路,燈泡溫度降低,鉑絲冷卻的同時金屬棒也冷卻下來,于是電流再次通過。
  這方法雖然巧妙,但后來發現并不可靠。愛迪生說道:“在有一定量的電流通過時,鉑絲所發的光很好;但如果電流通過太多,它仍舊會熔去的。我得另外再想更好的辦法。”
  全世界的人們都在等待著愛迪生公布他的電燈,而他也正在努力的改良調整器。改良后的一种是利用玻璃管中熱空气的膨脹作用,這一切比第一次的要完美多了。
  第一份白熾燈專利提出以后,愛迪生對胜利更充滿了信心。他宣布:“我已開始解決電的無限分割問題了。”派克教授說:“在大發明的前夜,沒有東西在他看來是絕對不可能的。”
  這時實驗室來了兩個新的工作人員,一個叫杰爾(Francis Jell ),本來受雇于華爾街洛雷律師事務所,但他對于電學感興趣。愛迪生是他的崇拜偶像。電燈公司開辦后,他要求加入門羅公園工作。洛雷為他找到了一個工作机會。11月中旬的一天,年青的杰爾乘車到新澤西的那個小村,并且獲得進入實驗室的允許。他的工作是在樓上清理電池。他對于愛迪生有不少的幫助。
  第二天,又來了一個青年,他叫弗蘭西斯·R·厄普頓,是普林斯頓大學的畢業生,后來又在德國大科學家海姆霍爾茨(Helmholth )那里研究數學一年。湊巧愛迪生正需要一個數學家,為他的新電燈計算數字和繪圖畫形。他曾對人說道:“對于數學,我簡直一竅不通。”因此他便雇用了厄普頓。在他想到什么念頭后,便叫厄普頓詳細地記錄下來。厄普頓受過高深的教育,對于計算,自然非常嫻熟。波普說他是“促使愛迪生成功的一個特別幸運的條件。”他的貢獻之一,就是以計算證明了愛迪生直覺的正确:電燈必須具有100歐姆以上的電阻,才可能成為煤气燈的對手。
  然而,不論厄普頓提供的幫助有多大,大量的工作還需要做,還要進行反复的試驗。燈泡可以有各种形狀,每一形狀的燈泡,都要配合一系列不同的燈絲進行試驗。要正确估計每种形式的效率,就必須嚴格掌握每种燈泡的容積。關于這件事,還有一段愛迪生的故事。
  兩個數學家為計算某种燈泡的容積,一夜沒睡;怎么算也算不出來。秘書回憶說:“愛迪生一手接過盛了水的燈泡,一手拿著量杯,將燈泡里的水往量杯里一倒(當然,量杯上有刻度),愛迪生馬上就得到了燈泡容積的准确數据,而兩位數學家卻干了整整一個通宵還沒有結果。”
  提出第一份白熾燈專利申請之后,愛迪生完全沉浸在了試驗之中。為了制造一种适合他需要的鉑線,愛迪生經受了不少磨難,耗費了不少精力。杰爾曾有一段描寫:
  “那些脆弱的螺旋線和細小的杠杆總是故意的留難作刁,耗費了工作者不少的精力。只有具有圣人气質的人才能平靜地忍受這种磨難。我時常看見愛迪生在實驗室的緊要關頭時,總是煩燥地把手指向頭發最里面插去,或是猛力的把吸了半支的煙蒂擲掉,又不在意地從背心袋里抽出一支來,撕去煙頭,狠狠地咬嚙著。他究竟試驗過了多少盞的鉑絲電燈,他整日的坐著思索這些問題一共耗去了多少時間,也許沒有人能夠知道的了。”
  在試驗工作進行的過程中,愛迪生顧不上吃飯、睡覺,乃至忘卻了周圍的一切。晚年他曾說:“我對電燈的研究時間最久,試驗最為艱苦,但從來也沒有灰心”。有人說:“愛迪生工作常常到早晨三、四點鐘,拿二、三冊書當枕頭,伏在案上睡一會儿,其他人也效仿他”。有一次,他的一個朋友來看他,見此情景,就開玩笑地說:“怪不得你頭腦里知識那么丰富,原來你是頭枕著書,連睡覺時也往腦子里記書上的內容啊!”
