點亮黑夜——電燈泡的故事

2020-12-17 趙數理

黑夜給了我黑色的眼睛,我卻用它尋找光明。

——顧城《一代人》

1888年,李鴻章從洋人那裡買了一批電燈泡,送給了慈禧太后。

慈禧很開心,但是不知道燈泡是做什麼用的,就問李蓮英:「小李子,這些五顏六色的茄子是幹什麼用的?」

李蓮英笑吟吟地閉合了電門,房內瞬間光明,慈禧大喜,「這比油燈、蠟燭好太多了,以後我一個人睡覺就不怕怕的」。

慈禧

慈禧呀慈禧,你怕黑,你卻把整個中國都帶入了黑暗。

黑暗可以分兩種,一種是自然的黑暗,一種是社會的黑暗。

魯迅先生說,社會的黑暗是可怕的,為了未來,為了孩子,需要一大批民族的脊梁「背著因襲的重擔,肩住黑暗的閘門,放他們到寬闊光明的地方去;此後幸福的度日,合理的做人」(出自《我們現在怎樣做父親》)。

我們還是說說自然的黑暗吧,這個比較簡單,就兩個字——沒光。

因為沒光,所以黑暗。

創造光,就可以打敗黑暗。

幾千甚至上萬年前,人類就學會了用火。

火可以帶來光明。

木材、煤炭、石油、蠟燭······

我們當代中國人對於煤油燈和蠟燭應該是比較熟悉的。

作為一個90後,蠟燭是我的童年裡不可或缺的照明工具,那個時候雖然已經普及了電網,但經常停電。

燭光裡的媽媽

早上點著蠟燭晨讀、晚上點著蠟燭寫作業,那場景,居然覺得有點溫馨、勵志和浪漫。

想像一下,和青梅竹馬的小女生在同一支蠟燭的光亮下···寫作業···突然風吹滅了蠟燭···只聽「pa」的一聲···我劃著一根火柴再次點燃···

而煤油燈,則是60後父輩們的童年記憶。

是電改變了一切。

社會上廣泛存在一種認知,認為科學家比工程師厲害。

以前我也這麼認為,後來發現很難說誰厲害。

科學家研究已有的世界,比如萬有引力,自宇宙誕生就有,客觀存在,只是需要牛頓去發現;

工程師創造全無的世界,比如都江堰,是人類為了治理水旱災害而創造實施的偉大工程。

愛迪生

在點亮黑夜這場人類革命中,男一號無疑是發明大王愛迪生。

需要說明的是,愛迪生並不是第一個發明燈泡的人,而應該說他是改良燈泡且使燈泡走進市場的決定人物。

歷史總是驚人的相似。

一說蒸汽機的發明,想到瓦特;

一說汽車的發明,想到卡爾本茨;

而他們也都不是第一個,都屬於改良者。

這也給我們青年學生一些啟示,比如我有個師弟說,他想研究某個課題,但已經有很多人研究過了,怕自己做不出新意,遲遲猶豫不決。

愛迪生出生之前很多年有很多人都搞過電燈泡了,但人們只記住了愛迪生。

哪有什麼純原創,牛頓尚且需要站在巨人的肩膀上。放手去做就是了。

愛迪生是一個童年困苦的天才。

幸運的是,他生逢其時。

從富蘭克林到法拉第,一百多年間,一大票科學家的研究使電學理論逐漸完善。

但理論如何應用到實踐呢?怎麼讓電改變生活呢?這場偉大的社會革命,早已暗流湧動,但進程緩慢。

直到一個英俊的青年俠客橫空出世,只見他揮舞手中的紫電神劍,神擋殺神,佛擋殺佛,為全人類創造了光明。當然我們已經知道了,這個人就是愛迪生。

1878年,31歲的愛迪生開始研究燈泡,怎樣改進前人耗電大、易損壞的弧光燈呢?

愛迪生抓住了關鍵——材料。燈泡的關鍵在於燈絲材料。

1879年,愛迪生實驗了將近1600種材料,發現碳化棉絲做燈絲,可連續工作45小時,這是人類歷史上第一盞具有實用價值的電燈泡。

一年之間,實驗1600種材料,這是何等的魄力。難怪他說天才的百分之九十九是汗水。

可下一年,數據更加可怕。1880年愛迪生團隊採集了全世界6000種竹子,做成碳化竹絲燈,其中日本竹子製成的碳化竹絲最耐用,可工作一千小時以上。直到多年後,這種碳化竹絲被我們熟知的鎢絲取代。

改革開放以後,經濟復甦,人們憧憬著更好的生活。

什麼是「更好的生活」呢?

