پشتکار پایان‌ناپذیر ادیسن

«گاهی به هنگام تلاش برای کامل کردن کاری، در برابر دیواره‌ای از سنگ خارا به ارتفاع ده‌ها متر قرار می‌گیرم. اگر پس از چند آزمایش و تلاش نتوانم از آن عبور کنم، به کار دیگری می‌پردازم، سپس روز دیگری، شاید ماه‌ها یا سال‌ها بعد، چیزی کشف می‌کنم که به من کمک می‌کند تا از بخشی از دیوار صعود کنم.»

ادیسن در لباس‌کار چروکیده‌اش ابرو در هم کشیده است. اشتباهات زیادی در طرح خویش داشته است و در کامل کردن بسیاری از کارها شکست خورده است. ولی آن‌طور که از مکاتباتش با همکارانش می‌توان دریافت در این شرایط ناامیدکننده تعریف عادی شکست را قبول ندارد.

به نظر بسیاری ادیسن هم به دلیل شمار اختراعاتش و هم به دلیل ارزش آن‌ها، موفق‌ترین مخترع جهان بوده است. او 1093 اختراع به ثبت رسانده است که بسیار بیشتر از اختراعات هر کس دیگری است. از جمله مهم‌ترین دستاوردهای او لامپ رشته‌ای، میکروفون زغالی، گرامافون و دوربین فیلمبرداری است که همه آگاهند. ولی ناکامی‌های ادیسن نیز ابعادی ناشناخته دارد که بخشی از موفقیت‌های او از آن سرچشمه می‌گیرد.

صعود از دیوار

ادیسون با پشتکار تمام به تلاش‌هایی دست زده است که با شکست مواجه شده‌اند، به گونه‌ای که گاهی این تصور پیش می‌آید که او تصادفاً راه‌حل مسائل را پیدا می‌کرده است. تامس نیر ویراستار مقاله‌های ادیسن، که یک مجموعه پانزده تا بیست جلدی است با تصادفی بودن اختراعات ادیسن مخالف است و می‌گوید:

آزمون‌ها و خطاها همیشه در جهت درستی هدایت می‌شوند. ادیسن آزمایش‌های احتمالی بعدی را به درستی می‌شناخت و آنچه را که در این مقوله می‌گنجید آزمایش می‌کرد.

ادیسن به تکیه بر اصول تثبیت شدهٔ علمی اعتقادی نداشت. اگر کسی در هنگام استخدام به او می‌گفت که “این کار عملی نیست” استخدامش نمی‌کرد. او معتقد بود که باید علت عملی نبودن را کشف کرد.

او آنچه را دیگران معقول می‌دانستند رد می‌کرد. در اواخر دههٔ 1870 دانشمندان و مهندسان در امکان‌پذیر بودن تقسیم برق به واحدهای مجزا تردید داشتند و تصور نمی‌کردند که یک مولد (ژنراتور) بتواند چند چراغ را تغذیه کند و یا ساخت چراغ الکتریکی با شدتی کمتر از نور قوسی عملی باشد. او با ساختن لامپ رشته‌ای نادرستی این نظرات را نشان داد.

ادیسون در خاطرات خود می‌نویسد:

“گاهی به هنگام تلاش برای کامل کردن کاری در برابر دیواره‌ای از سنگ خارا به ارتفاع ده‌ها متر قرار می‌گیرم. اگر پس از چند بار آزمایش نتوانم از آن عبور کنم. به کار دیگری می‌پردازم. آنگاه روز دیگری، شاید ماه‌ها یا سال‌ها بعد، من یا دیگری چیزی کشف می‌کنیم، یا در گوشه‌ای از جهان واقعه‌ای رخ می‌دهد که من تشخیص می‌دهم که به من در صعود از بخشی از دیوار کمک می‌کند … ما از شکست‌های خویش چیزهای بسیار می‌آموزیم، البته اگر بیشترین توان فکری و عملی خویش را به کار گیریم.”

