白熾燈

無疑改變了人類文明。隨著燈泡的出現，人們突然可以工作和娛樂到深夜，而不需要依靠明火來照明。

雖然電燈泡的影響力無可置疑，但它的起源卻值得討論。傳統觀點認為美國人

托馬斯·愛迪生

（Thomas Alva Edison）發明了電燈。他獲得了最早的兩項白熾燈專利，第一項在1879年，第二項在1880年。然而一些歷史學家認為，把所有功績都歸於愛迪生有些過於簡單粗暴。他們認為愛迪生確實發明了燈泡，但只是當時一系列類似發明中的一個。

其他一些專家說，儘管愛迪生的燈泡比之前的設計更出色，但燈泡的主要發明權應該屬於英國發明家約瑟夫·斯旺（Joseph Wilson Swan）爵士，他與愛迪生同時研究白熾燈，後來又與愛迪生合作。但另一些歷史學家反對稱，這種對歷史的修正是一種矯枉過正，愛迪生就是白熾燈泡的發明者。這些說法到底誰對誰錯？

托馬斯·愛迪生與第一盞白熾燈的複製品的合影。這種白熾燈可以發出相當於16支蠟燭的光，它是今天五萬瓦（相當於15萬支蠟燭）燈泡的前身。圖源BETTMANN/GETTYIMAGES

愛迪生電燈泡的前身

要想知道愛迪生對發明電燈泡的貢獻，我們需要先了解之前發明家的工作。在19世紀初，義大利發明家

亞歷山德羅·伏打

（Alessandro Volta）首先提出了控制電流的概念，其標誌是製成了可以用作電池的

伏打電堆

。如果你覺得伏打的名字很耳熟，或許是因為電壓的單位“伏特”就是以他的名字命名。

伏打電堆啟發英國化學家

漢弗萊·戴維

（Humphry Davy）設計了他自己的電池，並用它點亮了自制的

弧光燈

，這種弧光燈可以在玻璃泡中發出可見光。戴維於1806年發明弧光燈，這領先愛迪生七十多年。但戴維的弧光燈極其明亮而難以控制，它需要大電流而壽命又不夠長，因此難以走進尋常百姓家。儘管它作為室外路燈有一定用處，但不能在家庭中使用。

漢弗萊·戴維（1778—1829）發明了早期的弧光燈，它由電弧放電發光，又叫做伏打電弧。WIKIMEDIA COMMONS （CC BY 4。0）

戴維之後的化學家們認識到，製造長壽命白熾燈泡的關鍵在於

燈絲的選擇

。當通電時，燈絲需要能夠持續發光而不被燒盡。英國科學家

詹姆斯·林德賽

（James Bowman Lindsay）在1835年使用銅絲製作燈泡，另一個英國人

沃倫·德拉儒

（Warren de la Rue）在1840年發明了鉑絲燈泡。這些燈泡都明顯早於愛迪生的發明，但它們都不夠實用。林德賽的銅絲燈泡壽命太短；而德拉儒的鉑絲儘管熔點很高，成為一個關鍵突破，但它太貴了。這些設計也受制於不夠發達的真空技術，這導致玻璃泡中總會有

殘留的空氣

。這些空氣會和燈絲髮生化學反應，使得點亮燈泡變得更難。

愛迪生實現實用燈泡的突破

在年復一年的實驗之後，愛迪生成為了那個最終揭開實用燈泡秘密的人。在愛迪生電燈公司工作期間，他改進了一種高電阻

棉線

，在測試中有14小時的壽命。與其他燈絲相比，它的耗電量也明顯更低。1877年發明的斯普倫格爾（Sprengel）氣泵也幫了愛迪生，它大大提高了真空泵技術，能將氣體從玻璃泡中抽出。

優良的真空度

和

棉線的高電阻

共同作用，使得燈絲的壽命明顯提高。愛迪生在1879年申請了第一個專利，美國專利局於1880年一月批准了他的申請。之後，愛迪生又建立了

愛迪生照明公司

，這家公司後來建立了美國第一家發電廠。

馬里蘭大學帕克分校的歷史學榮譽教授羅伯特·弗雷戴爾（Robert Friedel）認為，正是愛迪生對

實用性

和

現實應用

的重視，使他獲得了燈泡發展史上獨一無二的地位。“愛迪生的電燈是第一種獲得廣泛實際應用的燈泡，這正是它的發明者想要製造的東西。”弗雷戴爾解釋說，“他仔細地確定了競爭對手成功的關鍵因素：可靠性、壽命、經濟性和美觀……他想要製造一種符合所有這些條件的電燈泡——這是其他人沒能做到的。”

