Томас А. Эдисон родился в 1847 г. в городке Милане пограничного с Канадой штата Огайо. Пред­ки Эдисона были голландскими мельниками, эмигри­ровавшими в Америку в 1730 г. Отец Эдисона Самуил занимался сельским хозяйством, торговлей хлебом и лесом, переселялся из одного места в дру­гое и, наконец, в 1854 г. обосновался в Порт-Гуро­не (штат Мичиган). Здесь молодой Эдисон получил первое, весьма кратковременное, образование в на­родной школе. Педагоги Порт-Гурона признали Эдисона малоспособным учеником, и отец взял маль­чика из школы, предполагая приспособить его к сво­им делам. Мать Эдисона, школьная учительница, сама занялась домашним образованием мальчика. В течение пяти лет Эдисон, пользуясь местной биб­лиотекой, прочитал множество книг самого разнообразного содержания. Он пытался даже самостоя­тельно постигнуть знаменитые «Математические на­чала натуральной философии» Исаака Ньютона.

Большинство биографов придают мало значения этим и дальнейшим самообразовательным научным занятиям Эдисона. В действительности они имели огромное значение для творчества Эдисона. Эдисон не был просто изобретателем, приходящим к своим идеям интуитивным путем. Он был изобретателем-ученым, хотя весьма своеобразным. Недаром Эди­сон любил говорить, что гениальность — это де­вяносто девять процентов упорного труда и один процент вдохновения. В большинстве изобретений, сделанных Эдисоном, приоритет принадлежит не ему в том смысле, что они были задуманы и осуще­ствлены до него другими лицами, но, тем не менее, это вполне самостоятельные изобретения, ибо только Эдисону принадлежит заслуга доведения изобре­тательской идеи до изумительного практического совершенства. Эдисон достигал этого длительным, кропотливым и упорным научным исследованием.

Метод научного исследования Эдисона столь свое­образен, столь не похож на общепринятый, что обыч­но остается непонятым. В некоторой степени метод Эдисона схож с методом Фарадея — этого гениаль­ного самоучки, без официального образования, который в научных достижениях и изобретениях превзошел самых знаменитых ученых своего вре­мени. К сожалению, Эдисон, в противоположность Фарадею, не любил заниматься литературным изложением своих научных изысканий, опытов и изобре­тений; записи же и дневники Эдисона до сих пор мало изучены. Вот почему мы лишены возможности со­ставить себе сколько-нибудь полное представление об эдисоновском методе. По существу метод этот был подлинно научным и заключался в тщатель­ном изучении явлений, в выдвижении предположе­ний (гипотез) об их сущности, в построении теории и ее опытной проверке. Однако по форме он был весьма своеобразен.

Производя бесчисленные опыты, Эдисон по-свое­му обобщал их, по-своему выводил из них следствия, по своему проверял предположения о сущности явлений, по-своему разрабатывал теорию. Опыты Эдисона нередко производят впечатление простого беспорядочного нагромождения. В действитель­ности это не так. Изобретения Эдисона не были пло­дами счастливых случайностей. Эдисон был глу­боким теоретиком, упорно добивавшимся реализа­ции теории на практике.

Первое запатентованное изобретение Эдисона — это электрический счетчик голосов. Изобретение было сделано пятнадцатилетним телеграфистом Эдисоном в 1862 г. Уже с 12 лет Эдисон вынужден был зарабатывать себе на жизнь продажей газет и съест­ных припасов в поездах. В 1868 г. он поступил на службу телеграфистом и разъезжал по разным го­родам США и Канады. Первое изобретение Эдисона обмануло его надежды на получение материальных благ. Но в 1869 г. Эдисону повезло. За изобретен­ный им телеграфный аппарат для передачи бирже­вых курсов (биржевой тиккер) он получил 40 ООО дол­ларов. Бросив службу, Эдисон переехал в 1869 г. в Нью-Йорк и основал здесь свою знаменитую лабо­раторию изобретений. В 1876 г. лаборатория его была перенесена в Ментю-Парк — небольшой го­родок, также недалеко от Нью-Порка, а затем, в 1887 г., в Вест-Орендж.