مثیو جوزِفسن در کتاب زندگی‌نامهٔ ادیسن داستانی نقل می‌کند دربارهٔ دکتر روس، متالوژیست سوئدی، که در ساختن محفظه بدون درز باتری (برای جلوگیری از نشت مایع آن) به ادیسن کمک می‌کرد. ادیسن یک بار در حضور یک میهمان از او پرسید که آزمایش چگونه پیش می‌رود، دانشمند متالورژیست فریاد زد “پیدایش کردم. آخرش پیدا کردم”. وقتی آن مهمان از ادیسن توضیح خواست، ادیسن به او گفت: “باور کردید؟ او هیچ چیزی پیدا نکرده اما باید این‌طور حرف زد.”

جستجوی ادیسن در زمینهٔ یافتن رشته‌ای برای استفاده در لامپ رشته‌ای، نمونه‌ای از تلاش طولانی و در نهایت موفقیت‌آمیز اوست. او قبل از رو آوردن به مواد کربن‌دار، در اکتبر سال 1879 بیش از 12 فلز مختلف را آزمایش کرد. سپس با کربن‌دهی 30 تا 50 ماده را مورد آزمایش قرار داد تا الیافی همگن و مناسب به دست آورد. سپس تصمیم به استفاده از کاغذ کربن‌دار گرفت که در سال 1879 در نخستین لامپ به کار برد. در سال 1880 به چوب خیزران، در سال 1893 به رشتهٔ سلولزی، در سال 1906 به سیم تانتالیوم رو کرد و بالاخره در سال 1907 از تنگستن استفاده کرد.

یکی از نخستین ناکامی‌های ادیسن، دستگاه برقی ثبت آراء بود.

عقب‌نشینی و پیشرفت

این کشف ادیسن که مقاومت زغال به تغییر فشار آن بستگی دارد ابتدا امیدبخش نمی‌نمود. در آزمایشی در 1873 مشاهده شد که این مقاومت بسیار متغیر است. نیر شرح می‌دهد که ادیسن به هنگام بررسی مواد مختلف هادی برای استفاده از لامپ رشته‌ای مشاهده کرد که پودر گرافیت مقاومت رضایت‌بخشی دارد. اما کوچک‌ترین حرکت لامپ بر کار آن اثر می‌گذارد. او می‌گوید: “چند سال بعد، هنگام کار بر روی تلفن و تلاش برای بهبود آن، دوباره به زغال رو آورد … به ماده‌ای حساس نیاز داشت که به صدای انسان واکنش نشان دهد و تغییراتی در جریان مدار پدید آورد.” او ترکیب لامپ رشته‌ای ـ پودر زغال را که چند سال پیش رها کرده بود دوباره به یاد آورد و محفظهٔ زغال میکروفن را که در تلفن‌های امروزی به کار می‌رود، به وجود آورد.

نمونهٔ دیگر ناکامی‌های ادیسن در مراحل مختلف اختراع باتری دیده می‌شود. باتری نیکل ـ آهن ساخته شده در سال 1904 به‌رغم فروش خوب، از نظر ادیسن معیوب بود. او تولید آن‌ها را متوقف کرد و برای کامل کردن آن به آزمایشگاه بازگشت. در سال 1909، ادیسون باتری الکلی نیکل ـ آهن را عرضه کرد که تجزیه نمی‌شد. کاملاً خاصیت دو طرفه داشت و پردوام هم بود.

بعد از آن ادیسن و همکارانش هم ساخت و هم ترکیب شیمیایی باتری را بهبود بخشیدند. باتری جدید از فولادی با روکش نیکلی یا حفره‌های کوچک ساخته می‌شد که الکترولیت می‌توانست به راحتی در حفره‌ها نفوذ کند. آنان روش تصفیه‌ای را نیز برای نیکل پیدا کردند و به جای گرافیت از ورقه‌های سبک نیکل به عنوان هادی مثبت استفاده کردند.

