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。
从1878 年9 月开始,门罗公园的研究所成了研究电灯的战场。爱迪生
是总指挥,有7 个经验丰富的人当助手。爱迪生首先寻找适于制作灯丝的材
料,并试图设计出最佳形状。在前一年的试验中,他使用过的材料包括炭化
纸、玉米芯和各种纤维,共达几十种之多。但均未成功。因为这些材料过于
脆弱;另外,缺乏良好的真空技术。现在他再次投入试验。
爱迪生曾经在纽约《论坛报》的记者面前解释过利用尼加拉大瀑布的
水力的理论。那个记者对他说道:“如果你真的能制造出电灯来取代煤气的
话,那你一定可以赚得一大笔的钱了。”
爱迪生回答道:“我的目的倒不在乎赚钱,我只想跟别人争一个先后。
我已经让他们先我而开始研究这个问题,可是我相信我现在一定能追过他
们。”
金钱对于爱迪生来说,常常是一种意外的事;对于他主要的价值,就
在如何能用在他的实验上面。“我常常希望把一件事做成功,很少想到怎样
从那里面获得金钱,”他这样说。
“如果你想在你的实验室里做件营业的事,便不能有严厉的创造工作。
两者常不并行。从我的经验里面我知道了,一个人如果仅仅只为积蓄金钱而
工作,他便很难获得一点别的东西——就连金钱也得不到!”
当然,钱还是需要的。要进行一项伟大的发明,必需有大笔资金作后
盾;可是这时爱迪生却和平时一样缺少资金。爱迪生不得不寻找现金支持。
第一个出面支持的人,是西方联合公司的总律师格罗斯维诺p 洛雷。洛雷
建议先成立一家股份公司,以便为试验提供经济援助和申请专利。洛雷很快
得到了西方联合公司总裁诺尔文格林博士的支持,同时也得到黄金与股票行
情电报公司的主要股东特雷西R 爱迪生的支持以及与摩根(j .P.Morgan )
合伙经营企业的埃吉斯托p 法布里(Egisto P.Fabbri )的支持。他们愿意
拿出30 万元来支持爱迪生搞电灯的发明,跟他合伙办电灯公司,但应持有
爱迪生在电灯、电力和电热等方面的一切发明专利,并有权将这些发明专利
以颁发特许证的形式卖给他人。
爱迪生考虑到:目前试验刚刚开始,手头的钱已经花得差不多了。若
再独自承担下去,经济方面肯定无法应付,何况试验费用很庞大,成功日期
一时又没把握。前思后想,还是答应了比较好。他对那代表说:“能够得到
你们的合作,我很高兴。至于合作的具体办法,还可以从长计议。”
经过磋商,双方议定:一,立即着手业务机构的筹建事宜,并定名为
“爱迪生电灯公司”。二,扩大范围,增添人员设备,积极开展试验工作。
三,在30 万元的投资中,先拨付爱迪生5 万元,充作试验费用。
现在,门罗公园真是气象一新。实验室里的工作台,一下子多了好几
张。原来那点地方不够用了,爱迪生又亲自设计,在两层楼建筑前面加盖了
一幢房子,作为办公室和图书馆。
还在大楼背后的空地上,垒起一幢平房当机器间,那两架80 马力的蒸
汽机就装在里面。工作人员也增多了,总共有200 多人。
有了一笔资金,爱迪生相信他能够发明一种代替煤气灯而且价格要便
宜得多的白炽灯,这种灯不会发出耀眼的火焰,也不会发出噪音,它没有可
厌的烟气,也不会把天花板或家俱熏黑。由于这个竞争者的崛起,全世界的
煤气公司的股票都严重地受到打击。纽约《导报》上刊载了一段来自伦敦的
电文:
“自爱迪生宣布其电灯分布之发明后,煤气股票一落千丈,竟暴跌票价
12%。伦敦注册煤气公司的股票竟跌落了500 万以至1000 万元。英国议院被
这事弄得一筹莫展,只得召集会议,重新研究发光的整个问题。”
爱迪生剖分电流的设想也引起不少人的非议。一个博学的科学家希格
