Hópur fólks hafði safnast saman við götuljós í Newcastle í norðanverðu Englandi. Furðu lostið horfði fólkið á ljósið – ekki vegna þess að götuljós væru ný uppfinning því í meira en 50 ár höfðu götur bæjarins verið baðaðar í ljósi gaslampanna. Þennan dag í febrúar 1879 var þó búið að skipta gasinu út fyrir glóðarperu – og það var þetta rafmagnsljós sem heillaði áhorfendur.
Peran lýsti jafnt og stöðugt. Ekkert flökt, engir langir óhugnanlegir skuggar. Götuljósið lýsti upp bæinn og á hátt sem enginn hafði séð áður, hvorki í Englandi né annars staðar í heiminum.
Þrátt fyrir að flest okkar hafi lært að það hafi verið Thomas Edison sem fann upp glóðarperuna var það ekki hann sem stóð að baki þessari sýningu. Reyndar var Edison ekki einu sinni byrjaður að gera tilraunir með rafmagnsljós á þessum tímapunkti.
Uppfinningamaðurinn var hins vegar hinn enski Joseph Swan, efnafræðingur í bænum. Tveimur mánuðum áður hafði hann haldið fyrirlestur fyrir broddborgara bæjarins þar sem hann sýndi glóðarperu sína og viðbrögðin höfðu verið mikil – svo mikil að nú hafði hann komið fyrir slíkri peru á einni af erilsömustu götum bæjarins, Mosley Street.
Hinn 51 árs gamli Joseph Swan var hér við það að slá í gegn. En Edison hafði séð gríðarlega marga möguleika í þessum nýja ljósgjafa og hann var staðráðinn í að gera þessa byltingarkenndu uppfinningu að sinni eigin.
Í 30 ár vann Joseph Swan stöðugt við þróun ljósaperunnar.
Gas var ósýnilegur drápari
Þegar gaslýsing hófst um einni öld áður, var hún talin eitt af helstu framfaraskrefum siðmenningarinnar. Heimili, íbúðir, verksmiðjur og sjúkrahús höfðu áður verið lýst upp af grútarlömpum, ósandi og lyktandi ljósgjöfum sem voru dýrir og stöðugt þurfti að fylgjast með til að koma í veg fyrir eldsvoða.
Þegar gas var leitt inn í heimili og opinberar byggingar þurfti bara að skrúfa frá krana og þá streymdi gasið út. Ekki þurfti lengur að dragnast með ótal vaxkerti heim. Nú kom orkan alveg af sjálfu sér. Það þurfti einungis að kveikja á eldspýtu til að fá ljós.
Á fáeinum árum breyttust stórborgir eins og Lundúnir, París og New York frá því að vera dimmar og hættulegar yfir í nútímastórborgir sem aldrei sváfu. En með gasinu kom ný áhætta inn í borgirnar.
„Uppfinningamaður er eins og fjallgöngumaður. Fyrst fer hann eftir þekktum stígum, síðan í fótspor annarra. Þegar þau hverfa grípur hann ísöxina og heggur sér sína eigin leið.“
Joseph Swan.
Á hóteli einu í Chicago var maður einn næstum búinn að drepa sig þegar hann slysaðist til að opna fyrir gaskrana á veggnum. Maðurinn uppgötvaði ekki neitt og lagðist til svefns. Síðar um nóttina vaknaði hann með dúndrandi hausverk. Hann sundlaði og átti erfitt með að draga andann. Eitthvað var að en hann vissi ekki hvað. Hann komst þó út á gang þar sem hann féll á gólfið. Sem betur fer fundu starfsmenn hann skömmu síðar og skrúfuðu fyrir gasið. Þar björguðu þeir lífi mannsins.
Hefði hann sofið áfram myndi kolsýringurinn í gasinu hafa komið í stað súrefnis í blóði hans. Síðan hefði hann misst meðvitund og vefir í líkamanum byrjað að skemmast og að lokum hefði hann dáið.
Gasið var svo skilvirkur drápari að það varð innan tíðar vinsælt þegar fólk framdi sjálfsmorð. Starfsfólkið á hótelinu hélt í fyrstu að maðurinn hefði reynt að svipta sig lífi, því það hefði þá ekki verið í fyrsta sinn sem slíkt hefði gerst. Það var ekki fyrr en þeir uppgötvuðu merki sem losnað hafði af gaskrananum á hatti hans sem þeim varð ljóst hvað hafði í raun gerst.