ادیسن از نخستین شکست خود این درس را گرفته بود که هرگز چیزی را که برای آن بازاری بالقوه وجود ندارد اختراع نکند. هنگامی که جوان 22 ساله‌ای بود دستگاهی برای ثبت سریع آراء به مجلس ماساچوست و سپس به کمیتهٔ کنگره عرضه کرده بود. در پاسخ او گفته بودند که دولت تمایلی به تسریع روند ثبت آراء ندارد.

با وجود این، تصور ادیسن در مورد اختراعات و محصولات اغلب با خطا همراه بوده است. او پیش‌بینی کرده بود که “جنون رادیو” پایان می‌یابد و باتری باعث جایگزین شدن ماشین بنزینی با اتومبیل برقی می‌شود.

ادیسن در سال 1877، پس از اختراع گرامافون آن را برای مدت ده سال کنار گذاشت. او آن را تنها یک “اسباب‌بازی” می‌دانست که ارزش تجارتی ندارد. هنگامی که گرامافون وارد بازار شد و رقبای او به جای استوانه از صفحه برای ثبت صدا استفاده کردند، ادیسون ادعا کرد که کیفیت ثبت بر صفحه از ثبت استوانه بدتر است. وقتی در سال 1912 گرامافون صفحه‌ای، به دلیل راحت‌تر بودن انتقال و انبار آن نسبت به گرامافون استوانه‌ای، خواستار پیدا کرد، ادیسن تصمیم به بهتر کردن کیفیت آن گرفت و دستگاه ثبت صدا با صفحه دیسکی را به بازار عرضه کرد.

کاری که وقت زیادی گرفت و ادیسن در آن ضرر کرد طرح سنگ آهن او بود. قبل از آغاز به کار این تأسیسات، ادیسن به مدت ده سال فکر طرح تغلیظ سنگ‌آهن کم عیار با مغناطیس را در ذهن داشت. این راه حل که مطمئن به نظر می‌رسید این پیش‌بینی را در پی داشت که مسئله کمبود آهن پر عیار در کارخانه‌های ذوب آهن آمریکا حل خواهد شد.

متأسفانه کارخانه ادیسن سنگ‌آهن پر عیاری تولید می‌کرد که مشکل کوره‌های بلند شرق آمریکا را حل نکرد. کاهش مداوم قیمت آهن در دههٔ 1890 باعث شد که تولیدکنندگان غرب میانه از سنگ‌آهن پر عیار مینسوتا که گران نبود استفاده کنند و تولیدکنندگان شرق آمریکا حتی با سنگ‌آهن تغلیظ شده ادیسن نیز نتوانستند وارد عرصهٔ رقابت شوند. ادیسن تا سال 1899، که اعلام کرد کارش چند میلیون دلار زیان داشت، مقاومت کرد. او بزودی تصمیم گرفت که آنچه از کار تأسیسات تولیدی آمیخته بود، از کار دیگری، یعنی سیمان پورتلند ادیسن، که در سال 1905 گشایش یافت، به کار گیرد.

ادیسن آزمایش‌های خود را به روش آزمون و خطا انجام می‌داد، اما در ادارهٔ کارهای تولیدی به بازدهی نظر داشت. کارگاه جداسازی سنگ معدن او برای به حداقل رساندن تعداد کارگران طرح شده بود. او برای آزمایش، خودکاری (اتوماسیون) و قابل پیش‌بینی بودن، ارزش زیادی قائل بود. نظرات او در مورد کیفیت کار در نظریه‌های جدید تولید دوباره مطرح شده‌اند.

او کارخانهٔ سیمان را با آنچه از شکست طرح جداسازی سنگ‌آهن آموخته بود طراحی کرد. در این طرح مواد خام به طور خودکار حمل می شدند و کورهٔ 50 متری او با عرض سه متر، در هر 24 ساعت 1100 بشکه پوکهٔ سیمان تولید می‌کرد، در حالی که کوره‌های سنتی کوچک‌تر تنها در حدود 200 بشکه در 24 ساعت تولید می‌کردند.