  愛迪生在試用頭發狀的螺旋線失敗后,轉而采用鉑箔,他用了這种鉑箔制成過一盞電燈。后來他又把鉑和銥磨成細末,和泥土等不導電的物質相混合,試制各种光度的電燈。金屬質粒發熱時,那氧化物也變成導体而發光了。
  愛迪生雖孜孜地不斷研究,但成功還是遙遙無期。他曾把炭棒和鉑杆相對的放著,兩者間的阻力非常高,因此便發出白色的光來。他在這燈的下面懸挂一些重的物体,這樣炭棒就經常地和鉑杆保持接触。但這种燈的光度不時的起著變動,終不能适合實用。
  愛迪生因為試驗各种電燈,金錢耗得很多。這時他已經把5万元錢全花去了。可是更糟的是,他的一部分資助人的信念卻在開始動搖了。愛迪生決意邀請其中主要的几個人來門羅公園,讓他們看看他所以還沒有完全成功同時還需要他們繼續支持的原因。
  摩根、洛雷等人來到門羅公園后,愛迪生向他們報告他已經完成的几部分工作,并且說明他必須把燈絲的阻力增高。隨后愛迪生把他新制成的几盞電燈試驗給他們看。試驗結果,電燈一盞接一盞地在很短的時間中燒毀熄滅了。
  是否繼續為愛迪生提供資助?那批銀行家默默地思考著。洛雷的信念是不可能動搖的,由于他的苦苦勸諫,他們決定再拿出5万元錢來,愛迪生又得以重新繼續做他的試驗了。
  1879年以來,愛迪生把全部精力用在電燈的研究上。他耐心地研究了制造白熾燈的每一個可能方法。他試用過螺旋炭絲;他在真空的玻璃管中傳導電流,這也是后來霓虹燈的先聲;他又設計在一宅住屋中由電池供給電流的整個電燈系統。他下決心不但要克服那些困難,并且要征服那輩一向諷嘲他的人們。他對科學的發明和進步充滿了“偉大的信心”。厄普頓說道:“1879年愛迪生在堅持應用高阻力的燈絲和低阻力的發電机電樞的主張時,完全表示了他的偉大的信心。他經過了許多的艱苦工作才達到這個目的。當未來的光明在隱約顯露時,我們已看到了愛迪生的電燈系統了,而這也便是世界上一個最卓越的發明偉績。”
  這時實驗室中又有一個叫勞孫(John w .Lawson )的人來幫助工作。他對于分析化學很有研究。礦石運進實驗室后,先由他檢查有沒有鉑或是別的稀有金屬,隨后再由另一個化學家加以檢驗。這個化學家叫海德(A.Haid ),也是新來的,大家都叫他“博士”。
  當時愛迪生的電燈還沒有完全成功,但什么東西使他不能前進呢?他正在研究价格的問題,希望能夠節省一些材料。“只有等到最低的价格時,大家才會歡迎它的。”他試驗了各种燈絲,可是所有這些都很昂貴,要用它們來制造電燈,供給市場應用簡直沒有可能。
  愛迪生說除了這一個問題外,旁的都已解決了。他把整個系統的一切問題,甚至測量電流的電表的使用,全都考慮到了。“每家用電的屋子都得裝一具電表。它可以記下電流的消耗量。這是一個簡單的机器,我現在全都想到了。”
  1月27日,愛迪生在他的記事冊上寫道:“經過7小時的工作后,由于注視了強烈的燈光,眼睛隱隱作痛,因此不得不停止工作。”第二天他又接著寫道:“昨晚10時到今晨4時,眼痛難堪。后來飲了一服嗎啡,才得安眠。今天好些了,到下午4時就不十分痛了,可是今天的時間卻又白白犧牲了。”
  4月中,愛迪生的試驗相當順利。他把鋇、銠、釕、鈦、鋯等稀有金屬全試用過了。他在用這些物質制成的發絲上涂上一層他稱為“絕熱質”的氧化物溶液。他終于制成了一种高阻力的電燈,成績很是滿意。然而它的价格還是非常昂貴。如果能發現一個鉑礦的話,這困難也就可以解決了。
  在第一盞高阻力電燈中,愛迪生用的是一根細小的鋯質的線軸,外面又繞著細的鉑絲,再涂了一層氧化物作絕緣。他企圖把這燈加以改良,決定放在真空中再作試驗。愛迪生在進行新的試驗時,發現那气壓表的指針轉到相當角度后,突然地回复了原位。他起先以為鐘罩邊上的油脂也許涂得太少,不夠密封。他問巴切勒,巴切勒說是漏气。可是他不久發現那是本來拘禁于電線中的气体,這時因為電線在真空中有電流流過而發熱,因而被驅逐了出來。他根据這原理,把金屬吸收的气体全抽出去。這樣,真空就不受影響了。金屬線在逐出气体后質地堅實而勻稱,耐得住高溫,發出的亮光也比以前的更明亮些。
  愛迪生不懈地工作,他更換著各种不同的材料,制成許多不同直徑,不同形狀的燈絲。有些燈絲細得難以裝進燈泡,有些只要一通電,立刻就會熔化。愛迪生還試制了一些复雜的燈具,有一种燈還安裝了電阻器,用燈下的小金屬輪來控制燈光的強弱。一位來客寫道:“把金屬輪擰到頭,就可以得到最大電流;擰一半,就有一半功率。這樣,電流的強度可以任意改變,既可以使電燈發出微弱的暗紅色,又可以放出耀眼的光亮,以照遍最大房間的每一角落。”
  為保證玻璃容器內良好的真空,愛迪生整日地忙著尋找抽高度真空的方法。他覺得除了德國的斯普林格設計的大型抽气机外,別的都不能适合他的需要。可是在本國內這种抽气机大概是不會有的。但厄普頓卻知道普林斯頓大學的勃拉克特(C.F.Brackett )教授曾經備有一套。
  愛迪生問道:“你看那大學肯把它借給我們嗎?你去試借一下好不好呢?”
