電燈並不是在某個時間點上被髮明出來的，而是經歷了一個漫長的“發明史”。這一發明史的開端，要從英國化學家亨弗萊·戴維爵士（Sir Humphry Davy）說起。1802年，戴維正就職於英國王家研究院（Royal Institution），他給不同的金屬條通電至白熾狀態，發現金屬鉑可以維持相當一段時間的白熾狀態而不氧化。這就是最早的將電能轉換為光能的裝置，也是後來的白熾燈的基本原理。1809年，他在皇家學會（Royal Society）作了如下的展示：將兩根炭棒接在大功率電池（2000個電池單元）兩端，炭棒短暫接觸後再分開約3英寸，發現炭棒之間產生了極為耀眼的亮光。因為其形狀呈拱形（arch），戴維將其稱為“電弧”（arc）。這就是後來弧光燈的基本原理。戴維的發現為白熾燈和弧光燈的發明奠定了理論基礎。

1840年，英國科學家威廉·羅伯特·格羅夫爵士（Sir William Robert Grove）製作了第一臺使用意義上的電燈（見圖1）。他採用金屬鉑線圈作為燈絲，用兩段銅線（表面塗漆以絕緣）對其通電。為了避免燈絲氧化和冷卻，他將燈絲置於倒扣在水中的玻璃杯內。在一次公開演講中，他用這些電燈點亮了王家研究院的禮堂。不過，格羅夫的電燈發出的光比較微弱，且鉑絲長時期處於接近其熔點的溫度環境，極易熔斷。最重要的是耗電量巨大（據估計每千瓦時要花費700美元），尚不具備商業化的條件。

1841年，另一個英華人德莫林斯（Frederick de Moleyns）獲得了世界上第一個白熾燈的專利。該燈同樣是利用鉑絲通電至白熾狀態，其重要的改進有兩點：一是用球形玻璃罩進行真空密封，二是上部的管中填充炭粉，在兩段鉑絲中間形成“炭橋”，且可以不斷自行補充。不過這項專利存在一個嚴重的問題：使用時隨著炭粉的氣化，玻璃燈罩會迅速變黑，因此仍然是不實用的。

1845年，英華人托馬斯·萊特（Thomas Wright）獲得了第一個弧光燈的專利。萊特用五個碳盤來製造電弧，通電後手動將其中兩個盤拉出，就可以在碳盤間形成四道電弧。當然，這個專利仍然只是紙上談兵，遠沒有到商業化的程度。

上述三位發明者，提供了白熾燈和弧光燈的雛形。在接下來30多年時間裡，世界各國的發明者們不斷提出各式各樣的電燈設計，但大多可操作性差、穩定性不高、耗能巨大——總之一句話，不實用。這一局面的改變，要等到愛迪生的出現。

愛迪生不僅僅是一個發明家，而是一個發明家型的企業家，美國技術史學家Thomas P. Hughes稱其為“系統建構師”（system-builder）。根據Hughes的研究，愛迪生在設計和建造電力系統之初就是以問題為導向，即如何能夠使電力系統在價格上比原有的煤氣照明系統更有競爭力。確定這一核心問題後，愛迪生透過市場調研、成本分析、理論計算，確定系統存在的短板——燈絲材料，這就把一個商業問題轉化為了科學問題，並最終提出了高阻值螺旋狀燈絲的解決方案。與此同時，愛迪生也並非單打獨鬥，而是管理著一個人才濟濟的團隊，其中有數學和物理方面的高手，有經驗豐富的技術人員，還有擅長社交、熟悉金融行業的人。在愛迪生及其團隊的努力下，電力照明系統從門羅帕克的實驗室走向紐約、走向全美乃至全世界。可以說，愛迪生是真正完成從電燈到電力照明系統轉變的人，在電燈的發明史上具有里程碑式的意義。

參考文獻

Henry Schrœder. History of Electric Light. Washington, D.C.: Smithsonian Institution, 1923.

Thomas Parke Hughes. Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1983.

附：電燈編年表 1800-1913

Henry Schrœder在History of Electric Light一書中列了一個《電燈編年表》，其中不僅有關於電燈的發明改進，也包括電磁學方面的進展。我簡單翻譯一下，主要是列出一些重要的發明者的名字，供大家參考。

1800——伏打發明化學電池。

1802——戴維發現白熾現象。

1809——戴維發現電弧。

1820——安培發現電流的磁效應。

1825——歐姆發現歐姆定律。

1831——法拉第發現電磁感應現象。

1840——格羅夫製作出實驗性的電燈。

1841——德莫林斯獲得第一個白熾燈專利。

1845——萊特獲得第一個弧光燈專利。

1845——J. W. Starr白熾燈。

1856——Joseph Lacassagne和Henry Thiers發明控制電弧的方法。

1862——英國安裝了第一盞商用弧光燈。

1866——Charles Wheatstone爵士發明自勵發電機（self-excited dynamo）。

1872——Lodyguine發明石墨燈絲、氮氣保護的白熾燈。

1876——Paul Jablochkoff發明“電蠟燭”，一種用於巴黎街道照明的商用弧光燈。

1877-1878——William Wallace、Moses Farmer教授、Edward Weston、Charles F. Brush、Elihu Thomson教授、Edwin J. Houston等人在美國建立起商用弧光燈系統。

1879——愛迪生髮明高阻值碳燈絲真空白熾燈，建立起全新的常壓電力輸送系統。

1882——Lucien Goulard和John D. Gibbs發明交流輸電系統，未商用。

1886——William Stanley的常壓交流輸電系統。

1893——Louis B. Marks發明密封碳弧光燈。

1898——Bremer發明的焰弧燈（flame arc lamp）實現商用。

1900——Walther Nernst的Nernst牌電燈實現商用，使用多種氧化物作為燈絲。

1901——Peter Cooper Hewitt發明的水銀弧光燈實現商用。

1902——C. A. B. Halvorson發明磁鐵礦弧光燈，其負極電極材料為填充在鐵管中的磁鐵礦混合物。

1904——McFarlan Moore發明的Moore真空管燈實現商用。

1905——Auer von Welsbach發明的鋨絲白熾燈在歐洲小範圍商用。

1905——Willis R. Whitney發明的寶石白熾燈實現商用，效率比普通的碳白熾燈高25%。

1906——Werner von Bolton發明的鉭絲白熾燈實現商用。

1907——Alexander Just和Franz Hanaman發明的鎢絲白熾燈實現商用。

1911——William D. Coolidge發明的冷拔鎢絲實現商用。

1913——Irving Langmuir發明的充氣鎢絲白熾燈實現商用。