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第3章 爱迪生(2)

1877年,爱迪生开始做电话机的试验。一天,一个偶然的机会他发现送话器里的炭质薄膜,随着声音的颤动而振动,说话的声音大,薄膜振动就大;反之,振动就小。随后,他便找来一根较短的细钢针,一头固定在炭质薄膜上,让钢针尖接触手指。当他对着送话器讲话的时候,针尖随着声音的频率和强度也作相应的振动。这一偶然的发现,使他陷入了沉思:假如把声音的振动变成机械的振动,并且用针尖记录储存下来,就一定能把人的声音贮存起来。反过来,如果让针尖带动薄膜重新再振动,它也一定能发出原来的声音。这真是一个了不起的试验,要是成功了,这将是一架十分奇妙的“留声的机器”。爱迪生完全被这美妙的幻想吸引住了。他想,要把声音贮存起来,最好把钢针尖放在一层比较软的锡箔上以滑动,刻下深浅不一的纹路,并且使这些纹路不重叠。怎么办呢?他又想,如果把这片锡箔裹在一个能转动的带有细螺纹的圆筒上面,那么,当圆筒转动的时候,针尖就会自然地在锡箔上以螺旋形向前滑动,声音就能贮存起来。根据这种设想,他集中精力开始设计并下定决心要攻破这个难关。

8月12日,爱迪生把一张奇怪的图纸交给他的助手克鲁西。图纸上画着一个金属的圆筒,上面包着一层锡箔,圆筒联着一根长轴,轴和圆筒上都有相同的细螺纹,轴的一端还有个能转动的曲柄。在圆筒的旁边有个扁圆形的木质发话器,就好像电话机的送话器。发话器的中心有个小洞;发话器的底部有一片很薄的铁片,一根尖细的钢针装在铁片的中央,钢针尖与圆筒上的锡箔相接触。“这是什么东西?”克鲁西一边看,一边想,实在猜不出来。

他按照爱迪生画的图纸,日夜加班,用了30个小时就做完了这个小机器,送到爱迪生那里,并问:

“这是干什么用的?”

爱迪生认真地告诉他:“这是一个会讲话的小机器。”

朴实的克鲁西微笑了一下,用怀疑的神态摇摇头,他以为爱迪生在开玩笑。这时候,工头卡门也在旁边,他一样的不相信机器会说话,并且愿意以一盒雪茄烟打赌,克鲁西也参加了,他情愿出两元钱。

爱迪生笑着说:“我没有带钱,克鲁西,我很愿意和你赌一篮苹果。”

爱迪生仔细的检查了克鲁西制成的这架机器,并把一张锡箔小心地裹在刻有细螺纹的圆筒上,他用手转动曲柄,锡箔却突然“叭”的一声裂开来。这时候,卡门满以为可以吃到爱迪生赌输的苹果,他笑嘻嘻地对克鲁西眨了眨眼睛。克鲁西也高兴地拍了一下额角,得意地看着爱迪生。

爱迪生却一点没有在意,他重新裹上第二张锡箔,谨慎地把两头胶合在一起。他再把圆筒前后转了几下,确定各部分都稳妥了,然后就开始试验。

他一边将钢针接触锡箔,用手转动曲柄,一边对着发话器高声地唱出他心爱的歌曲:“玛丽有只小羊羔,它的绒毛白似雪……”这时候,发话器底部的薄铁片受到声波的影响,发生振动,带动着钢针尖在锡箔上面刻下了深浅不一的纹路。爱迪生唱完以后,提起发话器离开圆筒,再把曲柄倒退地转动着,使圆筒退回到钢针最初接触的纹路上,等他再向前转动曲柄的时候,突然,机器里也唱起来:“玛丽有只小羊羔,它的绒毛白似雪……”声音非常清晰,这不就是刚才爱迪生自己唱过的歌吗?