  厄普頓便在第二天動身前去。回來時,他便自己掮了那架抽气机回來。他又從紐約定購了一些水銀,親自把那机器裝配起來。在裝好后,准備抽气。空气抽去后,拘禁在金屬線內部的气体全給驅了出來,而輝煌的燈光也終于產生了。
  愛迪生從一開始就認為炭絲是最理想的燈絲材料,他放棄這种材料,只是因為以前的真空度不夠,炭絲熔化過速。現在,他又回到了炭絲的試驗上,再次用各式各樣的線、纖維和類似的物質作燈絲材料。
  4月12日愛迪生准備將他的真空白熾燈呈請專利。這种白熾燈和后來正式成功的電燈大致相同,只是發光的物質有些不同罷了。
  4月27日,紐約《先驅報》又作了一個嚴厲的打擊:“愛迪生的失敗現在已經完全證實。這個情感沖動的人在去年秋季就開始電燈研究,他以為這是一個完全新穎的問題,他自信已經獲得一個別人還沒有想到的用電發光的方法。紐約的著名電學家們都相信愛迪生的試驗路線已經走錯了。”在几個星期以前,英國皇家郵政部的電机師普利斯在一次公開演講時,對于愛迪生的試驗曾表示异議,并且反對他那把電流分路同時供住家和工厂照明的大改革的主張。普利斯說這只是一個幻想,他的努力已注定了他必然的慘敗。
  盡管有這些非議,愛迪生保持著他偉大的信心,堅持走自己的路,闖過了一道道難關,直到實現他最后的目標。高阻力電燈的改造,真空容器的完成,拘禁气体的減少,低阻力電樞發電机的發明,所有這些都是在越過了每一個難關而成功的。

  第一盞實用白熾燈

  用鉑線研制白熾燈,已經相當成功,可是它的价格畢竟太貴了。他決心要制造一种更好的電燈來。
  試驗用的線卷每次得從費城的吹玻璃人那里運來,浪費了不少時間,而且在中途又免不了破碎損失,這很使他煩惱。后來,他干脆雇了一個名叫波姆(Ludwing Boehm )的青年為他制造“玻璃丁包”。
  一天晚上,愛迪生留在實驗室很晚,他心不在焉地把一塊壓縮的煙煤在手中搓卷著。他好像在幻想著什么似的,不知不覺的把手中的煙煤搓成一根細線。他突然想到,這也許可以制造出比較好的電燈來。
  他把身邊的一卷棉紗截下一小段,放在爐中熏了約1小時,再把它裝在玻璃泡里,抽去空气,而后把電流接上。這脆弱的棉線立即發出耀目的亮光來。可是炭線經不住電池的全部的電壓,不久就燒斷了。他把這斷線放在顯微鏡下檢查,發現經過炭化后的棉線變得异常的堅硬了。
  于是他便加緊努力。他拋棄了用棉線的方法,試用木材的細條,接著又用稻草、紗紙、線、馬尼拉麻繩、馬鬃、釣魚線、麻栗、硬橡皮、栓木、藤條、玉蜀黍纖維,甚至人的胡須、頭發都用來當作燈絲。
  愛迪生在休倫港車站學電報的時候,麥肯齊站長熱心教過他電碼。愛迪生建立研究所以后,特地請他到所里來工作。這時,麥肯齊已經上了年紀,實際上做不了多少事,愛迪生聘請他來,不過是為了報答他的情誼,讓他挂個閒職養老罷了。麥肯齊是蘇格蘭人,長著紅棕色的頭發和胡子。有一天,愛迪生正在為燈絲材料冥思苦想,忽然看見了麥肯齊的紅胡子,不由眼睛一亮。他問麥肯齊,為了電燈實驗,能不能借用一樣東西。愛迪生怀著极大的興趣挑選了几根粗胡子,先進行炭化處理,然后裝進燈泡里做實驗。這時,他已經設計出一种新的抽气机,燈泡的真空度有明顯的提高。
  遺憾的是,實驗結果表明,用胡子做燈絲,還是沒有成功。麥肯齊找到愛迪生,把胸口一拍說:“再試試我的頭發吧!”愛迪生說,頭發和胡子的性質一樣,沒有采納。但是,麥肯齊的獻身精神是感人的。愛迪生先后用近1600种材料進行了實驗,但都一一失敗了。
  從10月16日開始,經過5天的探索,出現了最終的突破。這次愛迪生又重新使用棉線,他把棉線擺成各种圓弧形,然后放在一個密閉的金屬盒內,進行几個小時的炭化處理。數小時后,取出金屬盒,打開后,棉線已成為炭絲。這時,“巴切勒极為小心地拿著這根寶貝,向吹制燈泡的車間走去,而我則像護送著無价之寶的護衛。”(愛迪生語)直到第四天,他終于取出了一段完整的炭絲,并順利地把它裝在一個玻璃燈泡里,接通電源。果然,燈絲發出亮光。可是,這樣的電燈只亮了一會儿,炭絲就被燒斷了。
