爱迪生并不是第一个研究电灯的人。早在19 世纪初期，就有人探索用
电来照明。在几十年里，不少科学家为此研究作出了贡献。
在研究电灯的先驱者中，首先应提到的是发明了弧光灯的英国人汉弗
莱戴维(HumphreyDavy )。他将导线连在电池上，然后再与两块相距很近的
炭极相接，这样两极之间就出现了耀眼的光芒。由于电弧灯存在缺点，所以
不能普遍采用。缺点之一是它的光芒刺眼；二是炭极之间的距离必须不断加
以调整；三是炭极打火之后，要冒出呛人的气味和黑烟，这就决定了它不能
用于室内照明。长期以来，人们只好用煤气灯、蜡烛或者油灯做家庭照明。
与戴维同时，俄国科学家彼得罗夫(1761— 1834)也发现过电弧，时间比戴维
早一些，但由于沙俄统治者不重视，彼得罗夫的发现被埋没了。
尽管电弧灯有不少缺点，有些国家还是在灯塔、剧院和广场做了有限
的采用。例如，在英国，每当议会举行例会时，西敏寺伦敦宫的钟楼安装的
电弧灯就会放出夺目的光芒。在英吉利海峡的南弗兰德，也装了电弧灯航标。
与此同时，美国、英国和法国还渐渐将它用于街道照明。
为了寻求一种经济实用的电灯，人们做了大量工作，积累了很多失败
的教训和成功的经验。1873年，俄国青年工程师罗德金(Lordging 1847— 1923)
研制出一种白炽灯。他用细炭条做灯丝，装在密闭的玻璃泡里，这大约是世
界上最原始的电灯。他因此获得彼得堡科学院的奖金。但是这种白炽灯因寿
命短而破产了。在爱迪生研究电灯的一年之前，电弧灯得到改进，这就是另
一个俄国人雅布洛奇科夫(Jablochkoff1847— 1894)发明的“蜡烛”问世。
它的做法是用绝缘的熟石膏将两个炭极隔开。当“蜡烛”被“点燃”时，绝
缘层就与炭棒同速燃烧发出白炽光。从本质上看，这种“电烛”也是一种电
弧灯，只是稍省些电。雅布洛奇科夫“蜡烛”在1877 年被用作巴黎的歌剧
院门前大道的照明，和伦敦泰晤士河岸的部分照明，但是这种“蜡烛”不能
持久，最长的“蜡烛”也只能用两个小时。
在1880 年前的一段时间里，人们普遍认识到制造电灯的可能性，但存
在着一系列重大的技术障碍、理论与实践之间的巨大差距。制造电灯，既要
找到一种不易断的制造灯丝的材料，又要保证玻璃容器是个良好的真空。实
践起来却不容易。爱迪生在谈到白炽灯的制作过程时强调：“我在电灯方面
建立了3000 种不同的理论，每种理论似乎都可能化为现实。可是，我在试
验中只证实了其中的两种行得通。这么说，并不是言过其实。”尽管研制电
灯有很多困难，爱迪生经过反复比较，决定集中精力研究白炽灯。他确信白
炽灯成本低，耗电少，只要解决了寿命问题，就有成功的希望。
从1878 年9 月开始，门罗公园的研究所成了研究电灯的战场。爱迪生
是总指挥，有7 个经验丰富的人当助手。爱迪生首先寻找适于制作灯丝的材
料，并试图设计出最佳形状。在前一年的试验中，他使用过的材料包括炭化
纸、玉米芯和各种纤维，共达几十种之多。但均未成功。因为这些材料过于
脆弱；另外，缺乏良好的真空技术。现在他再次投入试验。
爱迪生曾经在纽约《论坛报》的记者面前解释过利用尼加拉大瀑布的
水力的理论。那个记者对他说道：“如果你真的能制造出电灯来取代煤气的
话，那你一定可以赚得一大笔的钱了。”
爱迪生回答道：“我的目的倒不在乎赚钱，我只想跟别人争一个先后。
我已经让他们先我而开始研究这个问题，可是我相信我现在一定能追过他
们。”
金钱对于爱迪生来说，常常是一种意外的事；对于他主要的价值，就
在如何能用在他的实验上面。“我常常希望把一件事做成功，很少想到怎样
从那里面获得金钱，”他这样说。
