白炽灯无疑改(gai)变了人类文明。随着(zhe)灯泡的出现，人们(men)突然可以工作和娱(yu)乐到深夜，而不需要依靠明火(huo)来照明。
虽(sui)然电灯泡的影响力无可置疑，但(dan)它的起源却值得讨论(lun)。传统观点认为美国人托马斯(si)·爱迪生（Thomas Alva Edison）发(fa)明了电灯。他获(huo)得了最早的两项白炽灯专利，第一项在1879年，第二(er)项在1880年。然而一些历史学(xue)家认为，把所有功绩都归于爱迪生(sheng)有些过于简单粗暴。他们(men)认为爱迪生确实(shi)发明了灯泡，但只是当时一系列类(lei)似发明中的一个。
其他一些专家说，尽管爱迪生的灯泡比之前的设计更(geng)出色，但灯泡的主要发明权应(ying)该属于英国发明家约瑟夫·斯旺（Joseph Wilson Swan）爵士，他(ta)与爱迪生同时研究白炽灯，后来又与爱迪生合作。但另一些历史学(xue)家反对称，这种对(dui)历史的修正是一种矫枉过正，爱迪生就是白炽灯泡的发明者(zhe)。这些说法到底谁对谁错？
托马斯·爱迪生与第一盏白炽灯的复制品(pin)的合影。这种白炽灯可(ke)以发出相当于16支蜡(la)烛的光，它是今天五万瓦（相当于15万支蜡烛）灯泡的前身。图源BETTMANN/GETTYIMAGES
要想知道爱迪生对发(fa)明电灯泡的贡献，我们需要先了解之(zhi)前发明家的工作。在19世纪(ji)初，意大利发明家亚历山德罗·伏打(da)（Alessandro Volta）首先提出了控制电流的概念(nian)，其标志是制成了可(ke)以用作电池的伏(fu)打电堆。如果你觉得伏打(da)的名字很耳熟，或(huo)许是因为电压的单位“伏特”就是以他的名字命名。
伏打电堆启发英国(guo)化学家汉弗莱·戴维（Humphry Davy）设计(ji)了他自己的电池(shi)，并用它点亮了自制的弧(hu)光灯，这种弧光灯可以在玻璃泡中(zhong)发出可见光。戴维于1806年发明弧光灯，这领先爱迪生(sheng)七十多年。但戴维的弧光灯极其(qi)明亮而难以控制，它需要(yao)大电流而寿命又不够长，因此难以走(zou)进寻常百姓家。尽(jin)管它作为室外路灯有一定用处(chu)，但不能在家庭中使(shi)用。
汉弗莱·戴(dai)维（1778—1829）发明了早期的弧(hu)光灯，它由电弧放电发光，又叫做(zuo)伏打电弧。WIKIMEDIA COMMONS (CC BY 4.0)
戴维之(zhi)后的化学家们认识到，制造长寿(shou)命白炽灯泡的关键在(zai)于灯丝的选择。当通电时，灯丝(si)需要能够持续发光而不被烧(shao)尽。英国科学家詹姆斯·林德(de)赛（James Bowman Lindsay）在1835年使用铜丝制作灯泡，另(ling)一个英国人沃伦·德拉儒（Warren de la Rue）在1840年发明了铂丝灯泡。这些灯泡都明显(xian)早于爱迪生的发明，但它(ta)们都不够实用。林德赛的铜丝灯泡寿命(ming)太短；而德拉儒的铂丝尽管熔点(dian)很高，成为一个关键(jian)突破，但它太贵了。这些设(she)计也受制于不够发达(da)的真空技术，这导致玻(bo)璃泡中总会有残留的空气。这些空(kong)气会和灯丝发生化学反应(ying)，使得点亮灯泡变得更难。
爱迪生实现实用灯泡的(de)突破在年复一年(nian)的实验之后，爱(ai)迪生成为了那个最终揭开实用灯(deng)泡秘密的人。在爱迪生电灯公司(si)工作期间，他改进了一种高电阻棉(mian)线，在测试中有14小时(shi)的寿命。与其他灯丝相比，它的耗电(dian)量也明显更低。1877年发明的斯普伦格尔（Sprengel）气泵也帮了爱迪生，它大大提高了真空泵技术，能将气体(ti)从玻璃泡中抽出。优良的真空度和(he)棉线的高电阻共(gong)同作用，使得灯丝的寿命明显提高。爱(ai)迪生在1879年申请了(le)第一个专利，美国专利局于(yu)1880年一月批准了他的申请。之后，爱迪生又建立了爱迪生照明公(gong)司，这家公司后来建立了美国(guo)第一家发电厂。
马里兰大学(xue)帕克分校的历史学荣誉教授罗伯特(te)·弗雷戴尔（Robert Friedel）认为，正是爱(ai)迪生对实用性和现实应用的重视，使(shi)他获得了灯泡发展史上独一无二的(de)地位。“爱迪生(sheng)的电灯是第一种获得广泛(fan)实际应用的灯泡，这正(zheng)是它的发明者想(xiang)要制造的东西。”弗雷戴尔解释说，“他仔细地确定了竞(jing)争对手成功的关键因素：可靠性、寿(shou)命、经济性和美观……他想(xiang)要制造一种符合所有这些条件的电灯(deng)泡——这是其他人没能(neng)做到的。”