爱迪生和伙伴们又惊又喜,围着这架机器欢呼与跳跃,高兴得一夜未睡。

但是,爱迪生并不满意这架小机器,他认为设计得很粗糙,而且很不美观,还有不少地方需要改进。

几个星期以后,爱迪生把初步改良的留声机,用布包好,兴高采烈地去访问著名的美国科学杂志《科学的美国人》的主编俾契。一走进办公室,爱迪生便把包裹放在俾契的办公桌上。

“这是什么?”俾契疑惑地问。爱迪生笑了笑,没有说话。

俾契打开包裹一看:啊!一架奇怪的小机器!爱迪生请俾契把曲柄摇了几下,忽然机器说起话来:

“早安,先生!你知道留声机是什么东西吗?”

俾契大吃一惊,他连连后退了几步,逗得爱迪生竟然哈哈的大笑起来。

“爱迪生拿来一个会说话的机器!”这消息像闪电一样传开了。杂志社的全体人员都朝俾契的办公室拥去,大家多想亲眼看一看爱迪生创造的神奇的表演。

人越围越多,连各报社的编辑也都闻讯赶来。俾契唯恐这么多人会把地板都给踩塌了,请求发明家停止表演,人群才渐渐的散去。

第二天,各报纸头条板块都以大字标题刊登了这条惊人的新闻:

“今日最大发明——会说话的机器”。

经过爱迪生以及后来许多科学家一次又一次地改良,留声机不仅在内部构造上越来越精细,在外形上也更加美观大方。爱迪生发明的留声机为推动科学的发展,为人类的工作、学习和生活都做出了重大的贡献。

灯泡的发明

在19世纪初期,欧美一些国家,大都用弧光灯来照明。弧光灯可以照明,原因是因为弧光灯是根据弧光放电的原理制成的,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,电流仍然能通过空隙,使两极间产生电弧,从而发出非常刺眼的强光。

弧光灯的光虽然可以用来照明,但是缺点却非常的明显,不仅需要经常调节炭棒的距离,使用不方便;而且光线太强,耗电量大;还会产生一些有害的气体。因此,不适合家庭照明使用。弧光灯的缺点,使爱迪生陷入了沉思:怎样使刺眼的强光变得柔和,在各种环境中都适合呢?

为了克服弧光灯的缺点,人们在崎岖的科学道路上勇敢地探索着。首先,是英国人戴维发现在很细的白金丝通上电流,会发出极微弱的光来。过后,白金丝在空气中很快地就烧掉了。但是,这一点点微弱的光亮,却使爱迪生看到了研究与前进的方向。

爱迪生根据戴维的发现,在门罗公园研究所,花费了13年的心血,终于研究成功了他的一项重要发明——白炽电灯!

爱迪生在研制白炽电灯的过程中,经常去图书馆查找资料,他一面翻看,一面随手摘记下来,不多久,摘记簿就一共写了200册,总页数竟达到4万以上。

在这一段时间里,他经常连续工作24个小时,甚至是36个小时;有时候,甚至接连5个昼夜也不合眼,要是实在疲倦了,就用书当枕头,在实验桌上打盹。有人开玩笑地说:“怪不得爱迪生懂得那么多知识,原来他连睡觉的时候都在吸收书里的营养。”在他考查了大量的资料以后,设想了一下未来的电灯。他认为,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,把这种材料装在玻璃泡里,通上电流,它就会发出光来。于是,他试着用一寸长的纸条烧成炭来做灯丝。把灯丝的两端接到电池的正负极上,纸条亮了一下,就断了。这是炭丝和空气中的氧气起了化学反应捣的鬼,由此,爱迪生又知道了,玻璃泡里的空气是发明电灯的大敌。他决定立即从改进灯丝和把玻璃泡抽成真空这两个方面入手。

爱迪生最初用的炭化纸条很娇气,一不小心就会碰断。爱迪生和他的伙伴们,经历了无数次的失败以后,才最终把它放进玻璃泡里去。接着,爱迪生又做了一架比较精密的抽气机,小心谨慎地抽出玻璃泡里的空气,再把抽气口密封好,接通电流,果然,炭化纸条就发亮了。不过,只保持了8分钟,最后还是断裂熄灭了。