Annað óhapp varðandi gasið – einnig í Chicago – hafði næstum kostað þúsundir manna lífið. Dag einn árið 1893 féll hitastigið í gasveri í borgarhverfinu Ravenswood skyndilega. Það fól í sér að gasið hætti að streyma um leiðslurnar og ljós í öllum ljósastaurum og á heimilum slökknaði. Nokkru seinna gátu starfsmenn í gasverinu leyst vandann og gasið tók að streyma á ný.
LESTU EINNIG
En þar sem slökknað hafði á logunum – og flestir menn voru sofandi – streymdi gasið óhindrað út. Þeir fáu sem enn voru á fótum uppgötvuðu sem betur fer að eitthvað væri að og létu vekja meira en 5.000 svefnþrungna íbúa. Það má teljast kraftaverk að enginn hafi látist þarna.
En ekki nóg með að gasið væri hættulegt og leiddi til slysa, sjálfsmorða og sprenginga á heimilum fólks. Því fylgdi einnig mikill sóðaskapur. Sótið frá gasloganum settist á veggi og loft – svartar skellur sem erfitt var að þrífa af og það fól í sér að veggfóðra þurfti heimili manna með jöfnu millibili.
Gasið var þannig eiginlega ómögulegur arftaki grútarlampanna og vaxkertanna. En þegar rafmagnið fannst upp fundu verkfræðingar á 19. öld snjallar hugmyndir til að þess komast út úr þessu myrkri.
Fyrsta rafmagnsljósið var kveikt af hendingu
Englendingurinn Humphrey Davie var í byrjun 19. aldar algjörlega heltekinn af nýrri tækni: rafhlöðunni. Uppfinningamaðurinn og efnafræðingurinn var heillaður af því hvernig nota mætti rafmagn til að einangra frumefni. Á fáeinum mánuðum einangraði hann m.a. natrín, kalín og magnesíum – frumefni sem áður fundust ekki í sínu hreina formi.
Þegar hann stundaði þessar tilraunir gerði hann aðra og kannski mikilvægari uppgötvun. Þegar hann kom tveimur kolefnisstöfum fyrir með tveggja sentimetra millibili og tengdi straum við þá tóku þeir að lýsa. Rafeindirnar hoppuðu einfaldlega frá einum kolastafnum til annars í gegnum loftið – og fyrir vikið myndaðist ljósbogi.
Eftir þúsundir tilrauna uppgötvar Edison að bambustrefjar eru hæfilega seigar og veita nægjanlega mótstöðu til að virka sem glóðarþráður.
Bambus kom Edison til bjargar
- 1802
Bretinn Humphrey Davy kemur fram með fyrstu glóðarperuna með því að setja straum á platínuræmu, eðalmálm með háu bræðslumarki. En lampinn lýsir of veikt og platínan brennur of hratt.
- 1809
Davy setur straum á tvo litla kolefnisstafi með heimatilbúinni rafhlöðu. Rafeindirnar hoppa frá einum kolefnisstaf til annars og mynda ljósboga. Davy getur þó einungis framkallað ljós í afar stuttan tíma.
- 1840
Vísindamaðurinn Warren de la Rue kemur fyrstur fram með þunna spírallaga platínþræði í lofttæmdu glerkúpli þannig að platínan hvarfist ekki við loftið. Pera hans lýsir í lengri tíma en hjá Davy en framleiðslan er afar dýr.
- 1878
Joseph Swan tekst að skapa skilvirkt lofttæmi og glóðarþráð sem endist lengur. Ári síðar sýnir hann ljósaperu sína opinberlega.
- 1879
Edison prófar meira en 3.000 mismunandi efni sem má nýta í glóðarþráð, áður en hann uppgötvar að bambusþráður hefur hæfilegt viðnám og slitstyrk. „Bambuspera“ Edison getur lýst í 1.200 tíma.
Humphrey Davie hafði nánast af hendingu búið þannig til fyrsta rafmagnslampann í sögunni, svonefndan ljósbogalampa. Það að við skulum ekki hugsa til hans þegar við kveikjum ljósin á heimilum okkar stafar af því að ljósbogalampinn var ekki hentugur fyrir einkaheimili. Hann þurfti gríðarlega mikinn straum og erfitt reyndist að stýra lýsingunni – ljósið sveiflaðist frá því að vera nánast blindandi yfir í að vera dauft skin. Hitinn frá lampanum át einnig kolastautana á skömmum tíma þannig að fjarlægðin milli þeirra jókst eftir skamman tíma sem varð til þess að ljósið slökknaði.
En Humphrey Davie hafði sýnt fram á að rafmagnslýsing væri raunhæfur kostur.
