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第14章 探索光明的荆棘之路(1)

如果我曾经或多或少地激励了一些人的努力,我们的工作曾经或多或少或少地扩展了人类的理解范围,因而给这个世界增添了一分欢乐,那我也就感到满足了。

——爱迪生

(一)

在18世纪末以前,人们通常都使用蜡烛、油灯或火焰来照明。但在爱迪生出生的时候,煤油灯都是一种奢侈品,在美国还没有普及。

到了18世纪,人们开始烧煤,知道煤会产生瓦斯。英国的一位名叫麦多克的人利用这种瓦斯发明了“瓦斯灯”。这是1872年的事,那时爱迪生25岁。

但在用瓦斯照明时,空气中的氧气会被喷嘴燃烧掉,生活和工作场所的空气会变得很坏。而且,瓦斯灯是由铺设在地下的瓦斯管道来供给瓦斯的,如果管道漏气或瓦斯灯偶然熄灭,瓦斯就会污染空气,甚至发生危险。

既然这种照明设备远不能适合社会和生产生活的需要,那么寻找新的照明方法就变得日益迫切。深入研究新照明原理的主要任务是避免使用明火,不仅要消除照明设备的易燃性,还要降低氧气在燃烧过程中的消耗。

于是,科学家和发明家们开始研究电流照明的可能性,加强了对弧光灯和白炽灯的研究实验工作。

19世纪50年代,弧光灯就已经研制成功,但这种弧光灯每盏都需要有独立的电源,这就增加了成本。而且,弧光灯本身是一种强大的光源,只能用于灯塔、露天或大型的公共场所等地方的空间照明,所以还不能被普遍使用。

在这个时期,也有人从事白炽灯的研究,但直到70年代末期,白炽灯装置的基本原理才完全形成。

1878年,宾夕法尼亚大学的乔治·巴克尔教授写信给爱迪生,邀请他到美国西部的落基山旅行。刚好这时爱迪生手上的留声机工作告一段落,他也想出去放松一下。

在努力工作的10年当中,爱迪生简直一分一秒都没有休息过。尤其在发明留声机的过程中,爱迪生几乎投入了全部的精力,致使他其他方面的工作都暂时搁置下来。而且从着手研制留声机到成功之后的对外宣传,爱迪生一直都处于亢奋状态。结果一段时间下来,爱迪生感到身心俱疲。

所以,当爱迪生把出行的消息告诉玛丽后,玛丽十分赞同。

爱迪生一家计划去看将于1878年7月发生的日全食景观,但他此行还有一个目的,就是打算用他刚刚发明的气温计来测量一下太阳周围的气体温度。

从少年时代开始,爱迪生就对星星、月亮、太阳等天文知识产生了浓厚的兴趣,因此苦心研究发明了这种特殊的气温计。

当他们到底怀俄明州时,这里已经聚集了来自世界各地的观日者。各大报社也闻风而动,派出了许多记者,使得这次日全食的观赏活动变成了一次科学盛会。

结果就在日全食即将开始时,天气突然刮起了大风,这给爱迪生的观测造成了困难。爱迪生手忙脚乱地调整他的仪器,所幸成功地观测到了日冕的温度。聚集在怀俄明州观察日全食的天文学家们,无不佩服爱迪生发明的这种用来测量太阳周围气体的特殊气温计。

观测完日全食后,爱迪生又一路南行,考察了几个金矿。这一趟真是不虚此行,他在那里发现了一种测量金矿储量的方法。另外,在考察矿厂时,他还被矿工们那肩挑手提的劳动场景深深感动了。爱迪生不禁想到:矿厂附近就有个很大的瀑布,要是能够利用那个瀑布的水来发电的话,就能帮助工人们工作,工人也不用这么辛苦了。而且,电力不但能供应工厂,还能送到人们的家庭中取暖和炊事之用。还有,如果电力的能量能转变成光,作为照明的话,那么人们就不用再使用那些不方便的煤油灯和瓦斯灯了。

其实早在1877年的秋季,爱迪生就曾做过有关白炽灯的实验,但由于当时很多人都在从事这个项目的研究,爱迪生便放弃了这个项目。这次旅途中的见闻深深地触动了他,他开始意识到,利用电力来进行照明,对于提高人民的生活品质是多么重要!于是,对白炽灯的研究热情再次在爱迪生的心中点燃。

