Con người chiến thắng
bóng tối
Sự ra đời của bóng đèn điện vào thế kỷ 19 được coi là một trong những
phát minh quan trọng nhất đưa nhân loại đến cuộc sống phồn vinh.
Ngay từ năm 1852, tạicuộc Triển lãm thế giới ở London, người ta đã trưng
bày mộtloại bình ắc-quykhổnglồ để chạyđèn hồ quang, đây là mộtnguồn sáng
mớidù loại đèn hồ quang nàyrấttốnkém và có nhiều nhược điểm. Chỉ đến khi
bóng đèn điện rađờithì ánh sáng nhân tạo mới có điều kiện đượcsử dụng rộng rãi.
Nhờ có đènđiệnnên mọi ngườicó thể thắp sáng ngôi nhà của mình với giá
rẻ, ổnđịnh vàkhôngnguy hiểmnhư nến. Nhờ có đèn điệnngười ta có thể làm việc,
nghiêncứucả ban đêmtừ đó sản lượng và tri thức tăng nhanhgấp bội, làm cho
con người có thêm sự khác biệt với động vật vì con người giờ đây có thể tự quyết
định về chukỳ ngày và đêmcủa mình.
Ngườitạo nên dấu ấn lịch sử này là nhàsáng chế, phát minhThomas Alva
Edison(1847- 1931), người đã vươnlên từ cậu bé bánbáothànhmột triệu phú.
Edisonsinh raở Ohio,ông làm việc một thời gian về điệntín thuộc công ty
hỏa xa,tại đây ông đã có mộtsố cải tiến đối vớilĩnh vực điện tín, năm 1876ông
thành lập một hãng riêng ở MenloParkở New York. Hãng này đi sâu vào lĩnh vực
“sángchế phát minhtheo đơn đặt hàng’’. Edison đượccoi làmộtnhànghiên cứu
hiện đại,ông không quantâmđến cảm hứng bất chợt màđặc biệt quan tâm tới
việc thực nghiệm một cách có hệ thống các giải pháp mới khác nhau với một đội
ngũ cộng sự đôngđảolàm việc trong các phòng thí nghiệm. Ôngđặt ra chỉ tiêu: Cứ
10 ngày thì có một phát minh loại nhỏ vàsau sáu tháng phải có một phát minh lớn
hơn.
Bản thân Edison thích coi mình là một “nhà sáng chế công nghiệp” và ông gọi
doanh nghiệp của mình là “nhà máy sángchế’’.Ông không chú trọng tới những vấn
đề thuộc về bản chất tự nhiên, mà đặcbiệtquantâm tạo ra nhữngsản phẩm xuất
pháttừ những tri thức khoahọcmới nhất thời đó để phát triển kinh tế.
Ngườita vẫn cho rằngbóngđèn điện được phát minh vào năm 1879,thời
điểm Edisonđã thử nghiệm 6.000chất liệu khác nhau để làm dây đốt trong đèn
điện và cuối cùng ôngđã quyết định dùngsợi carbon, nhưngtrước đó đã có mộtsố

người khác dùng chất liệu nàyvì thế đã xảy ra tranh chấp bản quyền.Khả năng dẫn
điện củacarbon kém nên khi chođiện chạy qua dây dẫn carbon trongmột bình
thủy tinhchân không,thìdây sẽ phátra ánh sáng: nguồn sáng đầutiênnày ước
khoảng 25Watt.
Trướcđó cũng từng diễn ra những thử nghiệm với dâyđốt điện,thí dụ
Heinrich Göbel, mộtchuyên gia cơ khí và quang học người Đứcdi cư sangMỹ,đã
làm thí nghiệm này trước Edison.Nhưng Edison đã tạo ra bước đột phá: ông tổ
chức biểu diễn ở MenloParkđể cho đènđiện chiếu sángliên tục40 giờ đồng hồ,
chứng minhcho cả thế giới thấy đã đến lúc kết thúc giai đoạn thử nghiệmđối với
bóng đèn điện vàđưavào sử dụng trong thực tiễn.
