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[轉]Thomas Alva Edison愛迪生-發明大王

以古論今,中西名人

[轉]Thomas Alva Edison愛迪生-發明大王

Postby admin » Mon Sep 06, 2010 12:10 pm

「天才是百分之一的靈感,百分之九十九的汗水」——愛迪生,《豎琴師》月刊(1932年9月)
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Edison_patents 愛迪生專利名錄
出生 1847年2月11日
美國俄亥俄州米兰
逝世 1931年10月18日 (84歲)
美國新澤西州西奥兰治
國籍 美国
職業 發明家、商人

湯瑪斯·阿爾瓦·愛迪生(Thomas Alva Edison,1847年2月11日-1931年10月18日),美國發明家、商人,拥有众多重要的发明专利,被传媒授予「门洛帕克的奇才」稱號的他,是世界上第一個發明家利用大量生產原則和其工業研究實驗室來生產發明物的人。在美國,愛迪生名下擁有1093項專利,而他在美國、英國、法國和德國等地的專利數累計超過1500項[1]。1892年創立通用电气公司。1908年,愛迪生創立「Motion Picture Patents Company(一般所知為Edison Trust)」,一家由九個主要電影工作室組成的企業集團。

1900年代初期,愛迪生在佛羅里達州的福梅爾買了一間別墅。汽車巨頭亨利·福特,就住在這間別墅的對面。他也是愛迪生的好朋友。「Edison and Ford Winter Estates」目前開放給大眾參觀。

托馬斯·愛迪生出生在美國俄亥俄州的米兰,是森姆·奧丹·愛迪生(Samuel Ogden Edison,1804-1896年)和南西·瑪菲斯·伊利沃(Nancy Matthews Elliott,1810-1871年)的第七個兒子,家族為荷蘭移民。他的父親森姆不久之前在加拿大開創了一所餐廳,後來因為加入革命軍而被通缉,於是逃到了美國米蘭鎮,轉營木材生意;而爱迪生的母親南西曾經在加拿大當過小學教師,但結婚後就沒有再執教鞭,當了全職的家庭主婦。由於患病,愛迪生較晚才開始接受學校教育。他愛發問、愛動腦子的習慣,令學校老師火大,並稱他作「addled」(臭蛋)。這使愛迪生只有受過三個月的學校教育。愛迪生的母親南西毅然地把托馬斯帶回家,由自己來教導愛迪生,並用自己的方法教導愛迪生知識,同時鼓勵他讀書和作實驗。從這一刻起,愛迪生的一生就完全改變了。他之後回憶道:「我的母親是我成功的因素。她是很真誠的,我十分肯定;并且我感到我需要为某事生存,我不能使她失望」[2] 他很多知識是來自R.G.柏加的《School of natural philosophy》。愛迪生12歲那年開始患有重聽的毛病,據說是因為火車管理員拉住他的耳朵,將他拖上開動的火車,結果造成耳聾。[3]

愛迪生在密歇根州休伦港的生活甜中帶苦。他在往來于休倫港和底特律之間的火車上當報童,售賣報紙和糖果點心。他從火車碰撞中救了吉米·馬肯斯。吉米的父親、芒特克莱门斯站站長J.U.馬肯斯很感激愛迪生,于是培训了他成為電報員。愛迪生的耳聾使他能够忽视坐在他旁邊的電報員发出的噪聲。他的一些最早期的發明與電子電信有关,包括證券報價機。愛迪生在1868年10月28日申請了他的第一個專利-電表記錄器。

[编辑]創業

托馬斯·愛迪生與他早期发明的留聲機
愛迪生在新澤西州的紐瓦克開始了他作為一位發明者的事業,他改進了自動中繼器和其他電傳設備,但首先使他獲得名望的發明是1877年的留聲機。這令公眾意想不到的成就,看上去幾乎不可思議。因为在新澤西州的门洛帕克建立实验室,他被称为「门洛帕克的奇才」,而他同時也住在那裡。他的第一臺錫箔圓筒記錄留聲机音质低落,并且在重播期間会毀壞軌道,以至于仅能聽幾次。在19世紀80年代,貝爾、Chichester Bell和Charles Tainter設計了一個打蠟上漆的紙板圓筒模型。這是愛迪生持續製造他的「完美留聲機」的一個原因。愛迪生是個自由思想家,并且很可能是自然神論者,他不相信「神學家的上帝」, 但并不懷疑「主宰者」的存在。他拒绝超自然的想法與靈魂不朽的说法,以及人格神的存在。他說:「自然并非是仁慈和博爱的,而是完全的殘忍与冷漠。」[4]

[编辑]婚姻

1878年的爱迪生
1871年12月25日爱迪生与相识才2个月的瑪麗·史迪威結婚,当时爱迪生24岁,瑪麗16歲。在十三年的婚姻生活中,他們共生了三個孩子:玛丽昂·艾丝泰儿·愛迪生、小湯瑪斯-阿爾瓦·愛迪生和威廉·雷斯里·愛迪生。瑪麗于1884年8月9日去世。

