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不管你做什么，要么就做出輝煌的成就，要么就輝煌地失敗。 必須敢干，才有進展。我們的電燈系統并不是空想，也不是莽撞。 ——托馬斯·阿爾瓦·愛迪生 為了使電燈投入使用，愛迪生必須研制出一個發電系統，這個系統能夠按照需要和各電燈開和關時的不同用電量來供電。要做到這點，就需要有較之電燈本身的發明更加惊人的智力，這項發明乃是更大的功績。愛迪生建立了第一個直流發電站，并研制了主要設備——發電机，研制了穩壓器、開關、接線盒、絕緣帶和保險絲等一系列配件，保證了電燈的設備能夠配套使用。 潛心改造發電系統 愛迪生的工作不以發明白熾燈為終點，而把這點當作整個新組織中的一個發軔。這個組織是十分复雜的。他的備忘錄中寫著： 設想一個普遍而根本上能准确的分布電流的方法，在科學的意義上要滿意的，在效率上經濟上要達到實用商品化。這是一個宏大的計划，和以“瓦斯”供給燈光一樣，要設一种導電体网形的組織，一切互相聯絡，這樣就可在任何指定的都市區域內，多方用電气供給燈光，那么任何部分扰動后所生的阻礙就可以減少了。 設計一种電燈，能与瓦斯燈所發的光一樣，因為習慣上已把瓦斯燈頭的光作為合用的標准。這燈一定要有一种只需小量銅導電体環繞的性質。每一盞燈一定要對別的燈獨立。一切燈光的產生和使用都要十分的經濟，俾在商業上能与瓦斯競爭，這燈一定要耐用，公眾使用起來要容易，要安全，白熱的程度和燭光能夠耐久不變。 設一种方法要使每個用戶的電量能夠与瓦斯一樣可以算出。這樣一來，便可以在用戶的屋里裝一個電表，廉价地和可靠地來計算電量。 設計一种導電体的网或組織，要在地下和天空中都可以安置，并隨地可以系帶使電線能由街上的總導電体引入每間建筑物里去。如在大都市里，這些通衢地下的干線所在之處，一定要有保護導線管來保護銅導電体，這些管遇必需時，也要裝置扎帶的。這導線体和導線管又一定要裝配容人洞，接線盒，連接法，和許多各种附屬品，使保險盒完全普遍的電气傳布。 設計一种方法，使在一個電气傳布的廣區內的各處，須常常維持著一种實際的平衡的電流壓力，所有一切燈蓋無論總發電處相离遠近，都可在任何時間供給同等的光量，并与所置燭光的數量多少無關；而且遇電流突起和強烈的起落而生的驟然的力量，使電燈能夠抵拒破裂。同時又需一种方法，要使光區中各處所發生電流的“電流壓力”須有規則，并附以几种机械指示出區內各處的壓力是怎樣。 計划功效很高的發電机，現在還沒有的，能夠經濟地把高速率机器的汽力變為電力；而且設法使他們和外面消耗的電路能聯接和拆离，又要使他們的負載平衡，并按總站起落的需要而更正所用發電机的數量。并且安置有蒸汽机、電气机和其他輔助机件的完備電站，可以不絕地運用并保證其功效。 發明安全的机件，使電流在任何導電体上不致有電量超過的弊端而發生火災及其他意外；并且發明停止及進行電流的電鑰、電擎、套座及其他器具；并設法創立內部電路使電流通入建筑物里的燈架及套座。 設計一种商業上效率甚高的電動机，借助總站發生的電流和由都市街道上所裝置的總導電体网絡所分布出來的電流，用以啟動起重机、印刷机、車床、風扇、風箱等等。 從愛迪生的計划來看，這是一個嶄新的、复雜的系統。 愛迪生的電燈設想的中心，一直是如何從總的發電裝置向廣大地區輸送電力。為實現他的理想，他視發電机的改革為最緊迫的事情。當1878年底，愛迪生第一次制成白熾燈時，他曾表示“現在我有了發電的机器，就可以盡情地試驗。我有如此之多的試驗設備，這就使我具備了擊敗他人的基礎”。此話如果在電燈制造方面是事實，那么在發電和輸電系統的制造方面就更千真万确。 當時，電燈最基本的發電机只有不完善的磁石式發電机，換能效率最高的電机，也只能利用輸入能量的40%。 于是愛迪生心想：功能不好，一定是什么地方有缺陷，只要檢查一下發電机，一定能夠加以改良，而造成一种功能非常好的發電机。 愛迪生充滿著強烈的決心和自信。1879年夏天，他開始改進發電机。首先，為了獲得強大的磁力，他開始研究發電机的构造和關于纏繞電圈的方法。 他調查了電流的大小和磁力的強度后發現，即使加入超出某一程度的電流，磁力也只能達到某一限度，并不會再增加，這种現象被稱為飽和。發現了這种現象后，就可對電流加以控制而使之不流到外面去。 愛迪生也發現云母是一种非常优秀的絕緣体。 愛迪生就這樣詳細調查了發電机的每個部分，并且作各种研究和實驗，結果發明了比原來功能更大的發電机。 克魯西造成第一具愛迪生式實用机，經試用效果良好。 1880年，愛迪生于門羅公園准備試驗樣机，10具為一組，各有8馬力。由低速汽机及繁复杆軸引動，虛耗太大。于是，他又決定并10小机為一大机，改低速汽机為高速式，易杆軸間隔為直接聯結法。第二年年初即告成功。這就是被稱為“長腰瑪麗·安”的當時最大的發電机(重1100磅)。第一次試車之后，愛迪生親自宣布，該机的發電率為90%。許多專家都對此表示怀疑。事實上，該机的電能轉換率為82%，即便如此，這也夠得上是惊人的成就了，因為它意味著愛迪生現在將發電机效率提高了一倍以上，并且這种發電方式一直沿用至今。 “世紀的魔術師，又有了新發明。這种發明，就是能產生很大電源的优良机器。”人們對于愛迪生所發明的新式發電机的評論消息，迅速傳開了。 有些學者听到這种傳言，大罵“愛迪生是個騙子，他絕對不能由能源不滅的法則中，制造出出量大于入量的机器。” 的确，制造出出量大于入量的机器是不可能的，即使是新式發電机，也不會有這种現象。那是人們錯誤的觀念。 其實愛迪生對于新式發電机，從來就沒有說過那些話。只是因為愛迪生常被人視為“魔術師”，所以有人就在傳聞里添油加醋，以致發生這种無中生有的事情。 現在，愛迪生把注意力集中在電流的分布上，他竭力設法把已經發現的几個缺點改正過來。其中有一個缺點便是在离發電机最遠端的燈光因為電壓的“降落”而暗淡不明。由于電線的阻力，在最遠處的燈的燭光只抵上發電机附近燈光的2/3。 另外一個問題是，銅的消耗量太大。從總線上分出的電線像樹枝一樣分布到遙遠的地方去，這种分布方法造成了電的浪費，妨礙了電燈的廣大應用。 愛迪生經過多次試驗后，想出了一种新的分布方法，即把電線裝攀在街道的兩旁，一端和接線匣相連接，愛迪生稱它為“總線”。用戶和路燈的支線便可以從這些電線上接出來，不必直接和中央電厂連接。這樣在中央電厂和總線之間可以用相對很細的“饋電”線聯接。這种布局的結果頗為惊人。經過計算，使用這种饋電系統比樹枝式的舊式分布法節約7/8的銅，同時電線中的電壓降落和耗損也可以減少很多。