Thomas Edison

Thomas Edison aloitti koulunkäynnin myöhään sairasteltuaan toistuvasti lapsena. Hänen mielensä harhaili usein, ja hänen opettajansa Alexander Crawfordin oli kuultu sanoneen Edisonia tyhmäksi. Tähän päättyi Edisonin saama kolmen kuukauden muodollinen koulutus. Hänen äitinsä oli toiminut opettajana Kanadassa ja otti mielellään hoitaakseen poikansa koulutuksen. Äiti Nancy Edison rohkaisi poikaansa lukemaan ja tekemään kokeita. Thomas olikin kiinnostunut erityisesti fysiikasta ja kemiasta, joten hän rakensi kotiinsa laboratorion. Rahaa laboratoriotarvikkeisiin hän sai myymällä itse painettuja sanomalehtiä.

Edison kuuroutui osittain nuorukaisena. Hänestä tuli sähköttäjä sen jälkeen, kun hän pelasti J.U. MacKenzien pojan, Jimmien, karkuteille joutuneen rautatievaunun alta. MacKenzie oli niin kiitollinen Edisonille, että hän otti Edisonista huolehtiakseen ja koulutti hänet sähköttäjäksi. Edisonin huonokuuloisuudesta oli sähköttäjän työssä hyötyäkin, sillä sen vuoksi hän välttyi kuulemasta vieressä istuvaa toista sähköttäjää. Osa hänen varhaisemmista keksinnöistä liittyykin sähkölennättimeen, kuten esimerkiksi reikänauha. Edison haki ensimmäistä patenttiaan, sähköistä ääntenlaskijaa, 28. lokakuuta 1868. Keksintö jäi vuosikymmeniksi unohduksiin, koska vanhoilliset poliitikot estivät sen käyttöönoton; Edisonin elämäkerran nuorisopainoksessa asia ilmaistaan näin:

»Joskus on poliittisesti ehdottoman välttämätöntä, että ääntenlaskenta sujuu hyvin hitaasti, koska mielipiteet voivat laskennan aikana vielä muuttuakin. Tällainen kone aikaansaisi nopeita ja poliittisesti vaarallisia päätöksiä, joiden kumoaminen olisi aivan liian hankalaa![3][4]»

Mina Edison vuonna 1906

Thomas Edison meni 25. joulukuuta 1871 naimisiin 16-vuotiaan Mary Stilwellin kanssa. He olivat tavanneet kaksi kuukautta aikaisemmin Maryn työskennellessä Edisonin yrityksessä. He saivat kolme lasta:

• Marion Estelle Edison (1873–1965), lempinimi "Dot"
• Thomas Alva Edison, Jr. (1876–1935), lempinimi "Dash"
• William Leslie Edison (1878–1937)[5]

Mary Edison kuoli 9. elokuuta 1884, ehkä aivokasvaimen johdosta.[6]

Toisen avioliittonsa 39-vuotias Edison solmi 24. helmikuuta 1886 Akronissa, Ohiossa.[7] Uusi vaimo oli 20-vuotias Mina Miller, jota Edison kosi käyttämällä morseaakkosia, jotka Mina oli oppinut heidän seurustelunsa aikana.[8] Mina oli keksijän ja filantroopin Lewis Millerin tytär. Lewis Miller oli Chautauqua Institutionin kanssaperustaja ja metodistien hyväntekeväisyysjärjestöjen tukija. Mina ja Thomas Edison saivat kolme lasta:

• Madeleine Edison (1888–1979), puoliso John Eyre Sloane.[9][10]
• Charles Edison (1890–1969), joka otti myöhemmin yrityksen hoitoonsa isänsä kuoleman jälkeen ja joka valittiin myöhemmin New Jerseyn kuvernööriksi.[11] Hän johti myös isänsä kokeellisia laboratorioita West Orangessa, New Jerseyssä.
• Theodore Edison (1898–1992), ainoa perheenjäsen jolla oli college-tutkinto (MIT Physics 1923). Hänellä oli myös yli 80 patenttia ansioinaan.

Mina kuoli Thomas Edisonin jälkeen 24. elokuuta 1947.[12][13]

Edison vuonna 1878

Monet keksijät olivat yrittäneet valmistaa hehkulamppuja. Kuitenkin vasta Edisonin ansiosta sähkövalaistus alkoi nopeasti yleistyä.

Alkuvaiheessa suurimpana ongelmana oli löytää hehkulankaan mahdollisimman sopiva materiaali. Edison kokeili monia tarkoitukseen sopivia metalleja, muun muassa platinaa, mutta päätyi lopulta hiililankaan. Ensimmäisen onnistuneen kokeen hän suoritti 22. lokakuuta 1879, ja se kesti 40 tuntia. Edison paransi vielä keksintöään ja jätti patenttihakemuksen 4. marraskuuta. Seuraavan vuoden tammikuun 27. päivänä hänelle myönnettiinkin patentti n:o 223 898 hiililangalla toimivasta sähkölampusta. Vaikka patentissa mainittiin monia tapoja, joilla hiililanka olisi voitu valmistaa, patentin myöntämisen jälkeenkin kesti vielä kuukausia, ennen kuin Edison ja hänen työryhmänsä keksivät karbonisoidun bambulangan, joka kesti käytössä yli 1 200 tuntia.