Óheppnin elti yfirstéttarsoninn
Meðan aðrir reyndu áfram að fá ljósbogalampann til að virka óx Joseph Swan upp í bliki gaslampanna, á velmegandi heimili í Sunderland, Englandi. Faðir hans átti stórt fyrirtæki og hagnaðist ágætlega á iðnvæðingunni sem var á fullri ferð í byrjun 19. aldar. Ólíkt mörgum öðrum fjölskyldum höfðu foreldrar Swan efni á því að senda börn sín í skóla, öll átta þeirra.
Joseph var talinn sá greindasti í systkinahópnum – og gleypti í sig allt það lesefni sem hann komst í tæri við, einkum varðandi náttúruvísindi og efnafræði. Fjórtán ára gamall var hann því kominn í læri hjá tveimur apótekurum svo hann gæti glöggvað sig enn betur á þeim efnafræðilegu ferlum sem liggja að baki framleiðslu lyfja.
Hér tók óheppnin að elta hann á röndum. Áður en hann hafði lokið námi létust báðir apótekararnir og hann stóð allt í einu uppi án atvinnu og menntunar og framtíðin var ekki björt. Í örvæntingu flutti hann til Newcastle þar sem eiginmaður eldri systur hans réð hann í nýstofnað lyfjafyrirtæki sitt. Með komu Josephs margfölduðust viðskiptin hjá mág hans. Swan var fullur af hugmyndum um ný meðöl sem hann hafði sjálfur fundið upp og gat framleitt.
„Ég hef ekki klúðrað málum þúsund sinnum. Ég hef uppgötvað þúsund vegu sem virka ekki“.
Edison eftir að hafa prófað þúsundir mismunandi efna í glóðarþráð.
En þetta blómaskeið stóð stutt. Dag einn keyrði mágur hans út úr bænum til að losa sig við farm af nítróglysseríni, hinu magnaða sprengiefni sem hafði uppgötvast tæpum 20 árum áður. Hann hugðist losa sig við það úti í náttúrunni en eitthvað fór úrskeiðis og bæði farmurinn og mágur hans tættust í sundur í gríðarlegri sprengingu.
Nokkru síðar létust eiginkona hans og tvíburasystir einnig úr sjúkdómum og heimur unga uppfinningamannsins hrundi saman.
Niðurbrotinn og þunglyndur yfir því að hafa misst ástvini sína og viðskiptafélaga á svo skömmum tíma sökkti hann sér niður í starf sitt. Hann flutti búferlum, byggði rannsóknarstofu og tók að gera tilraunir. Og margvíslegar hagnýtar uppgötvanir komu út úr þessu starfi hans, m.a. má þakka Swan auðveldari og ódýrari aðferð við að framkalla ljósmyndir.
Hann var einungis 21 árs gamall þegar hann fór að fást við tilraunir við að þróa rafmagnsljós en fyrsta frumgerðin virkaði ekki sérlega vel. Meginhugmyndin að baki rafmagnsljósi var sú að rafspenna ætti að hlaupa í gegnum eitthvað þunnt efni. Rafeindirnar átti því ekki að stökkva frítt í gegnum loftið eins og raunin var með ljósbogalampa. Þetta var þó hægara sagt en gert. Vegna súrefnisins í loftinu í perum brann þetta þunna efni hratt upp.
Swan fann þó lausn á þessu. Sú fólst í að lofttæma peruna, þar sem efnisþráðurinn átti að lýsa. En þær lofttæmisdælur sem Swan gat orðið sér úti um virkuðu illa og næstu 30 árin hélt hann áfram að bisa við að framleiða haldbært rafmagnsljós. Það var ekki fyrr en hann var orðinn 50 ára gamall árið 1878 sem honum tókst þetta loksins.
Edison hætti í skóla aðeins 12 ára gamall og lærði símritun hjá járnbrautarfélagi.
Ári síðar fékk hann einkaleyfi á hugmyndinni fyrir lofttæmdum perum og til að sýna fram á hversu góð hugmynd hans var setti hann upp slíkar perur á sínu eigin heimili. Þannig var hús Joseph Swans hið fyrsta í heiminum til að vera lýst upp af rafmagnsljósi. Framtíðin var því í öllum bestu merkingum orðsins björt fyrir Swan – allt þar til hinn heimsfrægi uppfinningamaður Thomas Edison hélt því fram að hann væri í raun uppfinningamaður rafmagnsperunnar.