Наиболее крупные изобретения Эдисона были сделаны в Менло-Парке. Лаборатория Эдисона со­стояла из конторы и библиотеки, зала с измерительными приборами, гальванометрами, электро­метрами, фотометрами, спектроскопами и прочими точными инструментами, химической лаборатории, мастерской для изготовления динамомашин, центральной электростанции и других вспомогательных помещений.

Организация Эдисоном крупной исследователь­ской лаборатории не была случайной прихотью. Эди­сон вступил на поприще изобретательства в начале развития Соединенных Штатов Америки. Научно-изобретательская деятельность Эдисона была одним из проявлений этого стремительного капиталистического развития. В течение шести десятков лет, начиная с того момента, когда Эдисон с 1868 г. сделал первую патентную заявку на электриче­ский счетчик голосов, а в 1869 г. получил 40 ООО долларов за биржевой тиккер, он патентовал свыше 3000 изобретений. Среди них были такие крупные, как электрическая лампочка накали­вания, фонограф и кинематограф, но были также и более мелкие, вроде обыкновенного лампового патрона, выключателя, рубиль­ника, плавкого предохранителя, вощеной бумаги, рупора, рота­тора, гигрометра и пр. Многие изобретения Эдисона остались незапатентованными, так как Эдисон считал, что они или не имеют практического значения или же оставаться секретом его лаборатории.

Мы рассмотрим здесь четыре основные группы изобретений Эдисона: телеграф и телефон, элек­трическое освещение, фонограф и кинематограф, а также изобретения менее известные среди ши­рокой публики, но весьма важные, вроде щелоч­ного аккумулятора, метода магнитного обогащения железной руды и др.

Первым крупным изобретением (1869 г.) Эдисона в области телеграфии было открытие способа многократного телеграфирования по одному проводу (так называемый дуплекс и квадруплекс). Идея этого изобретения весьма проста. Известно, что при обыкновенной телеграфной передаче посы­лаемый со станции отправления электрический ток— сигнал — поступает в электромагнит приемной стан­ции, возбуждает электромагнит и заставляет его притягивать рычажок пишущего прибора. Таким образом, электромагнит является существенной ча­стью прибора приемной станции, но совершенно излишен на станции отправления. Однако для обрат­ной связи, т. е. для того, чтобы станция отправ­ления имела возможность в свою очередь получать телеграммы со станции приема, аппараты обеих стан­ций устраиваются совершенно одинаково. Но в таком случае нельзя уже посылать одновременно встречные сигналы; они будут мешать друг другу. Чтобы устранить этот недостаток, Эдисон присоединил к обычной обмотке электромагнита вторую обмотку.

Томас А. Эдисон

В области телефонии главным изобретением Эдисона является всем известный угольный микро­фон (1876 г.). В телефонах Белла, появившихся до эдисоновского изобретения, микрофон имел то же самое устройство, что и теле­фон: к постоянному магниту с проволочной катушкой примыкала мембрана, коле­бания которой вызывали наведенные токи, пере­дававшиеся в катушку телефонного магнита. Токи эти были настолько незначительны, что пере­дача действовала лишь на относительно небольших расстояниях. Заменив электромагнит куском угля и г ведя в цепь трансформирующую ток катушку, а также гальванический элемент, Эдисон сделал возможным телефонную передачу на весьма значите­льные расстояния. Одновременное Эдисоном уголь­ный микрофон был изобретен Юзом. Между Эди­соном и Юзом возник резкий спор о приоритете. По этому поводу известный физик Томсон-Кэльвин указал, что если уж говорить о приоритете, то до Эдисона и Юза угольные микрофоны были предло­жены инженерами дю-Монсель (1856 г.) и Клерак (1865 г.). Заметим, однако, что единственно Эдисону принадлежит важное усовершенствование уголь­ного микрофона, а именно — замена контакта двух углей сдавливанием одного лишь куска угля. Чтобы получить угольную пластинку необходимого качества, Эдисону пришлось преодолеть большие за­труднения. Путем многочисленных опытов ему уда­лось, в конце концов, изготовить угольную массу, обладающую весьма большой чувствительностью к изменениям давлений колеблющейся мембраны микрофона Впрочем, и микрофон Эдисона имел предшественника в виде микрофонов с угольным порошком, самый ранний из которых — микрофон Гуннгна. Здесь еще раз оправдывается известное указание Маркса, что критическая история технологии показывает, как мало какое-либо изобретение можно приписать одному лишь лицу.

