爱迪生的发明

▲童年的爱迪生爱迪生小时候仅读了3个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。不过在母亲亲自教育下，爱迪生从小就对自然科学产生了浓厚的兴趣。

●时间：19世纪后期至20世纪初期

●地点：美国

●关键人物：爱迪生

入选理由：

如果选出一位历史上最伟大的发明家，爱迪生可能是最佳人选。美国《生活》周刊不久前评出的过去一千年里的100位最有影响力人物中，爱迪生名列第一。爱迪生的诸多发明，如电灯、留声机、活动电影、改良电话等，确实改变了人们的生活。

◇史海经典

19世纪初期，欧美一些国家大都用弧光灯来照明。弧光灯是根据弧光放电原理制成的，它把两根炭棒分别装在一组电池的正负极上，使炭棒接触后，再拉开一定距离，这时候，电流仍能通过空隙使两极间产生电弧，从而发出刺眼的强光。弧光灯虽然可以用来照明，但缺点非常突出：要经常调节炭棒的距离，使用不便；光线刺眼，耗电量大；还会产生一些有害气体。

为了克服弧光灯的缺点，英国人戴维做了研究，他发现：很细的白金丝通上电流后，会发出极微弱的光。不过，白金丝在空气中很快就烧掉了。但就是这微弱的光亮，却让爱迪生看到了前进的方向。

●爱迪生发明灯泡

在查阅了大量资料以后，爱迪生认为，要使电灯能照明，关键在于寻找一小段电阻不大而又耐高温的导体材料。

爱迪生最初选用的是炭丝，结果炭丝很快就被熔断了。炭丝被淘汰后，爱迪生又以金属铂与铱的高熔点合金做灯丝试验，也以失败而告终。不同材质的灯丝试验都以失败而告终，使爱迪生逐渐明白了，空气中的氧有助燃作用，如果将灯丝密封在一个真空的玻璃球内，灯丝将不易熔断的道理。

1879年8月，爱迪生在真空下再用炭做灯丝，电灯一下子就亮了。不过，8分钟后，电灯就熄了。他又用铂金等不易熔断的合金丝做灯丝，分别在空气和真空中试验，虽然有所进展，可电流太强，金属丝最后还是被烧断了。

爱迪生绞尽脑汁，前后用了1600多种矿物和金属的耐热材料做灯丝，但都不理想。

爱迪生没有向困难低头。他带领助手废寝忘食地做实验，连实验室的大门都不出，试验整整进行了13个月。爱迪生常常连续工作二三十个小时，有时候，甚至接连几个昼夜都在工作，实在疲倦了，他就用书当枕头，在实验桌上打个盹。

理想的灯丝依然没有找到。面对着一次又一次的失败，他们不但没有泄气，反而更加斗志昂扬。

有一天，爱迪生独自坐在实验室里，默默地思考着问题。桌上放着一堆从煤油灯罩上刮下来的油烟。他心不在焉地拿在手里揉搓，不知不觉就搓成了一根细线。爱迪生瞥见了这根细线，顿时眼前一亮，他马上站起来，对助手们大声喊：“快!快拿几轴棉线来!”

他们把棉线放在一个特殊模型里，送到高温密闭的炉中去加热。当炉内温度达到摄氏800度时，棉线被烤成了一根炭丝。爱迪生和他的助手费尽周折，把又细、又脆、又易碎的炭丝，装进了灯泡。爱迪生赶紧让助手借来性能良好的抽气机，抽出灯泡里的空气，然后把抽气口密封起来，接通电流。电灯亮啦!这一天，正是1879年10月21日。这是一个多么值得纪念的日子!世界上第一盏白炽灯终于诞生了!实验室里的每个人都抑制不住内心的激动，他们小心翼翼地守护着这个世界上的奇迹。然而，这盏电灯也只亮了45个小时。

爱迪生意识到，棉线灯丝难制造、造价高，必须寻找另外一种既便宜又耐用的灯丝。爱迪生根据棉线的性质，集中力量考察了大批植物纤维的性能，先后试用过6000多种植物纤维。

1880年初春的一天，在实验室里，爱迪生忽然看见桌上放着一把竹扇，就吩咐助手们将扇子的竹边削成竹丝，再烧成炭丝做试验。结果，竹丝电灯竟亮了1200个小时(50天)。人类从此进入光明时代。

