四 把人类带进电光时代

作者:外国人物传记

  自己能力所及的事能完全做到的话,
  其结果将会令人感到非常惊讶。
  做了许多的实验,只要有一个实验成功就好了。
  伟大的人物明显的标志,就是他坚强的意志。
                    ——托马斯·阿尔瓦·爱迪生

  爱迪生在发明留声机的同时,对电灯的研究取得了突破。人们为了制成可用的白炽灯已经花了多年时间了,但唯有爱迪生才在密封于真空里的碳化灯丝上找到了答案。这种灯能发光45小时。他在1880年申请了这项发明的专利。从某一方面来说,电灯的发明是爱迪生一生中达到的登峰造极的成就,这一时期是爱迪生一生光辉的顶点。这是一个划时代的贡献,它在科学史上开辟了一个新纪元,把人类带进一个崭新的电光世界,使人们的生活发生了巨大变化。爱迪生的同事、中央电气公司的副总监麦礼逊(george f.morrison )在与一位叫维尔的记者谈到爱迪生的勋绩时说:“称爱迪生为一个伟人,为一个杰出的发明家,为一个可惊的天才,那是容易不过的事,毫无疑义地,他是世界上一个最有用的人物——他的功勋所影响于千万人的生活方面的,比现在任何生着的人都要大”。

