國際愛心人物


發明大王愛迪生(1)


■侯忠貞編譯


  愛迪生(Thomas Alva Edison 1847~1931)是美國工業家和舉世家喻戶曉的大發明家。


他小時候入學只3 個月,就被老師判定智能不足而輟學;少年時,因火車意外而一耳失聰;成年後時運不濟,數度事業失敗。


  然而他刻苦自勵,在母親的調教下自學有成。憑著堅毅不拔的精神,他勇往直前,不停思索應該怎樣去做,終於克服千萬次的失敗,完成無數的發明。他和他所監督的研究小組擁有1千項以上的美國發明專利,被世人推崇為「發明大王」、「世紀魔術師」。


  愛迪生可以說是人類有史以來最偉大的發明家,他的發明包括電報、電話、留聲機、電燈、電影、發電機、蓄電池、電氣火車,以及各種工業技術。而留聲機、白熾燈泡和電力系統、電影放映機,是他的3 項重要發明。電力系統有助於超大型工業的建立,使其開創電力時代,改變全人類的生活。人類現代生活中不可或缺的物品,有許多是經由他創造出來的。他不僅是發明家,也是製造家、商人、研究組織的創建者,更是19世紀末至20世紀初最具多采多姿和引人爭議個性的人物之一。


常惹麻煩的小孩


  愛迪生於1874211日 出生於美國俄亥俄州的米蘭。他的父親名叫山繆,母親叫南西,愛迪生是他們的第7個孩子。他常嘗試他的怪念頭,因而發生許多不幸事件。


  他知道氣球裝入氣體會飛,就把瓦斯灌入鄰居玩伴凱尼的嘴巴。凱尼不但飛不上去,還被送到醫院。


  鄰居告訴孩子們不要和愛迪生玩。他自己在家裡玩機器的零件,整天敲敲打打,組合零件,陶醉在自我創作中。


  上小學後又故態復萌。老師在台上講課,他就在台下走動,常在課堂上做自己的研究,還不時問些「為什麼?」的問題。老師們認為他故意搗蛋,甚至說他是「混蛋」。


  上學3個月後,學校將愛迪生退學。他的母親南西曾當過中學老師,她決心挑起兒子教育的重擔。她向兒子提出兩項要求,第一,以後他要做什麼事,必須先告訴媽媽;第二,從今以後,由媽媽當他的老師,必須聽媽媽的教導,長大後做個對社會有用的人。


  愛迪生的祖先1728年從荷蘭移民到新大陸,美國獨立戰爭後,愛迪生的祖父反對美國獨立,憤而移居加拿大。愛迪生的父親山繆就是在加拿大出生的,他在伊利湖畔經營旅館生意,認識了在中學任教的南西,終於結為夫妻。不久,加拿大也發生獨立革命,山繆又遷回米蘭,製造和販賣屋瓦,生活還過得去。


  愛迪生六歲那年,因生意不好,舉家搬到密西根州的休倫港,山繆改行做穀物和木材買賣,足以維持家計。他們並不富裕,但賢慧的母親把家事處理得井然有序,替父親分憂解勞,全家至少能快樂的過日。愛迪生就是在這種愉快的家庭氣氛中成長的。


賣菜賣報賺錢做實驗


  愛迪生很努力用功。南西採開放式教導,陪愛迪生閱讀深奧的書籍,才23年光景,就讀完吉朋的「羅馬帝國興亡史」、休姆的「英國史」、施亞斯的「世界史」及帕克的「自然實驗哲學」。愛迪生讀得津津有味,他最為喜歡介紹當時科學知識的「自然實驗哲學」。


  愛迪生把地下室整理為小實驗室,實際試驗書中記載的事情,他賣菜賺錢買實驗用具和藥品。不久他就有一間專屬的實驗室,他完全醉心於實驗,直到三更半夜。


  賣菜已不敷實驗開銷,才12歲的愛迪生,就在休倫港到底特律的火車上兼賣報紙。火車抵達底特律時,他就到底特律一所藏書豐富的公共圖書館看書查資料,解答他讀「自然實驗哲學」遇到的疑惑。


  一段時日後,愛迪生不賣菜了,賣報紙和雜誌,賺了更多錢。


  母親常告訴他,牛頓和瓦特在學校都不是優秀的學生,他們仍不斷努力,終於發明了對人類有用的東西。「只要你好好用功,媽媽相信你也可以發明東西。」他在圖書館看書時,常想起母親的這段話。他心中發誓,一定要好好用功,將來成為牛頓和瓦特那樣的偉人。