قالب‌ریزی ساختمان‌ها

در سال 1908 ادیسن ایدهٔ دیگری مطرح کرد. چرا برای اینکه ساختمان‌ها سریع‌تر و ارزان‌تر ساخته شوند، آن‌ها را قالب‌ریزی و با سیمان پر نکنیم؟ این آغاز طرح خانه‌سازی پیش ساختهٔ بتونی بود که تا چند سال موفقیت چندانی کسب نکرد.

جوزفسن می‌نویسد: “کارشناسان ساختمان فرایند پیشنهاد ادیسن را غیرممکن می‌دانستند زیرا تصور می‌کردند که اجزای مخلوط ماسه، سیمان، سنگ‌ریزه و آب از یکدیگر جدا می‌شوند یا روی قالب‌ها باقی می‌مانند. ولی ادیسن مادهٔ مخصوصی اختراع کرد که ژله‌ای، چسب مانند و کلوئیدی بود و جریان را یکنواخت می‌کرد و پرداخت صافی به بتون می‌داد.”

علت موفق نشدن طرح خانه‌سازی پیش ساختهٔ ادیسن کاملاً روشن نیست. به نظر بعضی از کارشناسان علت این بود که خانه‌های سیمانی احساس غریبگی و سردی در مردم ایجاد می‌کرد و مورد استقبال مردم قرار نگرفت. دشواری تعمیرات و جلوگیری از نفوذ آب نیز احتمالاً یکی از دلایل عدم موفقیت آن بود.

پل ایزرائیل، یکی از ویراستاران مقالات ادیسن می‌گوید که شاید آنقدرها هم که ادیسن تصور می‌کرد نصب خانه‌های پیش ساخته ارزان تمام نمی‌شد. ولی امروزه مهندسان و معماران با استفاده از قطعات بتونی پیش تنیده که در محل نصب و به یکدیگر متصل می‌شوند سازه‌های بتونی گوناگونی می‌سازند.

شکست‌ها و اشتباهات ادیسن شاهدی بر این مدعاست که این مخترع پر شور تمام اوقات خود را با کار پر می‌کرد، حتی اگر به هدف‌های خود نمی‌رسید. اهداف درست او تا حدی ناشی از تلاش برای کشف راه‌های مختلف است و این مسئله اهمیت دارد. البته این پرسش امروزه مطرح است که آیا میزان خطر کردن (ریسک کردن) ادیسن در زمان کنونی مجاز است یا نه، ولی آشکار است که این امر عامل مهمی در اختراعات موفق او بوده است، آن هم در زمانی که شالودهٔ مهندسی بنیان گذاشته می‌شود.

در کتاب زندگی و اختراعات ادیسن، چاپ سال 1892، نقل شده است که روزی ادیسن تصمیم به آزمایش مولد (دینام) جدیدی گرفت که حجم کمتری داشت و نور بیشتری تولید می‌کرد. ادیسن می‌خواست بداند که حداکثر سرعت ماشین چه مقدار می‌تواند باشد تا قطعات آن از هم جدا نشوند. وقتی ماشین به ظرفیت خود رسید، ادیسن به ادامهٔ افزایش سرعت فرمان داد. نقطهٔ اوج فرا رسید، غرش مهیبی خبر از ترکیدن لولهٔ بخار اصلی داد. ولی از دید ادیسن، آزمایش از لحاظ علمی کامل بود و چند خسارت جنبی اهمیت نداشت.

