مخترع لامپ: تسلا یا ادیسون؟ چه کسی لامپ را اختراع کرد؟

یک افسانه علمی رایج وجود دارد است که توماس ادیسون لامپ را اختراع کرده است. با این حال، او به دلیل اختراع دستگاه‌های بزرگ و بهبود صدها اختراع دیگر شناخته شده است. شرکت‌های ادیسون نه تنها لامپ‌های الکتریکی را به صورت انبوه تولید کردند، بلکه نیروگاه‌هایی را نیز ایجاد کردند که شهرها را روشن می‌کرد. اما علم بر پایه واقعیت‌ها است، نه افسانه‌ها. واقعیت این است که با وجود کمک‌های ادیسون برای آوردن نور به خانه‌های صدها هزار نفر، این توماس ادیسون نبود که لامپ را اختراع کرد.

چه کسی مخترع لامپ است؟

اولین لامپ توسط توماس ادیسون اختراع نشد، بلکه توسط مخترع بریتانیایی، همفری دیوی (Humphry Davy)، در سال ۱۸۰۶ ساخته شد. دستگاه او یک قوس الکتریکی بین الکترودها ایجاد می‌کرد که نور بسیار روشنی تولید می‌کرد. اگرچه این لامپ‌ها برای استفاده در خانه بسیار خطرناک بودند، اما در فضاهای عمومی و تجاری مورد استفاده قرار گرفتند.

اولین لامپ رشته‌ای

لامپ رشته‌ای، که از یک رشته داخل یک حباب شیشه‌ای استفاده می‌کند، تاریخچه پیچیده‌ای دارد. مخترع بلژیکی، مارسلین ژوبار (Marcellin Jobard)، در سال ۱۸۳۸ با رشته‌های کربنی در لوله‌های خلاء آزمایش کرد. قبل از اینکه ادیسون به این فناوری بپردازد، مخترعان دیگری نیز روی دستگاه‌های خود کار می‌کردند. این افراد شامل وارن د لا رو (Warren de la Rue) می‌شدند که طراحی پلاتینیومی او برای دهه‌ها رکورد طولانی‌ترین عمر را در اختیار داشت، و ژان-اوژن رابرت-هودن (Jean-Eugène Robert-Houdin)، شعبده‌باز فرانسوی که اکنون به عنوان پدر شعبده‌بازی مدرن شناخته می‌شود.

اولین لامپ تجاری توسط جوزف سوان (Joseph Swan) در سال ۱۸۶۰ ساخته شد. لامپ او که از یک رشته کربنی در داخل یک حباب شیشه‌ای خلاء استفاده می‌کرد، به دلیل عدم توانایی در ایجاد خلاء مناسب، عمر زیادی نداشت. بعدها آزمایش‌های بیشتری با موفقیت انجام شد. خانه سوان اولین خانه در جهان بود که با لامپ‌های الکتریکی روشن شد و در سال ۱۸۸۱ دستگاه‌های او تئاتر ساووی در وستمینستر را روشن کردند. در سال ۱۸۷۴، برق‌کاران کانادایی هنری وودوارد (Henry Woodward) و متیو ایوانز (Matthew Evans) نیز یک لامپ را به ثبت رساندند. اما تلاش‌های آن‌ها برای تجاری‌سازی شکست خورد و در نهایت طراحی خود را به ادیسون فروختند. لامپ توماس ادیسون در سال ۱۸۷۸ ثبت اختراع شد، اگرچه اولین طراحی موفق او تا سال بعد نبود. این لامپ ۱۳ ساعت دوام آورد. ادیسون با آزمایش‌ها و بررسی دقیق اختراعات دیگر در سراسر جهان، رشته‌های بهتری را پیدا کرد و خلاء مورد نیاز را بهبود بخشید.

پس از کشف اینکه یک رشته بامبو کربنیزه می‌تواند بیش از هزار ساعت بسوزد، ادیسون توانست یک لامپ تجاری قابل استفاده تولید کند. ادیسون در سال ۱۸۷۸ شرکت “Edison Electric Light Company” را تأسیس کرد، اما توسط شرکت “United Electric Light Company” جوزف سوان در دادگاه‌های بریتانیا مورد شکایت قرار گرفت و دادگاه به نفع سوان رأی داد. ادیسون نیز در آمریکا علیه سوان شکایت کرد و این آغاز یک نبرد حقوقی پرهزینه بود. برای حل این مشکل، دو مخترع در سال ۱۸۸۳ شرکت‌های خود را ادغام کردند. این شرکت جدید به بزرگ‌ترین تولیدکننده لامپ در جهان تبدیل شد.

