發明大王愛迪生與早期的有軌電車試驗

托馬斯·愛迪生

托馬斯·愛迪生

在群星薈萃的19世紀末和20世紀初，歐美很多發明家和電氣工程師在前赴後繼對電能進行開發，將其推廣應用到電燈、電話、電報、電車、採礦、冶金等相關領域，技術進步一日千里，各類發明猶如井噴，促進了新舊世紀之交的社會大發展。

前電力時代的城軌交通車輛

很明顯就能看出來，在電力普及應用的過程中，美國前進的步伐要比歐洲快得多。就拿鐵路電氣化領域而言，早期做出重大發明的還是以美國人居多，這也在一定程度上證明了近現代科技中心正從歐洲向北美轉移的事實。這種技術轉移持續了半個多世紀之久，直至美國成為新一任世界科技中心，一直到今天也沒有明顯的變化。而掀起了第一次工業革命的大英帝國，在這場第二次工業革命鐵路電力爭霸賽中，明顯處於下風，反而是德國一直在引領歐洲的技術潮流。

Joseph Henry （約瑟夫·亨利），美國科學家

Joseph Henry （約瑟夫·亨利），美國科學家

美國對早期鐵路電氣化的研究，也是從有軌電車開始的，有科學家、發明家約瑟夫·亨利、托馬斯·達文波特以及查爾斯·佩吉在前面披荊斬棘，後繼者利奧·達夫特、查爾斯·約瑟夫·范·德博萊（Charles Joseph Van Depoele）、托馬斯·愛迪生、弗蘭克·史伯格更是當仁不讓，紛紛在該領域大顯身手。

Charles Grafton Page（查爾斯·佩吉），美國發明家，早期有軌電車的開拓者

Charles Grafton Page（查爾斯·佩吉），美國發明家，早期有軌電車的開拓者

除了托馬斯·愛迪生之外，上面列舉的這些名字，對很多人而言都非常陌生，然而在一百多年前，他們的成就並沒有比愛迪生差多少，尤其在有軌電車領域，他們做出的發明奠定了鐵路未來電氣化的基礎。之所以這些發明家的名字被世人遺忘了，是因為同時代的托馬斯·愛迪生的名號太響，聲望太重，對其他人造成了無情的碾壓。

Thomas Davenport（托馬斯·達文波特），美國發明家，早期直流電動機的發明人

Thomas Davenport（托馬斯·達文波特），美國發明家，早期直流電動機的發明人

就拿「美國電力牽引之父」弗蘭克·史伯格而言，那絕對是電氣化技術領域一流的天才人物，剛出道的時候，也在愛迪生的實驗室里當助手。我們知道，愛迪生是自學成才，沒有受過系統的科學訓練，他早期走的是不斷試驗、不斷失敗、再試驗再失敗的路子，這種科研手段耗時耗力，效率很低。所以史伯格加盟愛迪生的實驗室之後，利用其超強的數學能力，讓實驗室的效率得以大幅度提升。當然了，愛迪生成名之後，他的實驗室也補充了很多受過高等教育的科研人員，但是史伯格的水平明顯更高一籌。

弗蘭克史伯格，美國電力牽引之父，將有軌電車推向商業化的關鍵人物

弗蘭克史伯格，美國電力牽引之父，將有軌電車推向商業化的關鍵人物

但是，史伯格在實驗室呆了不到一年就忍無可忍了，很快和愛迪生決裂，主要原因就是，史伯格發現自己無論做出何種發明，專利權人的名字都是愛迪生，他連署名的資格都沒有。雄心萬丈的史伯格哪裡受得了這種窩囊氣，無論愛迪生怎麼挽留，他還是毅然離開了，隨後就成立了自己的公司，搞發明，做產業，與愛迪生分庭抗禮，最終功成名就。但即使這樣，史伯格一輩子也生活在愛迪生巨大名望的陰影之下，心情並不輕鬆。

我們知道，愛迪生主要以電燈、留聲機、電影放映機等耳熟能詳的發明為大眾所熟知，其實他的研究領域涉及到電力技術的各個領域，基本上屬於難得的全才。毫無疑問，有軌電車技術研發怎麼可能少得了愛迪生呢？實際上愛迪生不但和鐵路的淵源非常深，他在電車領域也做出了很多重要發明，並申請了專利。

少年愛迪生是青少年學習的楷模，即使胡編的用鏡子為母親做手術的故事，也進了小學課本

少年愛迪生是青少年學習的楷模，即使胡編的用鏡子為母親做手術的故事，也進了小學課本

愛迪生少年時代首次踏入社會某得的第一份工作，就是在火車上面賣零食和報紙，後來與列車長熟悉了，才在火車上搞了一個簡陋實驗室。可惜某次試驗不慎發生了爆炸事故，實驗室才被取消，據說愛迪生的耳朵為此還被列車長打聾了。