這方法只有饋電線上有電位降落，但這是不會影響電燈的亮度的。輸送電流至總線上的電位相當于電燈的平均電壓，愛迪生采用的是110伏。 愛迪生打算在紐約安裝他的電燈系統。但是那些銀行家們對此還是猶豫不決，因為這需要很大的投資。從保險考慮，他們要愛迪生先在門羅公園裝置一個完全的小型電燈系統，如果成功，而且价格要比用煤气燈低廉的話，那他們才肯投資。 愛迪生派人到城中去調查，了解哪些戶愿意改用電燈，全城工厂的机器的馬力數又有多少。他們在地圖上標明了每一架起重机、汽鍋和火牆等机器的所在地。愛迪生對助手們提供的地圖和數据一一作了研究。為了計算每家每戶以至整個區域的煤气消耗量，愛迪生又雇了一個人，叫他整日的在街上數著每小時中點燃的煤气燈的盞數，一直到午夜才停止。 同時，門羅公園的工人們已開始挖掘地溝，准備試驗電線的新的布置方法。他們把供電線放在挖有槽紋的木條中，一同埋于地下。當電流通過時，發生了嚴重的“漏電”現象，整個東西只好重新發掘出來。愛迪生把豪厄爾(Wilson How#ell )叫了來，對他說道：“把槽蓋揭開了，用煤焦油倒在電線四周試試看。”可是仍然漏電。“只用一根單獨的總線試一下。”他又下了第二個命令。后來又用粘性的石粉試驗，結果也失敗了。愛迪生覺得這樣胡亂的瞎試是不會成功的，他就叫豪厄爾在書籍中去找絕緣的方法，限他在兩個星期中把研究的結果報告他。 豪厄爾查遍了所有關于絕緣材料的文獻。然后，就將每种可能适用的材料投入試驗。最后證明，最佳材料是在氧化亞麻子油中摻入石蜡再加進少許蜂蜡，放入瀝青中煮沸所得的膠液。用這种膠液作保護層絕緣效果最好。經過試驗，電線果真不漏電了。 早期用電的計量方法存在問題，直至1880年秋，愛迪生還在探索著解決這一問題的途徑。向來對于弧光燈計算電費，只認作每燈每夜燃若干光時，共經若干夜，而定其值。遇未燃時間，照除。按月向用戶征收。他手下的人員雖然被分成許多工作隊，但能向愛迪生提出新鮮設想的卻寥寥無几。愛迪生經過多次試驗，終于解決了電的計量問題。他使用了電鍍原理，即根据通電量的不同，就有不同量的金屬從陽极流向陰极的原理。通入顧客房間的電流有极小的一部分被引出一對電池，每只電池都有兩塊浸在硫酸鋅溶液里的鋅板。兩塊電池的鋅板成串聯相接，造成相互制約。用戶使用的電流量，与從陽极鋅板流向陰极鋅板的金屬重量成正比。這樣，只須稱一稱金屬的重量，就可以得出用電量的度數。 12月初的某一天傍晚，門羅公園的電燈突然慢慢地暗下去了，愛迪生的電燈系統這時忽然損坏了。過了一些時候，愛迪生手下的人員查明了原因，發現水池中的水干竭了，汽鍋因此走得太慢，蒸汽也便發不出了。于是他們把愛迪生找了來。 愛迪生叫克魯西赶快乘電气火車到古利礦去，赶快裝起一個抽水站來。他又叫休斯火速地赶到紐約去采辦水管，在那“抽水村”和机器厂間裝設起一個半里長的水管線來。不久電光又重新明亮地照耀了。 另外的困難又出現了。濺在地板上的水銀由于蒸發作用變成蒸气混入空气中，有的工人吸入這蒸气后，牙齦都變得十分軟弱，說話時也會搖動作聲。愛迪生吸取法國制鏡厂的經驗，要工人們應用碘化物，克服了這种困難。 在地下建供電网，當然有可能出現危險和災難，為此他們受到了煤气公司的攻擊，所以必須做好宣傳工作。愛迪生邀請紐約市的參議員到門羅公司來參觀，為他們作白熾燈的表演。 那批市參議員到達門羅公園時，天色已經很暗了，火車站和通實驗室的街上都點著明亮的電燈。他們和愛迪生等見面后，便分為若干小組，分別由人領了去參觀。 在辦公室，愛迪生把紐約下部的地圖和他根据調查結果而計划的中央電厂和地下電線的位置圖樣給大家觀看。在全屋的各室中，各有人負責講解：克魯西在机器厂中，維爾在發電机旁，勞孫在礦石試驗室中，杰爾在机器室里。 觀察完畢后，大家都聚集在實驗室的前面，觀看那一列列的街燈和那點著燈光的屋子。他們注視著時，愛迪生慢慢地把燈光熄滅，隨后又把它轉回原來亮度，那些知名人士見了都稱奇不止。貝格侖(Ernest Berggren )曾說道：“那時地上積了很多的雪，當電燈點亮時，那种奇麗的情景是叫人難以忘怀的。” 電燈表演完畢后，愛迪生又在樓上作了一個真筆電報机的表演。當時只有一盞燈照著。大家都圍集于那屋角時，愛迪生突然命令道：“把電燈全開起來！” 一陣耀目的亮光發了出來，在室中的另一端立刻顯現出許多長桌，上面擺放著特地從代爾魔尼克飯店辦來的晚餐。參議員們對于愛迪生的工作稱贊不已。愛迪生的專利律師維爾布起立，再三地為愛迪生的電燈系統鼓吹。《紐約先驅報》稱愛迪生的這次表演“是一次不容否定的成功，尤其是在他的客人痛飲香檳方面”。盡管紐約市長曾試圖投否決票，但愛迪生還是得到了在紐約市街道下舖設電線的權利。 紐約第5號大街 1881年2月，愛迪生將總部遷到了紐約第5號大街。在第5號大街上65號有一幢4層樓房。這是一幢壯麗的古舊大廈，外面用棕色石塊砌成。愛迪生電燈公司把這房子用來作為在紐約開展業務的總部。一天下午，愛迪生和克拉克踏進紐約第5號大街65號樓房。克拉克寫道： “他和我一直奔上樓去，他一邊對我說道：‘我們已經決定派你做這公司的總工程師了。這是你的辦公室，家具今天下午就要送來的。你的寢室在樓上，家具也給你辦好了，過一會儿就送來。我希望你以后能夠全天在這里工作。’” 這樣多的好消息一時把克拉克的頭腦弄得昏亂起來。而當他听得他的薪金將非常大時，他的頭腦更加昏亂了。 愛迪生將總部遷到紐約5號大街以后，繼續做研究電表的工作。杰爾在他2月24日的日記中曾這樣寫著：“今天做了一天的電表工作。到晚上我們把公園點亮了。愛迪生也在，后來我們又開動那架大發電机，速率為每分鐘535轉，電壓100伏。我們把所有的燈全點亮了，工作很順利，愛迪生也很高興。晚上12時停止工作，我們下樓去喝了一些酒，慶祝發電机的成功。到上床睡覺已經2點了。” 解除了無數的麻煩和困難之后，這架巨大的發電机現在裝置完成了，它的龐大的外觀就是愛迪生的工人們也望而生畏。電机師們從來沒有見過這樣巨大的机器。全机共重8吨。克拉克曾說道：“我記得很清楚，那天晚上，愛迪生、克魯西和蘇格蘭工程師荷德(Jack hood )和實驗室中的一群助手們孩子們都在場，此外又有著名的蒸汽机發明家波特和我。那時波特站在節流器旁邊。我執著速度指示器，愛迪生拿著時針，計算著那發電机的速率。 “我們逐漸地把蒸汽机開快起來，電樞也逐漸地加快著，最后，那節速器也轉到了最高點，蒸汽机上一切轉動著的机件都好像蒼蠅翼子似的模糊而有些透明了。發出的聲響一直傳播到鄰近的一家鐵鏟厂的鍛鐵場上，這种聲音是非常可怕的。 “‘好！’愛迪生大聲的喊了出來，我于是把速度指示器插了上去。‘好！’他又叫了一聲，指示机也就拔了出來，速度每分鐘750轉。這時大家都逃出了蒸汽間，蹲在窗口外往里面探望著。” 愛迪生曾說道：“我們在節流器上繞了一根鏈條，穿過窗口接到一個木棚中去。我們的机器厂是建立在新澤西的小丘上的，當蒸汽机的速率開到每分鐘300轉以上時，整個小山都震動起來了。 “我們關停了蒸汽机，重新調整了一下，在經過許多的困難后，我們終于把它開到每分鐘700轉。但是你必須看著它轉動，為什么呢？因為那根連接杆不時會跳上來，她想把整個小山都舉起來呢！后來我們把速度降至350轉，才把它馴服了，這個速度也便是我所需要的。” 愛迪生對于這方面的工作比以前更加熱心了，他計划再造一架更大的机器，這也許可以把第一架上的缺點完全糾正過來。 早在1880年夏，愛迪生就意識到白熾燈的研究無論還有什么困難，已經离成功不遠了。他不僅預見了前景的發展方式，而且也預見了它的規模，以及將給自己的机构帶來的一系列的變化。這樣，他決定把愛德華特·約翰遜從倫敦調回。 約翰遜回到美國，向愛迪生推荐了一位才華出眾的英國青年，這就是古勞德上校的秘書塞繆爾·英索爾。兩年以前英索爾在《斯克利伯納月刊》上讀到《与愛迪生共同度過的一個夜晚》的文章之后，一夜之間就成了愛迪生的崇拜者。英索爾在1881年的一個黃昏抵達紐約。他上岸后，在愛迪生實驗室里，他們互相打量了許久，英索爾真想失望地說：“上帝呀，他如此年青！”這与他心目中的偶像相差甚遠。其時，愛迪生想說的也是這樣一句失望的話，因為英索爾當時21歲，但看上去只有十六七歲，与愛迪生在休倫港賣報時差不了多少。慶幸的是，他們還是決定互相接納對方。由于愛迪生的秘書在1881年1月辭職，英索爾被推荐做愛迪生的秘書工作。 在1881年2月以前，很長一段時間，愛迪生不止發了一筆財，但從此以后的12年間，由于他的電力事業的成功需要越來越复雜的金融管理，他本來會陷入困境，可是因為愛迪生幸運地獲得了一位在這方面具有丰富知識的人而得以幸免。 愛迪生向英索爾灌輸自己的經營哲學和取得成功的條件。“不管你做什么，要么就做出輝煌的成就，要么就輝煌地失敗。必須敢干，才有進展。”根据規定，只有符合紐約市煤气公司管理法的公司才能從事照明事業。1880年12月17日，愛迪生成立了紐約愛迪生電力照明公司。當時，准備在紐約市建立電燈系統的還有布魯什公司、馬克沁公司、雅布羅克考夫公司、索耶公司和格萊姆公司。因此，成功的條件不僅取決于燈泡本身的性能，還取決于照明系統的輔助設備。愛迪生在与英索爾會面的一個小時之內就對這位青年講清了這一點。英索爾說： “剛剛吃過晚飯，我們就坐下來。他解釋說，他必須創建三、四個制造公司，來生產發電机、電燈、地下電纜，這些東西都是在紐約建立第一個電燈照明區所必備的。他從口袋里掏出一個錢包，告訴我他在德萊克塞爾——摩根公司存有7．8万美元，問我何處可以找齊不足的數目。” 英索爾對愛迪生的財政事物早有全面深入的了解，因此毫不遲疑地作出了回答。現金很快到手，制造輔助設備的公司也隨之成立，愛迪生決定先在紐約地區實現他的計划。供電目標主要是銀行，也包括商行和私人住宅，還有那些不僅需要電力照明，也需要電力充當能源的工厂。 英索爾幫助愛迪生弄到了建立中心發電站的資金和特許權以后，接著又同愛迪生一起找到了一塊寬50英尺、長100英尺的地皮，打算在上面建造一個發電站，向一個面積半平方英里的地區供電。 中心發電站地址被确定在珍珠街255—75號。珍珠街附近地區包括華爾街金融區的很大一部分，愛迪生之所以把厂址選在珍珠街，是因為在他看來，只要電燈在這里取得成功，就可立刻把華爾街的那些人爭取過來。而有了這些人的支持，電燈照明就能普及全國。為了避免城市官員和提供資金的銀行家們的反對，愛迪生決定不采用架空電線的辦法，而不惜多花錢把電線埋在地下。為了做到這一點，他發明了新的管道系統，并建立了關于絕緣的新標准，這些標准后來被收進了紐約最早的關于電力的法律條文之中。 如果愛迪生碰到了一個意想不到的問題，他總是把它變作發表另一次興高采烈的談話机會。“我在報紙上一再作出過保證，紐約的中心大電站將于某年某月某日動工興建。所以要作出這些保證，主要是為了不斷鼓起我的股東們的勇气，因為他們自然都希望逾越常情，快些發財。”建珍珠街電站大約用去了60万美元。“這是我所經手的最大的、責任最重的一件事，”愛迪生回憶說。“這在世界上是沒有先例的……。我們的全部器械、設備和部件，都是自己設計、自己制造的。我們的工作人員全都是新手，沒有建設中心電站的經驗。把一股強大的電流輸入地下的導線，可能會發生什么情況，誰都無法預言……。那時候，煤气公司是我們的死敵，它們密切地注視著我們的每一個行動，准備在我們出現哪怕是最小的失誤時向我們扑來。” 在中心發電站的准備工作進行之中，愛迪生已在國外取得了名气。 1881年，法國巴黎舉辦世界博覽會，屆時世界各地的人都前來參觀。愛迪生為了要在這次博覽會上展覽，特地制造一具重27吨，可以供1200只電燈照明的發電設備。這是當時世界上最大的發電机。6月25日，先在戈克街工厂試演。到第二天早晨5點，發電机曲軸忽然折斷。愛迪生与助手們又裝上了一根新曲軸，還算順利，离開船4個小時時，試驗結束。愛迪生回憶說：“此刻每個人干什么已預先做了規定，有60個人爬到電机頂，每人手里都有一份寫好的任務。他們迅速地把電机拆開，裝上載重車，前面用火警開路，拼命地打馬向碼頭進發。碼頭上安排了50個人協助搬運工裝船。就這樣我們提前1個小時完成了計划。” 發電机陳列于會場中，公開表演，大受外國電學家贊美，爭相研究其构造。一個德國專家報道說，這個系統“設想得极妙，連最后的細節都考慮了進去，它的設計很全面，就像在各种城市經過了几十年的試用一樣。插座、開關、保險絲、燈座以及任何其他附件，應有盡有”。 當時到會的有一個德國人拉特諾(Emil Rathenau )，他當場就代表他的政府把那些愛迪生的發明專利買下了。不久就組織一個德國愛迪生——應用電器公司。 愛迪生在巴黎展覽會獲得成功后，法國也出現了一家安裝愛迪生電燈系統的公司，不久又在英國、意大利、荷蘭和比利時出現了類似的公司。 紐約城里街道中舖設電線的工作是從1881年夏季開始的。工人們在街道上來往著，擊碎著舖料，掘著地溝，准備舖下電線去；有的工人在房屋中，大廈里接著電線。由于缺少熟練工人，他們便在戈克街的工厂里訓練一班學生。后來又在第5街的屋子里開設了一個訓練班。在訓練班里，杰爾充當講師，總工程師克拉克是技術講師。