“如果你想在你的实验室里做件营业的事，便不能有严厉的创造工作。
两者常不并行。从我的经验里面我知道了，一个人如果仅仅只为积蓄金钱而
工作，他便很难获得一点别的东西——就连金钱也得不到！”
当然，钱还是需要的。要进行一项伟大的发明，必需有大笔资金作后
盾；可是这时爱迪生却和平时一样缺少资金。爱迪生不得不寻找现金支持。
第一个出面支持的人，是西方联合公司的总律师格罗斯维诺p 洛雷。洛雷
建议先成立一家股份公司，以便为试验提供经济援助和申请专利。洛雷很快
得到了西方联合公司总裁诺尔文格林博士的支持，同时也得到黄金与股票行
情电报公司的主要股东特雷西R 爱迪生的支持以及与摩根(j ．P．Morgan )
合伙经营企业的埃吉斯托p 法布里(Egisto P．Fabbri )的支持。他们愿意
拿出30 万元来支持爱迪生搞电灯的发明，跟他合伙办电灯公司，但应持有
爱迪生在电灯、电力和电热等方面的一切发明专利，并有权将这些发明专利
以颁发特许证的形式卖给他人。
爱迪生考虑到：目前试验刚刚开始，手头的钱已经花得差不多了。若
再独自承担下去，经济方面肯定无法应付，何况试验费用很庞大，成功日期
一时又没把握。前思后想，还是答应了比较好。他对那代表说：“能够得到
你们的合作，我很高兴。至于合作的具体办法，还可以从长计议。”
经过磋商，双方议定：一，立即着手业务机构的筹建事宜，并定名为
“爱迪生电灯公司”。二，扩大范围，增添人员设备，积极开展试验工作。
三，在30 万元的投资中，先拨付爱迪生5 万元，充作试验费用。
现在，门罗公园真是气象一新。实验室里的工作台，一下子多了好几
张。原来那点地方不够用了，爱迪生又亲自设计，在两层楼建筑前面加盖了
一幢房子，作为办公室和图书馆。
还在大楼背后的空地上，垒起一幢平房当机器间，那两架80 马力的蒸
汽机就装在里面。工作人员也增多了，总共有200 多人。
有了一笔资金，爱迪生相信他能够发明一种代替煤气灯而且价格要便
宜得多的白炽灯，这种灯不会发出耀眼的火焰，也不会发出噪音，它没有可
厌的烟气，也不会把天花板或家俱熏黑。由于这个竞争者的崛起，全世界的
煤气公司的股票都严重地受到打击。纽约《导报》上刊载了一段来自伦敦的
电文：
“自爱迪生宣布其电灯分布之发明后，煤气股票一落千丈，竟暴跌票价
12%。伦敦注册煤气公司的股票竟跌落了500 万以至1000 万元。英国议院被
这事弄得一筹莫展，只得召集会议，重新研究发光的整个问题。”
爱迪生剖分电流的设想也引起不少人的非议。一个博学的科学家希格
斯博士(Paget higgs )说道：“近来在白炽灯这一方面有很多无稽之谈。有
某发明家宣称他能把电流分成无限的支路。他不知道，或许是忘了这种说法
是根本和能量不灭定律相抵触的。”
英国的著名电学家斯普拉格(John T．Sprague )则认为爱迪生的设想
是“空谈”。他说道：“不论他是爱迪生，或是别人，他总不能超越那些公认
的自然法则。他说从同一电线上能给你送来电光、电力和电热，这完全是空
谈，决不能成为事实。他还说能够利用电热来烹煮食物，那更是荒谬绝伦了。”
有一个叫方丹纳(Hippolyte Fontaine )的著名法国人，《电光学》的
作者也说道：“电灯分路是不可能成功的，当灯丝白炽时炭质就会裂碎，所
以小型的电灯简直无法制造。”有的说：“连数学都不懂的爱迪生，竟想解决
为世界学者所苦恼的问题，真可谓愚不可及。”
爱迪生听到这些论调时，并不感到悲观。他微笑着说：“我很相信人家
的指摘，因为它能把冷酷的事实表现出来，因为它能鼓励大家讨论，而这又
常是有益的。”
