书城科普读物走进科学丛书:特立独行的大科学家
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第22章 新时代的开创者爱迪生(3)

在爱迪生探索电灯的时期,社会的照明问题基本上是靠煤气灯来解决。然而煤气灯有其本身固有的缺点,如亮度不够,易泄漏,供应系统不畅通等等。后来有人研制了电弧灯,试图替代煤气灯,但经过实验发现它不能被普遍采用,其原因一是它的光芒刺眼;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。但是尽管电弧灯有这些缺点,自从19世纪50年代以来,有些国家还是做了有限采用,如做航标灯,或者街道照明等。

试图打破煤气垄断照明的人,为数甚众。但是,他们全都面临着如何弥补理论与实践之间的巨大差距问题。从理论上讲,制造电灯只需要一根细灯丝,可以用炭制,也可以用其他材料。只要将灯丝封在玻璃容器内,抽掉空气,即可通过电流让灯丝发出白炽光。然而,实践起来却没有那么容易,既要找到一种不易烧断的制造灯丝的材料,又要保证玻璃容器是个良好的真空。即使明确了这些必要条件,在实验室的优越设备中也很难造出理想的电灯。更何况实行商业化大规模生产,还有许多其他问题亟待解决。

1878年秋,爱迪生在进行第一组试验时,着重测试了50多种不同原料经过制丝、炭化处理后在真空中发光的情况,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。

之后,爱迪生又做出了很大努力,但炭丝试验并没有成功的迹象,于是他转向铂和类似铂的金属,因为这些材料符合电阻高、散热慢的要求。

经过无数次试验,铂做灯丝似乎是其他金属灯丝中最理想的一种。于是10月初,爱迪生便提出了一份关于铂丝“电灯”的专利申请。

第一份白炽灯专利提出以后,爱迪生便嗅到了胜利的气息。但他十分清楚面前还有许多困难,因此他开始加倍努力。他意识到自己的数学基础是不够的,若要成功地设计出白炽灯,使它成为照明系统中的关键部位,就必须进行一系列复杂的计算。因此,在年底以前,他雇用了两位数学家,经过他们严格的计算,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。

一两年之后,爱迪生已在白炽灯制造方面取得了初步成就。1879年秋,爱迪生得到了一种新型的斯普林格气泵,这种气泵可使他创造十万分之一大气压的真空。由于真空条件的改善,爱迪生本能地又把炭丝作为灯丝材料来做实验了。爱迪生从一开始就认为炭丝是最理想的灯丝材料,他放弃这种材料,只是因为以前的真空度不够,炭丝熔化过速。

从10月16日开始,经过5天的探索,出现了最终的突破。这次爱迪生使用的是棉线,他把棉线装入镍板上刻出的U型槽中,进行几个小时的炭化处理。他与助手巴切勒已连续在实验室工作了好几天,因为炭化后的炭丝又细又脆,在把它装入灯泡之前,曾不慎折断过两次。他们在第三次终于将炭丝装入了灯泡,然后抽去灯泡中的气体,将它封好,通入电流,盼望已久的情景出现了!

爱迪生加大了电流,灯泡仍然工作,第一只灯泡连续燃烧了几个小时,第二只灯泡燃烧了40个小时,又连续试验了两天,爱迪生知道已渡过难关。他说:“我认为我们发现了制造它的方法。如果它现在能坚持40个小时,再过些日子我就能让它持续100个小时。”

不出两周,爱迪生提出了炭丝电灯的专利申请。在其后的几个星期,门罗公园便投入了制造灯泡的工作。由于爱迪生还在继续他的试验——不断改变灯泡的尺寸和形状,变换引入灯丝和密封灯泡的方法,因此当时制造的灯泡并不是个个都一样。另外爱迪生的同事又仿照这些灯泡制造出许多复制品,一些悬挂在实验室,一些送入爱迪生的家、巴切勒先生的家及当地廉价旅馆中。然后竖起电线杆,将这些电灯与实验室的发电机相连。还有一些灯泡,被悬于街道上空。夜色降临后,只只电灯都发出明亮的光辉,四周乡下的人们,凡是能步行或骑马到这里来的,都前来欣赏这一新奇的景象。

