托马斯·爱迪生和他的“发明事业”

一段时间之后，一种能源革新出现了，它成为整个能源领域发明的象征，那就是白炽灯。作为一个来自英国东北部的具有爱国精神的人，我不得不指出的是，白炽灯的一个创新者居住在距离泰恩河只有几英里距离的盖茨黑德（Gateshead），他就是约瑟夫·威尔森·史旺（Joseph Wilson Swan）。1879年2月3日这一天，在700名观众的注视下，史旺在纽卡斯尔的文学和哲学学会首先展示了他可以让电流通过碳丝真空玻璃灯泡照亮他做演讲的那个房间。

当时已经使用电力来照明了，采用的形式是弧光灯。问题在于，它非常亮。史旺正试图解决的问题是光的“细分”，把电流分成小电子流，生成众多光源以产生温和的光照。实现在真空中对一条发光的金属线或细丝通电又不至于让它烧毁是至关重要的。在吹制的玻璃制品内产生足够的真空并找到一种可靠地充当细丝的材料是史旺试图解决的两个问题。在1850年他提出第一个原型之后的20多年里，他的进展非常缓慢。

但是，且慢，托马斯·爱迪生不是发明了白炽灯吗？是的，没错。但是马塞林·乔拔（Marcellin Jobard）在比利时也发明了白炽灯，以及威廉·格罗夫（William Grove）、弗雷德里克·德·莫莱恩（Fredrick de Moleyns）、沃伦·德拉鲁（Warren de la Rue）和史旺在英格兰也发明了它。而且俄国的亚历山大·洛德金（Alexander Lodygin）、德国的海因里希·戈贝尔（Heinrich Göbel）、法国的让–尤金·罗伯特–胡丁（Jean-Eugène Robert-Houdin）、加拿大的亨利·伍德沃德（Henry Woodward）和马修·埃文斯（Matthew Evans）、美国的海勒姆·马克西姆（Hiram Maxim）和约翰·斯塔尔（John Starr）以及其他人都发明了白炽灯。这些人中的每一个都在托马斯·爱迪生之前提出或发表了真空的或充有氮气的玻璃灯泡中装上灼热丝的想法，又或者对这种想法申请了专利。

事实上，到19世纪70年代末，共有21个人都宣称自己独立地设计了或极大地改善了白炽灯泡，绝大多数人都是彼此独立的，这还没有把那些发明了协助生产灯泡的关键技术的人计算在内，比如施普伦格尔（Sprengel）的汞真空泵。史旺是唯一一个工作足够彻底并且专利足够好的人，以至于爱迪生都不得不与他一起合作。事实上，白炽灯的发明史远非阐明了英雄般的发明者的重要性，而是讲述了一个相反的故事，创新是一种渐进的、逐步提升的、集体性的过程，然而也必然是一个不可避免的过程，白炽灯不可阻挡地从当时各种技术的结合中出现。鉴于其他技术的进步，它必定会在它该出现的时候出现。

不过坦白地说，爱迪生的名声依旧当之无愧，虽然他可能并不是白炽灯绝大多数组成部分的第一个发明者，并且在很大程度上来说，1879年10月22日那个突然让人发出惊呼的突破时刻的传说是建立在回顾性的造神运动的基础之上的，但是他依然是把所有东西组合在一起的第一人，是把这些东西与生产和配送电力的系统组合在一起的第一人，因而也是用可行的电力系统技术对煤油灯和煤气灯技术提出挑战的第一人。总而言之，灵光一现的说法更加让人印象深刻，但这是虚荣心在作怪。人们喜欢被看作是才华横溢的，而非仅仅是辛勤工作的。爱迪生也正是那个让白炽灯（几乎）变得可靠的人。他自鸣得意地声称自己发明了一种灯泡，可以在出现故障之前可靠地持续工作很长时间，于是他开始疯狂地寻找能够证明他所言非虚的东西。在今天的硅谷（Silicon Valley），这被称为“伪装一切，直到成功”（Fake it till you make it）。为了找到制作碳丝的理想材料，他测试了6000多种植物材料。爱迪生苦苦地祈求着：“在全能之神的工作室的某个地方，有一种强大的纤维，具有几何形状，适合我们采用。”1880年8月2日，日本的竹子成为最后的赢家，它能够持续工作1000多个小时。

