书城科普改变世界的理化大发明(走进科学丛书)
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第28章 留声机和电灯的发明

电报和电话的发明,这是电磁学的两项实际应用,对人类文明的发展有极大影响。

在改进电话机的过程中,有一位大发明家做出了又一件极有意义的发明,发明了留声机。他就是妇孺皆知的爱迪生(T.A.Edison)。爱迪生出生于美国俄亥俄州小镇上一个农民的家里,青年时期就是聋子。他一生中共完成了2000多项发明,被人们称为“发明大王”。

爱迪生从小爱动脑筋,有强烈的好奇心,遇事总要刨根问底。他喜欢亲自动手,做各种科学实验,特别是物理和化学方面。他甚至把自己家里的地窖也变成了自己的化学实验室,12岁,小爱迪生到火车上卖报,竟把行李车当成了实验室。他利用一切条件和所有空余时间投入发明创造。1873年发明双重发报机和四重发报机,1877年发明留声机,1879年发明白炽电灯,为了使电灯能广泛使用,他研究出了并联电路、保险丝、绝缘材料、输电网络,制成了当时容量最大的发电机。他还发明了铁镍蓄电池、吸音器、水雷检测器、活动影片,等等。1883年,他在研制电灯的过程中,还发现了金属表面的热电子发射现象。这一现象通称“爱迪生效应”。

在爱迪生众多的发明中,留声机和白炽电灯的发明也许对人类生活产生的影响最大。1875年美国人贝尔发明电话,爱迪生在改进电话的过程中,发明了炭精话筒。在调试话筒时,他把一根细针触到话筒的膜片上,用来检测膜片的振动情况。他发现,当人说话的时候,人的声音使细针按同样的节奏振动。这时爱迪生想,如果使细针带动膜片振动,不就可以使声音复原了吗?经过好几天的试验,终于找到了贮存声音的办法。他拿一张蜡纸当膜片,针尖对准急速旋转的蜡纸,在蜡纸上出现深浅不同的痕迹,这样就把声音的振动记录在蜡纸上了。后来他请技师按他的设计做了一台会说话的机器。这台机器有一根固定在膜片上的小针,小针下面有一个能转动的圆筒,圆筒上铺有锡箔。声音使膜片振动,再带动小针上下颤动,小针的颤动就在锡箔上刻出有深有浅的刻槽。爱迪生用这台机器把歌声记录在锡箔上,接着再重新把小针放在刻槽上,转动圆筒,小针在刻槽里上下颤动,又带动膜片振动。结果,刚才唱的歌又重新放了出来。这就是最早的留声机。这台会说话的机器刚一问世就轰动了美国。

1878年9月,爱迪生在一个博览会上看到一种能产生耀眼光芒的电灯。不过,这种电灯并不是今天人们普遍使用的白炽灯,而是通过强大电流的弧光灯。电弧虽然光芒四射,非常引人注目,但却不能持久,而且耗费极大,需要昂贵的化学电池多个串接,实在是既不经济,又不实用。爱迪生和大家一样,深知社会上迫切需要光线柔和、价格便宜、安全耐用的电光源,他立志要解决这个问题。在这之前,英国人斯旺已经展示过一种碳丝电灯。遗憾的是,斯旺并不能保持碳丝长时间发光。困难在于他没有找到适当的方法使碳丝处于高真空的环境中,所以碳丝很快就烧掉了。

爱迪生一方面寻找合适的通电灯丝,一方面努力改进真空的抽取工艺。他先采用最贵重的金属——铂做成灯丝,经过反复试验,证明铂丝并不符合要求。为此他花了5万美金和整整一年时间。为了选用理想的灯丝材料,他几乎用遍了各种金属,对1600多种耐热材料做了几千次试验。最后,在1879年10月他用碳化棉丝做成白炽电灯泡,通电点燃,连续点燃了40多小时。这是第一个可供使用的白炽电灯。次年1月27日爱迪生获得了有关电灯的专利。

1880年除夕夜晚,美国新泽西州的门洛帕克市的主要街道用爱迪生发明的电灯照耀得如同白昼,这是爱迪生手下的人向参观者作公开表演。人们赞不绝口,纷纷认为,这将对社会文明和人类生活起到不可估量的影响。一个世纪的进程表明,这一评价一点也没有过分。

爱迪生是最了不起的发明家。他把科学成果率先运用于生产技术和社会经济。他建立了第一所工业研究实验室,请了8位科学家协助他工作。这所实验室名符其实地是一个发明工厂,几乎每5天就有一项新发明在这里问世。

爱迪生是一位非常讲究实际的科学家。他认为满足人类的需要就是他工作的目标。他的座右铭是:“我探求人类需要什么,然后我就迈步向前,努力去把它发明出来。”也许有人会说,爱迪生是个天才,他做出这么多发明是命运的结果。可是爱迪生却说:“天才,百分之一是灵感,百分之九十九是汗水!”爱迪生的勤奋可以从他留下的工作日志看出。他一生共写下了3400本详细记录发明设想、实验情况的笔记!

爱迪生以异乎常人的毅力从事工作。一旦有新的想法,他就会全力以赴、风驰电掣般地突击,务求实现预定目标。为了实现一种新蓄电池的设计方案,爱迪生竟连续试验8000多次。

伟大的发明家爱迪生为人类作出了巨大贡献,值得后人永志不忘。