Tämän jälkeen Edison osti myös Henry Woodwardille 29. elokuuta 1876 Yhdysvalloissa myönnetyn patentin n:o 181 613 ja sai yksinoikeuden myös hänelle Kanadassa myönnettyyn patenttiin. Nämä patentit koskivat typellä täytettyyn lasisäiliöön sijoitettua hiililankaa. Tällainen hehkulamppu erosi selvästi Edisonin omasta keksinnöstä, josta kuitenkin tuli ensimmäinen kaupallisesti menestynyt sähkölamppu.

Menlo Parkissa joulukuussa 1879 esitelty Edisonin hehkulamppu

Edison perusti eräiden rahoittajien kuten J. P. Morganin ja Vanderbilt-suvun kanssa New Yorkiin Edison Electric Light Companyn vuonna 1878. Hän esitteli hehkulamppua ensimmäisen kerran julkisessa näytöksessä 31. joulukuuta 1879 Menlo Parkissa. Niihin aikoihin hän myös sanoi: "Teemme vielä sähköstä niin halpaa, että enää vain rikkaat polttavat kynttilöitä."[14]

George Westinghousen yhtiö osti Philip Diehlin kilpailevan induktiolampun patentin 25 000 dollarilla vuonna 1882, mikä pakotti Edisonin yhtiön pitämään tarkemmin kiinni patenttioikeuksistaan ja alentamaan sähkölamppujen hintaa.[15]

Lokakuun 8. päivänä 1883 Yhdysvaltojen patenttivirasto totesi, että Edisonin patentti perustui William Sawyerin työhön ja oli siksi mitätöitävä. Kiista asiasta jatkui kuusi vuotta, kunnes 6. lokakuuta 1889 oikeus totesi, että Edisonin väite siitä, että hän oli olennaisesti parantanut hehkulamppua, oli oikea. Välttääkseen mahdollisen oikeusriidan Joseph Swanin kanssa, joka oli hakenut Britanniassa myös patentin hehkulampulle, Swan ja Edison perustivat yhdessä Ediswan-yhtiön markkinoimaan keksintöä Britanniassa.

Maailman ensimmäinen julkinen rakennus, joka valaistiin Edisonin sähkölampuilla, oli Mahenin teatteri Brnossa, nykyisessä Tšekissä. Sinne sähkövalaistuksen asensi Edisonin assistentti Francis Jehl.[16]

Edison sai vuonna 1880 patentin myös sähkön jakelujärjestelmälle, joka oli olennaisen tärkeä, jotta sähkölamppu olisi levinnyt yleiseen käyttöön. Vasta se teki vähitellen mahdolliseksi muidenkin sähkölaitteiden yleistymisen, vaikka esimerkiksi ensimmäinen sähkömoottori olikin keksitty jo 1820-luvulla. Edison perusti 17. joulukuuta 1880 yhtiön nimeltä Edison Illuminating Company. Se oli maailman ensimmäinen yleisölle sähköä myynyt sähkölaitos, ja vuonna 1882 sen ensimmäinen voimalaitos tehtiin New Yorkin Pearl Street Stationille. Syyskuun 4. päivänä 1882 Edison itse kytki sähköverkkoon virran. Laitos jakoi Manhattanin eteläosiin tasavirtaa 110 voltin jännitteellä.

Jo saman vuoden tammikuussa Edison oli avannut ensimmäisen höyrykäyttöisen sähkövoimalan Holborn Viaductilla Lontoossa. Tämä tasavirtajärjestelmä tuotti sähköä katulamppuihin sekä muutamiin lähellä voimalaa sijainneisiin yksityisasuntoihin. 19. tammikuuta 1883 ensimmäinen standardoitu, ilmajohtoihin perustuva sähkövalaistusjärjestelmä otettiin käyttöön Rosellessa New Jerseyssä.

Huomiota herättävät sähkövaloesitykset tulivat suosituiksi yleisötapahtumiksi kuten tässä Tennesseen 100-vuotisnäyttelyssä vuonna 1897.