从实践中,爱迪生发现:灯丝的耐久力除了和空气有关系,和灯丝的质量也有很大关系。

他又用铀和白金等不易熔断的合金丝做灯丝,在空气和真空中试验,虽然有进展,可是因为电流太强,最后还是把金属丝烧断了。

究竟用什么来做灯丝好呢?爱迪生煞费苦心,绞尽脑汁。他前前后后研究了1600多种矿物和金属的耐热材料,然而全都失败了。

说风凉话的人一天天多了起来,报纸上的新闻也攻击爱迪生。他们讽刺、讥笑,有的说爱迪生发明电灯是白日做梦;有的说爱迪生是个疯子,连许多科学家也都认为这是根本办不到的事情。

但爱迪生没有向困难低头。他和实验工厂的工人们废寝忘食地干,连实验室的大门都不出,试验整整进行了13个月,最后比较理想的灯丝还是没有找到。面对着一次又一次的失败,他们不但没有泄气,而且在工厂里,还常常飘荡着一片快乐的歌声。

爱迪生经常独自坐在实验室里,默默地思考着这上万次失败的教训,总结其中的经验。

桌上放着一堆从煤油灯罩上刮下来的油烟(这也是未经充分燃烧的炭)。他心不在焉地拿在手里揉搓,不知不觉就搓成了一根细线。偶然,他瞥见了这根细线,顿时,眼睛一亮,他马上站起来,对助手们大声喊:“快!快拿几轴棉线来!”

爱迪生指着棉线说:“我们赶快来试试这个。”他们把棉线放在一个特殊的镍制模型里,送到高温密闭的炉中去加热。当炉内温度达到摄氏800度的时候,棉线就被烤成一根炭丝。爱迪生把装有炭丝的模型从炉中取出来,等它慢慢冷却以后,又很小心地从模型中取出这根极其脆弱的细炭丝。可是稍一震动就断裂了。断了再烧!就这样,爱迪生和助手们一直干到第三天,才烧出了一条完整的细炭丝。这是多么惊人的毅力!很值得我们去学习!

但是,要把这又细、又脆、又易碎的炭丝,送到玻璃工厂那里去装进灯泡,该多不容易啊!走路必须非常轻巧,才能避免炭丝折断。爱迪生的助手捧着炭丝,小心翼翼地在前边走,爱迪生像保护珍宝似地紧跟在后面。

唉!真倒霉!偏偏这么巧!刚走到玻璃工厂门前。忽然,这根炭丝断了!

三天的工夫又一次白白的浪费掉了。

不能泄气!从头来!当天傍晚,他们又烧出第二根炭丝,不巧,一个玉匠把他的改锥掉在上面,打碎了。不断的挫折不但没有使他们灰心,反而增添了他们继续试验的信心。在半夜里,终于烧成了第三根炭丝。这一次,他们成功了!在玻璃工的帮助下,炭丝顺利地装进灯泡里去。

天快亮了,爱迪生让助手赶快用借来的、性能良好的抽气机,抽出灯泡里的空气,把抽气口密封起来,接通电流。看!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啊!他们日夜用全部心血浇灌的电灯,终于放出了明亮的光辉!世界上第一盏白炽灯诞生啦!从此,人类进入了用电灯照明的新时代。爱迪生和他的助手们高兴得又蹦又跳,又唱又笑,这明亮的灯光,凝聚着他们多少血汗啊!实验室里的每个人都压抑不住内心的激动,小心翼翼地守护着这个世界上的奇迹。然而,遗憾的是,这第一盏电灯只亮了45个小时。

为了进一步探索棉线灯丝的结构,爱迪生决定把灯泡砸碎,取出烧断的灯丝,仔细观察。他认为棉线灯丝难制造、价钱贵,必须寻找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。他先后试用了6000多种植物纤维。一天,有位朋友来看他,朋友的红胡须也引起了他的兴趣。后来,他甚至将红胡须也列为试验材料。

爱迪生整天想着灯丝的试验。在1880年初春的一天,在实验室里忙碌的他,忽然看见桌上放着一把竹扇,便随手拿了起来,一个念头像电光一般从脑海里闪过:“为什么不去试试扇子上面的竹丝呢?”