這時約翰遜已從英國回來，也幫助他講解。課本是由愛迪生自己編著由電燈公司印刷的。書中許多小型的草圖解釋著發電机應該怎樣聯接，屋中的電線應該如何和地下總線接通，熔線又應該裝在什么地方等等。 新的電燈厂的裝置工作完工后，他們便請康倍爾(HenryCampbell )到紐約來重新翻造珍珠街上的那所舊屋。這時許多工程師們都已經明白一個中央電厂是應該怎樣布置的。 一切的細目都計算過了，發電机和別的机件都已在圖畫板上開始繪樣了。 早在7月中愛迪生就預計他將在秋季中大規模的在那地方裝設電燈。但是，由于鑄鐵厂遲遲的不把線管交來，他的計划被弄亂了。 等到他能夠開始工作時已經在10月以后了，他和工人們日夜地加緊工作。克魯西白天在線管厂里督工，晚上又得指揮工人舖設電線，有時愛迪生自己也來幫他指揮。他們從配克泊船處開始，把線管一直接至渡頭街，中間經過斯普魯士，沿著威廉姆到比克曼，舖線速率每天1000尺，晚上工人們在白熾燈光下繼續工作。 線管是沿著階石平行舖設的。英索爾的工作是，每天晚上用電流計測量電線的絕緣程度。愛迪生整日地和工人們在第一區的地溝下工作。實在困倦了，他就把他的外衣披在那又硬又冷的鐵管上充著枕頭，忙里偷閒的睡上一二個鐘頭。在這個低陷的地室中，空气腐爛而且混濁，以前曾有兩個德國工人患喉痛死在這里；但是這不能影響愛迪生的那种頑強的气質。 紐約的居民對于舖線工作的進展感到很大的興趣。從威廉姆街、那守街，遠至華爾、比克曼、富爾頓和安恩等街道上線管都已舖好了。這時冬季已來臨，舖線工作只好暫時的停頓下來，于是輿論方面又再度的起來狺狺作聲了。愛迪生說道：“我們的工作是包給人家做的。14里長的總線現在已經完成了1/3，余下的工程，因為冬季土地冰凍，只得到春天時再繼續。” 后來他又說道：“我時常對報館記者宣稱我將在某一時期中正式在紐約設立巨大的中央電厂，這些諾言都只是為了想保持我的董事們的勇气。他們當然是想立刻就賺錢的，可是事實上工作的進行也是有它一定的限度的。” “一生中最偉大的冒險” 為了實現建立第一個中央發電厂的理想，愛迪生根据自己的“饋線接總線”原理在紐約下部的一平方公里的地區中把電線舖設起來。為了避免漏電和發生火災，又設計了一种安全裝置，《自然》雜志稱它是“一种別具匠心的設計”。工人們在商店住宅中忙碌地接著電線，把許多玻璃燈泡裝在屋中的煤气燈架上，并在每家屋子里安裝了電表。所有這些東西不要用戶們花一分錢，就是連電表的保證金也不必繳付。他們只希望在證實這電燈系統可以應用而且費用比煤气燈的价格低廉時才受酬報。 除了這些設備以外，還得在中央發電厂里裝設6架“大象”發電机，那時已經有許多意料不及的問題發生了。他這孤注一擲的消息不僅傳遍了全國，全世界的人們都被他的大膽舉動所震惊了。大家都以為這是工業界上一個空前的大錯。意外的事端，如電線的短路，發電机轉動的不平衡，和競爭者們的魯莽行動等等，都是很可能發生的。然而愛迪生卻始終保持著他那崇高的信心，這不能不叫人惊奇。 愛迪生自稱這次的舉動是他一生中的一個“最大的冒險”。他說道：“這好像在一個沒有測量過的海洋中航行一樣，完全沒有前例可以援引。我覺得自己擔負了一個极大的責任，因為把一种強大的電力發放到紐約下部的那些街道和房屋的地底下去時，可能有不可知的事情發生的。” 1882年9月初，一切就緒。3日是星期日，愛迪生在珍珠街的電厂里查驗著各种小節，准備正式開幕。他一直留在厂中，到4日下午3時，約翰遜、英索爾、伯格曼、克拉克、克魯西都來了，于是他又赶到半里外的德勒克塞爾摩根公司，在愛迪生電力工程的主要支持者摩根面前，把電燈開亮起來。在正式開幕時，電机室中集了10多個人。董事會一名成員打趣說：“机器開了給你100塊。”“行。”愛迪生答道。電厂的工程師里勃(Johnw ．Lieb )顛起了腳尖把總開關拉上，電流就流入地下的電線了。紐約下部1/3的地方的電燈開始在發光了。隨著珍珠街發電机的不斷供電，電燈越來越亮，附近辦公室的白熾燈也大放光彩。就這樣，一個新的時代開始了。 這個重要的事件的記載馬上在報紙上出現了。《泰晤士報》上曾這樣報道說： “試驗是在下午5時開始的，那時天色還很亮，燈光看來很是暗淡。7時許，天漸漸黑暗下來，而那些電燈也就在這時顯示出它的光亮和穩定來了。當時編輯室中有20盞，統計室中25盞，都照耀得和白天一般。這种電燈沒有一些不快意的搖曳的閃光。在這种燈光下面可以坐著寫上几個鐘點而不覺得上面的亮光是人造的。光線非常柔和，很适宜我們的眼睛，而且又沒有煤气燈那么多的令人頭痛的熱量。昨天晚上，這种電燈已作了一個徹底的試驗。他們經過了好多年的夜間工作，眼睛已經飽受了亮光的折磨，而也因此他們都知道究竟怎樣的一种燈光才是很适當的。結果在和煤气燈的比較之下，大家都异口同聲地稱贊愛迪生的電燈的成績。 煤气燈中時常被昏濁的燈罩弄得暗淡不堪的搖曳的燈光現在被另一种穩定，明亮而又柔和的新光所取代了。這种燈光如果在屋內點著，在窗外看來很是穩定而絲毫不搖動……。在以前曾經有很多人說過在屋內點用這种燈光是不可能的，但結果卻恰巧相反。愛迪生的諾言證實了，而他的電燈也終于成功了。” 次日，《紐約時報》報道說： “直到大約7點鐘，天色變暗之后，電燈才真正顯示出它的威力——既明亮又穩定。編輯室里的27盞電燈和會計室的25盞電燈雖使這里光明如晝，但卻并不刺眼。在這种燈下，坐上几個小時也感覺不出它是人造光——它的光線柔和、舒适，既無跳躍的火花，又沒有令人頭痛的熱浪。在電燈下工作似乎像白天一樣。” 在電燈問世的第一天下午，只有几個小小的故障。一處的保險絲斷了。愛迪生親自調查。他鑽進一個地溝口，一位記者在那里發現了他，只見他蓬頭垢面，外衣也脫去了。白色的禮帽上沾滿了油泥。 他向來訪記者說道：“在今天下午我開動那机器時心中并不是完全沒有恐懼的，我猜想一定會有一些新的現象發生，也許會影響電燈的工作；但是結果卻完全成功了。我們現在只動用一架机器，它能夠供給800盞電燈的亮光。我們有6架發動机，在今年年底前就都能陸續的工作了。 “我們現在的電燈求過于供，由于人手的缺少，不能大量的舖設電線。因此我們不得不訓練出一批工作人員來。現在這里只有一個熟練的工程師。有一天，一個來自戈克街工厂的工人無意中把一個油罐放在兩根電線中間，一秒鐘后那油罐突然熔化去了，里面的油也立刻溶了出來，把他嚇得跳了起來。另外有一個工人在富爾頓街工作時，突然他的一只旋鑿燒了起來。他惊惶得手足無措，急忙地赶到電厂來詢問這究竟是什么一回事。” 愛迪生把許多裝有電燈的箱子指給別人看。在每只箱子上都裝有3盞電燈，兩邊是紅的，中間的一盞是藍的。