وقتی چراغ اتاق را روشن می‌کنیم، معمولاً نام یک مخترع به ذهنمان می‌آید: ادیسون. کمی بعد هم ممکن است کسی بگوید: «نه، برق را تسلا اختراع کرد!» جذابیت این دوئل تاریخی قابل فهم است، اما خود پرسش یک اشکال دارد.
نه توماس ادیسون و نه نیکولا تسلا، هیچ‌کدام برق را اختراع نکردند. الکتریسیته پدیده‌ای طبیعی است و پیش از انسان وجود داشته؛ صاعقه یکی از نمودهای آشنای آن است. آنچه انسان‌ها اختراع و تکمیل کردند، ابزارهای شناخت، تولید، انتقال و استفاده از انرژی الکتریکی بود. تفاوت مهم این دو نابغه را باید در همین ابزارها و سامانه‌ها جست‌وجو کرد.
در این گزارش آسیانیوز ایران، به‌جای انتخاب یک برنده برای «اختراع برق»، سهم هر کدام را کنار قطعه‌های دیگر این تاریخ می‌گذاریم.
برق اختراع شد یا کشف؟
پاسخ دقیق‌تر این است که پدیده‌های الکتریکی به‌تدریج شناخته شدند و فناوری‌های برقی در طول زمان ساخته شدند. اداره اطلاعات انرژی آمریکا نیز برق مصرفی را حاصل تبدیل منابع دیگر انرژی به انرژی الکتریکی توضیح می‌دهد. نیروگاه انرژی را از هیچ خلق نمی‌کند؛ شکل آن را تغییر می‌دهد.
بنجامین فرانکلین (Benjamin Franklin) در روشن‌شدن ماهیت الکتریکی صاعقه نقش داشت، اما «مخترع برق» نبود. پیش از ادیسون و تسلا، آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) با ساخت باتری راه تازه‌ای برای ایجاد جریان الکتریکی فراهم کرده بود. مایکل فارادی (Michael Faraday)، دانشمند بریتانیایی، نیز رابطه حرکت، مغناطیس و تولید جریان را به مرحله‌ای تعیین‌کننده رساند.
بنا بر روایت مؤسسه سلطنتی بریتانیا، فارادی در اوت ۱۸۳۱، برابر با مرداد و شهریور ۱۲۱۰، القای الکترومغناطیسی را کشف کرد. حرکت آهن‌ربا نسبت به سیم‌پیچ می‌توانست جریان ایجاد کند. این اصل، پایه علمی کار بسیاری از ژنراتورهایی شد که بعدها انرژی حرکت را به برق تبدیل کردند. بنابراین تاریخ تولید برق، دهه‌ها پیش از رقابت مشهور ادیسون و تسلا در جریان بود.
ادیسون دقیقاً چه کرد؛ فقط اختراع یک لامپ؟
توماس آلوا ادیسون (Thomas Alva Edison)، مخترع و کارآفرین آمریکایی، مسئله روشنایی را در مقیاس زندگی روزمره دنبال می‌کرد. روشن‌شدن یک لامپ در آزمایشگاه کافی نبود؛ لامپ باید دوام می‌آورد و کنار مولد برق، سیم‌کشی، کلید و تجهیزات توزیع، به سامانه‌ای قابل استفاده تبدیل می‌شد.
سازمان پارک‌های ملی آمریکا، دستاورد ادیسون و همکارانش را ساخت یک سامانه عملی روشنایی توضیح می‌دهد. نمایش عمومی روشنایی منلو پارک در دسامبر ۱۸۷۹، برابر با آذر و دی ۱۲۵۸، انجام شد. سپس نیروگاه پرل‌استریت نیویورک در ۴ سپتامبر ۱۸۸۲، برابر با ۱۳ شهریور ۱۲۶۱، تأمین برق مشتریان اطراف را آغاز کرد. اهمیت ماجرا این بود که نور الکتریکی از نمایش آزمایشگاهی به یک خدمت شهری نزدیک می‌شد.
بااین‌حال، حتی تاریخ لامپ هم تک‌نفره نیست. موزه ملی تاریخ آمریکا در مجموعه اسمیتسونین، آزمایش‌ها و لامپ جوزف سوان (Joseph Swan)، مخترع انگلیسی، را شرح می‌دهد. سوان پیش از نمایش مشهور ادیسون، لامپ روشن‌شونده خود را معرفی کرده بود. یکی از تفاوت‌های مهم کار ادیسون، استفاده از رشته‌ای با مقاومت بالا و دیدن لامپ به‌عنوان جزئی از شبکه کامل روشنایی بود. پس عبارت «ادیسون لامپ کاربردی و سامانه روشنایی را توسعه داد» از «ادیسون برق را اختراع کرد» دقیق‌تر است.
تسلا چه چیزی به دنیای برق اضافه کرد؟
نیکولا تسلا (Nikola Tesla)، مخترع و مهندس صرب‌تبار که بخش مهمی از فعالیتش را در آمریکا انجام داد، در توسعه موتورهای جریان متناوب و سامانه‌های چندفاز نقشی اساسی داشت. ایده مهم این بود که جریان‌های متناوب با اختلاف فاز، میدان مغناطیسی گردان بسازند و موتور را به حرکت درآورند.