1878 年秋，爱迪生又重新用“炭”进行试验。他写道：“在10 月和11
月，巴切勒制造了许多，至少有50 种炭化纸，原料是纤维或其他纸张。在
这些纸的表面涂上灯墨和沥青的混合物，再卷成毛衣针状，然后进行炭化处
理。我们把这种材料制作的灯丝连在线路上，它们在真空中发光，只能持续
一、两个小时。我们用纸制炭丝，木制炭丝以及笤帚苗炭化后制成的灯丝进
行了无数次试验，最终得出结论，电灯问题的解决，只有一种方法，那就是
灯丝的电阻要高，散热要慢。”爱迪生的炭丝试验没有取得成功，但试验过
的制灯丝的金属中，铂似乎是最理想的一种。于是他转向铝和类似铂的金属，
因为这些材料符合电阻高，散热慢的要求。10 月5 日，爱迪生提出了一份
关于铂丝“电灯”的专利申请，专利号码是214636。当时制造的灯泡还被
称作“燃烧器”。这种灯泡的灯丝，是铂丝绕成的双螺旋，它们之间再加一
支金属棒。当灯丝热度接近铂丝的熔点时，金属棒便膨胀造成短路，灯泡温
度降低，铂丝冷却的同时金属棒也冷却下来，于是电流再次通过。
这方法虽然巧妙，但后来发现并不可靠。爱迪生说道：“在有一定量的
电流通过时，铂丝所发的光很好；但如果电流通过太多，它仍旧会熔去的。
我得另外再想更好的办法。”
全世界的人们都在等待着爱迪生公布他的电灯，而他也正在努力的改
良调整器。改良后的一种是利用玻璃管中热空气的膨胀作用，这一切比第一
次的要完美多了。
第一份白炽灯专利提出以后，爱迪生对胜利更充满了信心。他宣布：“我
已开始解决电的无限分割问题了。”派克教授说：“在大发明的前夜，没有东
西在他看来是绝对不可能的。”
这时实验室来了两个新的工作人员，一个叫杰尔(Francis Jell )，本
来受雇于华尔街洛雷律师事务所，但他对于电学感兴趣。爱迪生是他的崇拜
偶像。电灯公司开办后，他要求加入门罗公园工作。洛雷为他找到了一个工
作机会。11 月中旬的一天，年青的杰尔乘车到新泽西的那个小村，并且获
得进入实验室的允许。他的工作是在楼上清理电池。他对于爱迪生有不少的
帮助。
第二天，又来了一个青年，他叫弗兰西斯·R·厄普顿，是普林斯顿大学
的毕业生，后来又在德国大科学家海姆霍尔茨(Helmholth )那里研究数学一
年。凑巧爱迪生正需要一个数学家，为他的新电灯计算数字和绘图画形。他
曾对人说道：“对于数学，我简直一窍不通。”因此他便雇用了厄普顿。在他
想到什么念头后，便叫厄普顿详细地记录下来。厄普顿受过高深的教育，对
于计算，自然非常娴熟。波普说他是“促使爱迪生成功的一个特别幸运的条
件。”他的贡献之一，就是以计算证明了爱迪生直觉的正确：电灯必须具有
100 欧姆以上的电阻，才可能成为煤气灯的对手。
然而，不论厄普顿提供的帮助有多大，大量的工作还需要做，还要进
行反复的试验。灯泡可以有各种形状，每一形状的灯泡，都要配合一系列不
同的灯丝进行试验。要正确估计每种形式的效率，就必须严格掌握每种灯泡
的容积。关于这件事，还有一段爱迪生的故事。
两个数学家为计算某种灯泡的容积，一夜没睡；怎么算也算不出来。
秘书回忆说：“爱迪生一手接过盛了水的灯泡，一手拿着量杯，将灯泡里的
水往量杯里一倒(当然，量杯上有刻度)，爱迪生马上就得到了灯泡容积的准
确数据，而两位数学家却干了整整一个通宵还没有结果。”
提出第一份白炽灯专利申请之后，爱迪生完全沉浸在了试验之中。为
了制造一种适合他需要的铂线，爱迪生经受了不少磨难，耗费了不少精力。
杰尔曾有一段描写：
“那些脆弱的螺旋线和细小的杠杆总是故意的留难作刁，耗费了工作者
不少的精力。只有具有圣人气质的人才能平静地忍受这种磨难。我时常看见