「樓上樓下,電燈電話」。

使千家萬戶都用上電燈,單靠愛迪生自己還不行。

男二號特斯拉出場。

特斯拉

與幾乎沒上過學靠自學、勤奮而成名的愛迪生不同,這位青年才俊是妥妥的接受過系統高等教育的學霸。

雖然愛迪生是電器類發明大王,但如果給他出一套高中物理電磁學試卷,最多勉強及格。特斯拉則會是穩穩的滿分。

特斯拉入職了愛迪生的公司,成了一名卓越的工程師。

一開始是英雄相惜,後來就一山不容二虎了。

這一天青年特斯拉找到中年愛迪生,開始了一場辯論。

「愛老闆,我覺得我們應該研究交流電」,

「為什麼,我覺得直流電更好,安全可靠」

「交流電才可以實現遠距離傳輸,而且以我的能力,幾個月就可以研製成功」,特斯拉眼神裡閃著光,他希望老闆同意他的觀點,給他這個機會。

「不用了,大不了多建些發電廠嘛」,愛迪生揮手示意特斯拉出去。

後來,特斯拉,辭職,自己開了一家公司,一心搞交流電。

戰場已經布置好了,雙方隊員請入場。

紅方是久經沙場的大將愛迪生,藍方是異軍突起的新秀特斯拉。

愛迪生的絕招是「直流電安全、方便,交流電危險、不實用」,通過交流電電死大象讓人們相信他的說法。

特斯拉積極應戰,「交流電可以克服直流電不能遠距離傳輸的弊端,大大節省發電機和導線等成本,而且技術已經成熟,完全可以實用」。

決戰發生在1893年,芝加哥要舉辦世界博覽會。

主辦方提出,要將所有場館布置電燈,晚上也可以照如白晝。這是人類歷史上第一次如此巨大的人工照明工程。

愛迪生當然是首選。

但是,特斯拉的報價遠低於愛迪生,且信心十足。要不就試試吧。

結果,交流電照亮的芝加哥的世博會,圓滿完成任務,這場戰爭特斯拉勝利。史稱「電流之戰」。

現在看來,特斯拉的勝利是必然的。因為根據愛迪生的直流電設計,每隔一公裡就要有一個發電站;而當時特斯拉的交流電可以將電能傳輸到幾十公裡的地方。

有一種傳說,因為愛迪生幾乎沒上過學,所以知識靠自學。自學就難免缺乏系統性,巧的是,他沒學過三角函數。

而特斯拉極力主張的交流電需要用到三角函數,這令愛迪生頭疼,故而討厭交流電。

傳說不知真假,但可見多學知識還是有用的。

歷史沒有就此而止,電與光繼續纏綿。

電,光,電,光,電,光,你想到了什麼?

沒錯,愛因斯坦的光電效應。

愛迪生是用電發光,愛因斯坦則用光發電。

光電效應為愛因斯坦贏得了諾貝爾獎,在現實生產生活中用途廣泛,比如太陽能。

自愛迪生、特斯拉之後,燈泡的新品種層出不窮。霓虹燈、螢光燈、LED等眼花繚亂。

老子說,禍兮福之所倚,福兮禍之所伏。

我們創造出了很多光,點亮了黑夜。一個隱形殺手也隨之到來,光汙染。

各種直射、反射光對路上的行人和司機造成困擾,電子設備屏幕和各種強光大大拉升了青少年近視率。

城市裡夜晚的燈光掩蓋了星光,靜謐和詩意已成為遙不可及的奢望。

大到國家,小到個人,難免陷入黑暗。

我國經歷過漢唐的盛世,也經歷過晚晴的腐朽;歐洲有過古希臘的燦爛文明,陷入中世紀長達一千年的黑暗,直到文藝復興再次迎來光明。

個人生活更是起伏不定,蘇東坡屢次被貶,鄧小平三起三落,只要生命還在,永遠嚮往光明。

本文為本號《改變世界》輕科普系列第一篇《點亮黑夜》,歡迎拍磚!

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