爱迪生很善于为他的活动作宣传,这不仅是良好的商业家的本能,也是一种发自内心的热忱所致。当全美各大报纸对电灯的发明做了大量报道之后,爱迪生马上抓住时机,宣布圣诞节一过实验室将公开开放。于是,宾夕法尼亚铁路便在门罗公园设置了专线,不出数日,爱迪生的眼前就出现了非凡的景象。

由于来客络绎不绝,一个容纳二三十位技工工作的实验室已经停工一个星期了。这些参观者从四面八方赶来,使这个方圆数英里的小镇停满了形形色色的车辆,数以千计的男女老幼涌向这里。与此同时,火车上又走下银行家、掮客、资本家、观光者,以及急于要做生意的有关方面代理人。

还有许多参观者争先恐后地嚷着要和这位伟大的人物说句话。有些参观者则不顾“警告牌”

上的劝阻,竟擅自摆弄起机器来,其中有台昂贵的气泵与其他一些设备就是在这种混乱中被搞坏了。到1月3日,已有13只灯泡丢失,于是爱迪生不得不宣布,从此以后,参观者没有获得特许不准进入实验室。

如果将这些枝节问题排除在外,门罗公园的大展可以说取得了一般展览无法取得的效果。它向人们证明,白炽灯的确可行,由它所引发的一场室内革命将不可避免,煤气灯和电弧灯照明的时代即将结束。夜晚,从此将变得绚丽多彩。

临终的岁月

1929年10月21日,爱迪生发明白炽灯50周年纪念日来到了。人们为此举行了隆重盛大的庆祝会,全世界的科学家,有的打电报,有的亲自赶来,向他祝贺。

大会会场上,张灯结彩,乐队奏起雄壮的乐曲,整个会场的气氛隆重而热烈。当大会主席致完开幕辞,司仪高声宣布“爱迪生先生致答辞”的时候,全场响起了经久不息的暴风雨般的掌声。

82岁的爱迪生,今天显得特别兴奋。讲话时嗓门提得很高,他情感激动地说:“……谢谢诸位,谢谢诸位。如果我曾经或多或少地激励了一些人的努力,我们的工作,曾经或多或少地扩展了人类的理解范围,因而给这个世界增添了一份欢乐,那我也就感到满足了。”

他刚一讲完,全场立刻又响起了一片掌声和欢呼声,比欢迎他致答辞那阵更为热烈。这时候,大家只顾鼓掌、欢叫,谁也没有注意老人家突然间发生的变化。

爱迪生走下台后,步履有些蹒跚,最后一下子跌坐在椅子上便昏了过去。

经过这次昏厥后,老人的身体大不如从前了。人一天天瘦下来,胃口越来越差,连看到往常最爱吃的苹果饼都摇头。

在以后两年的岁月里,尿毒症、肾脏炎、糖尿病和胃溃疡,同时向羸弱的老人发动猖狂进攻。此时的爱迪生,披着满头银发,双眼合紧,安详地躺在楼上宽敞的卧室里。老人的生命就像风前残烛,飘闪晃摇,随时都有熄灭的危险。

他微微睁开眼,挣扎着向窗外探望,想再看看这可爱的世界,阳光下,青山绿水,分外妖娆。几头奶牛耷拉着花白的大肚子,悠闲地啃着青草。那些草长得真好,齐刷刷的,绿油油的,风一吹,轻悠悠掀起一层层碧绿的波涛。

“那边真是美极了!”临危的老人喃喃地说。

他恍惚觉得,他那生命的小船,就在这片绿色的海洋上缓缓漂流。尽管视觉模糊看不大清,可是多少往事,多少痛苦与欢乐、失败与成功,却依然历历在目。

光阴似箭啊!84年的时间一晃就过去了。在这短促的84年里,他驾驶着这只生命的小船,冲破万层巨浪,勇猛前进。往事如同他发明的活动电影,一幕幕地在他眼前闪跃而过。他看到了许多熟悉的面孔、城市、乡村;重温了过去的生活,流浪、饥饿、友谊、通宵达旦的工作、试验成功时的欢乐……

垂危的老人在检阅他那忙碌的一生,他并不为虚度年华而叹息,也不因碌碌无为而悲伤。他记住了在那次庆祝大会上自己讲的话:“……如果我曾或多或少地激励了一些人的努力,我们的工作,曾经或多或少地扩展了人类的理解范围,因而给这个世界增添了一份欢乐,那我也就感到满足了。”

他带着宽慰的笑意,慢慢合上了眼睛。时间是1931年10月18日3点24分。