爱迪生在实验室的紧要关头时，总是烦燥地把手指向头发最里面插去，或是
猛力的把吸了半支的烟蒂掷掉，又不在意地从背心袋里抽出一支来，撕去烟
头，狠狠地咬啮着。他究竟试验过了多少盏的铂丝电灯，他整日的坐着思索
这些问题一共耗去了多少时间，也许没有人能够知道的了。”
在试验工作进行的过程中，爱迪生顾不上吃饭、睡觉，乃至忘却了周
围的一切。晚年他曾说：“我对电灯的研究时间最久，试验最为艰苦，但从
来也没有灰心”。有人说：“爱迪生工作常常到早晨三、四点钟，拿二、三册
书当枕头，伏在案上睡一会儿，其他人也效仿他”。有一次，他的一个朋友
来看他，见此情景，就开玩笑地说：“怪不得你头脑里知识那么丰富，原来
你是头枕着书，连睡觉时也往脑子里记书上的内容啊！”
爱迪生在试用头发状的螺旋线失败后，转而采用铂箔，他用了这种铂
箔制成过一盏电灯。后来他又把铂和铱磨成细末，和泥土等不导电的物质相
混合，试制各种光度的电灯。金属质粒发热时，那氧化物也变成导体而发光
了。
爱迪生虽孜孜地不断研究，但成功还是遥遥无期。他曾把炭棒和铂杆
相对的放着，两者间的阻力非常高，因此便发出白色的光来。他在这灯的下
面悬挂一些重的物体，这样炭棒就经常地和铂杆保持接触。但这种灯的光度
不时的起着变动，终不能适合实用。
爱迪生因为试验各种电灯，金钱耗得很多。这时他已经把5 万元钱全
花去了。可是更糟的是，他的一部分资助人的信念却在开始动摇了。爱迪生
决意邀请其中主要的几个人来门罗公园，让他们看看他所以还没有完全成功
同时还需要他们继续支持的原因。
摩根、洛雷等人来到门罗公园后，爱迪生向他们报告他已经完成的几
部分工作，并且说明他必须把灯丝的阻力增高。随后爱迪生把他新制成的几
盏电灯试验给他们看。试验结果，电灯一盏接一盏地在很短的时间中烧毁熄
灭了。
是否继续为爱迪生提供资助？那批银行家默默地思考着。洛雷的信念
是不可能动摇的，由于他的苦苦劝谏，他们决定再拿出5 万元钱来，爱迪生
又得以重新继续做他的试验了。
1879 年以来，爱迪生把全部精力用在电灯的研究上。他耐心地研究了
制造白炽灯的每一个可能方法。他试用过螺旋炭丝；他在真空的玻璃管中传
导电流，这也是后来霓虹灯的先声；他又设计在一宅住屋中由电池供给电流
的整个电灯系统。他下决心不但要克服那些困难，并且要征服那辈一向讽嘲
他的人们。他对科学的发明和进步充满了“伟大的信心”。厄普顿说道：“1879
年爱迪生在坚持应用高阻力的灯丝和低阻力的发电机电枢的主张时，完全表
示了他的伟大的信心。他经过了许多的艰苦工作才达到这个目的。当未来的
光明在隐约显露时，我们已看到了爱迪生的电灯系统了，而这也便是世界上
一个最卓越的发明伟绩。”
这时实验室中又有一个叫劳孙(John w ．Lawson )的人来帮助工作。
他对于分析化学很有研究。矿石运进实验室后，先由他检查有没有铂或是别
的稀有金属，随后再由另一个化学家加以检验。这个化学家叫海德
(A．Haid )，也是新来的，大家都叫他“博士”。
当时爱迪生的电灯还没有完全成功，但什么东西使他不能前进呢？他
正在研究价格的问题，希望能够节省一些材料。“只有等到最低的价格时，
大家才会欢迎它的。”他试验了各种灯丝，可是所有这些都很昂贵，要用它
们来制造电灯，供给市场应用简直没有可能。
爱迪生说除了这一个问题外，旁的都已解决了。他把整个系统的一切
问题，甚至测量电流的电表的使用，全都考虑到了。“每家用电的屋子都得
装一具电表。它可以记下电流的消耗量。这是一个简单的机器，我现在全都
想到了。”
1 月27 日，爱迪生在他的记事册上写道：“经过7 小时的工作后，由于