在19世纪80年代,愛迪生在佛羅里達州邁爾斯堡購買物業,并且建造的「森密諾爾小屋」作為避寒的別墅。汽車巨頭亨利·福特的避寒的別墅就在愛迪生的別墅幾百英尺的地方。愛迪生對汽車行业也有很大的贡献。他們的友誼一直维持到愛迪生去世。

1886年2月24日,39岁的爱迪生在俄亥俄州阿克伦城與19歲的米娜·米勒結婚。他們也有三個孩子:馬德琳・愛迪生、查爾斯·愛迪生(爱迪生去世后接手了公司,并且參選了新澤西的州長)和西奧多·愛迪生。米娜于1947年8月24日去世。

[编辑]門洛帕克实验室

愛迪生的門洛帕克實驗室,遷至在Dearborn,麻省理工大学的Greenfield
愛迪生的主要發明诞生在新澤西州的門洛帕克實驗室(Menlo Park Lab)。它是世上第一個设立以专门用于技術革新和改善现有技术为目的的机构。雖然許多雇員根據他们的专业方向开展研究工作,并取得辉煌的成果,但在法律上大多發明专利歸愛迪生本人。

威廉·約瑟·哈默,一位资深的电气工程师, 在1879年12月開始在愛迪生所有公司作實驗員。他在電話、留声机、電路、鐵礦石分離器和電照明設備等发明中作出重大贡献,并且参与其他产品和技术开发。然而,哈默主要是負責測試和紀錄白熾電燈設備。1880年,他被任命為「愛迪生燈」项目的總工程師。在他上任的第一年,工廠在總經理Francis Robbins Upton領導之下造了5万盞燈。根據愛迪生的說法,哈默是“白熾電照明設備的先驅”。

愛迪生名下的大多数專利是公共專利,在愛迪生的一生中,被專利保護了17年的發明有電子、機械或化學製品,大約十二個是外觀設計專利,一個裝飾設計亦被保護了14年。但是大多數的發明不是完全原創的,而是改善已被發明但仍不完善的產品。少數原創的包括留聲機,留聲機專利是史無前例的第一個設備,能够記錄和回放聲音。愛迪生沒有發明第一個電燈泡,而是發明了第一個能實際應用於商業的白熾灯。幾個設計方案已由更早的發明者提出了,包括他從亨利·伍德沃德、馬修·伊凡斯、摩西·G·法馬、約瑟·斯旺、詹姆斯·堡文·連特西、威廉·索亞、漢弗里·戴維和亨利·高堡購買的專利。但是這些發明者的產品都有些缺點,像壽命極短、生產費用高等,僅適合來滿足實驗室测试。1878年,愛迪生應用了碳化的纤维细丝作为发光材料(英國發明家約瑟·斯旺在此之前已经使用),大大延长了灯泡寿命。愛迪生吸收了這些舊設計的优点,开始大规模制造灯泡。更早的發明者,亞歷山卓·伏打在1800年开创了电照明的先河,在實驗室,他用一根發光的導線示範了电可以用作光源,愛迪生将这一想法商业化,并且通過大量供应可以相對持久使用的電燈泡,将电照明的概念推广到到家庭和企業,並為電的生產和传输设计了一個完整系統。

門洛帕克实验室有可能负责愛迪生1874年發明的「四倍通信機」(可用同一根導線同時送四個信號通信機)的銷售。當愛迪生要求西聯匯款(Western Union)出价時,西聯匯款提供给他一笔远超预期金额的專利费:一万美元。「四倍通信機」是愛迪生试水从商的第一步。

[编辑]輝煌的年代

美国专利第223898号,電燈
1878年,愛迪生在紐約與幾位金融家,包括J·P·摩根和Vanderbilt家族组建愛迪生電燈公司。愛迪生在1879年12月31日於門洛帕克做了白熾電燈泡的第一次公開演示。在1880年1月27日,他在美國为此发明申請了專利,他声称:“我們將使電變得便宜,只有富人會燒蠟燭。”[來源請求]

在1883年10月8日,美國專利局裁定愛迪生的專利是修改自威廉·索亞的工作,被判無效。訴訟繼續了幾乎六年,直到1889年10月6日,法官裁決愛迪生的专利是合法的。為避免一場可能與約瑟·斯旺的法庭鬥爭,他和斯旺在英國建立了一家叫作Ediswan的合资公司銷售此發明。

其他電燈發明者包括塞爾維亞發明家尼古拉·特斯拉,他想運用射頻從外部電極在特斯拉作用下发射的電波點燃無線電燈泡。他亦計劃開發以一根導線将能量由玻璃外殼重新聚焦回電燈泡的中心,再用中心「按鈕」散發白熾光點燃電燈泡。雖然特斯拉發明了螢光照明,但在這時間愛迪生的設計拥有更高的市场占有率。

愛迪生1880年得到了電力传送系統的專利,这對電燈的發明十分重要。第一座电站是1882年建于紐約的珍珠街电站。在1882年9月4日,愛迪生在珍珠街發電站開啟了世界的第一個電能传送系統,这个系统提供110伏特的直流電(DC)給59名在曼哈頓中心的顧客。在1883年1月19日,第一個使用外部導線的規範化的白熾電燈系統在新澤西州的Roselle,新澤西州|Roselle開始了服務。