  炭絲燈雖然只亮了很短的時間,但卻給電燈的研究帶來成功的希望。報紙刊登了這個消息,沒想到,愛迪生卻因此遭到很多的誹謗和攻擊。在當時,大多是用煤气燈照明,那些煤气公司的老板們怕電燈的出現使他們在經濟上蒙受重大損失,因此就拼命地反對電燈的研究工作,他們竭力要使人們相信,愛迪生是個善于吹牛的大騙子。
  有些正統的科學家也付之一笑,認為年青的愛迪生想入非非,不相信他的研究會成功,認為小型電燈是無法制造的。其他的電燈研究者也攻擊說,愛迪生盜竊了他們的研究成果。
  有人譏笑他說:“不管愛迪生有多少電燈,只要有一只壽命超過20分鐘,我就愿付100美元,有多少付多少。”對此,愛迪生的回答,就是以堅定的信心,繼續試驗。
  也有人說:“即使造出來,人們也點不起。”愛迪生則堅定地回答說:“當電燈普及之后,只有奢侈者才用得起蜡燭。”
  愛迪生立志要發明一种体積小、亮度大、壽命長、可任意開關的電燈。經過多次的試驗、失敗、再試驗,在一天傍晚,愛迪生和助手們成功地把炭精絲裝進了燈泡。一個德國籍的玻璃專家按照愛迪生的吩咐,把燈泡里的空气抽到只剩下一個大气壓的百万分之一,封上了口。這為愛迪生的成功提供了先決條件。愛迪生接通電流,他們日夜盼望的情景終于出現在眼前:燈泡發出了金色的亮光!這一天是1879年10月21日,后來就把這一天定為電燈發明日。連續用了45個小時以后,這盞電燈的燈絲才被燒斷,這是人類第一盞有廣泛實用价值的電燈。
  愛迪生后來回憶這難忘的時刻說:“我們坐在那里留神看著那盞燈繼續燃燒著,它燃燒的時間越長,我們越覺得神馳魂迷。我們中間沒有一個人能走去睡覺——共有40小時的工夫,我們中間的每個人都沒有睡覺。我們坐著,由心中切望到揚揚自得地注視那盞燈。它繼續燃燒著約45個小時的工夫”。
  愛迪生闖過了難關,試驗終于成功了。他很有信心地說:“我認為我們發現了制造它的方法。如果它現在能堅持45個小時,再過些日子我就能讓它持續100個小時”。
  1879年11月1日,愛迪生申請對碳絲燈的專利,說明“甚至一根棉線在正确地炭化之后,置于百万分之一大气壓的真空玻璃燈泡中,就可以對通過的電流保持100—500歐姆的電阻,在极高的溫度下也能保持絕對的穩定。”
  愛迪生沒有陶醉。他說:“成功了一個實用白熱燈的發明,我不過踏著一個整個組織的門限而已。我們一定會不斷進行試驗,使這燈更臻完美。”于是,在其后的几個星期,他和助手們便投入了制造燈泡的工作。他不斷改變燈泡的尺寸和形狀,變換引入燈絲和密封燈泡的方法。愛迪生的同事又仿照這些燈泡制造出許多复制品,一些挂在實驗室,一些送入愛迪生的家里、巴切勒先生的家里,以及喬丹太太的廉价旅館中。然后樹起電線杆,將這些電燈与實驗室的發電机相連。還有一些燈泡,被懸于街道上空。
  直到12月底,愛迪生才公開告訴人們他試驗電燈成功的消息。為了利用傳播媒介對電燈進行翔實的介紹,他請來了紐約《先驅報》的記者馬歇爾福克斯,允許他隨意參觀實驗室,隨意提問。
  12月21日,《先驅報》的記者福克斯被過早地允許發表了他的關于愛迪生發明電燈的震撼世界的報導。文章除了占据一個整版,還在次版占了一欄,大小標題共11個——“愛迪生之燈”、“偉大發明家在電力照明方面的胜利”、“一張紙片”、“不用煤气,不出火焰,价比油廉,然而卻光芒四射”、“在爐中轉換”、“成功后的炭絲燈的全部构造”、“十五個月的血汗”、“關于他在電燈、燃燒器和發電机方面不知疲倦的試驗”、“在棉線上的成功”、“魔術師的喜劇”、“電燈史”。由此可以說明這篇文章的重要性。那個記者把愛迪生的魔法講得有聲有色,扣人心弦:把電流通到“一口气就能吹走的小紙條上”就產生了一种明亮的、美麗的光,像意大利秋天日落時分的柔光。
  愛迪生無意于作出謙遜的姿態,他宣布門羅公園將于1880年新年除夕用這种神奇的新光源來照亮。從圣誕節到新年這一周時間里,人們成群結隊地前往門羅公園,去觀看愛迪生的奇跡般的“未來之光”。