  知識的飢渴,驅使他不斷閱讀科學書刊。他勾勒夢想,長大後一定要蓋一間很大的研究所,裡面有底特律圖書館這麼大的圖書室和這麼多的藏書。古怪愛搗蛋的愛迪生,整個脫胎換骨,變成愛讀書和實驗。


火車實驗室辦報


  當時美國火車的儲藏室有一間休息室,他靈機一動,向列車長借了這間空的休息室,把它改為實驗室,每天返回休倫港的途中就在車上做實驗。有了2間實驗室,他更努力賣報,專心做實驗,挑戰新事物。


  南北戰爭使報紙更加暢銷,愛迪生想在火車上印刷發行報紙。1862年,他買到一部舊印刷機,自己當記者撰稿、收集資料、銷售,名為「一週新聞」的週刊。每週只發行一次,由於內容豐富,見解獨特,一個月就擁有5百位讀者。


  美國畫家摩斯運用電磁石原理,1837年發明電報機。


  愛迪生對電信有濃厚的興趣,一有空就到鐵路的電信局研究機器的使用方法。他心想,報紙若能用電信收集資料,可省很多時間。當他知道電流穿過電線,就快速向四面八方傳遞訊息時,他不眠不休研究其中的道理;然後在自己的2個實驗室裡完成了一部小型的電信機器。他在自己的家和好友迪克的家配置了一條電線,在電鍵上按下信號。十分鐘後,迪克興沖沖跑來說:「愛迪生,你成功了!我聽到滴答的信號了。」


哪裡跌倒從哪爬起


  有一天,愛迪生很早就賣完了報紙,就在火車休息室用燐做實驗。火車忽然大轉彎,一個裝燐的瓶子滾落下來,燐冒煙使休息室很快就變成一片火海。


  列車長急忙跑過來,幫愛迪生迅速把火撲滅,但實驗室已付之一炬了。列車長氣急敗壞,用力打了愛迪生一記耳光。


  火車到了克里蒙梭斯山站時,列車長把愛迪生趕下車,把他的實驗器材和印刷機丟到車外。愛迪生停止發行周刊,而最嚴重的是他的右耳鼓膜被車長打破,他的右耳聾了。


  耳聾並沒有影響他對科學和實驗的愛好,他成為大發明家後,有人問他會不會因聽不到而感困擾。他樂天的說:「其實耳聾反而使我獲益不淺。我聽不到周圍的雜音,更能安心工作。」就是這股不怨天尤人的積極精神,讓他不斷精進。


  克里蒙梭斯山車站是愛迪生被趕下車的傷心地,他的一生卻也在這裡產生了轉折。


  他察覺到這個車站的報紙銷路很好,就在這裡賣報紙。空閒時,他就到車站的發報室參觀機器,研究操作方法。8月的一個清晨,有一輛火車沒有停好而向下滑動,站長的3歲兒子吉米˙馬肯斯正在鐵軌上玩耍。就在快被火車撞上的瞬間,愛迪生見狀奮不顧身衝了過去,抱起受驚嚇大哭的吉米。站長馬肯斯對愛迪生深為感激,收他做義子,讓他住在站長家裡。


  為報答愛迪生的救兒之恩,站長隔天就讓愛迪生到發報室當見習報務員。4個月後就升為正式報務員,馬肯斯站長介紹他到加拿大的史特拉福車站,開始他的報務員生涯。他因在車上夜班時睡覺被發現,以及發電報出問題導致火車相撞,不久就被炒魷魚。


  回國後,愛迪生可以說是經常換工作,周遊於一些電信、電報公司。可是無論到哪裡,他都熱衷於化學和電的實驗。


自動表決機—無用的廢物


  5年後,21歲的愛迪生不小心弄壞了電信機器,遭到開除,落魄回到休倫港。他聽父親的話振作起來,很快就到波士頓西部聯合公司工作。這時他正在閱讀英國著名化學家及物理學家法拉第的著作,法拉第原本是書店小弟,靠著默默研究,終於發現多種化合物,並實驗證明電磁效應及真空放電原理。數學同樣不太好的愛迪生,鞭策自己,希望將來能像法拉第那樣不平凡。