Наиболее интересным открытием Эдисона в обла­сти электромагнитной связи является так называе­мый эффект Эдисона. Сущность эффекта Эдисона заключается в следующем: если в обыкновен­ную электрическую лампу впаять дополнительную металлическую проволочку и присоединить ее, рав­но как и полюса лампы, к батарее, то нетрудно обнаружить наличие тока между накаленной нитью и проволочкой. Ныне говорят, что накаленная нить испускает поток электронов, который направляется к металлической проволоке, заряженной положи­тельным электричеством. Сам Эдисон не использо­вал технически этого открытия, но оно сделалось основой всей современной радиотехники и не толь­ко радиотехники, но и ряда отраслей электротех­ники.

Современные катодные детекторы и усилители, ламповые генераторы и преобразователи осно­ваны на применении эффекта Эдисона.

К числу крупнейшего по промышленно-техническому значению изобретений Эдисона принадлежит лампочка накаливания. Еще до Эдисона такую лампу изобрел знаменитый русский изобретатель А. П. Ло­дыгин. Однако Лодыгину вследствие неблагоприят­ных условий, в которых он работал, не удалось до­биться изготовления достаточно прочной и практически пригодной нити. Этого добился Эдисон в ре­зультате огромной научно-экспериментальной ра­боты, проводившейся в течение многих лет. Эдисон перепробовал бесчисленное множество различных материалов. Только над бамбуком он провел около 6000 опытов. Пригодной оказалась обугленная нить из одного сорта японского бамбука. Так как во мно­гих книжках сущность изобретения Эдисона осве­щается весьма поверхностно и даже неправильно, целесообразно привести здесь некоторые отрывки из подлинного патента Эдисона от 27 января 1880 г. «Целью настоящего изобретения является производ­ство электрических ламп, дающих свет путем нака­ливания, причем лампы обладают высоким сопротив­лением, что позволяет практически осуществить дробление электрического света. Изобретение преду­сматривает светящееся тело из угольной проволоки или листков, свернутых спиралью или каким-ни­будь другим способом, так, чтобы обладать большим сопротивлением прохождению электрического то­ка и одновременно иметь лишь очень небольшую поверхность излучения Изобретение также пред­усматривает помещение такой горелки высокого сопротивления в почти абсолютный вакуум, чтобы пре­дохранить проводник от окисления и повреждения атмосферным воздухом. Электрический ток вводится в колбу, из которой выкачан воздух, посредством платиновых проволок, впаянных в стекло».

«До сих пор для получения света путем накалива­ния применялись угольные стерженьки сопротив­лением от 1 до 4 омов….»

Некоторые исторические справки помогут читателю, как следует уяснить себе содержание патента Эдисона.

До появления ламп накаливания для электриче­ского освещения пользовались дуговыми лампами. Эти лампы обладают весьма малым сопротивлением, требуют большой силы тока и весьма постоянного режима напряжения. Поэтому первоначально каж­дую дуговую лампу приходилось питать от отдель­ного источника: параллельное соединение несколь­ких ламп считалось невозможным, так как выключе­ние или расстройство одной лампы выводило из строя остальные; кроме того, для питания более или менее значительного количества параллельно вклю­ченных ламп требовались подводящие провода не­имоверной толщины. Впервые эту якобы неразре­шимую проблему дробления света в отношении ду­говых ламп блестяще разрешил русский изобре­татель П. П. Яблочков путем замены постоянного тока переменным и введения в цепь конденсаторов и трансформаторов. Когда Лодыгиным впервые была предложена лампочка накаливания, недостат­ки этой лампы сравнительно с усовершенствованной лампой Яблочкова были таковы, что Яблочков был уверен в полной победе его лампы над соперницей. Однако изобретение Эдисона положило конец этим иллюзиям. Как видно из текста патента, Эдисону удалось добиться замены существовавших в его вре­мя угольных ламп с сопротивлением в 1—4 ома уголь­ными лампами с сопротивлением в сотни и даже тысячи омов. Этим была окончательно разрешена пресловутая проблема дробления электрического света.

