愛迪生早期團隊在門洛帕克實驗室的合影
不計其數的教材、書籍和史料記載到,白熾燈的發明者是愛迪生。這個結論其實并不準確,愛迪生所做的最大貢獻是改良白熾燈并讓它商品化,但從沒有“發明”電燈。
在白熾燈問世之前,絕大多數人用煤油燈照明。電能在照明的唯一應用是電弧照明。但這個技術產生的光線刺眼,只適用于戶外公共場所。
1841 年,英國人弗雷德里克·德·莫林斯擁有了世界上第一個白熾燈專利,他發現金屬絲通電后可以灼熱發光。這時候愛迪生還沒有出生。
英國電氣工程師斯旺(Sir Joseph Wilson Swan)于 1860 年在自己家中造出了第一個白熾燈原型,用碳作為燈絲,燈泡抽成半真空。18 年后真空泵出現,斯旺再度展開研究,試驗成功了第一只全真空的白熾燈泡。
愛迪生在《科學美國人》雜志上讀到相關的報道,發覺到電燈可以是一門生意。他斷定延長燈泡壽命的關鍵不在真空技術,而是能否找到便宜又耐熱的材料用作燈絲。
此時的愛迪生已經名聲大噪,被冠上了“發明家”和“魔術師”的頭銜。讓他成名的發明是留聲機,愛迪生也成立了一家留聲機公司。
1877 年愛迪生公開演示留聲機,錄制一首《瑪莉的山羊》。
在買入了一項電燈專利之后,1878 年,愛迪生公布了一項雄偉的計劃,宣稱要改進燈泡,讓它更持久耐用。他還打算用電網代替當時主流的能源煤氣。短期內煤氣相關的股票下跌,當時的美國有超過 400 家煤氣燈公司。
為了籌措資金,愛迪生在紐約成立愛迪生電力照明公司(Edison Electric Light Company),資助他的股東包括金融巨頭 J.P.摩根。這就是通用電氣的前身。
研發的過程從承諾的“數周”拖延到一年,愛迪生似乎毫無進展。很快五萬美元的經費耗盡,一部分股東信念動搖,經過愛迪生的說服,股東們決定再拿出五萬美元。
20 人的團隊在位于新澤西州的門洛帕克(Menlo Park)的實驗室中試驗了 1600 多種材料、設計了幾十種燈泡原型、筆記寫滿了 200 個筆記本。
1879 年 10 月 22 日的凌晨,愛迪生在真空燈泡里安裝碳化棉線的長絲,最終破紀錄地燃燒了 13.5 個小時。“如果它可以燃燒這么久,我可以確定,它能燃燒 100 個小時。”愛迪生當時在接受采訪時說。
接下來他又發揮了善于利用媒體的特質,公開安排演示。數百人涌入門洛帕克,《紐約先驅報》的報道說:“電力照明被證明是成功的。”
燈泡技術持續改進,用碳化竹絲代替棉線,這種燈絲創造了持續照明 1200 個小時的記錄。
為了保證燈泡可以賣得出去,愛迪生還解決了專利問題。1880 年愛迪生申請發明專利,但很快關于“電燈是誰發明的”產生爭議,美國專利局裁定這項專利只是修改了前人的發明。經過 6 年的訴訟,最終愛迪生的白熾燈才被判定是合法的專利。
在英國,愛迪生和斯旺在建立了一家叫作 Ediswan 的合資公司銷售燈泡,也是為了避免潛在的官司。
看起來燈泡可以大規模生產了,但問題是,人們的家里還沒有電。
電燈最大的貢獻,是普及了電網
愛迪生電燈公司在曼哈頓鋪設電網
人們記住的是發明家愛迪生,但從決定改良電燈的那一刻開始,他的角色更像是一名商人。這促使愛迪生產出了另一番貢獻——甚至比電燈的貢獻還要大——電網。
和大部分的科技產品一樣,電燈最早的客戶并不是普羅大眾。改良了白熾燈問世之后,愛迪生應投資人 J.P.摩根的要求,在后者的豪宅安裝了一個完整的小型電力系統,發電機就放在地下室里。