其他宣稱發明燈泡的人

愛迪生只是十九世紀七十年代若干位致力於發明可持續電燈泡的發明家之一。英國發明家

海勒姆·馬克沁

幾乎與愛迪生同時申請了電燈泡專利，但他的申請直到1880年七月才被批准。賓州州立大學榮譽教授、《能源與社會》的作者哈羅德·肖伯特回憶說：“我曾在課堂上說，馬克沁對專利申請被延誤非常憤怒，因此他回家發明了重機槍。”這當然只是個笑話，但馬克沁的重機槍確實是另一個影響深遠的發明。

海勒姆·馬克沁（1840——1916）發明了馬克沁自動機槍，每分鐘可發射770發子彈。圖源DEN STORE DANSKE

除了愛迪生，英國人約瑟夫·斯旺或許是“實用電燈泡發明者”頭銜最有力的競爭者。斯旺一直研究使用

碳化紙

做燈絲的電燈。他在1880年十一月獲得了白熾燈泡的英國專利。他的燈泡比愛迪生的發明更有實際用途。他用自己的燈泡點亮了整個倫敦薩沃伊劇場。據說斯旺的私宅是世界上第一個全部使用電燈照明的建築。愛迪生在英國法院起訴斯旺侵犯專利，法院支援了斯旺。為了解決商業爭端，愛迪生和斯旺將各自的企業合併成一家叫Ediswan的公司，並壟斷了英國市場。他們生產的燈泡有些直到21世紀仍可使用。

約瑟夫·斯旺（1828——1924）發明了一種早期白熾燈泡。他在英國蓋茨黑德的房子在世界上第一個安裝了白熾燈。圖源PICRYL

當提到愛迪生的著名競爭對手，許多人會想到美國發明家

尼古拉·特斯拉

（Nikola Tesla），他曾在紐約的愛迪生機器工廠工作過幾個月。沒人會說特斯拉發明了燈泡，但在他短暫的就職期間，特斯拉提交了弧光燈的設計方案，這種設計是幾十年前由漢弗萊·戴維首創的。愛迪生自己的低壓設計無法擴充套件到大功率電弧照明。出於一些尚有爭議的原因，愛迪生的公司從未將特斯拉的設計投入生產，特斯拉也在不久之後痛苦地離開了這家公司——原因可能更多地與金錢有關，而不是發明。

尼古拉·特斯拉（1856-1943）曾在紐約市愛迪生機器工廠短暫工作，在那裡他提交了弧光照明的設計。圖源FACES OF THE WORLD/FLICKR/ （CC BY 2。0）

所以究竟是誰發明了燈泡？

燈泡和電燈並不是由單獨一個人發明的。相反，它是由

一系列不斷進步的發明

共同創造的，每一項發明都建立在前人的基礎上。愛迪生的專利反映了他發明的不是第一個燈泡，而是第一個可以真正

大規模應用

的電燈。

這種持續的進化一直持續到今天，熒光燈和LED技術主導了市場，而愛迪生和斯旺發展的白熾燈早已被淘汰。真空管和玻璃泡的時代或許正在消失，但我們的目標仍然是為當下製造最實用、最普適的電燈泡。

專利保護過去的發明，但愛迪生從來沒有僅僅因為別人先產生想法就放棄自己的專案。肖伯特說“我最喜歡的愛迪生故事，是他帶人參觀他的梅洛公園實驗室的時候，一位參觀者提問說，實驗室人員想要取得發明需要遵守什麼樣的規則。據說愛迪生吼道’我們這裡沒有規則！我們只是努力完成些事情！’”

作者：

Dylan Ris

翻譯：藏痴

審校：Nothing

原文：

Who Inven

ted the Light Bulb? It Wasn't Just Edison

翻譯內容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

編輯：藏痴