瑪莉有隻小綿羊—留聲機的誕生(上) | 遠見華人精英論壇
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追尋愛迪生。門羅帕克1-1。 瑪莉有隻小綿羊—留聲機的誕生(上) 發文時間: 2018/11/16   文 / 邱一新台北 瀏覽數 / 14,550+

1876年,二十九歲的愛迪生關閉了紐瓦克的創業基地,遷往四十公里外遠離人煙的Raritan鎮一處名為門羅帕克(Menlo Park)的僻靜山丘,以三十四畝地設立一個「以發明為業」的實驗室園區,不同於當時發明家慣常的獨釣寒江雪,他還網羅了一批專業人才按他的思考脈絡分工合作,全心致力於產品創新和發明,無意中創造了一種新商業模式—即今各式研發機構之前身。

雪景中的門羅帕克實驗室園區。

我們從紐瓦克出發,循紐澤西收費高速公路Turnpike南下,不到一小時就抵達了門羅帕克,高聳的「愛迪生紀念塔」映入眼簾,愛迪生迷神情些微激動—終於,來到夢想多年的愛迪生實驗室遺址了;愛迪生的幾個重大創新發明如留聲機、電話(送話器)、白熾燈泡(Incandescent bulb)皆出自此處。

作為白熾燈泡誕生之地,當地居民與有榮焉,在電燈問世五十周年之際(1929年10月21日)建立了一座紀念塔,幾經重修,目前所見是1938年原貌之翻新,四十公尺高,頂端有一個四公尺大的白熾燈泡;再至1954年,市民更加珍惜這份因緣,公投改名為Edison Township (愛迪生市),與發明家名副其實連結。

愛迪生紀念塔。

紀念塔旁有間迷你型博物館,館藏繁雜,如一家五花八門的古董店,包括白熾燈泡、發電機、多重電報機、留聲機、油印機,以及昔日媒體報導、家庭照、實驗室圖片等,其餘區域則形成一片森林,成為「國家史蹟名錄」(National Register of Historic Places)保護的遺址;我穿梭其中,走在仿若哲學家小徑的樹林中,心曠神怡,然愛迪生並不是走路型的思考者,他的思考一向發生在無數次的實驗或圖書室中;或許對科學家而言,走路是一種沒有任何產出、浪費時間的非經濟勞務,對文學創作者卻是一種哲學性勞動。

實驗室遺址已成一片森林。

展示品中,有張針對他發明留聲機的報紙—紐約畫報Daily Graphic,將愛迪生畫成滑稽的馬戲團魔術師,標題「The Wizard of Menlo Park」(門羅帕克的巫師),頗有浮士德況味,是紀念T恤上最受歡迎的圖案,浮現當年他在大眾心目中的形象。

「門羅帕克的巫師」紀念T恤。

愛迪生迷對博物館的各式留聲機如數家珍,而我則是劉姥姥進大觀園,赫然發現初期的留聲機「唱片」竟是罐裝可樂狀的圓柱體,表層塗蠟,稱為「蠟管唱片」(Wax Cylinder),取代剛發明時的錫箔式圓筒(以錫箔紙包裹鑄鐵圓筒);至此才知愛迪生迷欣靜姐收藏的二十多部留聲機,從圓柱體唱片到圓盤型唱片,有如早期的留聲機發展史。

志工為我們大致解說愛迪生留聲機的發明原理:「儲存聲音」和「取出聲音」。前者係利用聲波震動一片金屬薄膜(功能似耳膜),驅動上面的金屬針將聲波刻錄在錫箔圓筒上,形成波狀刻槽,彷彿聲音走過的軌跡,此即儲存聲音的「唱筒」;後者則是前者過程之「重播」,用曲柄轉動圓筒,讓唱針沿著唱筒上的波狀刻槽行進,再透過銜接的大喇叭放出聲音,此即「取出聲音」。

為了讓參觀者更多理解,導覽志工取出一罐蠟管唱片,套在軸棒上,轉動曲柄(旋緊發條)帶動內部機械運轉,再調整唱針,便播放出一分多鐘的歌謠,我的目瞪口呆一定如同當年圍繞在愛迪生旁的助手們,乍然聽到原型機將愛迪生剛剛朗讀的童謠《瑪莉有隻小綿羊》第一節覆誦出來:

Mary had a little lamb(瑪莉有隻小綿羊)

Its fleece was white as snow(羊毛潔白如雪)

And everywhere that Mary went(不管瑪莉去哪裡)

The lamb was sure to go (小綿羊都跟去)

大家都嚇傻了,就連愛迪生自己也嚇一跳—過去的實驗從未如此順利,竟然一次就成功了。

史料沒記載為何選唱這首兒歌,有可能是兒時母親南茜教他的,或在家聽到太太瑪莉這樣教唱小孩。據載此歌是美國作家莎拉黑爾(Sarah Josepha Hale,1788–1879)的詩作改編,在1830年代即已傳唱開來。

莎拉這位傳奇女性,不能不提。她為了推動1621年「五月花號」清教徒移民美洲的感恩習俗定為法定節日,從1846至1863年間不停寫信給美國總統,連寫五任,直至林肯批准十一月的最後一個星期四作為全國的感恩節(Thanksgiving Day);在此之前,美國只有華盛頓紀念日和獨立紀念日兩個國定假日;但固定在「每年十一月的第四個星期四」,則要等小羅斯福總統在1941年底簽署國會決議後才確立。

留聲機的誕生,可謂愛迪生在電話改良過程中的偶然發現。或如本系列前言〈人生的Serendipity〉所述,是一種「偶發力」:「偶然」加上「機會」加上「智慧」。這件事要歸功於貝爾(Alexander Graham Bell,1847–1922)在1876年3月10日以「磁式電話」(magneto telephone)取得專利、七天後便推出世界第一部電話,同年7月在慶祝建國百年的費城博覽會中大放異彩,引起大眾的關注,然收聽效果欠佳,激起愛迪生想加以「創新」的意圖。