Edisonnhận thức được rằng nếu thiếu một hạ tầngcơ sở để truyền dẫn điện
thì chiếc bóng đèn điện của ông cũng trở nênvô nghĩa.Việc phát minhrabóng đèn
điện đã làm tăng lập tức việc tiêu thụ máy phát điện bằnghơi nước cùng với
dynamo.Tuynhiên mãi sau khixây dựng cácnhà máy điện và lắp đặthệ thống dây
dẫn thì mới tạo đượcbước đột pháđối vớiviệcsử dụngánh sáng điện ở cácthành
phố lớn.
Edisonnungnấu mơ ước điện khíhóaNewYork, một dự án màông tham dự ngay
từ đầu. Đếnnăm 1882 ôngđã cho xây dựng đường cáp ngầm và nhàmáy điện lớn
đầu tiên với sáumáy phát điện bằng hơi nước. Ngay trongnăm đó đã có 59khách
hàng đầu tiên đượccung cấp điện và chỉ một năm saucon số này tăng lên 513. Đến
cuối năm 1886 nhóm doanh nghiệp của Edisonđã có tới 3.000 nhân viên với số
vốn là 10 triệu đôla, tập đoàn của Edisonlà một trong nhữngtập đoàn lớnnhất thế
giới thời đó.
Ngay từ đầusáng chế của Edisonđã bị áp lực cạnhtranhrấtlớn của đèn thắp
bằngkhíđốt. Vàothời đó đèn chiếu sángbằng khí đốtđã có chỗ đứng khá vững
chắc ở cácthành phố lớn dù có một số nhược điểm: dễ gây cháy, nổ, đốt khi cháy
tiêu haomộtlượnglớnoxy, làmnóng khuvực xung quanh nên cácrạp hát dùng
đèn khíđốtthườnglàm khán giả thấy mệt mỏi, buồn nôn và đau đầu. Thời đó nhà
hát kịch ở Boston làmột trong những công trìnhlớn đầutiên được Edison trangbị
toànbộ bằng đèn điện, sau đó một số khách sạn lớn cũnglàkhách hàngđầutiên

của ông. Ít lâu saulà giới nhà giầu, tiếp theolà các nhà máy cũng có nhu cầu lắp hệ
thống đèn điện.
Để thu hút lượng khách hàng sử dụng đènđiện ngày càng nhiều để cạnh
tranh vớiđèn khí đốt,cácdoanh nghiệp điện ở một số thành phố kéo đường dây
điện đếntừng hộ gia đình và thậm chí cho dùng miễn phí bóngđèn điện đầu tiên.
Ánh sángđiện không những chỉ ở các nhà máy, trườngđạihọc và ngaycả trên
đườngphố. Số lượng bóng điện được sản xuất thời đó là minh chứngcho sự thành
công của ngànhsản xuấtđiện chiếu sáng. Sản lượngbóngđèn điện của “công ty
điện phổ thông (Allgemeine Electricitätsgesellschaft)’’ hồi đó là công ty sảnxuất
bóng điện vào loạihàng đầu đã tăng từ 60.000bóng trong năm 1885 lên trên
300.000bóng chỉ trong vòng hainăm.
Sảnxuất,học tập vàsinhhoạt vào banđêmtrở nêntiệnlợihơn vàít tốn kém.
Bóng đèn điện có một chức năng rất quan trọng làtrongquá trìnhphát triển bóng
đèn điện luôn là kẻ đi tiên phongtrongsự nghiệp điện khí hóa, tạo nên một hạ tầng
cơ sở mà sau này hạ tầng cơ sở đó đã được tiếp tục phát triển để sử dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau: Nơi nào có nhà máy điệnthì ngườitasẽ không chỉ dùng
điện để phục vụ chiếu sáng mà còn dùngđiện để chạy các loại máy móc thiết bị
điện khác như ra đời hệ thốngxe điện. Chiphí cho giao thông bằng xe điện rẻ chỉ
bằngmộtnửa sovới sử dụng hệ thống giao thông do ngựa kéo. Saunày người ta
còn dùng điện để sưởi ấm, nấu nướng.Nếu khôngcó điện thì làm saocó được các
quầy bán hàngtự động, có hệ thống biển quảngcáo bằng sánh sáng và cũng sẽ
khôngcó truyền hình cũng như computer.