  這是一個非常不平凡的除夕晚會。在1879年最后一個寒冷、大雪紛飛的晚上,賓夕法尼亞鐵路公司載了3000人來到門羅公園。他們來自紐約和費城。紐約《先驅報》于1880年初對這一非凡的景象進行了報道:
  “由于來客絡繹不絕,一個容納二、三十位技工工作的實驗室已經停工一個星期了。這些參觀者從四面八方赶來,使這個方圓數英里的小鎮堆滿了形形色色的車輛——這當中有男、有女,有農民、技工,也有各种体力勞動者和孩子—与此同時,火車上又走下銀行家、掮客、資本家、觀光者,以及急于要做生意的有關方面代理人。”
  慶祝會計划在天黑時開始,愛迪生叫所內人員從研究所到車站一路上都裝上電燈,等第一班火車進站,立刻亮燈。當火車開始到達這個冬天的黑暗時,愛迪生開動机器,40個白熾燈泡全部點亮。電燈像金色的花朵閃閃發光,把雪地照得通明。
  從火車下來的人,一個個看得目瞪口呆。研究所庭院內發光的數百盞電燈使人們神魂顛倒,目為之眩,他們惊奇得都屏住了呼吸。使他們難忘的不僅是這些燈本身,而更多的是這些燈竟能隨時開關。這是他們從未見過的最神奇的東西,這里簡直像另一個世界!他們都為歷史上這一偉大發明贊歎不已!
  人們忘了寒冷,到夜深12點還不想回去,到處听到有人高喊:“愛迪生万歲,愛迪生万歲!”
  愛迪生依然守在机器旁,以使電燈發光。他穿的是舊的、到處是穿了洞的髒衣服。人們認為他是一個不重要的人物。他的穿著不會引起人們的注意,而卻能使他听到人們在談論些什么。
  “這是大自然都辦不到的事情”,一個人這樣說道。
  “你曾見過這么漂亮的東西嗎?”另一個人說道。
  一位當地老人給燈絲取了一個英語綽號,叫做“燒紅了的發夾”。他說:“看起來是滿漂亮,可我就是死了也弄不清這燒紅了的發夾是怎么裝到玻璃瓶子里去的。”
  慶祝會所使用的電燈,壽命是170個小時,碳絲是用厚紙烘烤的東西,短短兩個月時間,愛迪生已作了這么大的改進。
  他在致詞時說:“大家稱贊我的發明是一种大成功,可是這尚在研究途中。在燈泡的壽命沒有到達600小時以前,還不能算是成功。”
  這一句話,使參加的人又一次感到惊訝。
  對于門羅公園戲劇性的展覽,人們有各种各樣的反應。愛迪生不斷收到從各地發來的信,電報和禮物,人們稱贊他是一個偉人。全世界各地的新聞記者都報道了這一盛況,并贊不絕口地說,自從阿基米德以來,愛迪生是當之無愧的最偉大的科學家,非常可能是所有時代的最偉大的科學家。
  1879年夏,每股100美元的愛迪生電燈公司股票曾跌至20美元。經過圣誕節后那次成功的展覽,公司股票价格又開始暴漲。康克林參議員放出消息說,他正以每股3000美元的標价購進。銀行家奧古斯特貝爾蒙更不甘落后,稱他正以3500美元一股的价格收購愛迪生電燈公司的股票,并表示以后愿以此价繼續購入。擁有相當股權的摩根公司的德萊克塞爾也在盤入愛迪生股票。小股東們都把握住手中的股份,希望能出現每股5000美元的市价。
  人們開始編造愛迪生的故事。許多愚昧無知的人相信,晚星一定是愛迪生挂在天空的一盞電燈。几百人致信這個發明家,打听傳說中的“愛迪生星”的情況。愛迪生最后叫紐約《先驅報》刊登他的聲明,說明他沒有拿星星做實驗。
  發表的許多荒誕离奇的故事,是關于傳說中他本人和他的超人能力。這些荒誕故事仍然流傳開來并使人相信。
  有一名記者寫了這樣一篇荒唐的報導:“愛迪生用特殊化學處理方法做成衫衣,這种衫衣有365層,但是很薄很薄,穿這种衫衣的人,只要每天剝掉一層,一年到頭都可以穿著干淨的衣服,愛迪生本人現在就穿著這樣的衫衣。這种衫衣才是門羅公園研究所的珍奇發明品,定名為愛迪生衫衣。”
  這件事竟在美國500种以上報紙刊登,甚至傳遍了全世界,以致來自世界各地查問這种衫衣的函電雪片似的飛來,有的甚至寄來匯票、現金,一定要買。
  這對愛迪生來說,當然是大災難。他曾生气地說:“這种胡說八道的可惡記者,真想揍他一頓。”
  除了這些荒唐的報導以外,有些電業界的人士和報紙對愛迪生的發明持怀疑態度,甚至咒罵攻擊。
