愛迪生發明商用燈泡,功臣其實是「木炭」!沒有它,失敗十萬次也做不出電燈

2022-03-16 14:10

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希爾:您想說的是:愛迪生毅力驚人,即使失敗一萬次,也要繼續嘗試,對嗎?

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卡內基:沒錯,就是這樣! 想像力豐沛的人很少半途而廢,他們會不斷嘗試,直到找出解答為止。

愛迪生用新的方式結合了兩個科學原理,最後成功完成了白熾燈的設計。我們知道電流通過燈絲兩端時會產生電阻,造成燈絲的溫度不斷升高,最後達到白熾狀態,因而發光。早在愛迪生進行電燈實驗之前,許多科學家就已經知道這項科學原理,但是沒有人知道如何控制通電所產生的高熱。也就是說,當時沒有人知道有哪一種金屬或物質能承受如此大量的熱,多數金屬燈絲都會在通電的瞬間因為高熱而燒毀,所以燈泡的光稍縱即逝。

愛迪生試過了手邊各種物質,但沒有一種能達到理想的結果。這時,他突然想到另一個已知的科學原理,成功破解了燈絲問題。我說他是「突然想到」,但這個科學原理應該是透過某種機制浮現在他的腦中,這部分容我之後再詳細解釋。無論如何,在經歷一萬多次的失敗後,愛迪生想到了製造木炭的原理,也發現了問題的答案。

簡單來說,製造木炭時,會先把一堆木柴放在地上,引火燃燒,之後以土覆蓋整個木柴堆。土壤的孔隙能夠讓足量的空氣進入,讓裡面的火保持燃燒,但不致於引起大火。木柴在土堆裡經過高溫悶燒,最後完全炭化,成品就是一根根完整的木炭。

物理上,如果沒有供應氧氣,火就燒不起來。因此如果能控制氧氣進入的量,理論上就能有效控制火的熱度。

愛迪生在進行電燈實驗之前,就已經知道這個原理,但是要等到上千次實驗之後,他才想到這個原理可能就是他極力尋找的解答。

想到這個關鍵原理後,他馬上跑到實驗室,將線圈放在玻璃瓶裡,抽出瓶子裡所有的空氣,接著用蠟封住瓶口,再將線圈兩端通電——全世界第一個成功發光的白熾燈就這樣誕生了!不只如此,這個非常簡陋的電燈還亮了足足八個小時。

這一切過程其實很容易理解,在無氧的真空狀態下,燈絲被充分加熱發光,而不會因為與空氣接觸而燒毀。從愛迪生發現控制燈絲溫度的方法以來,今日所有白熾燈還是依照這個原理製造,直到後來發明了更有效率的現代電燈,才漸漸取代白熾燈。

重點來了,愛迪生怎麼會想到要結合這兩個科學原理? 我剛剛說他「突然想到」可以利用木炭的製造原理來控制電流產生的熱能,但是答案在他腦中浮現的過程並不單純只是「靈光乍現」。

這就是創意想像力派上用場的地方。愛迪生因為不斷思考眼前的問題,又經過上千次實驗,長時間下來便在有意或無意之間,在自己的潛意識裡植入了一個非常清楚的問題意識,後來在一種無人能解的神秘力量之下,他的潛意識把解決方法交給了他,讓答案以「直覺」的形式出現在愛迪生腦中,他才會想到木炭製造的原理。

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