电灯点亮了世界_互动科普

使用社交账号登录

购买价格:
付款方式:

互动科普

主页 > 科普纵览 > 材料 • 化学

电灯点亮了世界

撰文/王渝生  发表于 2018年06月22日

希腊神话中的普罗米修斯给人类偷来了天火,而报童出身的发明家爱迪生却用电灯点亮了世界,征服了黑暗,把光明带给了人类。

132年前,18791021日,32岁的美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alve Edison18471931)发明碳丝白炽灯。80年前,19311018日,84岁的爱迪生逝世;3天后,19311021日,爱迪生发明电灯52周年那天他下葬,全美国熄灯3分钟以示哀悼。后来,在2000年世纪之交时,有一首诗这么写道:

因为有了他——

1847年降临于世的爱迪生,

这个千年才在辉煌灿烂中结束,

而不再是开始时的混沌黑暗。

1879年,他发明了白炽灯,

给了人类创造光明的力量。

1831年,在他葬礼的那个晚上,

人们为了纪念这个点亮了世界的人,

熄灭了自家的灯光。


                                              201104p84_f1.jpg

爱迪生和他发明的电灯

 

爱迪生之前

且不说普罗米修斯给人类偷来了天火的神话,考古发掘证明,50万年前的北京猿人已会钻木取火,用火驱散黑暗,带来光明。5000年前,人类有了农业文明,开始了刀耕火种;500年前的16世纪,人类开始科学革命,科学之光照亮世界;300年前的18世纪,人类有了蒸气机,用煤、石油、天然气的燃烧之火推动机器运行,推动经济发展,推动社会进步;200年前的19世纪,人类有了电力,有了电火,有了电光。然而有多少科学家在冥思苦想,想发明一种既安全又方便的电灯来代替动植物油灯,蜡烛,煤油灯或煤气灯。

早在19世纪伊始的1801年,英国化学家戴维就将铂丝通电发光;他在1810年又发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。

1854年,美国人戈培尔使用一根炭化的竹丝,置于真空的玻璃瓶下通电发光,据说维持了400小时,但他没有及时申请专利。

1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利,他们在玻璃泡内充入氦气,以通电的碳杆发光。但他们没有足够的财力来继续发展这项发明,于是在1875年把专利卖给了爱迪生。

1878年,英国物理学家和化学家约瑟夫·威尔森·斯旺(Joseph Wilson Swan18281914)以真空下用碳丝通电的灯泡,在英国获得专利,他的家是世界上第一个点亮电灯的地方。接着他建立公司,付诸实用,为其他家庭安装电灯。


201104p84_f2.jpg

斯旺发明的电灯(左)与爱迪生电灯比较

 

爱迪生之时

1879年,爱迪生以他买下的碳杆氦泡专利进行改良试验,他不眠不休地做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验,最后以棉纱碳丝持续点燃13小时,后来达到45小时,而发明了实用的白炽灯,并取得电灯发明权的专利。

1880年,爱迪生制造出碳化竹丝灯泡成功地维持了1200小时,他在纽约成立爱迪生电力照明公司。

1906年,年届花甲的爱迪生又改用钨丝来做灯泡,使质量大大提高,一直沿用到今天。

 

爱迪生之后

1906年爱迪生发明的钨丝灯,即白炽灯,迄今用过了20世纪的整整一个世纪,又跨世纪到了今天,超过了100年。

爱迪生发明的白炽灯,简单、方便、实用,但发光效率不高,大约只有7%8%的电能变成可见光,90%以上的电能转化成了热。

相比之下,荧光灯(日光灯,亦称灯管)的效率高得多,接近40%,也就是白炽灯的6倍。小型的荧光灯(节能灯泡)把荧光灯及镇流器结合在一起,使用标准电灯泡的接口,用以代替普通的白炽灯泡,并得到大力推广。

为了节能和环保,各国都制订了淘汰白炽灯的时间表。

澳大利亚、阿根廷和意大利率先于2010年停止了白炽灯的销售。英国和荷兰是2011年,欧盟、加拿大和中国台湾是2012年,美国是2014年,中国大陆将于2017年最后停止销售白炽灯泡。

 

爱迪生的启示

报童出身的爱迪生,据说只上过3个月的学,却能在他60多年的发明生涯中,取得大约1300个重要发明专利,其中1881年他34岁时就有141种发明,平均每3天就有1种新的发明。

爱迪生一生勤奋好学,勤于思考,善于动手,努力工作。在他75岁的时候,还每天准时到实验室签到上班。在几十年时间里,他几乎每天工作十几个小时,晚间在书房读书35小时。若用平常人一生的活动时间来计算,他的生命已经成倍地延长了。因此,爱迪生80岁生日那天,他骄傲地对人们说:“我已经是135岁的人了。”

爱迪生的一生告诉我们:巨大的成就,出于艰巨的劳动。但是,在关于爱迪生的传闻中,有两点必须予以澄清。

一是说爱迪生幼年只读过3个月的书。的确,爱迪生8岁时去上小学,只上了3个月的课就退学了。因为在他上课的时候,常常会向老师提出一些稀奇古怪的问题,大家都不理解,于是老师认为他是一个低能儿,经常把他的妈妈叫到学校去谈话。于是妈妈就决定自己教育孩子,并决心把他培养成一位伟大的天才。就这样,爱迪生开始了他的自学课程。爱迪生在学校老师那儿得不到“有教无类”,却在妈妈那里得到了“因材施教”。爱迪生甚至获许在家里的地下室设置了一个实验室。为了不让别人乱动他的实验药品,他还想出了妙计,那就是在每一个实验药品的瓶子上贴上毒药标签。

所以,爱迪生不是只上过3个月学,他其实一直在学习,只不过,他吃的是小灶,学得更好更快、更有效率而已。

二是说爱迪生有一句名言:“天才是百分之一的灵感,加上百分之九十九的汗水。”

这句话激励了多少年轻人努力奋斗,也给很多孩子的父母带来了自己的子女可以成为天才的希望。于是,是个孩子,就让他学钢琴、读外语、攻奥数,结果多数没有成为艺术家、文学家或科学家。

最近,笔者在对中小学生做的一次科普报告结束后,一位基因学家很诚恳地说:“你对爱迪生的那句名言要继往开来,与时俱进,修改为:天才是百分之五十一的灵感,加上百分之四十九的汗水!因为天才,即超常的智力,主要是由先天的基因决定的。”

我看他一脸严肃的样子,不像是在说笑话。仔细琢磨,天才的确需要先天的条件。你总不能把一个先天五音不全的人培养成为一个歌唱家,也不能把一个先天五短身材的人培养成为一个田径健将。

难道是爱迪生错了?不,爱迪生没有错。查查他的那段关于“百分之九十九”和“百分之一”的原话,后边还有一句:“但那百分之一的灵感恰恰是最重要的!”

爱迪生知道灵感对天才的重要性,不过,他在这里更要强调的是:基因不由己,天才靠努力!仅有灵感是不够的,只有付出努力,将灵感付诸实际,并以坚持不懈的毅力去实践灵感,使之变成现实,才是天才。这便是真理!

 

(本文发表于《科学世界》2011年第4期)


全部评论

你的评论