這又是一場演示,效果可能不亞于 iPhone 的第一次發布會。J.P.Morgan 邀請他的朋友們前來參觀 30 盞燈泡同時亮起的驚奇效果。接下來的幾年時間,這些有錢自建電網的人成了愛迪生電燈的主要用戶,也讓他們成為自己的投資人,包括摩根公司、帕克銀行、得雷克塞爾財團。
幾個有錢人的玩具不會是一個大生意。從一開始,愛迪生就想讓電網通到每個家庭來賣電燈。
1881 年 2 月,愛迪生離開門羅帕克的實驗室,舉家搬到了紐約第五大道,設立愛迪生電燈公司的總部。這是為了兌現他兩年前夸下的另一個海口:建成世界上第一個電網,讓曼哈頓的每座樓房通上電。
具體的計劃是,愛迪生的公司要為曼哈頓下城一平方英里的街區提供電力,該地區每個訂購的家庭和企業,只需要在房間打開開關就能獲得照明。
兩個相鄰的倉庫被改造成發電站,里面放置了 6 臺蒸汽發電機組,每一個都有 30 噸重。用于測試性能的上千盞燈群,被整齊地排列在一塊塊燈板上。
在戶外,工人們鑿開超過 14 英里的路面,把 10 萬尺銅制導線鋪設在地下。
這在現在看起來再平常不過,但當時卻是一項復雜的工程。除了要向當地政府獲得街道開挖的許可,愛迪生還要制造大量的配件,包括電表、電纜、電燈插座……沒有人做過這些事,電網是一個完整的產業鏈條,愛迪生在其中的角色也不只是發明家,還有銷售、市場、行政、制造……電網最終在 1882 年 9 月 4 日的夜晚被點亮,位于珍珠街的發電站開啟,110 伏特的直流電通輸送到整個街區,燈光覆蓋了街頭和室內,世界上第一個電網誕生了。
很快愛迪生的直流電網覆蓋了大半個曼哈頓,紐約無數的家庭閃耀著燈光。直到現在電能的傳播也遵循這種基本原理。
但真正讓電網普及的并不是愛迪生的直流電
尼古拉· 特斯拉
隨著愛迪生照明公司的不斷擴大,直流電的局限性也逐漸被放大。發電中心只能覆蓋方圓一英里的范圍,傳輸過程會讓電能不斷損耗。唯一的解決辦法就是每隔一段距離增加發電場,成本高昂。
電氣史上另一個重要的角色出現了。1884 年,來自塞爾維亞的青年尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)投奔愛迪生,為他改造直流電氣設備。
但特斯拉并不認同直流電,他也沒有得到愛迪生的重視。
兩年之后,特斯拉和愛迪生分道揚鑣,創辦了自己的“特斯拉電燈與電氣制造公司”(Tesla Electric Light & Manufacturing)、喬治·威斯汀豪斯(George Westinghouse)給予了投資,后者擁有一家交流電公司西屋電氣(由于投資核電失敗,這家公司今年 3 月宣告破產),他們在匹茲堡建立了一個交流電網。
交流電普及的速度要快的多。愛迪生兩年內只建成了 18 座發電站。與此同時特斯拉的公司一年內就建造了 36 座。
隨后愛迪生利用自己公眾人物的影響力,幾近瘋狂的駁斥交流電的應用,鼓吹它的危險性,掀起一場“電流之戰”。
這個故事中最極端的例子是,愛迪生用一臺西屋電氣產的發電機改造出一把交流電椅,和紐約州監獄一起對一名囚犯實施了電死刑,把死囚犯活活燒死。這個慘不忍睹的場面通過媒體公開。
為了宣導交流電的危險,愛迪生用 350 伏特的交流電電死一頭大象。
