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第8章 一开天辟地(7)

1878年夏末,爱迪生在门罗公园再次考虑电的潜在用途。早在1877年秋,他曾做过几次白炽灯的实验,但是由于那时许多人都在这一领域里进行探索,爱迪生就放弃了这方面的研究。当然留声机的发明也是他离开白炽灯研究的原因之一。

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。

电话的发明者贝尔

1844年,莫尔斯在美国首次进行了长途电报通讯,在人类通讯史上揭开了新的一页。然而,电报传递信息首先传递的是电码,然后再需专门人员将电码译成语句。能不能发明一种装置直接传递语音、语句呢?于是,人们又开始探求更便捷的通讯工具。经过几十年的努力,世界上第一台电话机终于问世。这台电话机的发明人,是一位苏格兰青年,名叫亚历山大·贝尔。

小小发明家

亚历山大·贝尔1847年3月3日出生在苏格兰的爱丁堡。他的父亲和祖父都是著名的声学家,他们在聋哑人中工作过多年,对人的发声机制、听觉特点有深入的研究。贝尔的父亲还创制过一套利用手势、口型交谈的“哑语”,给聋哑者带来很大方便。贝尔生活在这样的环境里,从小受到熏陶,对语音的传递有浓厚的兴趣。这无疑给他后来发明电话,播下了种子。

不过贝尔并不是神童。许多发明家幼年时都并非聪明过人,他们的成功在于一生的勤奋。贝尔虽然在声学上算个小内行,并且可以熟练地翻译出聋哑伙伴的“哑语”,但其他功课却总是跟不上;他的淘气、贪玩更是全校闻名,他的书包里经常装着供他解剖玩的麻雀、青蛙之类的小动物。有一次,老师在台上讲《圣经》,贝尔逮的老鼠从书包里钻了出来,在教室里乱窜,引得大家哄堂大笑,乱成一团,把老师气得直哆嗦。

贝尔后来被祖父接到伦敦,由这位语音专家直接管教。这是一个颇有个性的倔老头,他很疼爱孙子,但要求非常严,教起书来就像一头狮子,那一脸花白的胡子,常使贝尔望而生畏。不过贝尔很喜欢他,因为祖父知识渊博,简直是一部百科全书。贝尔同他一起生活了一年,学到了不少东西。贝尔后来曾回忆说:“祖父使我意识到,对于每个学生都该懂的普通课,我却不知道。我时常为这种无知而羞愧。他在我心头唤起了努力奋斗去克服学识浅薄的雄心。”正是这种雄心,激发贝尔踏上了探求科学真理的道路。

贝尔从伦敦回到故乡,兴趣发生了转移,他一面努力学好功课,一面开始对发明创造表现出巨大热情。

他家附近有一座老式水车磨坊,由一个青年操作。后来小伙子当兵去了,剩下一个孤苦无靠的老人以磨面为生。磨盘是靠水力推动的,水量大时磨盘转动,水量小时磨盘停转,要靠人力来推。每逢水量减小的季节,老人只好停业,靠平时节余,勉强打发日子。贝尔对他很同情,约来一群少年伙伴帮忙。大家你推我拉,开始都觉得好玩,但几天后就生厌了。最后只剩下贝尔一个人了,他使出吃奶的力气,也难以推动石磨。

贝尔回家以后,总是放不下水磨的事。“我为什么不能设计出一盘比较轻巧的水磨呢?”为了设计新水磨,他每天钻在父亲的书房里,翻阅各种资料,埋头设计图纸,反复地琢磨。一个多月后,他居然设计了一幅改良水车的图纸。几位工匠师傅看了方案,大为赞赏。图画得并不漂亮,但原理很巧妙。照图改制后,水车的摩擦大大减小,连孩子都可推动。消息传出,邻近村镇都赶来仿制。贝尔这时只有十五六岁,一时成为同伴心目中的英雄。

贝尔成了小发明家以后,一些对科学有兴趣的小伙伴便经常围着他转。在大家的推举下,贝尔把小伙伴组织起来,成立了“少年科技协会”,还订了会章,要求每个会员担任一个科目,每周演讲一次,发表各自的研究成绩。贝尔担任的是语音学兼生物解剖学讲演。讲演厅即设在他父亲书房顶上的阁楼里。这一群少年学者经常活动,增长了很多知识,也闹了不少笑话。

有一次,一名会员在路旁发现一头死了的小猪,心想大家平日研究的不外青蛙、甲虫之类,这次若用猪做实验,一定更有趣味,于是将死猪一直拖到小阁楼上。贝尔见到小猪如获至宝,当着全体会员开始演讲起来。待把猪的生理特点讲完以后,贝尔即动手解剖。不料猪死多日,内脏已经腐败,顿时臭气冲出,满屋会员一个个捂着鼻子逃之夭夭。贝尔却面不改色,一个人坚持把猪解剖完毕。

专注语音学

1864年,贝尔17岁时进了苏格兰的爱丁堡大学,这所大学是英国北部的重要学府,有不少著名的学者曾在这里读过书,比如麦克斯韦和达尔文等人。

贝尔在父亲和祖父的影响下,选择了语音学作为自己的专业,他想以此解决聋哑人的痛苦。这项研究最终导致了电话的发明,这是贝尔当初不曾料想到的。

在爱丁堡大学,贝尔系统地分析和研究了人的语言、人的发声机理和声波振动原理之类的专门知识。语音学是一门很复杂的学问,直到20世纪上半叶才有成熟的理论。贝尔把理论和父辈的实践经验结合起来,进步很快。

1867年,贝尔20岁时,从爱丁堡大学毕业。为了继续深造,他又进了伦敦大学,仍然攻读语音学。