Nếu thấy được ánh sáng điện cóý nghĩa như thế nào đối với sự phát triển
phồn vinh ngày nay thì người ta ít nhiều có thể thông cảm với ai đó còn nuối tiếc
chiếc bóng đèn điện ngày nào.Bóngđèn điện sẽ biến mất và sẽ bị thaythế bởi loại
bóng tiết kiệm năng lượng, từ đó cũngbiếnmất điều từng tạo nên cuộcsốnghiện
đại, tạo nên cuộcsống phồn vinh của chúng ta ngày nay. Chúngta đã coi sự hiện
diện củacái bóng điện trongcuộc sống là điều hoàntoàn đương nhiên,không thể
thiếuđược.Theotriếtgia người Pháp Gaston Bachelardthì “Ngọn đèn điện không
chỉ là một sản phẩm,màđã trở thành trungtâmcủa ngôi nhà,là linhhồncanh giữ

nơi sinhsốngcủa mỗi người chúngta.Khó có thể tưởng tượngvề một ngôi nhà mà
khôngcó bóngđèn cũng như có bóng đènmàkhôngcó ngôinhà.’’
Không khó để trở thành nhà lực sĩ
của Jules Verne
Bạn có nhớ nhà đại lực sĩ Matiphu trong truyện của Jules Verne, và
trường hợp lạ lùng khi chàng ta dùng hai cánh tay khổng lồ giữ được cả một
chiếc tàu thủy không lao xuống dưới? Vậy mà điều đó lại chẳng phải quá thần
kỳ, ngay cả một cậu bé cũng có thể làm được điều đó
Đây làđoạntiểu thuyết mô tả kỳ công trên: "Con tàu Torabocolo đã được
mang rakhỏi cái trụ đỡ hai bên và đang được chuẩn bị hạ thủy. Chỉ cầntháodây
cáp cộttàu ra là nó bắtđầutrượtxuống dưới. Đã có 6 người tòmò đếnxem.Đúng
lúc ấy, người ta thấy xuất hiện một chiếc du thuyềnđangchạy mentheo đoạn bờ
nhôra và tiến về phía mọi người. Chiếc du thuyền này muốn vào bến và như vậy
buộclòngphải đi ngang quaxưởngđóng tàu là nơi đang chuẩn bị hạ thủy chiếc
Torabocolo. Khi thấy chiếc du thuyền ra hiệu, lập tức người ta đình ngay việchạ
thủy con tàu để tránh những tai nạn bất ngờ.Chocon thuyền đi vào sông đào rồi
hãy tiếp tục công việc cũng chẳng sao.Bằng không một bên nằm chắn ngang, một
bên thì lao nhanhtới, nhất định thế nào cũng xôvào nhau,và thuyềnchắc sẽ bị
đắm.
… Bỗngcó tiếng kêu thất thanh; tàu Torabocolođã chuyểnmình và bắt đầu
lao xuốngđúng lúc con thuyềnđi ngangqua, cả hai sắp xôvàonhau.Chẳngcòn
thời gian và cũngkhông còn khả năng nào ngăn được sự va chạm ấy nữa rồi. Chiếc
Torabocolo trượt rất nhanh xuốngdưới theo đườngdốc… Một làn khói trắng bốc
ra docọ sát mạnh,đangcuộn lại ở phía trước mũi tàu, còn phía lái của nó đã chạm
tới nước.
Bỗng mộtngườixuất hiện. Anhta chụp lấy chiếc dâyneo buộcở trướcmũi
tàu ghì xuống đất và cố giữ chặt nó. Đoạn anh ta nhanh nhẹn quấn nó vào một cái
ống sắt đã đóngchặt xuống đấtvà dùng hết sức mạnh giữ chặt dây trong gần 10
giây.Cuối cùng, chiếc dây neo bị đứt tung.Nhưng10 giây này cũng đã đủ: Chiếc
Torabocolo khi xuốnghẳntớinước chỉ hơi chạm nhẹ phải chiếc duthuyền và lướt

lên phíatrước"
Thế là chiếc duthuyền đã thoát nạn. Vàngười cứu nguy cho nó chính là
Matiphu.