在每只箱子上另又附了几只鈴，鈴響時，藍燈或是紅燈也同時亮了。 在紅藍燈都不亮時，總線上的電壓相當于16支燭光。當左邊的紅燈亮時，電壓就超過此數。藍燈亮時，電壓相當于15支燭光。而在右邊的紅燈亮時，就說明電壓抵不到15支燭光了。 旁邊的一只凳上坐著一個年青的工人，手攀著一個轉盤。鈴聲響了而紅藍燈點亮時，他就調整轉盤一直等鈴聲停止燈光熄滅了才止。 珍珠街電站供電的第二天，愛迪生訪問用戶，探詢電燈系統的效果如何。其中一位顧客叫科爾布，愛迪生問他是否喜歡電燈。他回答說，這种新燈什么都好，就是不能點雪茄。愛迪生什么也沒說，3天后，他又來到這位用戶家里，送給他一只電動打火机。 珍珠街發電厂運轉几天后，愛迪生又取得了另一項記錄。這就是第一座水電厂。它用福克斯河水為動力，推動安裝在威斯康星州阿普爾頓的發電机，供給附近200至300只電燈用電。但人們長期以來認為，它是在珍珠街電厂運轉之前，而不是在其后建成的，它是胡佛水壩、大古力水壩、邦維爾水壩等將為美國提供數百万千瓦電力的巨型電站的前身。 珍珠街電站的建成，使得那些曾經批評過愛迪生的人最后終于沉默下來。不過，電力生產依然處在原始狀態，常常發生預想不到的事故。為了應付緊急情況，有時要使些簡陋但尚且可行的手段。在公眾之中，還存在著某种對電的畏懼心理。約翰遜在倫敦曾把兩架“大象”發電机并聯起來，結果很是成功。愛迪生相信他在紐約也能做到這一點。但是，他在安裝發電机的初期試驗中，發生了連愛迪生本人也不曾料到的事。愛迪生回憶說： “一台發動机開動以后，我又發動起另一台，把它們并聯起來。這下發生了自亞當出世以來最滑稽的場面。頭一台發動机突然停下，后一台則達到每分鐘上千轉的速度；接著，它們就調換過來，頭一台猛然起動，后一台又停了下來。問題出在調速器上。當故障發生時，站在机器旁的人們撒腿就跑，我猜其中有几個人至少一口气跑了一、兩個街區。我抓住一台机器的制動器，另外一個唯一保持鎮靜的人——E．H．約翰遜——抓住了另一台机器的手閘，我們把机器關閉了。” 有一個工人說道：“我們不知道究竟會有什么事情發生了，那兩只‘大象’怒咆著，從重濁的軋軋聲一變而為可怕的尖叫聲，室中全充滿了火花和各种顏色的火焰。這簡直好像一個魔窟的大門突然地洞開了。” 愛迪生憑經驗斷定，事故發生的原因是，一台机器的調速器受制于另一台机器的調速器。于是，他召集車間的工人，吩咐他們赶制一种軸，以迅速消除故障。后來試驗沒有成功，他決定親自動手。 “最后我到戈克街厂里找得了一根軸杆和一個大小适合的套管。我盡可能的把軸杆向一方扭轉過來，同時把那套管向另一方扭過去，再把它們閂在一起。我這樣的把兩者以相反的方向扭到它們的彈性限度后，再裝固為一，就能把扭力抵銷了。” 問題的症結是在于調速器的方式上。那种調速器受了下面鐵底座的上下振動，因而影響了它的平衡。現在用了那特制軸杆暫時把缺點糾正了，但新成立的中央電厂是不能用這种權宜的辦法的。于是愛迪生把西姆斯請了來。西姆斯式蒸汽机上是利用离心的作用的，所以底座的振動不會有多大的影響。愛迪生要他赶造了一架蒸汽机，送來代替以前的普爾特式的。在這一時期中珍珠街電厂中只得仍用一架發電机來發電了。單獨的一架“大象”發電机的發電量只能供1200盞燈點用，因此第一區中的電燈就不能很快的亮起來。輿論界又立刻抓住這個机會，宣傳愛迪生又失敗了。有一個署名“無名氏”的通訊員寫信給一個最大的煤气工業雜志道：“愛迪生正遭遇著一生中最大的挫折，他想用他的地下電線系統點亮2500家用戶的白熾燈的企圖已經完全失敗了。” 這封信還被登在紐約《太陽報》上。愛迪生立即寫回信給那位編輯道：“先生，貴報星期六轉載《煤气燈雜志》上關于我地下電線系統完全失敗而我自己又陷入极度失望的敘述是絕對不确實的。事實上适得其反，我的電气系統現在正每日工作著，這是有目共睹的事。” 珍珠街電站建成后不久，愛迪生收到了31個專利，從來沒有人在短時期里收到這樣多的專利。 一天晚上，愛迪生走進戈克街的試驗室中，這時安德留正在工作，他便在他旁邊坐下。用鉛筆在紙上描繪了一個草圖，交給安德留道：“盡快的把它做出來。” 安德留把草圖仔細地查看了一下，圖中說明要在接線板接出三根平行的電線來，中間接聯兩列電燈，每盞燈的一端聯接至中間的一根電線上，另一端和外邊的電線聯接。中線聯接在兩架互相串聯的發電机中間的跨接線上。外邊的兩根電線，一根接在一架發電机的正极上，另一根接在另一架的負极上。安德留看了這圖，雖然迷惑不解，但他只得照著去做。安德留把電線都接妥了，電燈也裝好，愛迪生和英索爾便開始作這個新的試驗。 英索爾問道：“愛迪生先生，你想這方法能節省多少銅呢？” “我想大概可以節省2/3吧。”愛迪生微笑著說。電流接通后，愛迪生開始把每列的電燈試驗著，一會儿開亮，一會儿關熄，仔細察看几盞還點著的燈的光度的變化。最后他說道：“安德留，拿一根電阻值已經知道的德國銀線來，把它插在中間一根線的頭上。” 這樣，這根德國銀線就成為一個粗草的安培計了。他把一列上的一盞燈關熄，同時注意另外電流表上的偏轉度。他發現如果在同一列上再關熄一盞燈的時候，電流表上的偏轉度就會加上一倍。他在兩列上同時各關熄一燈，電流表的指針并沒有什么偏轉；雖然一列上的燈放在頂部而第一列上的電燈放在底部，但結果毫無影響。 后來又發現如果兩列上關熄的電燈的盞數相同，中線中就沒有電流通過，這時把這線取去也并不妨礙燈光的亮度。后來又把那分路銀線改接在外邊的電線上，兩邊都試了一次。他一面把電燈開亮或是關熄，一面測量燈与燈之間的電壓。最后他說道：“好了，你把這東西拆去吧。我已經試驗好了。” 安德留用心地注意著這整個試驗，但他依然莫明其妙，其余的工人們也全然不明了這究竟是什么一回事。一直到愛迪生簽署呈請他發明三線系統的專利時，大家才知道他已經發現了一個新的電流分布方法。正和他試驗時對英索爾所預言的一樣，這方法的确能節省2/3的銅量。到19世紀80年代，愛迪生在電燈的研究和發展工作方面的投資都收到了相當不錯的成果。電力通過配電中心和各個發電厂分配供給。1882年底，珍珠街電站有231家客戶，燈數達到3400盞。到1883年8月中旬，也就是該電厂運行近一年之際，愛迪生電燈公司報告，珍珠街電厂已有431家客戶，電燈總數超過了1万盞。到1884年，紐約珍珠街上第一座配電中心已能把電力供給500戶共1．1万盞電燈應用；另外，各發電厂又點亮了5．9万盞電燈。 在科學技術的求索方面，“愛迪生也許沒有像牛頓或麥克斯韋等人知識淵博，但就純智力來說，他是絕無僅有的”。 