  电力改变人类的思索

  爱迪生在门罗公园的岁月是愉快的,门罗公园的生活,使他陆续取得了许多重大的发明成功。他的儿子小托马斯阿爱迪生诞生了。他用模尔斯电码所使用的符号,为女儿取名为“多特”,英文是“dot ”,意思是“点”,称儿子为“德西”,英文是“dash ”,意思是“长横线”。另一个儿子威廉莱斯利(william leslie )出世较晚。
  爱迪生是一个不寻常的父亲。他喜欢孩子,但他同孩子们玩耍的方式看来却不够温存体贴。当他与妻子和全家共度周末时,他与孩子们在一起玩粗野的游戏,开玩笑戏弄他们,孩子们往往被逗哭。
  但是,当爱迪生进行试验发明时,却忘记了一切。他似乎总在考虑他的试验,而没有注意到他的孩子。孩子们不理解他。爱迪生从来不像许多人有时所做的那样,离开工作几天或几周,与全家一起旅行。他不懂得什么是不工作。爱迪生工作起来是个废寝忘食的人,直到晚年,他也不知道什么叫假日。
  由于这个世界对留声机非常感兴趣,许多人来到门罗公园访问汤姆·爱迪生并观看他的发明。他们占去了他的很多时间。
  他现在出了名。来信一封接一封,请他到各地去旅行。当乔治派克(george barker )教授写信给他要他到美国西部落矶山旅行时,汤姆欣然答应了。由于过度紧张,爱迪生的确感到了疲乏,以致健康也受到了影响,这样他才做出了出行的决定。他们将要去看将于1878年7月发生的日全蚀。和爱迪生同行的都是对太空和星球有专门知识和兴趣的科学家。他们来自3所大学——宾夕法尼亚大学、普林斯顿大学、哥伦比亚大学。
  在夫人的支持下,爱迪生乘坐杰伊古尔德联合太平洋铁路的车辆,到了雄伟的落矶山脉。
  爱迪生虽是休假旅行,但有一个目的,那就是那年7月28日要在落矶山脉的怀俄明观察日全蚀,并用他所发明的气温计来量太阳周围气体的温度。
  这种气温计里面有两片金属板,两板中间装一粒炭钮。电流自第一板,经过炭钮而流入第二板。在金属板的上面有一根硬橡皮杆压紧着。如果把它连接在电池上,外来的热量的变化使得橡皮杆伸张,转而压紧那金属板和炭粒。炭粒受到影响,电流也就跟着变动,这变动可从电流计上看出。
  观察日蚀,爱迪生遇到的最大问题就是没有架设气温计的良好位置。最好的位置都被天文学家们先行占据了。爱迪生便和《纽约先驱报》的著名作者福克斯(mar -s hallfox )合住一室,并且租了一间倾圮的鸡棚,暂充实验室。后来,他设法弄来了一个4寸径的望远镜,他把它连接在那气温计上。在日蚀开始前一天的晚上,他想先作一次试验。他把气温计对准了大角星,这颗遥远的恒星的亮光直接的照射在橡皮杆上,电流计上指示出里面有热量发生。如果把星光和橡皮杆隔离时,指针又还复到零点。这次他在电流计上得了5个读数。第二天早晨,突然刮起了强风,这给爱迪生造成了很大困难。风一吹破旧不堪的鸡窝就轰鸣震颤,这种振动迫使爱迪生无时不在调整他的仪器。他用铁丝、绳索将其固定,但当日蚀在两点多开始出现时,他的仪器还在不停地摆动。月亮缓缓地将太阳全部遮住,3点钟刚过,天已全黑。爱迪生发现,天一黑,小鸡就都回到窝里休息了。风仍在猛烈地刮着,爱迪生再次调整他的仪器。几乎是在最后时刻,他才成功了。
  聚集在怀俄明观察日全蚀的天文学家,无不佩服这种用来量太阳周围气体的特殊气温计。
  日蚀过后,和爱迪生一起旅行的宾州大学派克教授建议说:“爱迪生先生,顺便去美丽的加州约塞米提溪谷看看如何?”爱迪生欣然同意。
  爱迪生从古尔德那里获得特准,坐在火车前面的排障器上。他从内布拉斯加奥马哈出发,到达加利福尼亚萨克拉门托,行程1000多英里,他沿路看到了许多事情。这次旅行似乎十分惬意,几个月后,他写信给也参加了这次旅行的英国天文学家诺尔曼洛克耶说:“我希望你(在伦敦感到憋气时)再到这里来,我们和几位学识渊博的才子进山去来一次盛大的围猎。”
  到了约塞米提溪谷后,他看见很多工人淌着汗,使用十字镐正在辛苦地挖矿。爱迪生对友人说:“你看,那些人在浪费时间和劳力,附近不是有瀑布吗?利用那个瀑布的水来发电,以帮助工作,工人们就不必那么辛苦,而效率却要大几十倍呢!”
  “一点也不错。”派克教授随声附和。“能成功地利用电气的人,才会成为人类的恩人。”
  “派克教授,我相信不久的将来,全美国的瀑布都会用来供作水力发电。电力不但可以供应工厂,也可以送到人们的家庭供取暖和炊事之用。
  还有,电气的能量如能转变成光,作为照明的话,那么,现在我们所使用的这种有臭味、暗淡而不方便的煤油灯和瓦斯灯,就派不上用场了。”
  派克教授告诉爱迪生,康涅狄克州的华莱士(bill wallace )先生正在做发明电灯的试验,爱迪生很感兴趣,他决定去见华莱士。
  8月下旬,爱迪生回到了门罗公园。他的精力恢复了,心地也宁静了,准备着手新的尝试。他带回了许多有趣的故事讲给杜特、德西听。他告诉他们他如何在草原上跃上太平洋联合铁路上的火车车头的排障器上;他如何学会了开枪;告诉他们在星光之下的露宿情形,无数的野鸟怎样飞奔的来欢迎他。他的朋友又怎样顽皮地追逐威吓那些臃肿不灵的黑熊。他又告诉他们那些偷马贼和坏人及关于内华达的金矿的故事。
  1878年9月初,爱迪生访问华莱士。当时,华莱士在爱迪生面前把他的“远距离发电机”连接起来,并且点亮了一盏弧光灯。
  爱迪生见了兴奋非凡,他虎视眈眈地望着那架机器。他从发电机那里赶到弧光灯处,又从弧光灯处赶回发电机那里。他天真地扑在桌上,计算着发电机的电力和在传送电力时可能有的损失,估计发电机在一天,一周,一月以至一年中所能节省的煤量,以及在制造时节省材料的影响。于是他率直地对华莱士说道:“我相信在电灯的制造上我一定能将你击倒。我以为你的工作方向是错误的。”
  这句话反映出爱迪生对发明白炽灯充满了信心。但是,爱迪生的外表却不能给人以技术天才的印象。直到晚年,他还像乡下佬进城那样,总是惊奇地睁大眼睛观看眼前的事物。就是在他闻名于世时,他的头发总在额前垂着一绺。尽管如此,正如一位记者写道:“他的作风严谨,一点没有自私或自信的样子,这种品格在那些成就与名声震动整个世纪的人们之中,可以说是绝无仅有的。”
  爱迪生回到了门罗公园研究所,把所有的事情全弃置一边,埋头研究电灯的问题。他搜索了气体发光的领域,又阅读了几个煤气工程学的会报。经过两夜的钻研,结果发现了解答。他回忆说:
  “我……买下了煤气工程学会等的所有与外界交易的文件及历年的煤气杂志。我得到全部数据之后,又亲眼观察了纽约的煤气输送线路,终于认为,电流的分路问题可以解决,电灯可以商业化”。
  他的电灯系统必须要有煤气灯的简单,能够遍布各处,适合一切室内外照明之用。这种灯必须结构轻巧,价钱便宜,而且要无声、无臭、无烟,对人们的健康,没有丝毫不良影响。爱迪生的研究目标可以从他的笔记中看出。他在《电与煤气争夺通用照明地位》的标题下写道:“目标:爱迪生要用电力照明取代煤气照明,不仅要使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。”
  这个思路完全是新颖的。他大胆地决定先把电流分路,再引入住屋中去点灯。这在一般的电学家们看来都认为是不可能的。