  議會議員每次投票時要將紅色或白色的票投入票箱,然後計算票數決定議案是否通過。愛迪生覺得這樣很浪費時間,要是有一種機器讓議員在座席上用手按鈕,就知道表決結果了。


  他開始構思畫好設計圖,就去找波士頓專門製造和修理電氣機械的密好友查爾斯˙威廉斯幫忙。兩人就合作製造出第一部自動表決機,並取得華盛頓專利局的專利。


  愛迪生帶著他發明的機器,在國會議事廳試驗結果非常理想,大家一致叫好。可是國會卻認為它對國會來說是「無用的廢物」。因為若有錯誤的議案表決時,如果使用自動表決機,議員一按就決定了,反而使少數反對議員無法拖延使議案無法在會期間通過,以便有機會挽救。


  愛迪生得到了寶貴的啟示:發明必須符合世人的需要,才有價值。


自動收錄器


  為了還華府之行所欠的債,他到紐約尋求發展。


  羅斯博士創辦的金價通訊公司,利用金價指示器,把華爾街金融中心的黃金交易情形,直接向紐約的中盤商報導。羅斯在交易中心裝設一台母機,同時在各中盤商店設置顯示器,使他們不在現場也能知道黃金行情。


  愛迪生剛好借宿在這家公司的地下室,他白天出去找工作,晚上在地下室研究金價顯示器的收發信裝備。


  第三天的晚上,金價指示器突然故障,資訊傳不出去,交易秩序大亂。羅斯找來6位技師,沒有人能有修好。已研究幾個晚上的愛迪生,聽到機器故障的噪音就衝上去,自告奮勇修理。他拆開來檢查,發現只是一個彈簧斷了,換了新的彈簧後,顯示器便能正常運作了。


  隔天,羅斯向愛迪生致謝,並問了各種電氣問題後,羅斯當即以月薪3百美元,聘請愛迪生擔任金價通訊公司的技師長。後來金價公司和西部聯合電報公司合併,愛迪生辭職,和同事波普在百老匯的交易大樓成立了電信技師兼電信代理業的公司。3 個月後,他就發明了比金價顯示器更實用的自動收錄器,沒有人在場也會自動記錄人們直接看得懂的文字與數字。


  西部聯合電報公司董事長雷法茲出價4萬美金,買下了自動收錄器。


  1870年,愛迪生就利用這筆錢在紐澤西州紐瓦克,設立一個研究所,並開設工廠,生產以自動收錄器為主的電氣機械。


  接著,愛迪生又改良了英國人利特爾所發明的自動電報機,使之操作迅速、容易辨識、能傳送到長距離。1873年,他設計了單向雙路電報機,可同時在同一條線上拍發2組電碼。次年,他組合單向雙路和雙向雙路電報機成4重電報機,可同時載送4組電訊,大大縮短了收發電報的時間,以及架設線路的費用。這時,愛迪生已擁有130多種專利權了。


世界第一家發明工廠


  就在愛迪生開始小有成就時,他的母親卻病逝了。慈慧偉大的母親離他而去,使他經常感到空虛和寂寞。每當有這種感覺的時候,愛迪生就會想起在他研究所做事的瑪麗˙史迪威,她是聰慧又溫柔的女子。兩人在家庭及思想上有共同的見解,有說不完的話題。他們1873年結婚,婚後的美滿生活,使他再度擁有幸福喜悅。


  他們夫婦不善理財,不久工廠面臨倒閉,愛迪生把4 種電報機的專利權高價賣給傑伊˙古爾德,使工廠繼續經營下去。沒想到古爾德卻利用愛迪生的發明併吞了西部聯合電報公司,恣意提高電信費用,完全背離愛迪生造福大眾的發明原意。愛迪生乃轉而從事其他研究。


  愛迪生覺得研究所空間不敷使用,1876年,他把研究所和工廠遷到門洛帕克,在那裡建立世界第一個發明工廠,宗旨是有報酬的測試、改良和發明有用的產品。建築物的一樓為辦公室、圖書館、研究室;二樓是倉庫。周圍是製造機械設備的工廠,由克爾西擔任廠長,愛迪生再困難的設計,他都能製造得出來。


  愛迪生數學不好,他請普林斯頓大學研究生阿普頓當數學顧問,幫助愛迪生的構思和想像找到數學和理論的專業根據。愛迪生無盡的熱情,感召了許許多多的研究人員投身他的研究所,一起為偉大的夢想奮鬥努力。


改良電話有成


  新的研究所第一道課題是如何使電話聽得更清楚。貝爾1876年發明了電話,但實際使用還不夠理想。他的電話用電磁石和振動板組成,音量若不夠大或距離太遠,震動會大為減弱,聲音就無法清楚收到,只能用於短距離通話,且常有雜音。


