Tóm tắt trong năm phút
Thomas Edison là nhà phát minh người Mỹ đã mang đến cho thế giới máy quay đĩa (phonograph), bóng đèn điện thực dụng và một trong những mạng lưới điện công cộng đầu tiên. Ông cũng góp phần phát triển thiết bị điện ảnh sơ khai và loại ắc quy bền bỉ, đồng thời giữ hơn 1.000 bằng sáng chế của Mỹ. Tuy vậy, sáng tạo lớn nhất của ông lại là một phương pháp: phòng thí nghiệm làm việc theo nhóm, biến phát minh thành công việc đều đặn và có tổ chức.
Edison hoạt động vào những năm điện, thép và hóa học đang định hình lại công nghiệp, giai đoạn thường được gọi là Cách mạng Công nghiệp lần thứ hai. Để hiểu bức tranh rộng hơn về cách ý tưởng và công nghệ thay đổi thế kỷ ấy, hãy xem bài trung tâm của chúng tôi, Ideas That Shaped the 19th Century. Edison đại diện cho phía công nghệ trong câu chuyện đó.
Ba điều cần nhớ:
- Ông không phát minh ra đèn điện đầu tiên, nhưng ông làm ra loại đèn mà các gia đình bình thường dùng được, cùng hệ thống điện để vận hành nó.
- Ông phát minh ra máy quay đĩa, chiếc máy đầu tiên ghi lại âm thanh và phát lại.
- Ông thua "cuộc chiến dòng điện": dòng điện xoay chiều, chứ không phải dòng điện một chiều của ông, trở thành tiêu chuẩn cho việc truyền điện đường dài.
Thuở nhỏ: từ cậu bé bán báo đến nhân viên điện báo
Thomas Alva Edison sinh ngày 11 tháng 2 năm 1847 tại Milan, bang Ohio, và lớn lên ở Port Huron, bang Michigan. Ông chỉ đi học trong một thời gian ngắn. Mẹ ông, bà Nancy, dạy ông tại nhà, còn ông đọc rất nhiều và tự làm thí nghiệm.
Khi còn nhỏ, ông bán báo và đồ ăn vặt trên các chuyến tàu. Ông thậm chí còn in một tờ báo nhỏ ngay trên tàu và cất hóa chất ở đó để làm thí nghiệm. Ở tuổi thiếu niên, ông trở thành nhân viên điện báo và đi làm hết thị trấn này đến thị trấn khác. Điện báo là công nghệ cao thời bấy giờ, và công việc này dạy ông cách mạch điện và máy móc vận hành.
Bằng sáng chế đầu tiên của ông, được cấp năm 1869, là cho một máy ghi phiếu bầu điện. Các nghị sĩ mà máy hướng tới chẳng hề quan tâm, và Edison rút ra một bài học theo ông suốt đời: chỉ phát minh những thứ mà người ta thực sự mua. Sau đó ông cải tiến máy báo giá chứng khoán, loại máy truyền giá cổ phiếu qua đường dây điện báo, và bán quyền với giá khoảng 40.000 đô la. Số tiền ấy giúp ông lập xưởng riêng ở Newark, bang New Jersey.
Menlo Park: nhà máy phát minh
Năm 1876, Edison mở một phòng thí nghiệm lớn hơn ở Menlo Park, bang New Jersey. Nơi này gom xưởng cơ khí, phòng hóa học và thư viện vào một chỗ, và thường được mô tả là một trong những phòng thí nghiệm nghiên cứu công nghiệp thực thụ đầu tiên. Báo chí nhanh chóng gọi ông là "Phù thủy xứ Menlo Park".
Phép màu ấy phần lớn là tinh thần làm việc nhóm. Edison thuê các thợ máy và nhà khoa học lành nghề, trong đó có nhà thực nghiệm Charles Batchelor và nhà vật lý được đào tạo bài bản Francis Upton. Họ thử hết ý tưởng này đến ý tưởng khác, ghi sổ tay tỉ mỉ và cải tiến từng thiết kế qua từng bước. Edison chọn vấn đề, thúc đẩy tiến độ và lo phần kinh doanh.