  艰苦的探索

  爱迪生并不是第一个研究电灯的人。早在19世纪初期,就有人探索用电来照明。在几十年里,不少科学家为此研究作出了贡献。
  在研究电灯的先驱者中,首先应提到的是发明了弧光灯的英国人汉弗莱戴维(humphreydavy )。他将导线连在电池上,然后再与两块相距很近的炭极相接,这样两极之间就出现了耀眼的光芒。由于电弧灯存在缺点,所以不能普遍采用。缺点之一是它的光芒刺眼;二是炭极之间的距离必须不断加以调整;三是炭极打火之后,要冒出呛人的气味和黑烟,这就决定了它不能用于室内照明。长期以来,人们只好用煤气灯、蜡烛或者油灯做家庭照明。与戴维同时,俄国科学家彼得罗夫(1761—1834)也发现过电弧,时间比戴维早一些,但由于沙俄统治者不重视,彼得罗夫的发现被埋没了。
  尽管电弧灯有不少缺点,有些国家还是在灯塔、剧院和广场做了有限的采用。例如,在英国,每当议会举行例会时,西敏寺伦敦宫的钟楼安装的电弧灯就会放出夺目的光芒。在英吉利海峡的南弗兰德,也装了电弧灯航标。与此同时,美国、英国和法国还渐渐将它用于街道照明。
  为了寻求一种经济实用的电灯,人们做了大量工作,积累了很多失败的教训和成功的经验。1873年,俄国青年工程师罗德金(lordging 1847—1923)研制出一种白炽灯。他用细炭条做灯丝,装在密闭的玻璃泡里,这大约是世界上最原始的电灯。他因此获得彼得堡科学院的奖金。但是这种白炽灯因寿命短而破产了。在爱迪生研究电灯的一年之前,电弧灯得到改进,这就是另一个俄国人雅布洛奇科夫(jablochkoff1847—1894)发明的“蜡烛”问世。它的做法是用绝缘的熟石膏将两个炭极隔开。当“蜡烛”被“点燃”时,绝缘层就与炭棒同速燃烧发出白炽光。从本质上看,这种“电烛”也是一种电弧灯,只是稍省些电。雅布洛奇科夫“蜡烛”在1877年被用作巴黎的歌剧院门前大道的照明,和伦敦泰晤士河岸的部分照明,但是这种“蜡烛”不能持久,最长的“蜡烛”也只能用两个小时。
  在1880年前的一段时间里,人们普遍认识到制造电灯的可能性,但存在着一系列重大的技术障碍、理论与实践之间的巨大差距。制造电灯,既要找到一种不易断的制造灯丝的材料,又要保证玻璃容器是个良好的真空。实践起来却不容易。爱迪生在谈到白炽灯的制作过程时强调:“我在电灯方面建立了3000种不同的理论,每种理论似乎都可能化为现实。可是,我在试验中只证实了其中的两种行得通。这么说,并不是言过其实。”尽管研制电灯有很多困难,爱迪生经过反复比较,决定集中精力研究白炽灯。他确信白炽灯成本低,耗电少,只要解决了寿命问题,就有成功的希望。
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