  圣誕節過后兩天,倫敦《泰晤士報》駐紐約的記者、費城地方電報公司的總裁,以至《費城大眾紀事報》的副總編來到門羅公園。從《泰晤士報》曾發表的報道來看,他們對愛迪生的發明持怀疑態度。報上說愛迪生“所有努力已徹底失敗”。
  電气工程師伊萊休湯姆森1880年初參觀了門羅公園后表示,白熾燈很難成為有利可圖的產品。一年之后,著名的沃納馮·西門子認為,從經濟角度上講,這种燈無法与電弧燈相抗衡。另外,紐約《先驅報》還在1月5日刊載出w ·E·索耶的一封來信,信中說:“由于迄今未能造成一只完善的白熾燈,因而我不相信有人能在這方面取得成功。”信中還說:“盡管傳說愛迪生先生的電燈能連續燃燒240個小時,但我仍然肯定,愛迪生先生的電燈,如果能達到煤气燈所發出的光亮標准的一半(更确切地說就是12支光),那么它連3個小時也堅持不下去”。
  有一家報紙受煤气公司財團的操縱,竟以“愛迪生的慘敗,新年夜欺騙大家”為標題,對當時的表演進行了歪曲的報導:“在當時表演的數百盞電燈中,沒有一盞比煤气燈稍稍明亮些。參觀者的失望情緒非常明顯。……觀眾對于那种電燈悻悻而去的神態,已充分地預示著這种電燈的前途如何。”
  更有甚者,煤气公司的老板們雇用一批流氓破坏愛迪生的發明。一天,愛迪生在門羅公園廣場,公開試驗他的白熾電燈。在許多的參觀者中,有一個人偷偷地跑到實驗的机器和工具后面,慢慢地靠近配線,當他用熟練的技術触摸配線時,配線馬上就燃燒了起來。在這种情況下,若再讓發電机把電流送到配線,就會發生很大的事故。
  這個人看看四周沒有人,就很快地做完,然后又回到參觀的人群中。
  后來,當愛迪生打開開關時,裝在配線里的保險絲斷了,白熾燈也就不亮了。
  這時,愛迪生研究所的一個人一把抓住這個人,因為他從研究所的樓上,看到了這個人的破坏行為,所以就赶了下來。
  于是,這個人的身份暴露了。大家問他為什么要做這种事,他回答說:“因為對方給我錢。為了破坏愛迪生的實驗,我混進了參觀的人群,找机會去弄斷配線,想使愛迪生的實驗失敗”。
  由于坏人的破坏,這次實驗不能順利進行。此刻,參觀的人群中馬上有人吹起口哨,也有人責罵愛迪生的失敗。講解實驗的人只好作解釋:“請大家靜一靜,這次的失敗,并不是我們的產品不好,而是因為有人把配線弄斷,破坏了我們的實驗。各位不必害怕,我們將重新開始實驗”。于是參觀的人們給以很大的掌聲。
  不久,打開開關,實驗又開始進行,數千個白熾燈把門羅廣場照得通亮。
  盡管有人怀疑、攻擊、破坏,但愛迪生深信,等到電燈制作簡單、价格便宜后,一定會受到大眾的歡迎;到那時,這些謠言、中傷、攻擊自然會煙消云散。

  致力于白熾燈的改進

  在1879年最后一周門羅公園電燈展覽之后,愛迪生的電燈設想的中心,一直是如何從總的發電裝置向廣大地區輸送電力。首先的項目是完善安裝在居室、寓所和商業建筑里的電力設備。1880年1月初,他提出了關于電燈、制造高真空的裝置和一种特殊燈泡、燈架的專利申請。到年底之前,他的專利內容達56項之多,其中有三分之二是有關電燈、發電机、輔助設備及各种形式配電裝置的申請。
  在愛迪生的眾多研究項目之中,改進燈泡是主要的攻關內容。愛迪生不斷對燈泡的形狀進行改進。1879年末,燈泡還是帶有長頸的圓形,燈絲直伸到最里端,鉑制的穿入線被封在里端的頂上,燈泡的頂點是尖的。又過了几個月,愛迪生通過加大燈泡的尺寸來提高白熾燈的亮度。后來,他又在燈絲連接處使用了一种德國玻璃,以使燈泡得到更好的密封。不久他又放棄了這种作法,燈泡的形狀也再次改變。
  在整個80年代,愛迪生對白熾燈不斷地進行改進。他認為,換燈泡無須找來電工專門作業。為解決這一問題,他反复進行試驗。先是在燈泡下裝配了木制插座,然后又將木制插座改為熟石膏插座。最后,愛迪生發明了一种螺帽,這是從煤油罐的螺旋蓋上得到啟示后改裝而成的。