J.P.摩根試圖通過尼亞加拉瀑布水利發電項目挽回公司的聲譽,但最終項目失敗,中標的是特斯拉。J.P.摩根最終認清了交流電才是未來,決定放棄直流電,并購了湯姆森-休斯頓電氣公司,開展交流電業務。
愛迪生最終被證明賭錯了未來,在電流大戰中敗下陣來。但是電燈帶來的一項變革已經完成,電能取代煤氣,成為沿用至今的主流能源。
更多的電器隨著電燈進入家庭,解放了人們的時間
電燈最大的貢獻并不是照明,而是讓電得到了普及。
電燈讓電力接入成千上萬的家庭和企業,在此基礎上,家用電器從 20 世紀初開始遍地生花,盡管它們一開始都是笨拙而昂貴的東西。
1880 年,舒樂把葉片裝在一個電動機上,接通電源后葉片飛速轉動,帶來陣陣涼風,這就是世界上第一臺電風扇。
還有吸塵器,1905 年的 Hoover 公司制造的吸塵器重達 92 磅,需要兩個人同時操作才能用,并且其造價達到了一輛汽車的四分之一。
1910 年,第一臺電動洗衣機,在這之前的洗衣機都是人力或者蒸汽驅動,電動標志著家務勞動開始了自動化。
早期的電動洗衣機
這些家用電器解放了女性。十九世紀,沒有電器的家庭主婦每個星期要花費兩天時間手洗衣服。到了 1950 年代,洗衣機在美國已經隨處可見,主婦們得以空出雙手。
更重要的是,城市居民因為電器得以釋放空閑時間,他們可以走出家門逛街消費,這進一步帶動了經濟的發展。
再后來,女性也不必要每天去市場買菜,因為有了電冰箱。1918 年美國 kelvinator 公司首次銷售電冰箱,當年只售出了 67 臺。1926 年通用電氣生產出世界上第一臺密封制冷系統電冰箱,隨后又有了家用吸收式冰箱,在 1930 年代漸漸得到普及。
這一切都來源于電燈的應用。
電器早年都是直接旋進燈泡的旋座。最早的洗衣機甚至都沒有開關,旋上去之后就一直不停的運轉。
隨著電器種類增多,1904 年插座誕生。
最初,家庭并不是為了電器才把電線接入家里,他們僅僅是為了照明。
電燈就是一種“殺手應用”,它讓人們第一次體會到電能的魅力,才有了之后的一切。
但白熾燈本身作為一門生意,已經結束了。
照明不再是通用電氣最大的生意,白熾燈也被新技術替代
1915 年的愛迪生,此時他已經退出通用電氣。
最先離開白熾燈生意的是愛迪生自己。
19 世紀末,愛迪生名下已經有好幾家公司。除了摩根大通資助下的愛迪生電燈公司,還有生產發電機的愛迪生機器廠、生產燈具、插座及其他電氣照明裝置的公司。1889 年這幾家公司合并成“愛迪生通用電氣公司”。
這一年,愛迪生的公司成為了美國最大的公司,每年創收 700 萬美元,有近 70 萬美元的利潤。
到 1891 年,愛迪生通用電氣的銷售額為 1100 萬美元,利潤額翻倍到 140 萬美元。
但交流電的競爭優勢逐漸明顯,愛迪生的公司漸漸喪失市場份額。摩根決定重組通用電氣,1892 年收購了交流電專利和湯姆森-休斯頓電氣公司(Thomson-Houston Electric)。
公司更名成“通用電氣”(General Electric,簡稱為 GE),愛迪生的名字被拿掉了。這個公司名沿用至今。
不知情的愛迪生并沒有參與合并,為此他憤憤不平并最終退出。資本同時拋棄了愛迪生和直流電。
通用電氣在接下來 100 多年的時間里變成一家巨大的公司。1896 年,道瓊斯工業指數榜設立,這個榜單最早收錄的 12 家公司,GE 就是其中之一。榜單會定期拿掉指數里表現不好的公司,一個世紀后通用電氣是唯一一家至今還在榜單的公司。