照亮世界——爱迪生的灯泡发明故事和静电实验
一个睿智的想法爱迪生的很多发明改变了世界
1878年,托马斯﹒阿尔瓦﹒爱迪生开启了一项研究,它将照亮整个世界。在此之前,无论是户内还是街道,主要是由煤气灯来照明的,人们都期望着用电来照明,却没有人能够找到实现它的方法。
爱迪生及其合作者试图攻破这一难关——制作电灯泡。电灯泡的内部架着某种材料制成的灯丝,灯丝变热后发出光,但却被迅速烧断。爱迪生试验了大量的材料,甚至尝试了动物的发丝,却没发现一种有效。但爱迪生并没有放弃,当他尝试用竹子做成的碳丝时,他成功了,碳丝能够长时间的发光而不被烧断。
电灯发明之后,爱迪生相继建立了配套的发电厂,为千家万户供电。多亏了爱迪生,电灯才能取代煤气灯成为民众的首选。
有关电的……爱迪生用电做了大量的实验。你也可以尝试用电来做一些小实验,比如静电实验,静电指的是物体表面积累了电荷。物体间的相互摩擦就可使物体带上电,带电的物体间既能相互吸引也能相互排斥。
静电实验实验材料
材料: 塑料梳子、 剪刀、 羊毛围巾或毛衣、 薄纸
- 剪一些薄的碎纸片。
- 把碎纸片放在桌面上。
- 手持梳子靠近碎纸片。留意会发生什么?
- 接着在羊毛制品上来回的摩擦梳子数次。
- 再将梳子靠近碎纸片。
为什么碎纸片会粘在梳子上呢?和你的小伙伴讨论一下吧。
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爱迪生有了想法之后,他是如何解决问题的?
你了解其他的发明家吗?他(她)们有什么相似之处呢?
爱迪生发明了电灯,但第一个使用电灯的家庭却另有其人
1878年,皮尔庞特·摩根在给友人的一封信中这样写道:“过去几天,我一直在尽力促成一笔生意,这很可能是最重要的一笔生意……他不仅对世界具有如此重大的意义,从某个角度来看,此事对我们更是意义重大。”
一个月后,他又在一封信中这样写道:“我担心父亲会觉得这是异想天开,但是我相信,他会改变看法的。”
约翰·皮尔庞特·摩根(J·P摩根),这位摩根家族第三代掌门人,他信中提及的具有“重要意义”的生意是什么呢?原来,这项大生意指的是投资爱迪生的电灯产业。
什么,爱迪生?
对,你没听错,就是发明家托马斯·爱迪生。
当时,美国家庭一般使用煤气灯或者蜡烛作为照明工具,而街道和广场则使用弧光灯来照明。爱迪生为了能通过电流打造出适合家用照明的电灯,经过了上千次实验,终于让他找到了。爱迪生成功发明了电灯。但是如何把电灯推广到各家各户,这是个大问题,光凭爱迪生一个人恐怕没法解决。他有技术,但是没有资本和运作资本的经验。
爱迪生为了快速推广电灯,成立了爱迪生电灯公司,发行股票,进行融资。但这是一项耗资巨大的工程,资金缺口很大。
这时候,爱迪生的律师格罗夫纳·劳里找到了皮尔庞特·摩根,并将爱迪生发明的电灯及整个计划向摩根作了详细介绍。具有敏锐洞察力的皮尔庞特立刻看到了电灯的重要意义和商业价值,并决定进行投资。于是,有了文章开头的两段话。
爱迪生改进了电灯装置,但是将电灯推广到大众生活的却是大资本家皮尔庞特·摩根。
皮尔庞特认为投资电灯几乎没有风险,只需要“很小的”一笔资金,如果成功了,收获则难以估量。但是他的父亲吉诺斯·摩根却并不赞同他,他认为皮尔庞特是在做无意义的事情。但是儿子心意已决,他已经做好了最坏的打算。他表示即使父亲不支持,他也要为爱迪生的项目提供资金。看到儿子如此坚持,吉诺斯只好勉强同意。
对爱迪生来说,皮尔庞特的出资无疑是雪中送炭。正在为资金抓破脑袋的爱迪生看到新希望。皮尔庞特组建了新的公司:爱迪生电力照明公司,并注资100万美元。公司在曼哈顿商业区的珍珠大街上建立起第一座中央发电站,为照明提供电力。而皮尔庞特的公司则获得了国内外所有白炽灯泡的经营销售权。