愛迪生參與有軌電車的研發並不算晚，時間在1880年，僅僅比西門子在柏林展覽會上展出那條電氣化環形鐵路晚一年時間。而愛迪生研發有軌電車的最初目的，並非解決城市客運問題，而是為了幫助鄉下的農夫運送糧食。

這件事情還要從1878年說起，就在當年的某一天，愛迪生與幾位天文學家朋友來到了美國懷俄明州的鄉下，就注意到農民們收穫糧食之後，要長途跋涉，通過馬車和人力車拉往很遠的火車站，再運往銷售市場，費時費力，十分辛苦。愛迪生萌生了研發一種輕型有軌電車，以解決農民奔波之苦的想法。

愛迪生說到做到，剛好那段時間，他全力攻關的電燈技術已經取得了重大突破，有空暇時間來研究有軌電車問題。在當時，電力機車的研發與鐵路的修建同時進行，而愛迪生研發輕型機車是通過一台自動翻斗車改裝的，上面安裝了兩台愛迪生髮明的直流電動機，每台功率為12馬力，很強大。而鐵路試驗線路鋪設在了加州的門洛帕克（Menlo Park），全長1200米，人為設置了很多陡坡和小半徑彎道，用來試驗電力機車的性能。這條試驗性質的電氣化鐵路，通過地下導線為機車供應電力，發電機則另外設置。

愛迪生髮明的有軌電車在試驗中，上面有無愛迪生本人，不得而知。

愛迪生髮明的有軌電車在試驗中，上面有無愛迪生本人，不得而知。

到了1880年的3月13日，一切準備就緒之後，愛迪生的有軌電車就開始試驗運行了。這台電力機車牽引了3輛拖車，其中1輛平板車，1輛帶雨棚的車，還有1輛比較奢華的普爾曼卧鋪車，電車的制動方式採用愛迪生新發明的電磁製動技術。試驗經過了一段時間的磨合期，愛迪生帶領實驗室的人員隨時排除出現的小故障，最終鐵路試運行取得了成功，電車的運行速度達到了驚人的64km/h。實際上，不同的文獻資料對當時的電車試驗速度記錄差別很大，翻閱當天的報紙通訊記載可知，愛迪生竟然將電車開到了103km/h！

對愛迪生試驗有軌電車的新聞報道

對愛迪生試驗有軌電車的新聞報道

根據1880年3月30日《堪薩斯城日報》（Kansas City Daily Journal）記者的報道文章和當時試驗參與人的記錄顯示，愛迪生在進行電車試驗的時候，真的是具有大無畏精神。首先，整個試驗期間愛迪生本人自始至終就在車上堅守，隨時研究排除故障，絲毫不懼；其次，電車經過陡坡和小半徑彎道的時候，根本不減速，反而加速，車上的乘客就像坐過山車，差點就從椅子上飛起來。

乘客的感受是對的，記者也應該沒有誇張，因為電車彎道運行產生的強大離心力，讓一名叫克魯齊的駕駛員直接翻著跟斗飛出了車外，一頭扎進了路邊的灌木叢，臉部受了輕傷，而愛迪生卻像孩子般地又跳又笑：「真是一場漂亮的事故！」最驚人的事實是，根據記者的報道，電車第一次試車的時候，1200米的距離跑了53秒，第二次試車的時候跑了42秒，換算下來電車的速度達到了不可思議的103km/h。

門洛帕克小鎮

門洛帕克小鎮

愛迪生的電車一直持續不斷運行到了1880年的秋天，在此期間，無數的慕名者蜂擁到了門洛帕克，給當地帶來了一段時間的繁榮。過了秋天，美國北太平洋鐵路公司的董事長亨利·維拉德（Henry Villard）向愛迪生提出了一個要求，希望他能夠在門洛帕克修建更長的鐵路線路，試驗更多不同性能的電力機車，為將來美國西部小麥產區修建電氣化鐵路提供技術支持。

愛迪生滿口答應，到了1882年，愛迪生在門洛帕克修建了一條4.8km的電氣化鐵路，同時還修建了配套的側線用來臨時停車，配置了轉盤用來給機車轉向，建造了貨物站台以方便裝卸貨物，營造了車庫用來停放和保養維修車輛。

1923年的美國里士滿有軌電車

1923年的美國里士滿有軌電車

這條鐵路要比第一條試驗線更加先進，上面運營兩台電力機車，一台用於貨運，另一台負責客運，貨運列車裝貨多，跑的也不慢；客運機車跑得快，一次能拉90個人，應該說是非常成功的。此時距離西門子開通運營柏林首條有軌電車線路僅僅1年時間，比史伯格開通美國首次大規模商業運營的里士滿有軌電車線路早6年時間。

但是為何愛迪生的發明沒有被大規模地推廣應用呢？其實，原因也不難理解，因為有更好的、造價更低、適用性更強的有軌電車技術就要現身人間了。他的老部下——弗蘭克·史伯格就要登場了！

（ 請關注作者的新書《軌道交通的前世今生》，預計2018年3月份由中國鐵道出版社出版發行 ）

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