Heyrnardaufi drengurinn úr vitanum
Thomas Edison var eiginlega algjör andstæða Josephs Swans. Meðan bretinn var hógvær með stórt og mikið skegg og milda framgöngu gat Edison verið harðneskjulegur og strangur og fullur af hroka. Meðan Swan kom frá velmegandi heimili hafði Edison vaxið upp í fátækt. Og meðan Swan hafði um áraraðir stritað við að koma rafmagnsperu sinni í gagnið, hafði Edison tekist að gera það með sínar betrumbætur á fáeinum mánuðum. Þessar andstæður voru augljósar og þegar mennirnir tveir mættust má segja að andrúmsloftið milli þeirra hafi bókstaflega verið rafmagnað.
Edison var sjöunda og yngsta barn föðurs sem sá um vita í litla bænum Port Huron sem liggur norðan við Detroit. Þar liggur bærinn við eitt af stærstu vötnum í BNA, Huronvatn sem myndar landamæri milli BNA og Kanada.
Edison var fæddur með heyrnargalla. Í skólanum leiddist honum mikið, að hluta til af því að hann gat ekki heyrt hvað kennarinn sagði og eins af því að kennslan fór fram í utanbókarlærdómi. Hann tengdist heldur ekki öðrum krökkum sérlega vel. Kennarinn sagði hann vera „ruglaðan“.
En Edison var að eðlisfari forvitinn og hugmyndaríkur og þess í stað sökkti hann sér sjálfur í bækur sem hann hafði áhuga á. Þar lærði hann margt af því sem hann síðar gat nýtt sér sem uppfinningamaður og kaupsýslumaður – þekkingu um efnafræði, rafmagn og stærðfræði.
LESTU EINNIG
Edison gekk einungis fimm ár í skóla en síðar hætti hann 12 ára gamall til að hefja störf við járnbrautina milli Port Huron og Detroit. Fjórum árum áður hafði járnbautarfyrirtækið komið upp ritsímum til að samstilla og stjórna ferðum lestanna og Edison greip tækifærið og komst í nám sem verðandi símritari.
Upphaflega virkaði ritsíminn með því að maskína prentaði punkta og strik (morskóða) á lítinn pappírsstrimil sem símritarinn las af. En þegar Edison var í námi breyttist tæknin og þá kom móttökutæki sem skilaði morskóðanum með hljóðnemanum.
Þar sem heyrn Edison var skert olli þetta honum nokkrum vanda, svo hann hófst strax handa við að betrumbæta tæknina svo hún gagnaðist betur fyrir hann. Nokkuð sem átti eftir að einkenna nálgun Edisons sem fólst gjarnan í því að finna út hvernig mætti bæta þá tækni sem þegar var til staðar. Síðan sótti hann um einkaleyfi á þessum endurbótum.
Árið 1869 tókst honum að finna svonefndan fjórfaldan ritsíma (e. quadruplex telegraph) – maskínu sem gat sent tvenn skilaboð samtímis í gegnum sömu leiðsluna í gagnstæðar áttir. Með þessa uppfinningu í höndunum sagði hann upp starfi sínu eftir sex ár og einhenti sér í að verða uppfinningamaður.
Það reyndist vera farsæl ákvörðun. Á starfsferli sínum fékk Edison 1.093 einkaleyfi – heimsmet sem var fyrst slegið árið 2015 af landa Edisons, stjarneðlisfræðingnum og uppfinningamanninum Lowell Wood. Ein helsta skýringin á þessari velgengni Edisons var samkvæmt mörgum andstæðingum hans sú, að hann átti erfitt með að skilja muninn á því að fá eitthvað lánað og að stela því – og árið 1878 stal hann nú frá röngum manni.
Edison tókst að fá einkaleyfi á 1093 uppfinningum á ævi sinni. Flestar byltingarkenndu uppfinningar hans áttu sér stað í nýjustu rannsóknarstofu hans í Menlo Park, New Jersey.
Edison fær „lánað“ hjá Swan
Helsti vandinn varðandi rafmagnsperuna var að gera hana ódýra og örugga. Swan hafði einungis tekist að gera glóðarperu með þráðum úr platínu, iridíni og kolefni. Þessir tveir fyrstu efnisþræðir voru bæði fágætir og afar dýrir. Kolefni var hins vegar ódýrt en brann alltof hratt upp. Með því að láta þráðinn brenna í lofttæmi gat Swan látið hann endast mun lengur. Og með því að nota pappírsræmu sem var þakin þunnu lagi af kolefnispúðri, minnkaði hann framleiðslukostnað á þræðinum enn frekar.
Svo þegar Swan kveikti á rafmagnsperu sinni á götunni í Newcastle í febrúar 1879 lýsti hún harla vel. Búið var að finna lækningar á verstu barnasjúkdómunum. Tæknin var nú fullþroska og tilbúin. Eini vandinn var sá að hann gat ekki látið þráðinn brenna lengur en í 40 tíma, áður en peran brast. En það gat hins vegar Edison.