斯博士(Paget higgs )说道:“近来在白炽灯这一方面有很多无稽之谈。有
某发明家宣称他能把电流分成无限的支路。他不知道,或许是忘了这种说法
是根本和能量不灭定律相抵触的。”
英国的著名电学家斯普拉格(John T.Sprague )则认为爱迪生的设想
是“空谈”。他说道:“不论他是爱迪生,或是别人,他总不能超越那些公认
的自然法则。他说从同一电线上能给你送来电光、电力和电热,这完全是空
谈,决不能成为事实。他还说能够利用电热来烹煮食物,那更是荒谬绝伦了。”
有一个叫方丹纳(Hippolyte Fontaine )的著名法国人,《电光学》的
作者也说道:“电灯分路是不可能成功的,当灯丝白炽时炭质就会裂碎,所
以小型的电灯简直无法制造。”有的说:“连数学都不懂的爱迪生,竟想解决
为世界学者所苦恼的问题,真可谓愚不可及。”
爱迪生听到这些论调时,并不感到悲观。他微笑着说:“我很相信人家
的指摘,因为它能把冷酷的事实表现出来,因为它能鼓励大家讨论,而这又
常是有益的。”
1878 年秋,爱迪生又重新用“炭”进行试验。他写道:“在10 月和11
月,巴切勒制造了许多,至少有50 种炭化纸,原料是纤维或其他纸张。在
这些纸的表面涂上灯墨和沥青的混合物,再卷成毛衣针状,然后进行炭化处
理。我们把这种材料制作的灯丝连在线路上,它们在真空中发光,只能持续
一、两个小时。我们用纸制炭丝,木制炭丝以及笤帚苗炭化后制成的灯丝进
行了无数次试验,最终得出结论,电灯问题的解决,只有一种方法,那就是
灯丝的电阻要高,散热要慢。”爱迪生的炭丝试验没有取得成功,但试验过
的制灯丝的金属中,铂似乎是最理想的一种。于是他转向铝和类似铂的金属,
因为这些材料符合电阻高,散热慢的要求。10 月5 日,爱迪生提出了一份
关于铂丝“电灯”的专利申请,专利号码是214636。当时制造的灯泡还被
称作“燃烧器”。这种灯泡的灯丝,是铂丝绕成的双螺旋,它们之间再加一
支金属棒。当灯丝热度接近铂丝的熔点时,金属棒便膨胀造成短路,灯泡温
度降低,铂丝冷却的同时金属棒也冷却下来,于是电流再次通过。
这方法虽然巧妙,但后来发现并不可靠。爱迪生说道:“在有一定量的
电流通过时,铂丝所发的光很好;但如果电流通过太多,它仍旧会熔去的。
我得另外再想更好的办法。”
全世界的人们都在等待着爱迪生公布他的电灯,而他也正在努力的改
良调整器。改良后的一种是利用玻璃管中热空气的膨胀作用,这一切比第一
次的要完美多了。
第一份白炽灯专利提出以后,爱迪生对胜利更充满了信心。他宣布:“我
已开始解决电的无限分割问题了。”派克教授说:“在大发明的前夜,没有东
西在他看来是绝对不可能的。”
这时实验室来了两个新的工作人员,一个叫杰尔(Francis Jell ),本
来受雇于华尔街洛雷律师事务所,但他对于电学感兴趣。爱迪生是他的崇拜
偶像。电灯公司开办后,他要求加入门罗公园工作。洛雷为他找到了一个工
作机会。11 月中旬的一天,年青的杰尔乘车到新泽西的那个小村,并且获
得进入实验室的允许。他的工作是在楼上清理电池。他对于爱迪生有不少的
帮助。
第二天,又来了一个青年,他叫弗兰西斯·R·厄普顿,是普林斯顿大学
的毕业生,后来又在德国大科学家海姆霍尔茨(Helmholth )那里研究数学一
年。凑巧爱迪生正需要一个数学家,为他的新电灯计算数字和绘图画形。他
曾对人说道:“对于数学,我简直一窍不通。”因此他便雇用了厄普顿。在他
想到什么念头后,便叫厄普顿详细地记录下来。厄普顿受过高深的教育,对
于计算,自然非常娴熟