注视了强烈的灯光，眼睛隐隐作痛，因此不得不停止工作。”第二天他又接
着写道：“昨晚10 时到今晨4 时，眼痛难堪。后来饮了一服吗啡，才得安眠。
今天好些了，到下午4 时就不十分痛了，可是今天的时间却又白白牺牲了。”
4 月中，爱迪生的试验相当顺利。他把钡、铑、钌、钛、锆等稀有金属
全试用过了。他在用这些物质制成的发丝上涂上一层他称为“绝热质”的氧
化物溶液。他终于制成了一种高阻力的电灯，成绩很是满意。然而它的价格
还是非常昂贵。如果能发现一个铂矿的话，这困难也就可以解决了。
在第一盏高阻力电灯中，爱迪生用的是一根细小的锆质的线轴，外面
又绕着细的铂丝，再涂了一层氧化物作绝缘。他企图把这灯加以改良，决定
放在真空中再作试验。爱迪生在进行新的试验时，发现那气压表的指针转到
相当角度后，突然地回复了原位。他起先以为钟罩边上的油脂也许涂得太少，
不够密封。他问巴切勒，巴切勒说是漏气。可是他不久发现那是本来拘禁于
电线中的气体，这时因为电线在真空中有电流流过而发热，因而被驱逐了出
来。
他根据这原理，把金属吸收的气体全抽出去。这样，真空就不受影响
了。金属线在逐出气体后质地坚实而匀称，耐得住高温，发出的亮光也比以
前的更明亮些。
爱迪生不懈地工作，他更换着各种不同的材料，制成许多不同直径，
不同形状的灯丝。
有些灯丝细得难以装进灯泡，有些只要一通电，立刻就会熔化。爱迪
生还试制了一些复杂的灯具，有一种灯还安装了电阻器，用灯下的小金属轮
来控制灯光的强弱。一位来客写道：“把金属轮拧到头，就可以得到最大电
流；拧一半，就有一半功率。这样，电流的强度可以任意改变，既可以使电
灯发出微弱的暗红色，又可以放出耀眼的光亮，以照遍最大房间的每一角
落。”
为保证玻璃容器内良好的真空，爱迪生整日地忙着寻找抽高度真空的
方法。他觉得除了德国的斯普林格设计的大型抽气机外，别的都不能适合他
的需要。可是在本国内这种抽气机大概是不会有的。但厄普顿却知道普林斯
顿大学的勃拉克特(C．F．Brackett )教授曾经备有一套。
爱迪生问道：“你看那大学肯把它借给我们吗？你去试借一下好不好
呢？”
厄普顿便在第二天动身前去。回来时，他便自己掮了那架抽气机回来。
他又从纽约定购了一些水银，亲自把那机器装配起来。在装好后，准备抽气。
空气抽去后，拘禁在金属线内部的气体全给驱了出来，而辉煌的灯光也终于
产生了。
爱迪生从一开始就认为炭丝是最理想的灯丝材料，他放弃这种材料，
只是因为以前的真空度不够，炭丝熔化过速。现在，他又回到了炭丝的试验
上，再次用各式各样的线、纤维和类似的物质作灯丝材料。
4 月12 日爱迪生准备将他的真空白炽灯呈请专利。这种白炽灯和后来
正式成功的电灯大致相同，只是发光的物质有些不同罢了。
4 月27 日，纽约《先驱报》又作了一个严厉的打击：“爱迪生的失败现
在已经完全证实。这个情感冲动的人在去年秋季就开始电灯研究，他以为这
是一个完全新颖的问题，他自信已经获得一个别人还没有想到的用电发光的
方法。纽约的著名电学家们都相信爱迪生的试验路线已经走错了。”在几个
星期以前，英国皇家邮政部的电机师普利斯在一次公开演讲时，对于爱迪生
的试验曾表示异议，并且反对他那把电流分路同时供住家和工厂照明的大改
革的主张。普利斯说这只是一个幻想，他的努力已注定了他必然的惨败。
尽管有这些非议，爱迪生保持着他伟大的信心，坚持走自己的路，闯
过了一道道难关，直到实现他最后的目标。高阻力电灯的改造，真空容器的
完成，拘禁气体的减少，低阻力电枢发电机的发明，所有这些都是在越过了
每一个难关而成功的。