Изобретя лампочку накаливания, Эдисон начал работать над тем, чтобы придать ей широкое потре­бительское значение. Он усовершенствовал динамо-машину и устроил в Менло-Парке первую в мире центральную станцию электрического освещения.

Система электрического освещения Эдисона вы­звала всеобщее восхищение на всемирной выставке в Париже в 1881 г. Любопытно, что в этом же году на всемирном конгрессе электриков, с докладом о своих опытах по передаче электроэнергии на боль­шие расстояния выступил французский физик Марсель Депре.

Отметим, что Эдисон один из первых (почти одно­временно с Сименсом, 1879 г.) приступил к электри­фикации железнодорожного транспорта. Электрическая дорога Эдисона длиною в 500 м была по­строена в Менло-Парке в 1880 г Поезд, состоявший из электровоза и четырех вагонов, приводился в движение электроэнергией, которая доставлялась по подземным кабелям из центральной электриче­ской станции Менло-Парк.

Наиболее известным изобретением Эдисона являет­ся фонограф Изобретение было сделано в 1876 г. Американское Бюро патентов признало в 1877 г. изобретение совершенно новым и немедленно выда­ло патент. Правда, до Эдисона фонограф изобрел – француз Леон Скот(1857 г.) и, одновременно с Эди­соном, Шарль Крое (1877 г.). Но лишь Эдисону удалось по-настоящему усовершенствовать изобре­тение. Фонограф или граммофон — настолько известный аппарат, что его здесь нет необходимо­сти описывать. Заметим, однако, что аппарат этот совсем не такой простой, каким он ка­жется на первый взгляд. Специалистам известно, что фонографическое воспроизведение человече­ского голоса является сложнейшей проблемой. Труд­ность этой проблемы видна из того, что научная акустика была как следует, разработана лишь во второй половине XIX столетия Гельмгольцем. Над проблемой фонографа Эдисон работал до самой своей смерти, добиваясь все большей и большей чистоты воспроизводимых звуков. Фонограф был любимым •изобретением Эдисона, на которое он затратил свыше полустолетия упорного и кропотливого труда. Правильной передачи английского «эс» Эдисон до­бился лишь в 1928 г. На третьем этаже лаборатории Вест Оренджа имеется специальный зал, в ко­тором выставлены образцы фонографов, от первого— 1876 года — до последнего — 1930 года О совер­шенстве звуковой записи, достигнутой Эдисоном, можно судить по следующему факту. Во время кон­церта одного известного певца внезапно погас свет, но пение концертанта продолжало звучать в зале. Когда свет был снова включен, публика, к своему изумлению, увидела на эстраде вместо артиста — граммофон. Таков был чисто американский рек­ламный трюк граммофонной фирмы.

Не менее известным и, пожалуй, еще более важ­ным изобретением Эдисона был кинематограф. Обычно изобретателями кинематографа считаются братья Люмьер (1895 г ), которым действительно принадлежит изобретение кинематографа в его сов­ременной форме. Однако еще до работ братьев Лю­мьер, именно в 1887 г., Эдисон начал заниматься проблемой кинематографа, предполагая соединить – его с фонографом. Из практических соображений Эдисон перешел к кинетоскопу, аппарату, предназначенному для пользования лишь одного ли­ца, т.е. без проектирования на экране. Первонача­льно крохотные фотографии наклеивались на враща­ющийся цилиндр, затем Эдисон первый перешел к нанесению фотографий на пленку. Пленка двига­лась мимо обтюратора, зритель же смотрел через окошечко, снабженное линзой.