托马斯·爱迪生比任何人都明白，创新本身就是一种产品。创新的产生是一种团队工作，它需要反复试错。他在电报业开始了自己的职业生涯，并且转型到证券交易所制造股市行情自动记录收报机，然后于1876年在新泽西的门罗帕克（Menlo Park）建立了一个实验室，开始从事他所谓的“创新事业”，后来又搬到西奥兰治（West Orange）的一家更大的机构里。他组建了一个由200位技术娴熟的工匠和科学家组成的团队，并让他们夜以继日地工作。他的前员工尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）发明了交流电，爱迪生对他发起了长期的攻击，实际上并没什么正当的理由，仅仅是因为这项发明是特斯拉而非爱迪生自己做出的。爱迪生的方法奏效了，在6年的时间里，他注册了400项专利。他仍然不屈不挠地聚焦于找到世界所需要的东西，然后发明一些方式来满足这种需求，而非反过来。发明的方法总是伴随着反复试错的过程。在开发镍铁蓄电池的过程中，他的员工进行了5万次实验。他的工作室塞满了各种材料、工具和图书。他最著名的一句话就是，发明是1%的灵感加上99%的汗水。然而实际上与其说他所从事的是发明，倒不如说是创新，是把想法变成切实可行的、可靠的且经济实惠的现实。

然而相较于白炽灯这项创新所展示出来的创新的渐进性本质而言，创新的结果就是颠覆性地变革了人们的生活方式。人工照明是文明最伟大的礼物之一，而让它变得便宜的恰恰是白炽灯。在1880年，工作1分钟所获得的平均工资可以让你从一盏煤油灯上获得4分钟的光亮；到了1950年，工作1分钟所得到的平均工资相当于用白炽灯提供超过7个小时的照明费用。而到了2000年，这个时长达到了120个小时。人工照明第一次进入普通人的生活，它驱散了冬夜的寒冷，同时也增加了阅读和学习的机会，顺带说一句，这也降低了火灾的风险。这种创新并不存在显著的负面影响。

白炽灯占据统治地位达一个世纪之久，目前仍是照明的主要形式，至少在居家环境中如此，并一直持续到21世纪的头十年。当它让位于新技术时，这也是在胁迫之下而出现的，是不得已而为之。也就是说，它必须被禁止了，因为它的替代品太受欢迎了。2010年左右，为削减二氧化碳排放，全球各国政府在紧凑型荧光灯泡（节能灯）制造商的游说下做出了决定，以法令的形式“逐步淘汰”白炽灯，这被证明是一种愚蠢的行为。紧凑型荧光灯这个替代品需要太长的时间预热，并不像广告所说的那样持久耐用，而且废品的处置也会带来一定的害处，它们还昂贵得多。在绝大多数消费者看来，它们的节能并不能弥补这些缺点，所以它们不得不被强行推到市场之中。单就英国这一个国家的支出来说，强制购买所支付的费用以及伴随这种购买而出现的补贴估计就达到27.5亿英镑左右。

最糟糕的莫过于，如果政府能够多等几年的话，它们会发现出现了一个更好的替代品，它甚至在能源方面更加节约，而且毫无缺点，它就是发光二极管（light-emitting diodes，LED）。在白炽灯和紧凑型荧光灯都被迅速地抛弃之前，紧凑型荧光灯只维持了6年的统治地位，厂商们也因为发光二极管成本的下降和质量的提升而停止生产这两种灯泡了。这就好像是政府在1900年强迫人们去购买蒸汽汽车而不是等待拥有更好的内燃机车辆一样。紧凑型节能灯是政府在创新上的一个糟糕的案例。如经济学家唐纳德·布德罗（Don Boudreaux）所言：“强制美国人从使用一种类型的灯泡转向另外一种的任何立法都必定是一种可怕的利益集团政治的产物，这种政治具有不计后果的象征意义，它的目的是安抚那些日益相信天要塌下来的选民。”

发光二极管灯（以下称LED灯）实际上蓄势待发很久了。它背后的现象是半导体有时候在导电时会发出暗淡的光，这种现象于1907年在英国被首次观测到，并且苏联于1927年首次进行了研究。1962年，通用电气（General Electric）一个名为尼克·何伦亚克（Nick Holonyak）的科学家无意中发现了用砷化镓磷化物制造出能发明亮红光的发光二极管的方法，他当时正尝试着开发一种新型激光。能发黄光的发光二极管很快就在孟山都（Monsanto）的实验室里制造了出来，到20世纪80年代，手表、交通信号灯和电路板中已经用上了发光二极管。但是在日本日亚化学（Nichia）工作的中村修二（Shuji Nakamura）于1993年用氮化镓开发出发蓝光的发光二极管之前，人们一直认为发光二极管是不可能发出白光的，这使得LED灯一直未进入主流的照明领域。

人们用了20年时间才把这种固态照明的价格降到合理的水平。如今这种情况已经发生了，不过它的影响是显著的。LED灯的耗电量特别小，甚至没有连接电网的家庭也可以使用太阳能电池板实现很好的照明，这对于贫穷国家那些位于偏远地区的房屋来说是一个宝贵的礼物。它们让智能手机里有了明亮的闪光灯。它们的散热量非常小，从而使得在室内大规模种植生菜和草本植物的“立体”农业成为可能，尤其是在利用可调谐的发光二极管来产生最适合光合作用的波长方面。