他立即吩咐助手们将扇子的竹边削成竹丝,烧成炭丝,经过试验,果然成功。电灯竟亮了1200个小时(50天)。以后又经过反复试验,效果都超过了他以前试验过的任何材料。

意外的收获使得爱迪生非常激动,他马上派人跑遍东方各国收集竹料,以便大量制造,供应市场。在以后的几年中,东方的竹子就成为制造灯丝的好材料而闻名世界。

白炽电灯比起弧光灯来,优点是很明显的。它光线柔和,使用安全,耗电少,成本低,所以,人们希望早日使用这种灯。

1882年,爱迪生在纽约建立了第一个发电站。从此,人们在一片光明中,开始了新的生活。

以后,人们又不断改良灯泡,采用一种熔点高达摄氏3400多度的灯丝——钨丝,还在灯泡中注入一种不与钨丝起化学变化的气体——氮气,以防止灯丝在真空中蒸发而烧断,大大延长了灯泡的寿命。这种充氮气的钨丝灯的灯丝,温度可达摄氏2500度,光亮,耐用,我们现在用的就是这种灯泡。

充实的人生

在爱迪生一生发明的东西当中,除了电灯外,最费心血的要算是蓄电池了。

他一共花费了整整10个年头,经过了5万次左右的试验,才把容易腐蚀的铅硫酸电池,改造成镍铁碱蓄电池。

无数次的失败,使得他最得力的助手都有些忍受不住,而爱迪生却坚韧不拔,继续试验。他每天不停地战斗,经常是通宵达旦,实在是困了,就在椅子背上靠一靠,不让时间一分一秒白白浪费掉。

一天,有个朋友去找他。他正坐在实验桌前,桌上摆满试验用的小电池。

当时试验已经失败了9000次。

朋友惋惜地说:“你做了这么大量的工作,有什么结果呢?”

爱迪生微笑着反驳说:“啊,结果吗?朋友!我的结果就是知道有好几千样东西是不能用的。”

有些试验是用敞口酒杯做的,每次要用400只左右。有一次,试验失败以后,所有的酒杯差不多都打破了。一个助手忧虑地说:“爱迪生先生,我们还能做什么呢?”

爱迪生望着大堆玻璃屑,坚定地说:“我以为我们还能做的事情,便是再去弄许多酒杯来,继续干!”

经过了多少个日日夜夜,攻破了千千万万个难关,爱迪生终于找到了用氢氧化钾水溶液代替硫酸溶液,用镍和铁代替铅来造蓄电池的新方法。这样的电池,克服了易被腐蚀的缺点,经久耐用。人们热烈地欢呼着新型的镍铁碱蓄电池的诞生!但是,正式供应市场不久,爱迪生发现电池还有漏电的毛病。他想,不能把不合格的产品供应市场,坑害人民。他果断地作出决定:

关闭工厂,停止制造。爱迪生认真负责的精神,感动了他的助手。于是,他们又开始了一个比较长时期的试验。当爱迪生认为比较理想的蓄电池问世的时候,已经是1909年——5年以后的事情了。

随着岁月的流逝,爱迪生的头发变成了银白色,但是他仍然不辞辛苦地坚持工作。爱迪生最后的发明是人造橡胶,这是当时工业发展非常需要的原料。

在研究橡胶的几年中,他希望把家里的一切东西都变成橡胶。他谈的是橡胶,想的是橡胶,晚上睡觉做的梦也还是橡胶。他甚至都不允许家里人做任何与橡胶无关的事情。

他说过:“世界上不可能的事情是没有的。我们只是还不知道怎样去做罢了。”

1931年10月18日,凌晨3点24分,这位闻名世界的伟大发明家爱迪生与世长辞了,终年84岁。

有人作过统计:爱迪生一生中的发明,在专利局正式登记的有1300种左右。1881年是他发明的最高记录年。这一年,他申请立案的发明就有141种,平均每三天就有一种新发明。

伟大发明家爱迪生的一生告诉我们:巨大的成就,出于艰巨的劳动。

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