در جستجوی راز باتری

ملاحظاتی که در اختراع باتری الکلی مؤثر بود ویژگی متفاوتی داشت. این کار سابقه‌ای نداشت که بتوان از نتایج آن سود برد …

ادیسن در سال 1900 پس از بسته شدن کارخانهٔ تغلیظ سنگ آهن با مغناطیس، به آزمایشگاه بازگشت و تصمیم گرفت روی باتری جدیدی کار کند. نظر او را در آن زمان می‌توان از این نکته دریافت که گفته بود: “من فکر نمی‌کنم طبیعت آنقدر نامهربان باشد که راز یک باتری خوب را، اگر جستجویی جدی برای آن انجام گیرد، مخفی نگه دارد. من قصد انجام این جستجو را ندارم.”

از ابتدای کار که هیچ چیز روشن نبود، تا وقتی که بیش از صد هزار آزمایش انجام داد، هیچ نتیجهٔ مثبتی به دست نیامد … برای او ناکامی در هر آزمایشی به معنی یافتن چیزی بود که غیرعملی است. بنابراین هدف نزدیک‌تری را در جریان حذف‌های پرزحمت فراهم می‌آورد.

او روش معمول خود را که جستجوی یک چیز به طور مداوم بود در جستجوی عناصر مثبت دنبال می‌کرد. بنابراین نوارهای زغالی را برداشت و خلل و فرج آن را با هر نوع مادهٔ شیمیایی قابل تصور که قیمت آن مانع انجام آزمایش نمی‌شد پر کرد … می‌توان حدس زد که تعداد این آزمایش‌ها به هزارها سر می‌زد. ولی این مانع ادیسن نمی‌شد، بلکه او را به ادامهٔ کار تحریک می‌کرد تا اینکه یک‌روز ئیدرات نیکل را آزمایش کرد که دستاوردی نویدبخش بود …

او خیلی زود تصمیم گرفت که به عنوان عناصر فلزی باتری خود از نیکل و آهن استفاده کند. یک کارخانهٔ شیمیایی تأسیس کرد، زیرا به دست آوردن بهترین و خالص‌ترین مادهٔ فعال ضرورتی اساسی داشت …

پس از آزمایش‌های زیاد، نوعی گرافیت را برای این منظور مناسب یافت و به تولید تجارتی آن پرداخت. برای این باتری خریدار وجود داشت ولی کارخانه قادر به تولید باتری به اندازهٔ کافی نبود … او سفارش‌های زیاد دریافت کرد اما از این باتری کاملاً راضی نبود، بنابراین کارخانه را تعطیل کرد و به آزمایش‌های خود ادامه داد.

یکی از دستیاران آزمایشگاه او می‌گوید: “مجموعه‌ای از آزمایش‌های “رکوردشکن” را شروع کردیم که بیش از پنج سال طول کشید و می‌توان گفت که کمرشکن هم بود. زیرا از جستجوی هر چیز گریزان و ناامیدکننده‌ای بدتر بود.”

ورقهٔ نیکل، که راه‌حل نبوغ‌آمیز ادیسن برای حل مسئله هدایت الکتریکی بود، خود فراورده‌ای بسیار جالب به شمار می‌رفت که کاربرد عملی داشت. تولید آن نیز به روش بسیار جالبی انجام می‌گرفت. ورقهٔ نیکل از آب دادن یک استوانه، به طور متناوب با مس و نیکل (هر یک 125 بار) به دست می‌آمد، که نوارهای ترکیبی، از استوانه به صورت نوار درمی‌آمدند. این لایه‌ها بسیار نازک بودند و ضخامت آن‌ها که خود از 250 لایه تشکیل می‌شد به اندازهٔ ضخامت یک کارت ویزیت بود. این ورقه‌ها به مربع‌های کوچک 5/1 میلی‌متری تقسیم می‌شد و در حوضچه‌هایی قرار می‌گرفت که مس را حل می‌کرد. در نتیجه ورقه‌های نازک نیکلی خالص بسیار نازکی به دست می‌آمد که پس از خشک شدن مانند پر در هوا شناور می‌شدند.