電燈事業的擴展 隨著珍珠街電站的建成，許多客戶要求建立獨立電厂。這些電厂的建立，為愛迪生帶來了珍珠街電厂所不能企及的巨額利潤。建造獨立電厂的單位有：音樂廳、《匹茲堡時報》社、紡織厂、面粉厂、糧食倉庫，另外許多輪船也建立了這种電厂。這時，愛迪生已經成為如《紐約時報》所稱頌的“普降光明的人”。 愛迪生在發明他的三線系統后，決定先在一個小鎮進行試驗。他選擇的地點是馬薩諸塞州的布洛克吞。 布洛克吞的居民都很愿意資助愛迪生設立一個發電厂， 可是他們不愿意在舖設電線的時候挖掘地溝。于是，愛迪生想出了一個妙計。他派了兩個工程師乘了一輛無頂的四輪馬車，在鎮上來往巡查，記著每棵樹木的地位，這些樹木是預備剪短了好讓電線架空而過的。他們又在各處標上“t ”字，表示困難(Tough )，“e ”字，表示容易(Easy )。因為布洛克吞的居民非常愛護那些成蔭的樹木，只好同意把電線舖在地下了。7月4日，布洛克吞電厂建成。 接著，愛迪生又想找到一個煤气昂貴而燃料卻很低廉的地點作試驗。他選定了賓夕法尼亞的森柏雷。 安德留被派到那里去監督工作，斯普拉格少校負責裝配蒸汽机。發電厂預定在7月4日開幕，愛迪生和英索爾將在7月3日晚上到那里去檢查，因此安德留和斯普拉格(Frankj ．Sprague )不得不加緊工作。可是，在試驗中有一個工人忘記了在蒸汽机上加潤滑油，軸承中的巴脫合金全燒毀了。那天晚上他們連夜加工修理，但另外的病症又接著發現了，又不得不把它改正過來。等到一切都准備就緒，他們想把電燈開起來，可是沒有亮光。原來里面沒有電流，因為兩根饋電線互相交叉在一起了。他們匆忙地把線改接過，于是都城飯店里的電燈明亮地照耀起來。 森柏雷的居民對于愛迪生的電燈系統并不完全表示好感。有人恐懼地說，電流會“從電線中漏出來把他們的房子給燒掉的”，而且“這又是有惡鬼在后面煽動呢”。有一次，由于天空中的雷擊，使得都城飯店應接室中的電燈線和煤气管之間有火花飛過，于是他們的恐懼更加證實了。安德留馬上赶去，發現那飯店主人和客人都站在街道中心，宁愿讓傾盆大雨沖在他們的身上，安德留心想，那屋子是被空中的閃電襲擊了，要是沒有電線保護的話，那它早就起火焚毀了。為了擴大用戶，愛迪生宣布，凡是愿意用電燈的人，可以免費使用3個月。 愛迪生不久又得到一個大規模試驗他三線系統的机會，路易斯維爾城准備建筑南方博覽會，要裝設5000盞電燈，供100夜之用，他們便和愛迪生訂了一個合同。 電厂的設計交畢勒斯比(H．w ．Byllesby )和斯蒂林格負責，愛迪生自己也參加籌備工作。他們把電線從發電机接到一個管理者站立的高架平台上。“整個發電部分運用起來很是簡便，只要由一個人管理就足夠了。從這一點上就可以證明愛迪生所完成的整個系統的設計的精密了。” 愛迪生說道：“我現在已決定在我的電燈系統正式完成后，把它好好地推行起來，否則我就不能把握住這個方法……。我將以一年或是更多的時間來完成那整個系統，把它改進得比任何別的方法更完美些。” 這時旅館開始使用電燈。第一家使用電燈的旅館是于1881年建在阿迪龍達克山中的藍山飯店。這家飯店建在海拔3500英尺處，在1880年至1890年間，它距鐵路線有40英里之遙，電机設備不得不用騾子運去。向那里運煤要花不少錢，因此發電站的鍋爐只得使用木炭作燃料。 電燈的應用也進一步的介紹給劇院經營者們。在芝加哥的哈佛利劇院安裝了637盞電燈。大廳中央懸了一個价值500美元的吊燈。大廳、回廊、入口處和舞台上的照明裝置，都得使用單獨的發電机供電。据《報務員与電力世界》報道：“劇院任何一處的燈光都可以按要求變暗、變亮或關閉。化妝室的燈光是獨立的，能像煤气燈一樣隨意掌握。每只燈的壽命為600個小時，只要不打碎，就可以在劇院里使用三、四個月之久。當然，這种電燈也沒有煤气燈那樣容易帶來火災的危險。”開始時一些演員擔心，在新的照明設備下，他們的化妝會不會失真，但隨著在化妝室也安裝電燈之后，舞台与化妝間燈光效果的統一使這种擔心煙消云散。 獨立電厂在國外也得到了發展。愛迪生的白熾燈不久就被用在了倫敦、柏林、布拉格的劇院，用在了法國、德國的釀酒厂、造紙厂与紡織厂，用在了全歐洲的工厂之中。墨爾本的下院大廈和布里斯班的政府建筑都安裝了愛迪生的電燈。在1882年的水晶宮電力設備展覽會上，世界第一個電動廣告牌在音樂廳上方拼出了e DISOn 一字。1883年，在柏林衛生器材展覽會愛迪生公司展銷處，這种廣告牌又得到了改進。公司安裝了馬達，使愛迪生名字的6個字母依次出現。 1883年夏天，在智利的圣地亞哥，不僅安裝了電燈，還引進了其他電力裝置。在已經安裝了電燈系統的4家旅館中，另外還安裝了電火警系統。据報道，“使用這种裝置以后，旅客們不僅可以免于遭難，而且還獲得了足夠的光線以供在危急中撤离。這种裝置耗電少，成本低，使用方便，也不會發生故障。” 關于美國的電燈事業的發展与擴大，愛迪生還有許多天才的設想，這些設想在當時實行起來雖然還存在不少困難，但卻具有重大的意義。例如，愛迪生認為，電力可用來充當多种能源，在房間里它可帶動小風扇、帶動縫紉机、帶動碗碟架旋轉，亦可抽水、驅動電梯，等等。這些設想涉及家庭的“全電气化”，然而這是30年以后的事。又如，他計划用一台可浸在港灣水中的發電机，由波浪驅動，帶動白熾燈忽閃忽滅，作為警標，這就是原子時代不用維修可長期使用的航標燈的19世紀的模型。 愛迪生不僅是一位偉大的發明家，還是位出色的宣傳家。為了擴展電燈事業，愛迪生通過各种途徑進行宣傳。 首先，他利用展覽會的机會進行宣傳。例如，在19世紀80年代愛迪生的展覽會上，每次都有一名黑人服務員，他的頭盔頂端裝上一盞電燈，用電線在衣服里接通。他的鞋上有尖，可以刺入展覽台的地毯接触電源。這樣，他每發出一份宣傳材料，頭上的燈就奇妙地亮了起來。 其次，舉行推廣電燈的公開表演。有一次，愛迪生用几百人組成方陣，舉行“電燈大游行”。几百個年輕人頭戴用豆般的燈泡點綴起來的盔形帽，排成4排，行列內側則有能夠移動的蒸汽發動机和“愛迪生式直流發電机”。游行的青年們戴的小豆燈泡，是從袖子下包著銅線的纜繩接到直流發電机上。領頭的人騎著馬，揮舞尖端帶有電燈的警棍，后面則跟著演奏進行曲的樂隊。 前導的人每次揮舞指揮棒，數百小豆燈泡就會時明時滅，煞是好看。這樣的游行博得觀眾的熱烈歡呼，大家喊著：“愛迪生，電燈！” “電燈大游行”的第二天，一位大劇院的經理來找愛迪生。“昨天的游行很惊人，因此一定要麻煩你，我想在舞台上讓數十人跳電燈舞，觀眾必然非常喜歡，因此，一定要借助你的智慧。” “确是很有趣的构想。”愛迪生說道。 