تصویر ۲: جوزف سوان در آزمایشگاهش

چه کسی نور رشته‌ای را کشف کرد؟

الساندر ولتا (Alessandro Volta)، مخترع ایتالیایی، بیشتر به عنوان کسی شناخته می‌شود که باتری مدرن را اختراع کرد. اما در میان اختراعات و کشفیات بزرگ او، مفهوم نور رشته‌ای نیز وجود داشت. 

سیم رشته‌ای ولتا

ولتا در سال ۱۸۰۰ باتری خود را ساخت که از دیسک‌های مس و روی تشکیل شده بود و با مقوای آغشته به آب نمک جدا می‌شد. هنگامی که یک سیم مسی به دو انتهای این “پیل ولتایی” متصل می‌شد، جریان الکتریسیته از آن عبور می‌کرد. ولتا در حین آزمایش با این باتری اولیه کشف کرد که یک سیم به اندازه کافی نازک می‌تواند گرما و نور مرئی تولید کند. این اولین نور رشته‌ای محسوب می‌شد. شواهد کمی وجود دارد که ولتا متوجه کاربردهای احتمالی این پدیده شده باشد. او بیشتر به بهبود باتری خود و توانایی آن برای تولید جریان پایدار و منظم علاقه‌مند بود.

لامپ قوس الکتریکی همفری دیوی

دیوی که از آزمایش‌های ولتا با باتری‌ها هیجان‌زده شده بود، بلافاصله کار بر روی ساخت یک لامپ الکتریکی را آغاز کرد. اختراع او در سال ۱۸۱۵ از قوس‌های الکتریکی بین الکترودهای زغالی استفاده می‌کرد که توسط یک صفحه نازک محافظت می‌شدند. دیوی این لامپ را به‌طور خاص برای تأمین نور روشن و ایمن برای معدن‌کاران اختراع کرد. همفری دیوی یک شیمیدان انگلیسی بود که پیش از این با استفاده از باتری ولتا در محلول‌های نمکی مختلف، سدیم و پتاسیم را کشف کرده و به شهرت رسیده بود.

یافتن فناوری‌های جدید برای معدن‌کاران برای بسیاری از مخترعان اهمیت زیادی داشت، زیرا لامپ‌های با شعله باز اغلب باعث فجایع بزرگ می‌شدند. گازهای جمع‌شده در معدن به راحتی می‌توانستند از چنین لامپ‌هایی آتش بگیرند و گاهی نزدیک به صد نفر را در یک زمان به کام مرگ بفرستند. “لامپ قوس الکتریکی دیوی” نور بسیار شدیدی تولید می‌کرد و نسخه‌های بعدی آن در روشنایی خیابان‌ها استفاده می‌شدند. با این حال، این لامپ‌ها بزرگ بودند، به مقدار زیادی برق نیاز داشتند و برای استفاده در خانه‌ها بسیار پیچیده بودند.

تصویر ۲: جوزف سوان در آزمایشگاهش

جوزف سوان، مخترع اولین لامپ؟

اگر امروز جستجو کنید که چه کسی اولین لامپ را اختراع کرد، بیشتر منابع این عنوان را به مخترع انگلیسی، جوزف سوان، می‌دهند. او می‌تواند سزاوار این عنوان باشد، زیرا اولین لامپ الکتریکی تجاری را در سال ۱۸۶۰ اختراع کرد و طراحی او برای نور رشته‌ای آن‌قدر الهام‌بخش توماس ادیسون بود که این دو در نهایت وارد یک نبرد حقوقی بزرگ شدند و سپس شرکت‌های خود را ادغام کردند. جوزف ویلسون سوان یک فیزیک‌دان و شیمیدان بود که کار خود را به عنوان داروساز آغاز کرد.

در سال ۱۸۵۰، او در اوقات فراغت خود شروع به آزمایش با عبور جریان الکتریکی از رشته‌های کربنی کرد که نور تولید می‌کرد. او پس از مطالعه آزمایش‌های سایر مخترعان در سراسر جهان، یک لامپ در لوله خلاء طراحی کرد و شروع به ارائه طراحی خود در سراسر انگلستان کرد. برای ایجاد خلاء، سوان پمپ مخصوص خود را طراحی کرده بود.

با این حال، او هرگز نتوانست این بخش مهم از قطعه را به‌طور کامل بهبود بخشد و لامپ‌های او قبل از خاموش شدن، مدت زیادی روشن نمی‌ماندند. با وجود این، طراحی سوان برای لامپ الکتریکی بسیار درخشان بود. آن‌قدر درخشان که وقتی ادیسون در سال ۱۸۷۸ درباره ارائه‌های او خواند، بلافاصله آزمایشگاه خود را موظف کرد تا بخش زیادی از کارهای سوان را در طراحی‌های خود بگنجاند. طراحی نهایی ادیسون آن‌قدر شبیه به طراحی سوان بود که نبردهای حقوقی طولانی در دو سوی اقیانوس اطلس رخ داد تا اینکه دو مخترع شرکت‌های خود را ادغام کردند و شروع به تولید انبوه این فناوری کردند.