  愛迪生為檢驗燈泡的性能,把電燈拿到輪船上進行試驗。1880年5月,一艘3200吨的鋼殼輪船“哥倫比亞”號從賓夕法尼亞切斯特的造船厂啟航,作繞過合恩角前往加利福尼亞的首次航行。這是有史以來第一艘由電燈照明的輪船。“哥倫比亞號”經過兩個月的航行抵達舊金山,船上的全部115盞白熾燈在連續照明415小時之后,仍然熠熠發光。翌年,愛迪生在倫敦的霍爾本高架橋開動了第一個城市白熾燈照明系統。由愛迪生設計的,從紐約運來的兩台巨大的發電机給周圍地區,包括英國中央郵政大廈地區在內的大約2000盞電燈提供了電力。
  提高燈泡耐久率,是愛迪生改進白熾燈的重要一環。經過一年多的改進,他的一只樣燈以16支光的亮度燃燒了1589個小時。雖然壽命的延長意味著需求量的減少,但電燈的普及使這种需求量不但沒有減少,反而大大增加。1882年,大約制造了10万只燈泡;10年后,年產量就達到了400万只;到1903年,年產量已達4500万只。
  燈泡的銷售量如此之大,与降低燈泡生產成本有直接關系。愛迪生在降低生產成本方面作出了很大努力。第一批燈泡每一只生產成本約為1.25美元,愛迪生估計,為了与已有的照明方式競爭,這些燈泡每只售价必須不超過40美分。若要按這個价格出售,他必須對燈泡生產保持控制權,并且在努力把燈泡生產成本降低到有利可圖的水平的同時,他本人承擔虧損的風險。在燈泡生產的第二年,他把生產成本降到每只1.10美元。第三年,降到50美分,第四年降到37美分。當他使每只燈泡成本降到22美分時,他就賣掉制造權,把精力集中到其他研究項目上去。
  為了提高燈泡的質量,延長燈泡的壽命,愛迪生想盡一切辦法尋找适合制燈絲的材料。到1880年5月初,愛迪生拿起記事簿算了算,他試驗過的植物纖維材料共約6000种。雖然燈泡試制成功了,但他總覺得燈絲結构還不能令人滿意,質地不夠勻稱,因而發出的亮光也不怎么理想。
  有一次,一個偶然的机會,愛迪生在試驗室拾到一把蒲葵扇。愛迪生把它揀起來,看了又看,眼睛盯到它四周纏繞著的細細的一圈竹絲上。由于他一直在思考著用哪种合理的纖維有机物來做燈絲,所以馬上就把竹絲取下,交給助手立即做試驗,沒想到,效果空前好。愛迪生高興极了,他決定,一定要尋找世界上最好的竹子,充當電燈的燈絲。
  于是愛迪生詳細調查有關竹子的資料,目前已經知道的就有1200种,他准備把1200种的竹子,全部拿來實驗。
  他的做法确實很徹底,從研究所的人員中,選出20人組成調查隊,准備了10万元費用前往世界各地。
  愛迪生本人也親自到西印度群島中的牙買加島,拿回各种竹子。
  中國和日本產竹种類最多,故從兩國入手。他初派威廉穆爾(William H.Moore )于1880年夏赴東亞,深入中日內地。穆爾歷盡艱辛,采竹多种帶回。愛迪生選定一种最合适的日本竹子,即与日本農戶訂好合同,按時供給若干量。日本農戶善于改良竹种,竟能出貨日佳,愛迪生以為此竹纖維特別均勻,樂于久用。
  1880年12月,熟識南美植物的約翰·C·布勞爾(JohnC.Brauner )奉命赴巴西帕刺深入森林,跋涉2000公里,經白人未經之地,采得丰富的草本及梭櫚。實驗室中的職員塞格里多耳(Segredor )則受命前往古巴求纖維。在他抵哈瓦那時,即患黃熱病,未一周而亡。愛迪生以為古巴未必多產适用之竹,才不再遣人。愛迪生還派人到佛羅里達探扇葉梭櫚,派人到牙買加尋竹。但梭櫚無一合格,而竹子也都不如已入選供商用之日本產竹。漢宁頓(Hanington )則旅行烏拉圭,阿根廷,巴拉圭及巴西极南部。其冒險最甚者,當推弗蘭克麥克高恩(Frank Mc -gowan )。他旅行到秘魯、厄瓜多爾、哥倫比亞南美三國荒野,尋找特殊的竹子。在他旅行的98天中,麥克高恩甚至不敢脫下衣服睡覺。在途中有時碰到洪水,有時遭土人襲擊,也有猛獸的危險,再加上黃熱病等,總共花費了15個月時間。1889年5月2日,紐約《夕陽晚報》稱麥克高恩之行可与古來最大旅行家之名著并立。
  新澤西州一位學校的校長詹姆斯里喀爾頓(JamesRicalton )也為愛迪生效勞。他經英國穿蘇伊士運河,抵錫蘭,入印度。窮搜高原幽谷,更經緬甸及馬來半島他部,始取道中國日本而歸。他旅行一年整。里喀爾頓說:“覓得一种纖維,胜厂中現用者二三倍。”