1883年，最后的群眾性的表揚活動時刻來到了。著名的紐約音樂廳尼布洛公園舉辦了“一台大型的模擬芭蕾舞劇”，慶祝愛迪生征服黑暗的胜利。愛迪生接受該劇院舞台監督的職務。紐約市到處貼出愛迪生指揮演出的海報。市民們听到愛迪生的名字就已瘋狂，開演當天，想買票進場的人排成長龍。舞蹈的背景是新建的“布魯克林大橋”的模型，模型用電燈照明，每個芭蕾女郎在跳舞時揮動一根棒，棒端裝有一盞愛迪生發明的電燈。在舞劇的最后准備工作中，一個新聞記者看到，那個多才多藝的青年愛迪生在芭蕾女郎的舞衣上安裝電線。“他在這些女孩子們當中跑來跑去，給她們把緊身胸衣整理好，以便不妨礙電線，他在每個舞蹈演員的胸口塞進一個電池，好讓她們額頭上的電燈真的發出光來。”這個節目豪邁地宣布了“在托馬斯·愛迪生先生親自指導下的愛迪生電燈公司的新奇的照明效果”。劇院連日大爆滿，演出的節目一再繼續。后來，電燈舞成為這家劇院的招牌。第三，利用簡報進行宣傳。每隔10天，愛迪生電燈公司就發表一份簡報。簡報內容除了敘述新裝置的投產以外，還大力宣傳煤气燈的有害因素，歌頌電燈照明的优點。如：宣傳煤气燈容易引起爆炸，而電燈則較安全；在劇院里安裝了電燈之后，音響效果立刻有所改進。電燈不僅有益于視力，而且有益于听力；電燈可以治療近視眼，而煤气燈的熱气是造成近視眼的原因。 的确，愛迪生不是一位科學家。在致力于電燈事業的擴展中，愛迪生像一位把十几個球不斷拋向空中的雜技演員一樣忙得不可開交。他的事務中包括改進白熾燈；完善愛迪生系統所需的各類輔助裝置，特別是發電机的改造；探索海外電燈事業開發的可能；也涉身于愛迪生電燈公司的財政事務，等等。就是在這种情況下，他忽視了后來被認為是19世紀末期的一項最重要的科學發現，即被稱為“愛迪生效應”的現象。但后來它卻成為對現代無線電技術极其重要的電子管的基礎。 當愛迪生對白熾燈進行完善化的時候，他發現了在玻璃泡的內壁上有一層薄薄的積炭。這引起了愛迪生的好奇。為了查明燈泡變黑(隨之而來的是燈泡中炭絲的燒坏)的原因，愛迪生做了以下實驗：在有白熾絲的燈泡內焊了一個与電流計相聯的金屬薄片。當把薄片与電池的正极接在一起時電流計的指針偏轉，這說明燈絲与薄片之間有電流存在。若把薄片与電池的負极連接，則沒有電流。這個稱之為“愛迪生效應”的現象后來才得到了解釋，即熾熱的燈絲發射出電子流。電子的發射——熱電子發射——引起了學者們的注意，因為可以應用這個特性來制出只允許電流向一個方向流動的器件。 但愛迪生當時并不知道這些，他只是把這一事實記在日記里，又在論文中進行了描述，最后于1883年寫成專利書呈報上去。但并未進一步研究。要是他當時抓住那奇特的火花所提示的線索追究下去，那就會接触到電子學和無線電的問題了。 當時人們連電子還不曾發現，因此未能意識到“愛迪生效應”之用途的不僅僅是愛迪生本人。在提出電壓調制裝置專利后不久，他把樣品燈送給普利斯，普利斯只是將此現象公布于眾，未曾作任何說明，也未提起這种效應的實際用途。直到20年之后，這种現象才得到解釋。這時，英國工程師弗萊明(j ．A．Fleming 1848—1945)認為，這一現象是剛剛被人們發現的稱之為電子的東西在熾熱的燈絲上沸騰之后，沖到了冷极上。因為電子帶負電，所以冷极必須与發電机的正极相接才會產生這种效應。這樣，輸入交流電之后，輸出的卻是直流電流。 1904年，在研制無線電時，人們在試圖將一种弱電振蕩轉換成一股弱直流電流的過程中，才首次發現了門羅公園試驗室几乎早在25年以前就注意到的那种現象的划時代意義。弗萊明在他的回憶錄中寫道：“1904年10月，我在專心思考這一問題時，一個非常愉快的念頭突然涌上心頭。我回憶起自己在‘愛迪生效應’方面所做過的實驗，特別是白熾燈炭絲和燈泡中的冷金屬板之間可以通過一瓦特電能的發現，我對自己說：‘如果是這樣的話，那么我們手中持有的恰恰是用來進行高頻振蕩整流的工具。’我讓助手G．B．代克在一個電路里造成弱高頻電流，然后我從柜里拿出一只過去實驗時用過的燈泡……。” 試驗完全成功。它比當時用于同种目的的相干管、磁檢波器和晶体檢波器的效率更高。這种無線電管，在美國則稱為電子管。愛迪生之所以沒有繼續探索這一著名的“效應”，原因正如他所說：“那時我因為過分關心于推進電燈系統的工作，我沒有時間再繼續這試驗了。” 電車的發明 在愛迪生年譜中，我們看到愛迪生于1881年研究輕型窄軌電力列車。 試驗電力火車的想法，愛迪生早在1878年就有了。愛迪生回憶說：“1878年我去怀俄明觀測日蝕，回程途中從火車窗口外望，一望無際的田野，高低不平的道路，農夫們用馬車載運蔬菜或小麥，馬和人都喘不過气來，那時候和我在一起的派克教授曾經談到舖設小型鐵軌，讓電車行駛，這樣，人和馬就不用那么辛苦了。”但是那時愛迪生把主要精力放在發明電燈上。 一天，“北太平洋公司”總裁亨利·皮奈特來到門羅公園，對愛迪生說：“你也知道，使用蒸汽机車頭的火車到了山岳地帶，進入隧道，煤煙嗆人，司机和乘客都不舒服，尤其夏天開著窗子，進來的煤煙更大。跑山岳地帶如果不用蒸汽机車頭，改用電力，有沒有辦法？” “其實，早就有人動這個腦筋了。”愛迪生回答。 愛迪生告訴他，當他還在美國大干線鐵路賣報時，在底特律圖書館曾讀過一本書，書上就寫著1837年曾有一個英國人苦心制作過利用電池行駛的電車。1850年，美國也有人想制造蓄電池電車。1879年，德國西門子公司在柏林交易會上展出了一种非車載電池的5節列車，這輛机車曾載了30位乘客，創下每小時行駛24公里的速度記錄。机車是由一台3馬力電机驅動的。這是第一台用新型發電机來代替電池車輛的机車。但是，西門子公司的列車有其弱點，這就是絕緣問題迫使它的表演局限于晴天。 “德國的火車已經換用電車了嗎？” “不，還沒有進步到那樣，我想自己來發明和他們不相同的電車。”愛迪生很自信地說。“我因為電燈的需要而制作了強力發電机，現在只要把那個改為電气馬達就行，計划早就擬好了。” 皮奈特對于愛迪生的构想很感興趣，問愛迪生這項發明需要多少時間。愛迪生回答說：“只要半年就夠了，不過這還需要相當的研究費用。” 皮奈特同意給愛迪生提供研究費用，如果試驗成功，就讓北太平洋公司使用。雙方很快簽訂了協議書，愛迪生馬上開始了對電力火車的研究。 1880年5月，他從門羅公園實驗室舖出一條街車軌道改裝的鐵路，鐵路先沿一條鄉間道路伸展，然后繞過一座土丘，呈“U”字形轉回實驗室，全長1/3英里。電流由兩台發電机輸入鐵軌，第3台發電机裝在旁邊的一個四輪鐵架貨車上作為馬達。然后，通過一系列的摩擦輪將動力輸入貨車的驅動軸。 