Помимо кинематографа Эдисон построил в 1913 г. первое говорящее кино, соединив киноаппарат с фонографом. Хотя с 1925 г. способ Эдисона заменен более совершенным, но в Америке и поныне имеются кинотеатры с аппаратами Эдисона («Витафон»).

К числу фундаментальных изобретательских про­блем, которыми занимался Эдисон, принадлежат проблемы гальванического элемента. Эдисон стремился найти возможность непосредствен­но получать электроэнергию химическим спосо­бом, образцом чего для него служили всем известные гальванические элементы. Над этой проблемой он работал всю жизнь, но она осталась нерешенной, Эдисону не удалось построить гальванического эле­мента сколько-нибудь значительным коэффициен­том полезного действия. Однако в процессе своих изысканий произведя несколько тысяч опытов, Эди­сон усовершенствовал в 1900 г. аккумулятор, заме­нив дорогие и неудобные в ряде случаев свинцовые аккумуляторы более дешевыми и удобными щелоч­ными железо-никелевыми. Аккумуляторы Эдисона свободны от многих недостатков свинцовых акку­муляторов, длительно сохраняют заряд, не боятся частой перезарядки, не выделяют вредных паров и газов, легче свинцовых, не боятся тряски и т. д. Щелочные аккумуляторы Эдисона имеют широкое применение в шахтах, для питания лампочек шах­теров, в электровозах и электрокарах, в подводных лодках, словом, там, где особенно требуются меха­ническая прочность, постоянство электрического режима, устранение вредных выделений и т. д.

Из других, более скромных, но весьма важных в промышленном отношении изобретений Эдисона, отметим здесь метод магнитного обогащения железной руды и вращающиеся печи. Магнитное обога­щение руды, т. е. отделение ценных железных ча­стей от пустой породы при помощи мощных электро­магнитов, предложенное Эдисоном еще в 1880 г. ныне приобрело большое распространение.

Вращающаяся печь Эдисона для обжига цемента преобразовала цементное производство и сделала возможным реализацию другой идеи Эдисона — отливку в несколько дней целых домов из цемента. Правда, чистый цемент оказался слишком дорогим материалом но отливки из бетона составляют в на­стоящее время важную отрасль строительной тех­ники.

Большую изобретательскую деятельность Эдисон развил в период первой империалистической войны 1914—1918 гг. Американское правительство пригла­сило в 1915 г. Эдисона на пост главы «Морского кон­сультационного комитета». Со свойственной ему энергией Эдисон взялся за обеспечение американской военной промышленности изобретениями, в которых она наиболее нуждалась. Прежде всего он организовал производство ряда химических веществ, имеющих важнейшее значение для военной промышлен­ности — в первую очередь фенола и бензола, а также толуола, ксилола, нафталина в кристаллах и др. Особое внимание Эдисон посвятил проблеме обна­ружения подводных лодок. Здесь Эдисоном был сна­чала предложен электромагнитный способ, но затем он перешел к звуковому, имеющему поныне наиболь­шее распространение. Много занимался Эдисон торпедами и плавучими минами. В частности, идея известной магнитной мины была, по-видимому, впер­вые предложена Эдисоном.

Последней работой Эдисона было исследование возможности получения каучука из растений, при­способленных к климату США. В 1914—1Ы7 гг. стало очевидным гро­мадное экономическое и военное значение каучука. Эдисон исследовал полтора десятка тысяч растений и выделил из них около полутора тысяч, содержа­щих каучук, а из них золотень, как растение, обладающее наилучшими промышленными качествами.

Неутомимая энергия в научном исследовании и упорный труд с целью достижения практической реализации изобретения — таковы были методы исследований Эдисона — ив проблемах микрофона, и лампочки накаливания, и фонографа, и в проблеме каучука.

Похожие статьи:

1. Галилео Галилей
2. Кельвин, он лайе Вильям Томсон
3. Ползунов Иван Иванович
4. Архимед
5. Декарт Рене