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第15章

爱迪生传-第15章

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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。波普说他是“促使爱迪生成功的一个特别幸运的条
件。”他的贡献之一,就是以计算证明了爱迪生直觉的正确:电灯必须具有
100 欧姆以上的电阻,才可能成为煤气灯的对手。

然而,不论厄普顿提供的帮助有多大,大量的工作还需要做,还要进
行反复的试验。灯泡可以有各种形状,每一形状的灯泡,都要配合一系列不
同的灯丝进行试验。要正确估计每种形式的效率,就必须严格掌握每种灯泡
的容积。关于这件事,还有一段爱迪生的故事。

两个数学家为计算某种灯泡的容积,一夜没睡;怎么算也算不出来。
秘书回忆说:“爱迪生一手接过盛了水的灯泡,一手拿着量杯,将灯泡里的
水往量杯里一倒(当然,量杯上有刻度),爱迪生马上就得到了灯泡容积的准
确数据,而两位数学家却干了整整一个通宵还没有结果。”

提出第一份白炽灯专利申请之后,爱迪生完全沉浸在了试验之中。为
了制造一种适合他需要的铂线,爱迪生经受了不少磨难,耗费了不少精力。


杰尔曾有一段描写:

“那些脆弱的螺旋线和细小的杠杆总是故意的留难作刁,耗费了工作者
不少的精力。只有具有圣人气质的人才能平静地忍受这种磨难。我时常看见
爱迪生在实验室的紧要关头时,总是烦燥地把手指向头发最里面插去,或是
猛力的把吸了半支的烟蒂掷掉,又不在意地从背心袋里抽出一支来,撕去烟
头,狠狠地咬啮着。他究竟试验过了多少盏的铂丝电灯,他整日的坐着思索
这些问题一共耗去了多少时间,也许没有人能够知道的了。”

在试验工作进行的过程中,爱迪生顾不上吃饭、睡觉,乃至忘却了周
围的一切。晚年他曾说:“我对电灯的研究时间最久,试验最为艰苦,但从
来也没有灰心”。有人说:“爱迪生工作常常到早晨三、四点钟,拿二、三册
书当枕头,伏在案上睡一会儿,其他人也效仿他”。有一次,他的一个朋友
来看他,见此情景,就开玩笑地说:“怪不得你头脑里知识那么丰富,原来
你是头枕着书,连睡觉时也往脑子里记书上的内容啊!”

爱迪生在试用头发状的螺旋线失败后,转而采用铂箔,他用了这种铂
箔制成过一盏电灯。后来他又把铂和铱磨成细末,和泥土等不导电的物质相
混合,试制各种光度的电灯。金属质粒发热时,那氧化物也变成导体而发光
了。

爱迪生虽孜孜地不断研究,但成功还是遥遥无期。他曾把炭棒和铂杆
相对的放着,两者间的阻力非常高,因此便发出白色的光来。他在这灯的下
面悬挂一些重的物体,这样炭棒就经常地和铂杆保持接触。但这种灯的光度
不时的起着变动,终不能适合实用。

爱迪生因为试验各种电灯,金钱耗得很多。这时他已经把5 万元钱全
花去了。可是更糟的是,他的一部分资助人的信念却在开始动摇了。爱迪生
决意邀请其中主要的几个人来门罗公园,让他们看看他所以还没有完全成功
同时还需要他们继续支持的原因。

摩根、洛雷等人来到门罗公园后,爱迪生向他们报告他已经完成的几
部分工作,并且说明他必须把灯丝的阻力增高。随后爱迪生把他新制成的几
盏电灯试验给他们看。试验结果,电灯一盏接一盏地在很短的时间中烧毁熄
灭了。

是否继续为爱迪生提供资助?那批银行家默默地思考着。洛雷的信念
是不可能动摇的,由于他的苦苦劝谏,他们决定再拿出5 万元钱来,爱迪生
又得以重新继续做他的试验了。

1879 年以来,爱迪生把全部精力用在电灯的研究上。他耐心地研究了
制造白炽灯的每一个可能方法。他试用过螺旋炭丝;他在真空的玻璃管中传
导电流,这也是后来霓虹灯的先声;他又设计在一宅住屋中由电池供给电流
的整个电灯系统。他下决心不但要克服那些困难,并且要征服那辈一向讽嘲
他的人们。他对科学的发明和进步充满了“伟大的信心”。厄普顿说道:“1879 
年爱迪生在坚持应用高阻力的灯丝和低阻力的发电机电枢的主张时,完全表
示了他的伟大的信心。他经过了许多的艰苦工作才达到这个目的。当未来的
光明在隐约显露时,我们已看到了爱迪生的电灯系统了,而这也便是世界上
一个最卓越的发明伟绩。”

这时实验室中又有一个叫劳孙(John w .Lawson )的人来帮助工作。
他对于分析化学很有研究。矿石运进实验室后,先由他检查有没有铂或是别
的稀有金属,随后再由另一个化学家加以检验。这个化学家叫海德


(A.Haid ),也是新来的,大家都叫他“博士”。

当时爱迪生的电灯还没有完全成功,但什么东西使他不能前进呢?他
正在研究价格的问题,希望能够节省一些材料。“只有等到最低的价格时,
大家才会欢迎它的。”他试验了各种灯丝,可是所有这些都很昂贵,要用它
们来制造电灯,供给市场应用简直没有可能。

爱迪生说除了这一个问题外,旁的都已解决了。他把整个系统的一切
问题,甚至测量电流的电表的使用,全都考虑到了。“每家用电的屋子都得
装一具电表。它可以记下电流的消耗量。这是一个简单的机器,我现在全都
想到了。”

1 月27 日,爱迪生在他的记事册上写道:“经过7 小时的工作后,由于
注视了强烈的灯光,眼睛隐隐作痛,因此不得不停止工作。”第二天他又接
着写道:“昨晚10 时到今晨4 时,眼痛难堪。后来饮了一服吗啡,才得安眠。
今天好些了,到下午4 时就不十分痛了,可是今天的时间却又白白牺牲了。”

4 月中,爱迪生的试验相当顺利。他把钡、铑、钌、钛、锆等稀有金属
全试用过了。他在用这些物质制成的发丝上涂上一层他称为“绝热质”的氧
化物溶液。他终于制成了一种高阻力的电灯,成绩很是满意。然而它的价格
还是非常昂贵。如果能发现一个铂矿的话,这困难也就可以解决了。

在第一盏高阻力电灯中,爱迪生用的是一根细小的锆质的线轴,外面
又绕着细的铂丝,再涂了一层氧化物作绝缘。他企图把这灯加以改良,决定
放在真空中再作试验。爱迪生在进行新的试验时,发现那气压表的指针转到
相当角度后,突然地回复了原位。他起先以为钟罩边上的油脂也许涂得太少,
不够密封。他问巴切勒,巴切勒说是漏气。可是他不久发现那是本来拘禁于
电线中的气体,这时因为电线在真空中有电流流过而发热,因而被驱逐了出
来。

他根据这原理,把金属吸收的气体全抽出去。这样,真空就不受影响
了。金属线在逐出气体后质地坚实而匀称,耐得住高温,发出的亮光也比以
前的更明亮些。

爱迪生不懈地工作,他更换着各种不同的材料,制成许多不同直径,
不同形状的灯丝。

有些灯

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