列車首次運行時，一切都還正常，只是机車從路的一端啟動時，摩擦齒輪組因啟動過猛發生斷裂。這說明需要找出一种新的辦法來連接電樞与被驅動的軸。愛迪生使用一种皮帶傳動裝置，在傳動帶上裝了一個附加定滑輪，通過杠杆操縱，使皮帶拉緊從而帶動列車前進。 這种電气車与蒸汽車相比，電气車的裝置不僅簡單，而且能力強。愛迪生最初試作的電气車就像模型那么小，但時速達60公里，有12匹馬力，比德國試制的那种時速24公里，3馬力的電車要強得多。 電气机車完成后，終于要試車了。門羅公園四周舖設了枕木，有急坡、有曲線，而且到處高低不平。電气机車后挂著兩節客車，外觀雖然不美，但無論如何，這是美國的第一輛電气車。1880年底以前，他提出了電气机車系統的第一份專利申請。 愛迪生對電气鐵路充滿了信心。他親自試車，除了欣賞這种“穿山過谷”的樂趣之外，主要是要使電气鐵路成為現實。他的行動動机是，使電力火車為社會服務，不僅要為中西部的小麥种植者們解決運輸問題，而且要在更大范圍取代蒸汽机車。 起初，沒有人認真地考慮過電气机車的問題。多數鐵路資本家認為，搞電气机車浪費金錢沒有必要。公眾中了解電力的人也不多，即便有人知道電力是什么東西，但也不能估計出它的巨大潛力。更令人不解的是，一些与電力發展息息相關的方面也對愛迪生進行嘲諷。 但無論怎樣，愛迪生的電气机車接近成功了。在試車后，愛迪生發明電車的事，傳遍各地，每天前來參觀的人絡繹不絕，并且要求搭乘電車。 門羅公園研究所的法律顧問洛雷博士听了傳聞，特地從紐約赶來，愛迪生對他說：“你也搭乘看看，申請專利的時候，好做參考。”兩人上了客車。這天是由克魯西擔任司机。克魯西以60公里的時速行駛，經過急坡，拐過曲線，車子發出怪音，机車脫軌了，客車一起隨著翻倒。車上乘客全給摔出車外，還算幸運，只有司机一人臉部擦破，其他的人都沒有受傷。可是，由于這次脫軌，愛迪生遭到許多人的指摘和非難。錯誤常常是正确的先導。這次脫軌事故，對愛迪生來說，倒是一項很好的研究資料。使他想到車子一旦危急，可以使用相反的電流，產生抗力以阻止車子前沖，因而發明了電气制動器。 愛迪生在自己的鐵軌上不斷改良著机車的性能，不斷地提出有關的專利申請。然而電燈系統的完善工作占去了他越來越多的時間，所以在電气机車方面，直到1881年9月，他才邁出了第二步。在第二階段，他設計了兩台大型電气机車，客車的最高時速為96公里，可載乘客90人。研究所四周軌道延長到3公里，有錯車道和轉轍器這類与實際鐵路相同的設備。 愛迪生電車的發明進展順利，使北太平洋鐵路的總裁亨利·皮奈特感到高興。亨利為門羅公園提供了建筑3英里長的一段鐵軌的資金，并同意，一旦愛迪生將電气鐵路費用降在蒸汽机机車之下，他就立刻建造50英里長的電气鐵路。但是，這一目標還未實現，亨利就破產了。 亨利破產后，再也不能為愛迪生提供研究經費了。但誠實的亨利仍然跑到門羅公園對愛迪生說：“和你所訂的協議我一定遵守，你的研究費用，我一定會付給你。” “皮奈特先生，協議書當作沒有訂好了，但你的友情，將永志不忘。感謝你的鼓勵，由于你的幫助，電車才能發展到目前這种程度，皮奈特先生，你現在應該設法讓自己再度站起來。”愛迪生安慰皮奈特先生說道。 10年之后，亨利·皮奈特再度成為北太平洋鐵路的總裁，他并未忘記以前的約定，向愛迪生提出關于西部山岳地區鐵路電气化計划。 愛迪生終于完成了電車，但為什么不像電話、電燈、唱机等那樣使愛迪生出名呢？原因在于，當愛迪生熱中研究電車的時候，同時在美國還有一位費爾德從事同樣的電車研究。資本家們為使電車事業化，特別促使愛迪生和費爾德兩 人就專利特許權合作，于1883年以資金200万元設立“美國電气鐵路公司”。几個月后，愛迪生与費爾德舖設了一條供表演用的鐵路，共1/3英里長，地點是在芝加哥博覽會大廳。6月，博覽會揭幕了。在5—18日這個短短的展示期間，愛迪生的改良電車獲得了很高的評价。列車取名為“法官號”，共有3根鐵軌，由中間一根向列車輸入電流，兩邊兩根用作回路，每次可乘20名旅客。据《電力世界》報道，這輛列車的運轉性能“胜過這個國家境內的任何蒸汽机車”。博覽會結束之前，它共行走了466英里，載客26000人。《電力世界》指出：“我們有充分的理由相信，在不久的將來，馬与蒸汽机車就會被它取代，它拖著車輛爬山涉水，既無馬蹄的響聲，也沒有蒸汽机的噪音。” 電气鐵道在芝加哥公開展覽后搬到路易斯維爾來。路易斯維爾的《快報》上曾描寫道：“這种電气火車是沒有煙火的。它被一种目不能見的，甚至不知究是何物的原動力所驅策，在鐵軌上平穩而快捷地駛行著。又安全，又實用。” 在研究電气机車方面，對于愛迪生來說，這成功的一天已經不遠了。但電气鐵路公司并沒有發跡，這里面的原因很多。按照愛迪生的話說：“我之所以失敗，是因為我不能繼續干下去，我沒有時間，這里需要我做的事情太多，尤其是涉及到電燈方面的工作。”其實，這不是主要原因。主要原因是，鐵道馬車已有50年的歷史了，“直到1890年以后，曾經作為大城市的運輸工具的馬車才消失。但就個別旅行而言，輕便馬車仍然是旅行的主要工具。至少從當時的水平看，它還不是一种蹩腳的運輸工具。當時的人對這种運輸的看法与現在一般人恰恰相反，1900年以前的四輪馬車其實是相當時髦和舒适的。”如果采用電車的話，鐵道馬車勢必遭到淘汰，但在一些大城市的市民中，有人喜愛馬車，這些人自然反對電車，以致電車很難有進展。此外，又因公司內部不和，竟至破產。 几年后，“紐約中央公司”宣告成立，終于決定采用電車。這時，愛迪生正好發明電影，再度震惊全世界。 隨著電力照明系統的溝通，在各個工業部門中，電動机逐漸取代了蒸汽机。1880年的時候，美國工業還依靠蒸汽机，到1900年，電已成為動力的一個來源，電力已達30万匹馬力，到1914年，電力進一步增加到900万匹馬力。電力節省了大批人力和物力，改善了操作環境，減輕了勞動強度，提高了生產效率，引起了社會生產的重大變革。到19世紀后期，美國電力工業的發展超過了老牌資本主義的英國。《物理學与技術史》一書的作者在論述“電气化的產生”時指出：“電能為工業和交通運輸業提供能量。電气化解決了能量的輸送和拖動問題，從而在机械化和自動化的基礎上對國民經濟和它的技術產生了決定性的影響，使生產力得到了飛速地增長，就其后果來說并不亞于工業革命”。這是對由新的照明系統帶來的電气化的偉大意義的恰如其分的、最好的闡釋。 ------------------ 大唐書庫 掃校 |
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