发明白炽灯泡，无疑是爱迪生为人类做出的最大贡献。但在白炽灯之前，爱迪生还改进了贝尔发明的电话。

爱迪生发明的白炽灯泡为了使白炽灯泡替代旧有的煤油灯和汽灯，爱迪生和他的同事们试用了上千种不同质料的灯丝，也对原设计做了上千次的修改。

●爱迪生改良电话

亚历山大·贝尔，1847年3月3日出生在英国的爱丁堡，他从小就对语言很感兴趣。1869年，22岁的贝尔受聘美国波土顿大学，成为这所大学的语音学教授。贝尔在教学之余，还研究教学器材。

有一次，贝尔在做实验时，发现了一个有趣的现象：在电流流通和截止时，螺旋线圈会发出噪声，就像电报机的“嘀答”声一样。贝尔马上想到：“电可以发出声音，如果能够使电流的强度变化，模拟出人在讲话时的声波变化，那么，电流将不仅可以像电报机那样输送信号，还能输送人发出的声音。这也就是说，人类可以用电传送声音。”

此后，贝尔一头扎进图书馆，从阅读《电学常识》开始，直至掌握了最新的电磁研究动态。有了坚实的电磁学理论知识，贝尔便开始筹备试验。他请来18岁的电器技师沃特森做助手。接着，贝尔和沃特森开始试验。他们在试验室里，反复设计方案、加工制作，可一次次都失败了。但倔强的贝尔并没有轻易放弃。

1875年5月，贝尔和沃特森终于研制出了两台粗糙的样机。这两台样机是在一个圆筒底部蒙上一张薄膜，薄膜中央垂直连接一根炭杆，插在硫酸液里。这样，人对着它讲话时，薄膜受到振动，炭杆与硫酸接触的地方电阻就会发生变化，随之电流也发生变化；接收时，因电流变化，也就产生变化的声波，由此实现了声音的传送。可是，经过验证，这两台样机还是不能通话。试验再次失败。

经反复研究、检查，贝尔确认样机设计、制作没有问题。“究竟是什么导致了失败?”贝尔苦苦思索着。

一天夜晚，贝尔站在窗前，锁眉沉思。忽然，从远处传来了悠扬的吉他声。那声音清脆而又深沉，美妙极了!

贝尔从吉他声中得到启迪，决定制作一个音箱，提高声音的灵敏度。1875年6月2日，他们又对带音箱的样机进行试验。贝尔在实验室里，沃特森在隔着几个房间的另一头。贝尔一面在调整机器，一面对着送话器呼唤起来。

忽然，贝尔在操作时，不小心把硫酸溅到腿上，他情不自禁地喊道：“沃特森先生，快来呀，我需要你!”

“我听到了，我听到了。”沃特森高兴地从那一头冲过来。他顾不上看贝尔受伤的地方，把贝尔紧紧拥抱住。贝尔此时也忘了疼痛，激动得热泪盈眶。

贝尔所发明的电话是受话器和发话器都使用电磁石和振动板构成的。振动板就放置在电磁石的前面，因此当声音的振动透过电流而传给电磁石时，振动板就会随之而振动。这种受话器的原理，至今仍被沿用。不过，贝尔所发明的电话音量微弱，只能用于短距离通话，不够实用。贝尔成立了电话公司，继续着改良电话的尝试。

爱迪生也决定改良电话。他认为，使说话器和收话器分开是首要的工作，并且这种电话在运用上必须简易，声音应该更清晰。可是，用什么材料最合适呢?他开始用水滴，后来又用海绵、湿纸、石墨薄片等材料作试验。爱迪生不断努力着，为了找到一种能够发出比贝尔电话声音更大的材料，爱迪生试验了50种左右的不同的传话器和许多不同的电话机。每部电话送出的声音都比以前发明的电话的声音大而且清晰，但没有一部让爱迪生感到满意。

一天晚上，当他在实验室做试验时，油灯不亮了。他发现一种被称为碳黑的材料把灯的玻璃罩子熏黑了。爱迪生把这碳黑涂在一个金属的轮状物上，用这种物质制成的小盘装在电话里，产生了极佳的效果，它发音清晰，音量也比使用电磁原理制造的电话大数倍。

爱迪生发明的“碳素送话机”比贝尔的更为优越。这在纽约至费城106英里长的一段线路上得到了充分的证明。这条线路穿过5条小河，还要从地下经过，并且有无数其他线路与之交错，但通话质量依然优越。