پس از اینکه ادیسن به دنبال چیزی کاملاً ناشناخته به قلمروی جدید پای می‌نهاد، خود را برای کاری سخت آماده می‌کرد. او بی‌تزلزل به هر اقدامی دست می‌زد و آنقدر به پیشروی ادامه می‌داد تا پس از کاری طولانی به آنچه انتظارش را داشت دست می‌یافت و حتی از آن فراتر می‌رفت. طبیعت به خواست قلبی او پاسخ داد و وقتی که جستجوی او پایان یافت باتری خوب و کاملاً جدیدی به دست آمده بود.

دربارهٔ ناشنوایی و ضبط صدا

از خاطرات ادیسن

کسانی را می‌شناسم که نگران کر شدن خویش بودند، در حالی که حتی مانند من نیمه‌کر نبودند. آنان دوست دارند که وقتی با دیگران نشسته‌اند و به غیبت‌های احمقانه می‌پردازند، گوششان تیز باشد. آن‌ها از اینکه حرف‌های بی‌معنی را از دست بدهند متأسف‌اند. اگر کر بودن آن‌ها را به سوی کتاب‌های خوب سوق دهد، جهان را جایی لذت‌بخش خواهند یافت.

چند سال پیش متخصصی به من گفت که می‌تواند شنوایی‌ام را بهبود بخشد. فکر می‌کنم او می‌توانست این کار را بکند، ولی من به او اجازهٔ آزمایش این کار را ندادم.

اگر من ناشنوا نبودم، گرامافون چیزی نبود که امروز هست. من به علت کر بودن دانش خود را در مورد صدا گسترش دادم و دانستم که نه من و نه دیگران نت‌های فرعی (overtone) را نمی‌شنوند. دیگرانی که در این رشته کار می‌کردند نتوانسته بودند این نقص را تشخیص دهند، زیرا ناشنوا نبودند. کر بودن من عامل تجربه‌هایی شد که گرامافون را کامل کرد. یک سال طول کشید تا توانستم صدای پیانو را به طور کامل ضبط کنم زیرا پر از نت‌های فرعی است. من این کار را به این علت می‌توانم انجام دهم که ناشنوا هستم.

خانه‌سازی ارزان

از جزوه‌ای که ادیسن دربارهٔ طرح خانه‌سازی بتونی پیش ساختهٔ خود منتشر کرده است.

این مدل مشخصات خانه‌ای را نشان می‌دهد که از بتون ساخته می‌شود. به نظر من صدها خانه از این نوع را می‌توان در یک محل با هزینه‌ای آنقدر کم ساخت که خانواده‌هایی که درآمد سالانهٔ آن‌ها از 550 دلار کمتر است بتوانند آن را بخرند یا اجاره کنند. در تلاش برای حل مشکل خانه‌سازی از آخرین دستاوردهای علوم و مهندسی مکانیک و ساختمان استفاده شده است. تجربه‌های بسیاری انجام گرفته است که نشان داده است که قالب‌ریزی یک خانهٔ کامل و پر کردن قالب‌ها با مخلوط ماسه و سیمان در 6 ساعت انجام می‌گیرد. پس از برداشتن قالب‌ها، ساختمان به طور کامل با سطوح ظریف صاف یا زینتی، تماماً به صورت یکپارچه شامل زیرزمین، دیوارها، کف، سقف، پله‌ها، بالکن (در واقع همه چیز به جز درها و پنجره‌ها که چوبی هستند و تنها بخش آتش‌گیر ساختمان است) آماده خواهد بود. بتون خوش ساخت، با استفاده از عیار بالای سیمان پورتلند، پردوام‌ترین مصالح شناخته شده است. ساختمان‌های زیادی که در بیش از هزار سال پیش در ایتالیا با سیمان “رومی” ساخته شده‌اند و هنوز وضعیت خوبی دارند مؤید این مطلب است.

منبع: مجله دانشمند دهه 70

نوشتهٔ کارول مرچنت

ترجمهٔ ع. کتیرایی