Phương pháp mới là điều quan trọng. Một công ty có thể trả lương cho một nhóm để phát minh có chủ đích, và các hãng sau này đã sao chép mô hình này trong các phòng nghiên cứu của mình. Đó là lý do các nhà sử học thường đánh giá phòng thí nghiệm của Edison cao hơn bất kỳ cỗ máy đơn lẻ nào ông chế tạo.
Máy quay đĩa (1877)
Phát minh nổi tiếng toàn cầu đầu tiên từ Menlo Park là máy quay đĩa. Một chiếc kim gắn vào màng rung mỏng khắc các rãnh lên tờ giấy thiếc quấn quanh một trụ quay bằng tay. Khi kim đi theo các rãnh đó sau này, âm thanh được phát lại. Những lời đầu tiên được ghi lại là bài đồng dao "Mary Had a Little Lamb". Edison công bố chiếc máy vào cuối năm 1877 và nhận bằng sáng chế đầu năm 1878.
Mọi người kinh ngạc. Ban đầu Edison hình dung nó chủ yếu để đọc chép trong văn phòng và lưu giữ giọng nói, chứ không phải để nghe nhạc. Những cải tiến sau đó, gồm trụ sáp và, từ năm 1887, máy hát đĩa phẳng của Emile Berliner, đã biến âm thanh thu sẵn thành một ngành công nghiệp âm nhạc.
Bóng đèn và hệ thống điện
"Edison phát minh ra bóng đèn" là một nhận định phổ biến, nhưng chỉ đúng một nửa. Đèn hồ quang và những bóng đèn đầu tiên đã có trước ông, và nhà phát minh người Anh Joseph Swan cũng làm việc trên một bóng đèn cùng thời. Thành tựu của Edison là làm ra loại đèn đủ bền và tốn đủ ít dòng điện cho các gia đình bình thường, đồng thời xây dựng cả hệ thống xung quanh nó.
Ý tưởng then chốt là một sợi tóc mảnh, có điện trở cao, đặt trong bóng thủy tinh đã hút gần hết không khí. Điện trở cao nghĩa là mỗi chiếc đèn dùng ít dòng điện, nên dây đồng mảnh và rẻ vẫn có thể dẫn điện đến nhiều đèn. Tháng 10 năm 1879, nhóm của Edison thắp sáng một bóng đèn bằng sợi chỉ bông được than hóa. Trong năm sau đó, họ thử nhiều vật liệu và phát hiện tre than hóa bền hơn hẳn, hơn 1.000 giờ trong các lần thử. Tre từ Nhật Bản, trồng gần Yawata ở Kyoto, nằm trong số các loại được dùng.
Một chiếc bóng đèn đơn lẻ thì không bán được. Vì vậy các công ty của Edison còn chế tạo máy phát điện, cáp ngầm, cầu chì, ổ cắm và công tơ đo mức dùng. Ngày 4 tháng 9 năm 1882, trạm Pearl Street ở khu hạ Manhattan bắt đầu cấp điện một chiều cho khách hàng. Trạm còn nhỏ, nhưng đã chứng minh điện có thể được bán như một dịch vụ công cộng, giống nước hay khí đốt.
Cuộc chiến dòng điện
Hệ thống của Edison dùng dòng điện một chiều (DC), chạy theo một hướng. DC hao hụt nhiều năng lượng trên dây dài, nên một nhà máy điện chỉ phục vụ được khoảng cách ngắn, chừng một dặm, và một thành phố sẽ cần nhiều nhà máy. Dòng điện xoay chiều (AC) có thể được tăng lên điện áp cao bằng máy biến áp, truyền đi xa, rồi hạ xuống để sử dụng.
