託馬斯·愛迪生,一個令人費解的人
一個只上過三個月學校的成功人士,擁有1093項專利。
一個地道的美國人,卻在幾乎所有中國孩子的心中都留下了痕跡。
毫不誇張地說,十有八九在中國街頭隨便抓一個學生,輕鬆就能講述愛迪生發明燈泡的故事
愛迪生決心發明一種比煤油燈更好的燈。
所以他苦苦尋找能發光和發光的材料,但這些材料對燈絲的效果並不理想
為了發明燈泡,愛迪生嘗試了6000多種材料和7000次實驗。
最後,找到了可以持續45小時的燈絲材料,這也標誌著偉大的電燈的發明!
這也印證了愛迪生的名言:「天才是99%的汗水和1%的靈感。」
這個故事最大的缺陷是:還沒有小學畢業的愛迪生是怎麼知道電能使導體發光的?
這也是為什麼這個故事突出了愛迪生99%的汗水而忽略了之前1%的靈感的原因。
但事實是,愛迪生甚至百分之一的靈感也沒有
百分之一的靈感是從英國人約瑟夫·斯旺那裡繼承來的電燈發明。
約瑟夫·斯萬爵士是英國著名的化學家、物理學家和發明家。
早年,他在家鄉一家藥店當學徒,並在藥劑師那裡學習。畢業後,他一直從事化學工作。
但斯萬最感興趣的是電和光之間的神秘聯繫。
早在1848年,20歲的斯旺就開始研製電燈,並在燈絲材料的選擇上取得了重大突破。
約瑟夫·斯萬
在斯萬之前,一些發明家嘗試使用金屬作為燈絲,而鉑絲更為常見。
然而,鉑絲的成本很高,其熔點178℃導致其耐久性差,不是一個好的選擇。
斯旺試圖用碳代替鉑絲。碳的熔點高達3500℃,通電後受熱不易熔合。
但碳也有一個很大的弱點——它在空氣中很容易燃燒,需要與氧氣隔離才能長時間工作,斯旺的真空碳纖維白熾燈項目就此敲定。
他把一塊硬紙板切成馬蹄形的條狀,放在坩堝裡烘烤,製成炭化碳纖維線。將碳線的兩端連接到電線上,用鐘形的玻璃罩將其封閉,並儘可能地抽出裡面的空氣。
電線連接到電池的兩個電極上,碳纖維線發出明亮的光,這是最原始的白熾燈。
雖然斯旺的燈泡在13.5小時後就燒毀了,但這並不能阻止它成為一個偉大的突破。
那一年,愛迪生1歲
當時電燈的基礎技術還不成熟,供電用電池差,電壓低,真空技術也不發達。
斯萬的電燈不僅實用價值很低,而且性能也很差。糟糕的真空技術總是導致碳素電線很快燒壞。
12年來他一直在改進他的發明。
1860年,耐久性瓶頸並沒有完全突破。
今年,愛迪生已經是一個13歲的報童了
停止了電燈研究的斯萬並沒有閒著。他涉及的領域很廣,已經成為當地學術界的一個小有名氣的人物。他從一家攝影基板製造公司的助理晉升為合伙人,並改進了當時的火棉膠溼板攝影方法。
斯萬設計了一個乾燥的照相底版,用硝化纖維塑料代替繁瑣的現場製備硝化纖維溶液的過程。
15年後,這項技術啟發了美國的伊斯曼,後者後來創立了柯達公司。
直到1875年,斯旺才又開始研究電燈。
有兩個原因。一是英國物理學家克魯克斯改進了真空泵技術,研究了真空放電現象。
另一個是來自比利時的工程師gram和來自德國的西門子製造了出色的直流電機。
這兩項技術的改進給了斯萬希望,他只需要在燈絲製造技術上下功夫。
但出現了另一個問題。
關鍵需要一個嚴格的真空
碳化燈絲電阻太低,原電池電源沒有太多暴露這個問題。現在採用直流發電機供電,碳線在大電流的情況下顯得弱不禁風。
儘管這項研究尚未公開,但斯萬平時所說的白熾燈問題一直受到業內人士的高度關注。
一種斯萬式馬蹄形碳絲白熾燈
那一年,在去懷俄明州觀看日食的路上,愛迪生從物理學家巴克口中得知了斯萬的白熾燈。他頓時覺得,白熾燈將來肯定會成為必要的照明設備,在目前技術還不成熟的情況下,他要加快研發,抓住機遇。
多年來,愛迪生不再是報童了
他已經是留聲機和自動電報機的偉大發明者。
雖然他沒有文化,但他知道如何利用人。他的實驗室裡有許多大學生和科學家。
他立馬指派手下的科學家烏普頓協助研發白熾燈的工作。
另一方面,白熾燈的研發還遠沒到能應用的地步,愛迪生就已經成立了新的電燈公司。並且還登報宣傳他已經解決了電燈的各種配套問題,吸引了不少投資者。
這也迫使斯旺展示了他並不成熟的白熾燈。
1878年,斯旺在紐卡斯爾學會公開展示他的白熾燈,但最令人擔憂的事情發生了。
由於電流過大,燈絲仍然燒壞,直到第二年的演示才解決。
然而,這並不妨礙斯旺在英國申請碳纖維真空玻璃罩白熾燈的專利
斯萬早期研製的白熾燈
1879年,愛迪生的實驗室在年底公開展示了他的白熾燈。
當然,在斯旺得知後,一個沒受過教育的孩子還想在彎道上超車嗎?:「15年前,我根據白熾燈的原理,用焦紙和紙板製作電燈。
準確地說,我把它當作馬蹄鐵,就像愛迪生現在用的一樣
幾款愛迪生燈泡
譴責是徒勞的,發明最終還是要靠專利來說話的。
而愛迪生的專利就沒那麼順利了,雖然申請日期比起斯萬早了幾個月,但在1883年被美國專利局判定是基於索耶發明的微創新,專利無效。
愛迪生上訴了6年之久終於在1889年才重新拿到了白熾燈的專利。
即使愛迪生的商業才華很高,也無法撼動斯萬在英國的地位。
愛迪生的商業帝國觸動了英國市場,不得不花高價購買斯萬的專利許可證。
最終,雙方結成夥伴關係,在英國成立了「ediswan」公司,共享!
沒有人真正發明了電燈,電燈只是人類科技發展道路上一個必然的裡程碑。