经过几年的准备,1882年9月4日,爱迪生在华尔街23号德雷克塞尔-摩根公司的总部按下了电灯开关,刹那间,外墙上的106个电灯泡亮了起来,这些小“火球”仿佛天上的星星,照亮了夜空。
近水楼台先得月,爱迪生为皮尔庞特家装好上了灯泡。于是,他们家成了全世界第一个使用电灯的家庭。为了庆祝这个光明、伟大的时刻,皮尔庞特在家里举行了盛大的宴会,邀请了近400位当时的名流前来参观。
皮尔庞特家使用电灯的过程中有个小插曲:最先使用电灯的家庭也是最先被电力伤害的家庭。
电灯装好之后没多久,有天晚上,由于皮尔庞特家图书馆的电线发生故障,家里燃起了大火。书桌、地毯以及部分图书被烧毁。幸好当时全家都在歌剧院看歌剧,没有造成人员受伤。
当时来勘察现场的是爱迪生的助手爱德华·约翰逊。面对主人,约翰逊有些尴尬,正当他准备接受责骂的时候,皮尔庞特问道:“那么,现在你们打算怎样做?”
约翰逊回答说:“我们要对系统进行安理。”
皮尔庞特问:“那得多久?”
约翰逊说:“我马上开始工作。”
皮尔庞特说:“好,那就看你的了。”
虽然出现了这样的安全事故,但皮尔庞特·摩根丝毫没有怀疑电灯的作用。他仍旧继续投资,为公司注入大量资金,倾注了极大的心血。当然,日后他也得到了丰厚的回报。
正是因为摩根家族的持续的资本注入,爱迪生的电灯才得以从一项实验转化为成果,电灯才得以进了千家万户。人类从此进入了“电力时代”。
电灯是爱迪生发明的?事实并非如此
我们从孩童时代起就知道:美国发明家爱迪生(Thomas Edison)发明了电灯。
爱迪生
然而有趣的是:这个说法是假的。
是的,“爱迪生发明电灯”,是假历史。历史的真相,并不是那样的。
事实上,在爱迪生之前,老早就有人发明了电灯,而且,还不止一个,而是有很多个。
为了简单通俗地把这段历史讲明白,今天老冯我用时间轴的形式,把这事,为你掰扯清楚。
时间轴一:公元1801年,英国化学家戴维(Humphry Davy),在实验室里,成功将铂丝通电发光。这是电灯的雏形。
时间轴二:1810年,戴维发明了“电烛”,利用两根碳棒之间的电弧照明。这个,也是电灯的雏形。
时间轴三:1847年,爱迪生出生。
时间轴四:1854年,美国德裔发明家亨利·戈培尔(Henry Goebel)把一根炭化的竹丝,放置在玻璃瓶下,通电,发光,维持了400小时。换句话说,戈培尔发明了电灯。然而遗憾的是:不知道基于什么原因,戈培尔没有去申请专利。
亨利·戈培尔
说到这里,要注意:戈培尔没去申请专利,不能否定“戈培尔发明电灯”这个事实。当年,爱迪生7岁,还在吃棒棒糖。
时间轴五:1860年,英国发明家约瑟夫·斯旺(Joseph Swan)制造出人类第一个碳丝电灯,遗憾的是,斯万未能解决灯泡内的真空问题,碳丝无法长时间持续发亮。
约瑟夫·斯旺
斯旺为何不参考借鉴戈培尔的电灯呢?不知道。但是,毕竟一个英国,一个在美国,远隔重洋,当时通讯不发达,彼此不参考,很正常。
时间轴六:1874年,加拿大有两名发明家,一个叫Henry Woodward,一个叫Matthew Evans,他们往玻璃泡充入氮气,以通电的碳杆发光,发明了一种崭新的电灯,且,他们申请了专利。
时间轴七:1875年,这两位加拿大发明家,由于没有钱,他们把这个电灯的专利,卖给了爱迪生。
时间轴八:1875年,爱迪生开始研究如何改良电灯。当年,他28岁。
时间轴九:1878年,前面提到的那位英国发明家约瑟夫·斯旺(Joseph Swan),终于解决了灯泡的真空问题,使他的碳丝可以长时间发亮,攻克了电灯的重大技术障碍,斯万因此,获得了英国的电灯专利。注意:此时,爱迪生在大西洋彼岸的美国,还在苦攻电灯的技术难题。