Með því að byggja áfram á uppfinningu og hönnun Joseph Swans tókst Edison að finna efni sem brann mun lengur. Öll rannsóknarstofa Edison í Mellow Park í New Jersey var látin sinna því verkefni og meira en 100 manns unnu nánast á vöktum allan sólarhringinn við að prófa ýmis efni.
Það var fyrst eftir að meira en 6.000 mismunandi plöntutrefjar frá öllum heimshornum höfðu verið prófaðar sem Edison fann lausnina. Með því að skipta pappírnum út fyrir ofurþunnar bambustrefjar þaktar kolefnisryki tókst honum að lengja líftíma perunnar svo um munaði. Nú gátu þær lýst í heila 1.200 tíma.
Kolbogalampi sem gátu baðað nokkrar blokkir af íbúðum í skæru hvítu ljósi.
Stríðið brýst út
Árið 1878, sama ár og Swan sýndi peru sína í fyrsta sinn, hafði hann sótt um einkaleyfi á uppfinningunni í Englandi. Hann gerði þó þau miklu mistök að sækja einungis um einkaleyfi á lofttæmisþætti uppfinningarinnar, ekki öllum búnaðinum. Ári síðar fékk Edison hins vegar einkaleyfi á allri smíði perunnar í bæði Englandi og BNA.
Þrátt fyrir að Thomas Edison vissi harla vel að þetta afrek hans byggði á öllu striti Joseph Swans, reyndi hann engu að síður að selja rafmagnsperuna sem eigin uppfinningu.
Kannski reiknaði hann með að það yrði auðvelt að valta yfir Swan – að heiðurinn – og ekki síst einkaleyfið fyrir rafmagnsperuna – ætti að sjálfsögðu að tilheyra galdrakarlinum frá Mellow Park og frægasta uppfinningamanni heims en ekki einhverjum óþekktum efnafræðingi frá smábæ í Norður-Englandi.
Þetta sama verklag hafði hann margsinnis stundað með góðum árangri. Edison var alveg jafn kaldrifjaður kaupsýslumaður og hann var framúrskarandi uppfinningamaður.
Swan og Edison gerðu samkomulag og stofnuðu sameiginlegt fyrirtæki sem nefnist Ediswan.
Árið 1882 höfðaði Edison mál á hendur Swan. Málsóknin gekk út á að Swan hefði brotið freklega á einkaleyfi Edisons. Sem andsvar við þessu stefndi Swan Edison í BNA fyrir að misnota einkaleyfi sitt. Og hann var fyllilega fær um að sanna mál sitt með ýmsum rannsóknargögnum og skýrslum frá liðnum áratugum sem sýndu m.a. hvernig hann hefði komið fram opinberlega með þessa uppfinningu sína.
Sönnunargögnin voru ótvíræð og lögmenn Edison vissu hvert stefndi. Þeir ráðlögðu honum því að komast fremur að samkomulagi við Swan sem hann samþykkti þrátt fyrir að mislíka það ákaflega.
Friðarsamkomulag undirritað
Árið 1883 náðu Edison og Swan samkomulagi um að snúa bökum saman. Samkomulagið gekk út á að uppfinningamennirnir tveir skyldu sameina fyrirtæki sín í eitt nýtt sem var stofnað til þess að framleiða og selja rafmagnsperur. Þetta varð The Edison and Swan United Electric Light Company Limited – í daglegu tali kallað Ediswan.
Í tíu ár – fram til ársins 1893 þegar einkaleyfin runnu út – höfðu þeir einokunarstöðu varðandi rafmagnsperuna sem gerði þá báða moldríka.
Þetta stríð Edisons og Swans um einkaleyfið var hreint ekki einu átökin sem Edison lenti í á ævi sinni. Fáeinum árum síðar lenti hann enn og aftur í stríði við tvo aðra uppfinningamenn. Í þetta sinn varðaði það ekki rafmagnsperuna heldur dreifingu rafmagnsins sem fékk peruna til að lýsa. Og í þetta sinn nýtti Edison sér öll brögð sem hann kunni til að sigra. En það er efni í aðra sögu.
Tæknin að baki rafmagnsperunni reyndist svo haldgóð að hún hefur nær ekkert breyst í meira en 100 ár. Heimili, skólar, sjúkrahús og verksmiðjur voru lýst upp með rafmagnsperunni í gegnum alla 20. öldina. Það var fyrst undir lok hennar sem önnur ný uppfinning kom fram á sjónarsviðið sem sló henni við: LED-peran.