چرا مردم فکر می‌کنند توماس ادیسون مخترع لامپ است؟

اگرچه ادیسون ممکن است در طراحی لامپ الکتریکی دیر به میدان آمده باشد، اما دانش او از کارهای قبلی و منابع گسترده‌اش به او اجازه داد تا طراحی را به‌طور قابل توجهی بهبود بخشد. با ساخت لامپ‌هایی که مطابق با یک طراحی استاندارد بودند و ایجاد شبکه‌های برقی که می‌توانستند از طریق نصب این لامپ‌ها مورد استفاده قرار گیرند، نام ادیسون به سرعت با این فناوری گره خورد.

آزمایشگاه‌های ادیسون

توماس آلوا ادیسون (Thomas Alva Edison) زمانی که آزمایش‌های خود با برق را آغاز کرد، کارمند شرکت وسترن یونیون (Western Union) بود. او با ثبت اختراع اولین ماشین رأی‌گیری الکترونیکی و ساخت تلگراف چندگانه، که می‌توانست چندین سیگنال را به‌طور همزمان ارسال و دریافت کند، به عنوان یک مخترع به شهرت رسید. این سیستم یک موفقیت تجاری بسیار بزرگ بود و به او اجازه داد تا یک آزمایشگاه صنعتی در منلو پارک نیوجرسی ایجاد کند.

این آزمایشگاه‌ها کاملاً به آزمایش و تولید اختصاص داشتند. شرکت توماس ادیسون شامل مهندس برق، ویلیام جوزف هامر (William Joseph Hammer) نیز می‌شد، که گاهی به عنوان هم‌خالق بسیاری از بزرگ‌ترین اختراعات ادیسون در نظر گرفته می‌شود. هامر در نهایت مسئول آزمایش صدها نمونه اولیه لامپ الکترونیکی شد و تخصص قابل توجه خود را برای تکمیل این فناوری ارائه داد. هامر بعدها اولین نیروگاه بزرگ را ایجاد کرد که می‌توانست بیش از ۳۰۰۰ لامپ را روشن کند.

تصویر ۴: توماس ادیسون

لامپ رشته‌ای ادیسون

لامپ رشته‌ای توماس ادیسون از یک رشته کربنی یا فلزی در داخل یک لوله خلاء استفاده می‌کرد که بسیار شبیه به طراحی جوزف سوان بود. به دلیل منابع قابل توجه شرکت ادیسون، او و هامر آزمایش‌هایی با گازهای مختلف، انواع و اشکال مختلف رشته‌ها و حتی اشکال مختلف حباب‌های شیشه‌ای انجام دادند. مهم‌تر از همه، آزمایشگاه ادیسون توانست در پمپ‌های خلاء مؤثرتر سرمایه‌گذاری کند و مشکلاتی را که سوان با لامپ الکتریکی خود داشت، حل کند.

در نهایت، تیم بر روی یک لامپ با رشته کربنی تصمیم گرفتند. اگرچه این رشته به اندازه رشته پلاتینیومی مؤثر نبود، اما کربن ارزان‌تر بود و نسبت به بسیاری از فلزات دیگر که توسط مخترعان دیگر استفاده می‌شد، کارایی بهتری داشت. پس از اینکه تیم آزمایشگاه از طراحی لامپ رشته‌ای کم‌هزینه و با دوام خود راضی شد، ادیسون به سرعت به سمت تولید انبوه حرکت کرد. کارخانه “لایت ورکس” (Light Works) ادیسون در اولین سال فعالیت خود بیش از پنجاه هزار لامپ الکتریکی تولید کرد، که تحت هدایت مدیر آن، فرانسیس آپتون (Francis Upton)، انجام شد.

شرکت روشنایی الکتریکی ادیسون

بخشی از دلیلی که ادیسون را با لامپ‌ها مرتبط می‌دانیم، کمتر به طراحی لامپ رشته‌ای او مربوط می‌شود. در عوض، این ارتباط به دلیل ایجاد شرکتی بود که نه تنها سالانه ده‌ها هزار لامپ تولید می‌کرد، بلکه نیروگاه‌هایی را نیز ایجاد کرد که می‌توانستند روشنایی الکتریکی را برای هزاران مصرف‌کننده فراهم کنند. اولین نیروگاه‌های برق در لندن و سپس در نیویورک ساخته شدند. این نیروگاه‌ها با زغال سنگ کار می‌کردند و می‌توانستند برق هزاران لامپ و همچنین تلگراف‌های الکتریکی در شهرها را تأمین کنند.