Jules Vernehẳn sẽ lấy làmngạc nhiên nếu cóngười mách cho ông rằng hoàn
thành một kỳ công như thế không cầnđến mộtngườikhổng lồ. Bất kỳ người nào,
chỉ cần nhanh trí một tý cũng có thể làm được cái việc phithườngấy.
Cơ học dạy rằng một sợi dây quấn vào một trụ tròn thì khi nótrượt, lực ma
sát đạt tới một giátrị rất lớn. Số vòng dây càng nhiều thì lực ma sátcàng lớn; lực
ma sáttăng theo quy tắc sau: Nếu số vòng dây tăng theocấpsố cộng thìlực ma sát
sẽ tăng theocấp số nhân. Chonên ngaymột em bé yếu, khi giữ chặt một đầu dây
quấn độ 3-4vòngvào một trục cố định, cũng đủ sức làm cânbằng một lực rất lớn
đặt vàođầukia của dây.
Ở các bếntàu thủy, ta thấy khitàu cập bến thường có các em bé chuyên làm
việc hãmnhững chiếc tàu chở hàng trămhànhkhách. Đó không phải là nhờ sức
mạnhkỳ diệu,mà là dolực ma sát củasợi dây quấn vàocọc đã làm được công việc
ấy.
Nhà toán học nổi tiếng của thế kỷ 18 làEulerđã tìmđược hệ thức giữa lực
ma sátvàsố vòng quấn của dâyvào cọc. Dưới đây làcông thức đó để các bạncóthể
hiểu sâuhơn:
F= f.ekα
Trongđó:
f là sứckéo của ta dùngđể chống lại lực F;
e là con số 2,728… (cơ số của logarit tự nhiên);
k là hệ số masát giữa dây và trục tròn;
α biểu diễn “góc quấn”, nghĩa là tỷ số của độ dài của cung chắn bởi phần dây đã
quấn trên bán kínhcủa cung ấy.
Thử áp dụng công thức này vào trườnghợp Jules Verne đã mô tả. F lúc này là
lực kéo chiếc tàu trượt theo mộtcái cầu bắc nghiêng.
Trọnglượng của tàu là 500.000N. Giả sử độ nghiêng của tàu là 1/10, như
vậy không phải toànbộ contàu mà chỉ có 1/10trọnglượngcủa nó tác dụng lên

dây, nghĩa là chỉ có 50.000 N tácdụng lêndây mà thôi. Tiếp tục giả sử nếu k = 1/3.
Góc α xác địnhđược ngay, nếu cho rằngMatiphuquấn cả thảy 3 vòng quanhtrục, α
sẽ bằng 6 π.
Thay các giá trị này vàocông thức Euler, ta được phương trình:
50.000 = f.2,726π.1/3
Từ đó tính ra: f =93 N
Thế là, để hoàn thành cái kỳ công tuyệt vời đó, người “khổng lồ” chỉ cầnkéo
dây bằngmộtlực gần 100 N thôi.
Bạn đừngnghĩ rằng con số 100N chỉ là con số lý thuyết, chứ thực tế thì cần
phải dùng một lựclớn hơn thế nhiều. Songngược lại, có khi kết quả tính đượcở
đây còn quá lớn nữa cơ đấy:Khi ta dùng dây gai và trục gỗ thì hệ số ma sát sẽ rất
lớn, nghĩa là sức người bỏ ra chẳng đáng là bao.Giánhư có một cái dây thật chắc
chắn,có thể chịu đượcsứckéocủa một con tàu, thì lúc bấygiờ ngaymột cậu bé
yếu đuối, nếu quấnđộ 3,4 vòngdây vào trụcthìcòn thể làm được nhữngviệc
tuyệt vời hơn cả nhà đại lực sĩ của Jules Verne.