George Westinghouse ủng hộ AC, và năm 1888 ông mua các bằng sáng chế từ Nikola Tesla, người từng làm việc ngắn hạn cho Edison năm 1884. Edison và các đồng minh lập luận rằng AC nguy hiểm và công khai quảng bá quan điểm đó. Năm 1890, New York thực hiện vụ hành quyết đầu tiên bằng ghế điện, dùng AC. Dù vậy, ưu thế của AC rất khó bị đánh bại. Hội chợ Thế giới Columbian năm 1893 ở Chicago được thắp sáng bằng AC của Westinghouse, và dự án thủy điện thác Niagara giữa thập niên 1890 cũng dựa vào nó.
Việc kinh doanh của Edison cũng thay đổi. Năm 1892, các công ty điện của ông sáp nhập với đối thủ Thomson-Houston để thành General Electric, và tên ông không còn trong tên công ty. Công ty mới cũng cung cấp AC. Phần còn lại của câu chuyện được kể trong Nikola Tesla and the War of the Currents.
Giai đoạn sau: điện ảnh, ắc quy và West Orange
Năm 1887, Edison mở một phòng thí nghiệm còn lớn hơn ở West Orange, bang New Jersey. Tại đó nhóm của ông, với William K. L. Dickson dẫn dắt phần phim, phát triển Kinetoscope, một chiếc tủ trong đó mỗi lần một người xem qua lỗ nhòm để thấy hình ảnh chuyển động. Một trường quay tên Black Maria được xây năm 1893, và phòng chiếu Kinetoscope đầu tiên mở tại New York vào tháng 4 năm 1894. Các nhà phát minh khác, trong đó có anh em nhà Lumière ở Pháp, sớm chiếu phim lên màn ảnh cho cả khán giả xem, và công ty của Edison cũng theo sau bằng máy chiếu.
Edison còn nghiên cứu ắc quy kiềm, chủ yếu dành cho xe điện, cùng với xi măng và chế biến quặng sắt. Không phải dự án nào cũng thành công, và công cuộc làm ăn về quặng của ông bị lỗ. Ông qua đời tại West Orange ngày 18 tháng 10 năm 1931, thọ 84 tuổi.
Những điều đề thi hay hỏi
- Cách mạng Công nghiệp lần thứ hai (từ khoảng thập niên 1870): điện, dầu mỏ, thép và hóa chất thúc đẩy tăng trưởng, nhất là ở Mỹ và Đức. Edison (đèn điện, nhà máy điện), Alexander Graham Bell (điện thoại, 1876) và Alfred Nobel (thuốc nổ dynamite, 1867) là những ví dụ tiêu biểu.
- Edison đối đầu Tesla và Westinghouse: DC chống lại AC. AC thắng vì máy biến áp cho phép truyền tải đường dài với chi phí thấp.
- Phòng thí nghiệm nghiên cứu công nghiệp: ví dụ tiêu biểu cho việc phát minh trở nên có tổ chức và mang tính doanh nghiệp ở nước Mỹ thời Gilded Age.
- Lỗi thường gặp: nói rằng Edison phát minh ra bóng đèn đầu tiên. Hãy ghi công cho ông về chiếc đèn thực dụng, bền lâu và hệ thống cấp điện cho nó.
Để có câu trả lời kiểu AP về tầm quan trọng, hãy gắn ba điều: công nghệ mới, doanh nghiệp lớn và một cách tổ chức nghiên cứu mới. Edison thể hiện cả ba.
Đọc tiếp
- Ideas That Shaped the 19th Century: bài trung tâm của chủ đề này, đặt công nghệ của Edison bên cạnh các ý tưởng chính trị và khoa học cùng thời.
- Nikola Tesla and the War of the Currents: câu chuyện của phía đối thủ, và lý do dòng điện xoay chiều chiến thắng.
- What Is Nationalism?: trong cùng những thập niên ấy, sức mạnh công nghiệp trở thành thước đo quyền lực quốc gia.
