在美国，托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison，1847—1931）是家喻户晓的天才，也是美国人所崇尚的传奇人物，在世界各地都享有盛誉。因为他一生完成了2000 余项发明，包括影响世界的留声机、电影机、电灯等（当然，在他背后有强大的团队），发明专利达1093 项，这个纪录一直保持至今。所以，人们把爱迪生叫作“发明大王”。

像许多天才人物一样，少年时代的爱迪生喜欢钻研和冥思苦想。据说5 岁那年，爱迪生父亲看到他一声不吭地蹲在鸡窝里，不知他在干什么，原来他是在模仿母鸡孵小鸡。上小学时，他常常提一些稀奇古怪的问题。老师若不回答他，觉得自己没有尽到职责；若回答他，又不知如何回答，因为他提的问题有些不着边际。所以，学校老师有些不喜欢他，并告诉爱迪生的母亲说，这个孩子有点儿傻，上学也是白搭。

母亲一气之下就让他退了学，把他领回家自己教。让这位母亲生气的是学校僵化的教育方式，以及任课教师的平庸和短视。正是在母亲的教育下，爱迪生的天资得到了充分释放。他阅读了大量书籍，又喜欢动手做实验，在家里建了一个小小的实验室。

但爱迪生的家境并不富裕，为了买实验用品，他不得不出去挣钱。他先后在火车上当过报童、办过报纸。总之，吃了很多苦，受了很多累，不过也从中获得了许多启示，积累了许多经验。

说到爱迪生，我们首先想到的就是电灯。早在1809 年，英国化学家戴维就发明了弧光灯，但弧光灯要用2000 多组伏打电池作为电源，成本实在是太高了。而且，它的光线太刺眼，不能用于普通家庭照明。

有了电之后，发明电灯的关键是要找到合适的灯丝，它要具备两个条件：一个是在通电状态下能发光，另一个是要经久耐用。

爱迪生在1879 年发明白炽灯成为轰动世界的新闻，他以碳化纤维（实际上是一种碳化了的竹子纤维）作为灯丝，竟然可以照明达1200小时，这个时间已经足够长，完全可以用于普通照明。那是人类的第一盏电灯。它意味着，每当夜幕降临时，人们不必总是面对黑暗了。

描写爱迪生的故事很容易，但故事的背后充满了艰辛和坎坷。就以电灯的发明为例，据说爱迪生为此试验了1600 多种耐热材料和6000种植物纤维，失败了1000 多次。最后的成功带来了世界的辉煌，当然，也带来了他自己人生的辉煌。

爱迪生在发明电灯的过程中曾发现了一个重要的物理现象：当通电时，在灯丝和灯泡内的金属板之间有电流通过。他当时并没有意识到这一发现有什么重要价值，但还是记录在案，并申请了发明专利。十多年后，这种现象才得到了合理解释。原来，在通电时，灯丝一发热就有电子发射出来，它与金属板之间正好形成回路。我们把这种现象叫作爱迪生效应。利用这个效应，英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明（John Ambrose Fleming，1864—1945）在20 世纪初发明了电子二极管，另一次技术革命就是由电子管引起的。这是后话。

爱迪生发明的电灯照亮了夜晚，使人们看到了科学技术改变世界的力量。除了电灯，还有留声机、电影机等，这些都是改变人类历史进程的伟大发明。

1876 年，爱迪生将一张锡纸包在圆筒上，做成一个滚筒，将一根小针浮在滚筒的表面，再把话筒后面的声波振动装置与小针固定相连，当人说话时转动圆筒，声波的振动通过小针在锡纸滚筒上划出一条刻痕，这条刻痕就将人的声音记录下来。下一次当小针沿着它移动时，声音就可以再现出来了。

这就是爱迪生发明的留声机。留声机是世界上第一台会说话的机器，它的轰动效应可想而知，爱迪生也因此而声名鹊起。很多人被留声机征服了，有了这种神奇美妙的东西，声音从此就可以保留下来。今天当然有更多的留住声音的方法，但在当时，这种留住声音的方法是人类历史上的第一种方法。直到20 世纪20—30 年代，一些富裕的家庭还把留声机作为一种时尚的奢侈品。

那一年，爱迪生29 岁，之后，他才把目光转向了电灯。

再说说电影的发明。1824 年，英国医生罗吉特发现了视觉暂留现象，也就是说，当物体消失后，人的眼睛里的物象还能继续保留短暂的时间。根据这个原理，不连续的画面快速变动时，可以在人的眼睛里形成连续的景象，这就是爱迪生发明电影的理论基础。1889 年，爱迪生开始着手研制电影机。他研究了视觉暂留现象，考察了法国人制作的动画片，弄清楚了电影放映机的基本原理。5 年后，他制成了世界上第一台电影放映机，它可以将动画用电灯光投射到屏幕上。世界上第一部电影《火车进站》就是爱迪生的公司拍摄的。

人们常说，爱迪生是把电的福音传播到人间的天使，真是一点儿都不夸张。许多人往往只看到了爱迪生成功时的幸福和他身上的光环，但却忽略了他一路走来的艰辛。他的失败远远多于成功。就那一次成功，却有可能改变世界的面貌。

“天才不过是百分之一的灵感，再加上百分之九十九的汗水。”这句话就是爱迪生说的，他说的绝对是肺腑之言。

在发电机的发明上，爱迪生没有成功，虽然他也花了很多心思，用了很多时间，但没有占得先机。失败的原因可能是他太执着于直流电，他甚至跟人说，交流电对人类有害。电灯用的是直流电，电灯的迅速推广带动了电网建设，他为此还专门配置了直流电站。

法拉第定律是制造交流发电机的理论基础，按那个线索去努力，才有可能水到渠成。而且，只有交流电才能使用变压器，才有利于长途输电。

在这一方面，乔治·威斯汀豪斯（George Westinghouse，1846—1914）和尼古拉·特斯拉（Nicola Tesla，1856—1943）赢得了交流发电机的发明权。特斯拉年轻时从匈牙利移民到美国，在爱迪生手下做事。他热衷于交流电，与执着于直流电的爱迪生观点不一致，于是就辞职了。

不久，威斯汀豪斯雇用了特斯拉。1882 年，特斯拉制成了世界上第一部交流发电机，很快就占领了市场。特斯拉拥有700 项专利，除了交流发电机外，还有日光灯、变压器等重要发明。

1896 年，科学家将尼加拉气势壮观的瀑布的水能转化成了强大的电能，世界的电气化历程拉开了序幕，电磁学的故事刚刚开了个头。