其他(ta)宣称发明灯泡的人爱迪生只是十(shi)九世纪七十年代若干位致力于发(fa)明可持续电灯泡的发明家之一。英国发(fa)明家海勒姆·马克沁几乎与爱迪生同(tong)时申请了电灯泡专利，但他的(de)申请直到1880年七月才(cai)被批准。宾州州立大学荣誉教授、《能(neng)源与社会》的作者(zhe)哈罗德·肖伯特回忆说(shuo)：“我曾在课堂上说，马克沁(qin)对专利申请被延误非常愤怒，因此他(ta)回家发明了重机枪。”这(zhe)当然只是个笑话，但马克沁的重机枪(qiang)确实是另一个影响(xiang)深远的发明。
海勒姆·马克沁（1840——1916）发明了马克沁自动(dong)机枪，每分钟可发(fa)射770发子弹。图源DEN STORE DANSKE
除了爱迪(di)生，英国人约瑟夫·斯旺或许是(shi)“实用电灯泡发明者”头衔最有力的竞争者。斯旺一直研究(jiu)使用碳化纸做灯(deng)丝的电灯。他在1880年十一月获得(de)了白炽灯泡的英国专利。他的灯泡比(bi)爱迪生的发明更有实际(ji)用途。他用自己的灯泡点亮了整(zheng)个伦敦萨沃伊剧场。据说斯旺的私宅(zhai)是世界上第一个全部使用电灯照明的建(jian)筑。爱迪生在英国法院(yuan)起诉斯旺侵犯专利，法院支持(chi)了斯旺。为了解决商业争端，爱迪生和斯旺将各自的企业合并成(cheng)一家叫Ediswan的公司，并垄(long)断了英国市场。他们生产的灯(deng)泡有些直到21世纪(ji)仍可使用。
com约瑟夫·斯旺（1828——1924）发明(ming)了一种早期白炽灯泡。他在(zai)英国盖茨黑德的房子在世界上第一(yi)个安装了白炽灯(deng)。图源PICRYL
当提到爱迪生的著名竞争对手(shou)，许多人会想到美国发明(ming)家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla），他曾在纽约(yue)的爱迪生机器工厂工作过几个月。没人(ren)会说特斯拉发明了灯泡，但在(zai)他短暂的就职期间，特斯拉提(ti)交了弧光灯的设计方案(an)，这种设计是几(ji)十年前由汉弗莱·戴维首创的。爱迪生(sheng)自己的低压设计无法扩展到大(da)功率电弧照明。出于一些尚(shang)有争议的原因，爱迪生的公(gong)司从未将特斯拉的(de)设计投入生产，特斯拉也在不久之后(hou)痛苦地离开了这家公司(si)——原因可能更多地与(yu)金钱有关，而不(bu)是发明。
尼古拉·特斯拉(1856-1943)曾在纽约市爱迪生机(ji)器工厂短暂工作，在(zai)那里他提交了弧光照(zhao)明的设计。图源FACES OF THE WORLD/FLICKR/ (CC BY 2.0)
灯泡和(he)电灯并不是由单独一个人发明的(de)。相反，它是由一系列不断进(jin)步的发明共同创造(zao)的，每一项发明都建(jian)立在前人的基础上(shang)。爱迪生的专利反映了他发(fa)明的不是第一个灯(deng)泡，而是第一个可以真正大(da)规模应用的电灯。
这种持续的进化一直(zhi)持续到今天，荧光灯和LED技术主导了市场，而爱迪生和斯旺发(fa)展的白炽灯早已被淘汰。真空管和玻(bo)璃泡的时代或许正在(zai)消失，但我们的(de)目标仍然是为当下制(zhi)造最实用、最普适的电灯泡(pao)。
专利(li)保护过去的发明，但爱迪(di)生从来没有仅仅因为别人先产生想(xiang)法就放弃自己的(de)项目。肖伯特说“我最喜欢(huan)的爱迪生故事，是他带(dai)人参观他的梅洛公园实验室的时候，一(yi)位参观者提问说，实(shi)验室人员想要取得发明需要遵守什么样(yang)的规则。据说爱迪生吼道’我们这里没有规则！我们(men)只是努力完成些事情(qing)！’”
作(zuo)者：Dylan Ris
翻(fan)译：藏痴
审校：Nothing
原文：Who Invented the Light Bulb? It Wasn't Just Edison
翻译内容仅代表作者观点
不代表中科院物理所立场(chang)
编辑：藏(cang)痴