斯旺的电灯,和爱迪生的电灯,两相比较
时间轴十:1879年,爱迪生,终于,用碳化了的棉线作灯丝,成功地改良了电灯,使电灯持续亮了45个小时。
需要注意的是:此时的爱迪生在美国,他可能不知道英国人斯旺已经抢先他一年,造出了电灯、申请了英国专利。
时间轴十一:1880年,爱迪生制造出可以连续亮1200个小时的毛竹丝灯,于是,他向美国、英国等国家,申请专利。
时间轴十二:1883年,斯旺在英国起诉爱迪生侵犯专利,在官司进行的过程中,为了避免长年累月的官司之苦,两人达成庭外和解,化敌为友,爱迪生和斯旺二人在英国合伙开了一家公司,取名Ediswan,共同开发电灯产品和销售市场。
时间轴十三:1883年,美国专利局判定:爱迪生抄袭前人的研究成果,发明专利申请无效。爱迪生不服,提起上诉。
注意:这是爱迪生在美国的申请,和他在英国跟斯旺的官司无关。
时间轴十四:1889年,打了六年官司之后,美国专利局宣布:爱迪生的专利有效,爱迪生在美国取得电灯专利。
然后,爱迪生通过他的“爱迪生电灯公司”,把电灯卖到全世界,推广了灯泡的使用,使地球上的黑夜,变成了白天。
说到最后,我们梳理一下:
历史真相一:早在爱迪生出生的46年前,已经有了电灯的雏形。
历史真相二:早在爱迪生7岁的时候,美国发明家戈培尔,已经造出了持续发光400个小时的电灯,但是,戈培尔可能由于知识产权意识淡薄或者其他原因,没有去申请专利。
历史真相三:英国发明家斯旺,攻克了灯泡的技术障碍,抢在爱迪生之前,发明了可以持续发亮的电灯,并且,获得了电灯专利。
历史真相四:与此同时,爱迪生也一直在改良电灯,并且在斯旺获得专利之后,通过司法和经济等手段,最终获得了电灯的专利权。
历史真相五:爱迪生不是电灯的发明者,但,他是电灯的改良者,也是电灯量产和推广使用的实践者。
我们来个终极总结:
终极总结一:电灯不是爱迪生发明的,这个事,铁板钉钉。
终极总结二:但是,爱迪生确实改良了电灯。
终极总结三:爱迪生通过司法和经济等手段,获得了电灯专利。也就是说,爱迪生虽然不是电灯的发明人,但,他是电灯的专利权人。
终极总结四:爱迪生虽然不是电灯的发明人,但是,爱迪生成立商业公司、向全世界销售电灯,所以,爱迪生是电灯的推广者。
正因为爱迪生是电灯的改良人、专利权人、商业产品推广人,所以,“爱迪生”和“电灯”这两个词,紧紧捆绑在了一起。
这也就造成了:很多世人误以为:爱迪生是电灯的发明人,并一直讹传至今。
此外,还有一种说法,说爱迪生一生中,搞出了1093项发明,被称为“发明大王”,这是真的吗?
这个也是假的。
这事的真相是这样的:
真相一:爱迪生拥有1093项美国专利,但不是搞出了1093项发明,这二者的意思完全不同。
真相二:爱迪生拥有的专利,大部分都不是他亲自发明的,而是他实验室的员工搞出来的,只不过因为爱迪生是老板,所以,员工搞出来的发明,专利归老板。
真相三:除了员工发明之外,爱迪生手上的专利,还有一部分,是从别的科学家的手上买来的。是的,是用钱收购的。
但,这并不代表爱迪生自己不搞研究、不搞发明,当然,爱迪生自己也有发明,只不过实事求是地说,他手上的1093项发明创造,只有少数是他自己亲自动手搞的发明。
我们有很多朋友过分关注爱迪生的“发明家”角色,而忽略了他另外一个重要角色:爱迪生是一个商人。
当然了,这里的“商人”是中性词,并没有褒贬之意。
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