  他所發現的竹子中,有直徑30公分,高達30公尺像巨木似的大竹。從世界各地采集來的竹子,大約有6000种之多,結果以日本的竹子所制碳絲最為优秀,可持續1000多小時,達到了耐用的目的。直至1908年的9年間,日本竹一直是供應碳絲的主要原料。
  尋竹者的行動頗為公眾所關注,《紐約晚太陽報》在報道其中一位尋竹者時曾作過這樣的描述:“沒有任何神話或寓言中的英雄能在拯救某一絕代佳人之時表現出像這位無畏的文明先驅者所表現出的那种降龍伏虎之勇。就是提修斯、齊格菲或神話故事中的騎士,也會羡慕愛迪生的這些不可阻擋的助手們的胜利”。
  愛迪生的進取心永無止境,他對于竹子做燈心,仍不能滿意,于是他又發明一种化學纖維代替竹燈絲,又把燈泡質量提高了一步。再往后,試驗工作重新轉向耐熱的金屬方面,結果才改用鎢作燈絲。從此電气發光的效率,比以前增加3倍,使用范圍也空前擴大,逐漸遍及全世界。1921年,美國共造鎢絲燈15497.1万盞,這便是我們現在所通行的燈泡。愛迪生堅持不懈地研究,終于獲得成功。愛迪生的白熾電燈光亮充足、柔和、無聲、無味、無害于人体健康。1880年1月3日美國哈潑爾周刊刊載記者一篇《白熾燈之印象》的報道說:“此事似難置信……竟可發生電光。……為最明洁而純粹之光,如一團球狀之太陽光,毫無毒害我人之任何气体或蒸汽,不受气候或風雨之影響,不需火柴引燃,亦不放煙气,具有均勻穩定之光亮,一如晴天時之太陽光,但其所費价格,則又較最便宜之油燈為低”。愛迪生發明電燈一般的事實,使得曾咒罵過愛迪生的人改變了看法,謙遜地向電燈發明者道歉。有人在報上發表文章說:“當1879年愛迪生先生發明白熾燈的消息傳來時,一般科學家,特別是我自己,很怀疑這消息的真實性。那种馬蹄形的紙質燈絲,看來是支持不住机械震動的,而且似乎也無法長期地保持發射白光。然而,愛迪生先生卻并不失望,他不顧別人的指責,堅持繼續研究,終于獲得了成功。使我們對他這种堅定不移的信念,不得不表示衷心的敬佩。”
  另一個有聲望的人物,在一次科學團体會議上這樣說:“過去,我們對愛迪生先生,曾經有過不少冷酷的指責,其中我本人也許稱得上是最最嚴厲的一個。現在我感到非常榮幸,能夠利用這個寶貴的机會宣布我的信心:我完全相信,愛迪生先生已經徹底解決了他所要解決的問題,并使他的任何敵手,除了甘拜下風以外,是不可能再有什么其他表示的了”。
  如同貝爾不是電話的唯一發明家一樣,愛迪生也不是電燈的唯一發明家。
  早在愛迪生之前,英國電技工程師斯旺(j .Swan )從40年代末即開始進行電燈的研究。經過近30年的努力,斯旺最終找到了适于做燈絲的碳絲。1878年12月18日,斯旺試制成功了第一只白熾電泡。此后不久,他還在紐卡斯爾化學協會上展示過他的碳絲燈泡。而當他的有關白熾電燈的實驗報道在美國發表之后,也曾給愛迪生以直接的幫助。
  可是,与愛迪生不同的是,斯旺在發明白熾電燈后,直到1880年才去申請專利;直到1881年才正式投產。而在燈泡投產之后,他未能像愛迪生那樣建立相應的發電站和輸電网。這樣就使得愛迪生后來居上,成了人們公認的白熾電燈的發明家。
  斯旺比愛迪生起步要早,發明要早,但反而沒有像愛迪生那樣取得成功,究其原因,主要有以下几個方面:其一,斯旺的科學資金沒有愛迪生那樣雄厚,愛迪生為研制電燈前后投資達50万美元;而斯旺的投資卻极為有限。其二,在人力上,愛迪生有一個技術力量很強的愛迪生實驗室;而斯旺在實際研制工作中只有一名助手;其三,愛迪生注意到了發電站、輸電网等配套工程;而斯旺則無力進行這樣的配套工程的建設。由于這些原因,從發明白熾電燈后所產生的影響來說,愛迪生要比斯旺大得多。
  電燈是19世紀末最著名的一項發明,也是愛迪生對人類最輝煌的貢獻。人們對愛迪生作出高度的評价:希腊神話中說,普羅米修斯給人類偷來了天火;而愛迪生卻把光明帶給了人類。
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