پایان لامپ‌های رشته‌ای

طراحی لامپ توماس ادیسون بسیار شبیه به لامپ‌های الکتریکی امروزی است. اگرچه لامپ‌های امروزی گردتر هستند و رشته‌های تنگستن جایگزین رشته‌های کربنی اولیه شده‌اند، اما طراحی کلی و مفهوم عملکرد آن‌ها یکسان است. با این حال، روزهای لامپ‌های رشته‌ای ممکن است به زودی به پایان برسد. ظهور نورپردازی LED که انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند و دهه‌ها عمر بیشتری دارد، فناوری ادیسون را منسوخ کرده است.

اگرچه این ممکن است پایان لامپ‌های رشته‌ای را رقم بزند، اما میراث آن‌ها برای مدت‌ها باقی خواهد ماند. توماس ادیسون ممکن است نتواند تمام اعتبار اولین نور الکتریکی را به خود اختصاص دهد، اما تلاش‌های او برای بهبود طراحی‌های جوزف سوان، متیو ایوانز و وارن د لا رو، و ایجاد نیروگاه‌های قدرتمند برای روشنایی شهرها، برای همیشه نام او را با این اختراع مهم گره زده است.

تصویر ۵: لامپ رشته‌ای

ریشه‌شناسی Light Bulb

یکی از نکات عجیب در تاریخچه‌ی لامپ روشنایی این است که توماس ادیسون، از نظر فنی، هرگز یک لامپ طراحی نکرد. حداقل، او دستگاه‌هایی را که در آزمایشگاه‌هایش ساخته می‌شدند، این‌گونه نام‌گذاری نکرده بود. برای هر مخترعی پیش از او، لامپ‌های روشنایی با عناوینی مانند «چراغ الکتریکی» (electric lamps) یا «لامپ الکتریکی» (electric lights) شناخته می‌شدند. اولین باری که اصطلاح «لامپ روشنایی» (light bulb) استفاده شد، در پتنت آمریکایی شماره 330,139 دیده می‌شود که برای یک لارنگوسکوپ (دستگاهی برای مشاهده‌ی داخل گلو در معاینات پزشکی) ثبت شده بود.

در این پتنت که در سال 1885 به ثبت رسید، مخترع آن، سی. دبلیو. میر (C.W. Meyer)، بارها از عبارت «حباب لامپ» (lamp bulb) استفاده کرده، اما همچنین برای نخستین بار در تاریخ مکتوب، از اصطلاح «لامپ روشنایی» (light-bulb) نیز بهره برده است. در آن زمان، این اصطلاح به‌صورت ترکیب شده با یک خط تیره نوشته شد، نه به‌صورت دو کلمه‌ی جدا یا یک واژه‌ی مرکب کامل، که بعدها گاهی این‌گونه هم به کار می‌رفت. آیا ممکن است در واقع سی. دبلیو. میر مخترع «لامپ روشنایی» باشد؟ اگر به این موضوع از زاویه‌ای بسیار خاص نگاه کنیم، شاید بتوان چنین استدلالی را مطرح کرد.

Light Bulb یا Lightbulb؟

در حالی که اولین استفاده‌ میر از این اصطلاح در سال ۱۸۸۵ همراه با یک خط تیره بود، امروزه بسیاری از مردم می‌پرسند که آیا این عبارت باید به‌صورت «light bulb» نوشته شود یا «lightbulb»؟ طبق فرهنگ لغت مریام-وبستر، هر دو شکل قابل قبول هستند، اما فرهنگ‌های لغت بریتانیایی قویاً اصرار دارند که این عبارت باید دو کلمه‌ی جدا باشد.

بیشتر راهنماهای نگارشی مدرن توصیه می‌کنند که این کلمات به‌صورت جداگانه نوشته شوند، اما مهم‌ترین نکته این است که در استفاده از آن‌ها ثبات داشته باشید. مانند بسیاری از پیشرفت‌های بزرگ فناوری، لامپ روشنایی یک اختراع واحد نبود، بلکه مجموعه‌ای از توسعه‌هایی بود که طی چندین دهه رخ داد. برخلاف آنچه تاریخ اغلب ادعا می‌کند، توماس ادیسون مخترع لامپ روشنایی نبود. جوزف سوان اولین چراغ الکتریکی تجاری را تولید کرد و دهه‌ها پیش از او، ولتا نورِ رشته‌ای (نورِ حاصل از یک سیم ملتهب) را کشف کرده بود. با این حال، اگر آزمایشگاه‌های ادیسون و شرکت «ادیسون الکتریک لایت» هزاران دستگاه تولید نکرده بودند، شاید دهه‌ها طول می‌کشید تا خانه‌ها از مزایای این اختراع بهره‌مند شوند.