Samoin kuin hänen ystävänsä Henry Fordin, myös Edisonin menestys perustui ennen kaikkea hänen kykyynsä saada aikaan massatuotanto sekä patentti- ja muihin teollisoikeuksiin. Tämän vuoksi hänen varjoonsa jäivät monet muut, joiden työ jäi taloudellisesti vähätuottoisemmaksi heidän pyrkiessään luomaan pitkäkestoista ja tehokasta teknologiaa.[17][18] George Westinghouse joutui pitkäaikaiseen kiistaan Edisonin kanssa, koska Edisonin mielestä sähkönjakelussa oli käytettävä tasavirtaa, kun taas Westinghouse kannatti siirtymistä vaihtovirtaan, jonka edut Nikola Tesla oli keksinnöillään osoittanut. Tesla oli ollut Edisonilla töissä, mutta Edison teki kaikkensa estääkseen tai hankaloittaakseen Teslan vaihtovirtatutkimuksia, myös sen jälkeen kun Tesla oli muualla töissä. Toisin kuin tasavirtaa, vaihtovirtaa voidaan muuntajien avulla helposti siirtää pitkiäkin matkoja korkealla jännitteellä, jolloin voidaan käyttää ohuempia ja halvempia johtimia, ja silti jännitettä voidaan toisen muuntajan avulla jälleen alentaa jakelua varten.

Vuonna 1887 Yhdysvalloissa oli 121 Edisonin voimalaa, jotka tuottivat asiakkaille tasavirtaa. Kun tasavirran rajoituksista keskusteltiin julkisesti, Edison levitti laajalle propagandaa todistellakseen, että vaihtovirta on liian vaarallista yleiseen käyttöön. Tasavirran ongelmana oli kuitenkin, että tasavirtavoimalat voivat taloudellisesti tuottaa sähköä vain noin kahden ja puolen kilometrin (puolentoista mailin) päähän voimalaitoksesta, joten ne olivat käyttökelpoisia vain kaupunkien tiheään asutuilla keskusta-alueilla. Kun George Westinghouse ehdotti sen sijasta käytettäväksi korkeajännitteistä vaihtovirtaa, jolla sähköä voitaisiin siirtää satojen kilometrienkin päähän voimalaitoksesta, Edison julisti "sähkövirtojen sodan", jotta vaihtovirtaa ei otettaisi käyttöön.

Vaikka Edison periaatteessa vastusti kuolemanrangaistusta, tämän kiistan yhteydessä hän ehdotti sähkötuolin ottamista käyttöön teloitusvälineenä, jotta sekin osoittaisi, kuinka vaarallista vaihtovirta oli verrattuna turvallisempaan tasavirtaan. Edison käynnisti myös lyhyen mutta kiivaan kampanjan, jotta olisi lailla säädetty rajoituksia sille, kuinka suurta jännitettä sähkövoiman siirrossa sai käyttää. Toteutuessaan tällaiset rajoitukset olisivatkin käytännössä mitätöineet vaihtovirran edut. Osana kampanjaansa Edison antoi myös monille eläimille kuolettavia sähköiskuja saadakseen yleisön vakuuttuneeksi vaihtovirran vaarallisuudesta.[19][20] Kuitenkin keinot välttyä sähköiskulta ovat oleellisesti samat, käytettiinpä tasa- tai vaihtovirtaa. Vuonna 1903 Edisonin yhtiön työntekijät tappoivat sähköiskulla Topsy-norsun Luna Parkissa lähellä Coney Islandia sen jälkeen, kun tämä norsu oli tappanut useita miehiä ja sen omistajat halusivat tappaa sen.[20] Yhtiö kuvasi tapahtuman.

Vaihtovirran edut olivat tasavirtaan nähden kuitenkin niin selvät, että se syrjäytti tasavirran useimmissa sähkönjakelujärjestelmissä, mikä suuresti laajensi sähkövirran ja sähkönjakelun mahdollisuuksia ja tehokkuutta. Tasavirta jäi kuitenkin vielä pitkät ajat käyttöön paikallisissa sähköverkoissa monien kaupunkien keskustoissa. Sillä on se etu, että jos generaattorit lakkaavat toimimasta, korvaavaa virtaa voidaan tarvittaessa tuottaa myös paristoilla. Vielä nykyäänkin monien kaupunkien metrot ja raitiovaunut toimivat tasavirralla. Lisäksi valtioiden välinen sähkönsiirto toteutetaan joskus tasavirralla, sillä se vaatii yhden johtimen ja valtioiden välisten vaihtovirtaverkkojen taajuuserosta aiheutuvat ongelmat saadaan vältettyä.

Tämän pitkäaikaisen kiistan on arveltu olleen pääasiallisena syynä siihen, että Edisonille ei koskaan myönnetty Nobelin fysiikanpalkintoa. Vuonna 1915 sekä Edison että hänen vanha kiistakumppaninsa Nikola Tesla olivat vahvoja ehdokkaita palkinnon saajiksi. On väitetty heidän riitautumisensa olleen syynä siihen, että kummallekaan ei palkintoa myönnetty silloin eikä koskaan myöhemminkään, sillä kumpikin teki voitavansa vähätelläkseen toisensa keksintöjen merkitystä. On myös arveltu, että kumpikin heistä olisi kieltäytynyt sitä vastaanottamasta, jos toinen olisi saanut sen aikaisemmin, ja vielä varmemmin, jos he olisivat joutuneet jakamaan sen keskenään.[21]