اسمیتسونین نمونه‌ای از موتور القایی وستینگهاوس را با عنوان «موتور تسلای ۱۸۸۸» معرفی می‌کند. ثبت اختراع‌های مهم تسلا درباره این فناوری در ۱ مه ۱۸۸۸، برابر با ۱۲ اردیبهشت ۱۲۶۷، انجام شد. موتور القایی راهی مهم برای تبدیل برق متناوب به حرکت مکانیکی بود؛ کاربرد برق می‌توانست از روشن‌کردن چراغ فراتر برود و به راه‌اندازی ماشین‌ها برسد.
این دستاورد را نباید با «اختراع خود جریان متناوب» یکی گرفت. توسعه برق متناوب حاصل کار چندین پژوهشگر، مهندس و شرکت بود. جورج وستینگهاوس (George Westinghouse)، صنعتگر آمریکایی، با به‌کارگیری امتیاز اختراع‌های تسلا و توسعه تجاری سامانه، نقش مهمی در گسترش آن داشت. تبدیل یک ایده به زیرساخت شهری، علاوه بر اختراع، به مهندسی، سرمایه و ساخت تجهیزات نیاز داشت.
جنگ جریان‌ها بر سر چه بود؟
رقابتی که به «جنگ جریان‌ها» مشهور شد، بر سر مالکیت پدیده برق نبود؛ بحث این بود که کدام سامانه برای رساندن انرژی به مصرف‌کننده مناسب‌تر است. تفاوت اصلی را می‌توان ساده گفت:
- جریان مستقیم یا DC: جهت جریان ثابت می‌ماند؛ باتری نمونه آشنای منبع آن است. شبکه روشنایی اولیه ادیسون بر این نوع جریان تکیه داشت.
- جریان متناوب یا AC: جهت جریان به‌صورت دوره‌ای عوض می‌شود. ترانسفورماتور امکان تغییر ولتاژ آن را فراهم می‌کند.
- مزیت تاریخی AC در شبکه: می‌شد ولتاژ را برای انتقال بالا برد و نزدیک مصرف‌کننده پایین آورد؛ این ویژگی در گسترش انتقال برق به فاصله‌های دور اهمیت داشت.
وزارت انرژی آمریکا، روشن‌شدن بوفالو با برق منتقل‌شده از نیاگارا در ۱۶ نوامبر ۱۸۹۶، برابر با ۲۶ آبان ۱۲۷۵، را از نقاط مهم این مسیر یاد می‌کند. اما رسیدن به این مرحله نتیجه همکاری و رقابت مجموعه‌ای از افراد و شرکت‌ها بود، نه پیروزی یک نفر در کشف برق.
پس چرا هنوز هم از جریان مستقیم استفاده می‌کنیم؟
گسترش شبکه‌های AC به معنای بی‌فایده‌شدن DC نبود. باتری تلفن همراه و بسیاری از مدارهای الکترونیکی با جریان مستقیم کار می‌کنند؛ به همین دلیل شارژر، برق ورودی را به شکل مناسب دستگاه تبدیل می‌کند. در فناوری امروز، انتقال ولتاژ بالای جریان مستقیم نیز کاربرد دارد. توضیح وزارت انرژی آمریکا هم بر ادامه استفاده از هر دو نوع جریان تأکید می‌کند.
بنابراین نباید محدودیت‌های تجهیزات اواخر قرن نوزدهم را حکم همیشگی درباره همه فناوری‌های امروزی دانست. پرسش مهندسی این است که برای هر کاربرد، کدام روش مناسب‌تر است.
اهمیت تجهیزات میان نیروگاه و مصرف‌کننده هنوز هم پابرجاست؛ گزارش کمبود ترانسفورماتور در شبکه برق جهان از زاویه امروز به همین نقش زیرساختی می‌پردازد.
سه پرسش متفاوت که معمولاً یکی گرفته می‌شوند
- چه کسی برق را اختراع کرد؟ هیچ‌کس؛ الکتریسیته پدیده طبیعی است و شناخت آن تاریخ طولانی و جمعی دارد.
- سهم شاخص ادیسون چه بود؟ توسعه لامپ رشته‌ای کاربردی و مجموعه‌ای از تجهیزات تولید و توزیع برای روشنایی عمومی و خانگی.
- سهم شاخص تسلا چه بود؟ پیشبرد موتور القایی و سامانه‌های چندفاز جریان متناوب که به گسترش کاربرد صنعتی برق کمک کردند.
ارزش کار ادیسون با پذیرفتن سهم تسلا کم نمی‌شود؛ همان‌طور که شناخت تسلا نیازمند حذف فارادی، سوان یا وستینگهاوس از تاریخ نیست. داستان روشن‌شدن جهان، بیشتر از آنکه قصه یک قهرمان تنها باشد، داستان کنار هم قرارگرفتن کشف‌ها و اختراع‌هاست.
شما در مدرسه یا روایت‌های عمومی، سهم کدام‌یک از این چهره‌ها را بیشتر شنیده بودید؟