(二)

巴克尔教授告诉爱迪生,康涅狄克州的华莱士先生正在进行发明电灯的实验,爱迪生如果感兴趣的话,可以去拜访一下。

1878年9月初,爱迪生亲自登门去拜访华莱士。华莱士很欢迎这位青年发明家的来访,并向爱迪生展示了他的“远距离发电机”,利用这种设备,十几里外工厂里的弧光灯就可以被点亮。这种弧光灯所发出的光比几千支蜡烛点燃的还要亮。

爱迪生兴奋地来回查来着,一会儿从发电机那里赶到弧光灯处,一会儿又从弧光灯处赶到发电机那里,并飞快地计算着发电机的电力和传送电力可能产生的损失,估计着发电机在一天以至一年当中所能节省的烧煤量。

这时,华莱士开口说:

“要是这种弧光灯可以像煤气灯一样,在家庭中普遍使用,那就更好了。爱迪生先生,您对这点有什么好意见没有?”

爱迪生想了一下,然后郑重地回答说:

“华莱士先生,您对弧光灯的研究成就的确了不起,可是,我觉得您的工作方向是错误的,您很快就会落在我的后面了。”

这句话反映出爱迪生当时对白炽灯充满了信心。的确,在爱迪生的脑子里,当时就已经产生了电灯的构想。因此,爱迪生一回到门罗公园援救所便马上抛开一切,专心研究电灯问题了。

爱迪生认为:电灯系统必须要像煤气灯那样简单,能够遍布各处,适合一切室内外的照明之用。而且,这种灯还必须结构轻巧,价格便宜,并要无声、无味、无烟,对人们的健康不会产生不良影响。

爱迪生这个人,不论对任何事,只要他感兴趣的,就会彻底进行研究,直到有结果了才会甘心。因此,他不分昼夜地躲在实验室中,开始研读那些有关煤气灯的杂志、论文,以及世界各国的学术报告等。

在研究过程中,他所做的笔记就达200本,4万页之多,这足以看出爱迪生对白炽灯研究的热情和精力了。

其实在爱迪生研究电灯之前的几十年间,就已经有人在不断追求一种经济实用的电灯了,也积累了不少失败的教训和成功的经验。1880年以前的一段时间中,人们普遍认识到制造电灯的可能性,但又存在着一系列重大的技术障碍。要制造电灯,最关键的问题就是找到一种既耐热又不易断的制造灯丝的材料,又要保证玻璃容器中绝对的真空才行。正是这个难题,让科学家们的研究举步维艰。

不过,这样的困难并没有难倒爱迪生,他下定决心攻克这一难关。因此他向实验室的同伴们宣布:

“这一次,我们无论花费多大的代价,都要将实验进行到底,直到取得成功。”

随后,他在一篇名为《电与煤气争夺通用照明地位》的笔记中写下这样的文字:

目标:爱迪生要用电力照明取代煤气照明,不仅要让电力照明具有煤气照明的一切优点,而且要使照明设备能够满足人们的各种要求。

这是爱迪生给自己制定的目标,也是他给自己立下的军令状。

爱迪生也很清楚,研究白炽灯成功的关键就是找到制作灯丝最合适的材料,这也意味着他们将进行难计其数的试验,然后在一次次失败的基础上向着未知的目标靠近。谁也无法预知,成功距离他们到底有多遥远。

这个过程必然要耗费大量的人力与物力,而且爱迪生从萌发进军照明设备领域的念头开始,他所考虑的就不只是白炽灯的发明。在他的脑海当中,已经绘制出了一幅关乎整个照明系统的宏伟蓝图。他的计划是:将来一旦白炽灯发明成功,就要配以相应的电力系统,让白炽灯普及到千家万户。

爱迪生以他特有的专心致志的精神深入研究与制定了与整个照明系统有关的多种多样的问题,最终得出了广泛分散电光问题的可能性。他大胆地决定先将电流分路,再引入住屋里去点灯。

这是一个完全新颖的思路,他说:

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