  西部聯合電報公司董事長歐頓,擔心貝爾的發明影響他的電信事業,他到門洛帕克拜訪愛迪生,愛迪生答應他改良電話。


  愛迪生經幾個月的研究,終於改良了電話送話器,完成了能聽得很清楚的電話。愛迪生發現,如果在發話器內裝了碳粉,碳粉會受到聲音振動的壓力而隨之振動,這樣便能加大聲音振動的強度和距離,使收話者聽到更清楚的聲音。這就是至今仍在電話筒和擴音器中使用的碳精送話器。


  歐頓當下以10萬美元買下愛迪生電話送話器的專利;不久,又以10萬美元買下可提高通話效率的電磁誘導線圈振幅器。愛迪生都要求分17年付款,他每年有這12千美元的權利金,更能潛心研究。


海波靈感發明留聲機


  一個夏日傍晚,重聽的愛迪生佇立在海邊,沉思著浪花在沙灘上所畫下的弧線。他腦中想著:無論多小的海浪,都會在沙灘上留下痕跡;既然海的波浪會在沙灘上留下弧線,人類發出的聲波也應能在某種情形下留下痕跡。海浪觸發的靈感,使愛迪生產生收集聲音的想法。


  留聲機是愛迪生最喜愛的發明,也是他唯一創新的發明。留聲機是在一張外覆石蠟的紙帶上以針或唱針依接受的訊息刻出點和線;把刻好的紙帶再放進一播放機中,用另一唱針隨其帶上的凹槽移動,便可重複原來的訊息。


  其構想是他改良電報自動轉發機時想到的。有一次,當紙帶快轉過電報轉發機時發出噪音,愛迪生聽來卻「頗像有人說話的聲音」。他試驗改良的電報轉發機、和白堊做成的圓筒,最後用包上錫箔的金屬。在一群人的見證下他用一架改良的錫箔留聲機錄下了一首耳熟能詳的兒歌「瑪麗有隻小綿羊」。所有的人聽到愛迪生尖銳的聲音近乎完美重現,都目瞪口呆。報紙開始頌揚他是個「魔術師」。


  1877年,愛迪生終於設計出可以留住聲音的機器,他把它稱為「留聲機」。法國政府還因此授與愛迪生爵士的頭銜。


  最初發明的留聲機缺點很多,1個也沒賣出去。愛迪生繼續改良,用蠟代替昂貴的錫箔,終於發明了刻音和本來聲音幾乎沒有差別的留聲機。現在我們常使用的圓盤唱片、錄音帶、雷射唱片,都是從愛迪生發明的留聲機發展而來的。


  留聲機很快造成轟動。1879年的紐約萬國博覽會,特別鄭重介紹它。一夕之間,有數萬人湧進會場參觀這個「會說話的機器」,愛迪生從此成為世界聞名的偉大人物。


白熱燈泡放光明 


  1878年,愛迪生和幾個朋友到康尼狄克州的安梭尼亞參觀亞克燈工廠。這次參觀,使愛迪生後來發明白熱燈泡。


  愛迪生決定從當時最普遍使用的瓦斯燈著手研究電燈。他閱讀各種瓦斯燈方面的書籍,一有靈感或構想,就立刻寫在筆記本上,用了超過2百本筆記簿。他也請教當時最了解瓦斯事業的專家史提林加。


  愛迪生開始研究後發現,如果炭棒在真空的玻璃管內通電,可以延緩碳素熱化成灰的時間,發光的時間會延長。他實驗的發光時間不超過8分鐘,但已具備白熱電燈的雛形。


  愛迪生加緊研究,他在玻璃管中掛上通電用的不易燃燒的芯。他實驗過16百多種材料,都沒找到能在2千度以上高溫不會熔化的特性。


  1878年過去了。1879921日 ,愛迪生正在是做實驗。他告訴祕書說:「……我們的實驗已經有成功的跡象了,你看這個。」他接著說,玻璃管內的空氣已抽掉,只剩下百萬分之1的氣壓,接近真空狀態;玻璃管有炭化的黑色棉線通電就會發光。10月,他終於做成一個可以連續燃燒40小時的碳絲燈泡。


  ,愛迪生接下來要把所有含碳素的材料炭化後,研判是否可做燈芯。有一天,他把日本製的摺扇骨炭化後當燈芯,發現它比過去使用的任何材料都好。


  愛迪生1880年派人到日本、中國各地收集竹子。全世界1萬多種竹子,他採集了6千多種。


 


.....(待續).....

本文摘選自《愛心世界季刊‧2011冬季號019期》


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