[编辑]碳精電極電話拾音器
1877年至1878年,愛迪生發明并完善了碳精電極麥克風與響鈴接收器,这一发明直至20世纪80年代仍被应用於所有電話。在长时间的專利訴訟以後,1892年聯邦法庭裁定愛迪生而不是愛米·柏林拿是碳精電極麥克風的發明者。(Josephson,p146)。20世纪20年代,碳精電極麥克風也用於無線電廣播和播音工作。

[编辑]傳送方式之爭

1897年田納西州百年博覽會,以當時甫發明之電燈為裝飾。左方可見仿製的帕德嫩神廟
愛迪生與有著「交流電之父」之稱的尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)一直在供電系統上有著爭端,直到愛迪生死為止都還是不認同交流電。目前的電源供應系統分為直流(DC)和交流(AC)兩種,其中愛迪生為了點亮電燈先發明了直流電(DC),而在愛迪生手下工作的特斯拉則開發了交流電,由於愛迪生始終不認同交流電系統,使得特斯拉憤而出走,找上了喬治·威汀豪斯(George Westinghouse)合作,在幾個月後於匹茲堡建立了一個交流電網,從此特拉斯和愛迪生成為了敵人。

因為直流電在長途傳輸下會不斷的損失,所以每隔一段的距離就要增設發電站,有著諸多缺點和限制,而交流電則可以通過變壓器升到非常高的電壓,用細導線輸送,再於目的地降低電壓給電力用戶。

為了打擊對手發明的交流電,愛迪生以交流電電死狗、貓等動物,以及一頭馬戲團大象Topsy,以讓大眾對於交流電產生危險的印象,最後甚至參與電椅的研發。然而,史上第一位受刑者威廉·凱姆勒卻因為電流不足,首次電擊仍讓其有呼吸,第二次電擊讓他的皮下血管破裂流血、身體著火卻仍然不死。直至第三次電擊威廉·凱姆勒才死去,但已是行刑後第8分鐘。一位在場目擊的記者形容這是「一個可怕嚇人的場面、遠比絞死還糟」(an awful spectacle, far worse than hanging.)。

雖然愛迪生極盡所能的打壓,但事實證明,交流電才是適合社會所需的供電系統,現今交流電已經成為工業和社會供電的主流,儼然成為了現在社會的生活必需品。

[编辑]工作伙伴
法蘭克·J·史伯格,一個能幹的數學家和前海軍軍官,被愛德華·H·約翰遜于1883年招入愛迪生的公司。史伯格其中一個對愛迪生在門洛帕克實驗室的重大貢獻是擴展愛迪生數學方法。(儘管大眾相信愛迪生並沒有使用數學,但记录他思想的記事本顯露他在數學分析上也是个精明人,例如,確立電光線系統的重要參量,包括電燈電阻,是全仗他老練地分析了「歐姆定律」,「焦耳定律」和經濟學。)愛迪生的成功经验是整體逼近代替归纳逼近;當现成的理論不存在的时候,通过大量实验获得经验。由1883年史伯格加入了專利開始,那可能被认为是一種还原主义的分析方法,可能不再是愛迪生的思维模式。史伯格的重要分析貢獻,包括改正愛迪生主要和中央分佈供應系統,形成對此的反駁。1884年,其他地区的電的開發引起了史伯格的興趣,他離開愛迪生並開創了「史伯格電路和馬達公司」。不过,以後開發了許多電子發明的史伯格仍然信任曾一起工作的愛迪生。

另一位愛迪生的得力助手是尼古拉·特斯拉。他聲稱,愛迪生許諾如果他成功改進直流发电机设备便給他$50,000,幾個月以後,當他完成了工作并且要求兑现时,愛迪生說:“當您成為一個完全的美國人,您將會欣賞美式笑話。”[5]特斯拉立刻辭職。這則軼事有疑点,因為特斯拉当时的薪金是每個星期18美元,而獎金换算成薪水要53年才能付清,而且这个数额差不多等于公司的创立资本了。特斯拉周薪$25的要求被拒绝后,他才提出辞职(Jonnes,p110)。雖然特斯拉之後接受了愛迪生獎,并且高度评价愛迪生是一個發明家和工程師,但是有些口是心非。在愛迪生死後,時代週刊对愛迪生的生活做了深入的报道,唯一的負面評價就是來自特斯拉,他說:「他根本就沒有什么愛好,所有娛樂概不关心,生活没有最基本的衛生准则。」“他用的方法的效率非常得低,经常做一些事倍功半的事情,整體而言,我是一个很不幸的见证人,他如果知道一些起码的理論和計算方法,就能省掉90%力气。他无视初等教育和數學知識,完全信任發明家的直觉和建立在经验上的美国人感觉。”當愛迪生晚年时,曾声称他犯的最大錯誤就是他未曾尊敬特斯拉和他的工作。[6]

[编辑]主要發明

留聲機
活動電影放映機
口授留聲機
簽名印表機
紋身槍
電燈泡
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