在此對磁式電話做一些簡易的補充說明。貝爾的電話基本上是電磁原理的應用,亦即透過送話器中的電磁鐵將聲音轉換為電流,再由受話器將電流轉換成原來的聲音;但送話器的電磁感應不佳,送出去的聲波已不清晰,再經過轉換更加失真,促使貝爾另辟蹊徑:在送話器的振動板下安裝一根金屬針,浸泡於裝有稀釋硫酸(電解液)的容器中,當聲音傳來時,振動板帶動針尖跟著顫動,使容器中的電阻發生變化,產生強弱不一的電流,再透過電線傳送到受話器還原成聲音,故又稱「液體式電話」(Liquid Transmitter)。(對電報電話的發明有興趣者,可至「高雄科學工藝博物館」閱覽)

貝爾研發液體式電話之筆記。(攝自高雄科學工藝博物館)

而愛迪生就在解構貝爾電話、企圖將聲波紀錄下來時,觀察到音量變大時,針的顫動程度就會增大,反之,針的顫動變小;他馬上意識到這個現象有著不尋常的意義,但不知哪來的靈感讓他聯想到:既然聲音能產生機械振動(使針顫動),那麼機械振動能否「重生」聲音呢?

於是,立即改變研究方向,反覆實驗,終於找到儲藏聲音和取出聲音的方式,從意外發現到實驗成功只花了四個月,或許不應該驚訝,愛迪生本來就很熟悉電報機的運作,而留聲機的構造與電報中繼器(telegraph repeater)雷同,差別在於振動板取代了電磁感應器而已。

由於留聲機是一種超越當時人們需求和想像的原創性發明,不同於電報、電話、電燈都是在他人的創新基礎上加以改良(「漸進式創新」)引起許多爭議,所以,專利在1877年12月6日很快就核准了(只花了五十七天),吸引許多人紛紛湧至門羅帕克,想親眼目睹「巫師」和「會說話的機器」,就連遠在華府的國會和總統也忍不住好奇捎來邀請;翌年,愛迪生應邀至巴黎博覽會美國館展演,與貝爾的電話機相互輝映。

若對照當年「中國陳設貨物處」(中國館) 參展的瓷器、玉器、寶塔等,教人不禁臉紅,不知何來的自信啊,「天朝上國」對世界的日新月異有所悉卻無動於衷,但此次博覽會無疑為清廷的知識份子打開視野,意外促成與愛迪生的歷史性接觸。

當時清政府派遣西方的首位外交官駐英兼法公使郭嵩壽(1818–1891)在1878年5月1日也出席了他所謂「萬國珍奇會」(巴黎博覽會)開幕式;他的《倫敦與巴黎日記》便記載他返倫敦後在某個下午茶會遇見了「愛諦生」(愛迪生)為大家演示「美人格力音貝爾所創造也」(筆誤?疑將電話和傳聲機混為一談)的「傳聲機器」,並「拆視之」,以人耳如何收聽聲音來講解機器的發聲原理—請容我把這一段生動的奇遇摘錄如下:「詢之愛諦生,云:凡聲非在外也。人耳中自有聲,觸人聲而成語言。蓋所以成聲者,由耳目(內)有薄萌,感聲而自動,聲愈大則動愈疾,以是能辨知其聲之高下清濁……其妙處皆視其鐵萌之動,其始之受聲而動有遲速;其後之發聲,由針觸輪而激動其萌,亦與受聲之遲速相應。傳聲之法,張吻向巨口筒琅琅言之,多或數十語,少或數語。既傳言,納之筒中,加罩覆之。推使其針緊逼輪孔,而後發機轉動,則所傳之言皆自罩中一一傳出。有為長歌者,亦以歌傳出之。有兩人接續傳語,亦接續傳出。中間稍間,一一符合。愛諦生以此筒傳語,數萬里外無或爽者,真神技也。」

此一經驗對公使大人衝擊之大想必是彗星撞地球,他看到的神技都是當代人所不能理解的,更無從與自己家鄉的任何東西對照比較;半年後,日記上便記載他囑人購入「方羅格納夫」(phonograph,留聲機)、「買格洛風」(microphone,麥克風) 、「特累風」(telephone,電話),以及一具「雅伯洛廓夫電汽燈」(Yablochkov electric candle,電蠟燭)—料是俄國工程師雅勃洛奇科夫(Pavel Yablochkov,1847–1894)在巴黎博覽會期間用來照亮歌劇院大道的一種電弧碳弧燈(electric carbon arc lamp);可沒料到,卻被當朝譏諷「喜好奇巧淫具,不符大國官員身分」,還參劾他「有二心於英國,想對英國稱臣」,遂召回,知識的追究被迫中止,後代史學家汪榮祖稱為「走向世界的挫折」。

類似挫折,到了無遠弗屆的二十一世紀仍不時出現,面對的「世界」既熟悉又陌生;或說台灣吧,前些年的共享經濟(如Uber、Airbnb、共享單車、共享衣櫥)、更早先的第三方支付等議題,都顯示出當局對網路發展的不理解,因而產生莫名的恐懼,以致與世界的趨勢背道而馳,造成另一種「走向世界的挫折」,本質上實和清廷同一種思維、同一種恐懼—害怕改變、害怕與新世界的猝然相遇或猝不及防。

但該來的還是會來,如錢鍾書言「咱們開門走出去,正由於外面有人推門,敲門,撞門,甚至破門跳窗進來」,經過愛迪生改良的蠟管式留聲機終在1889年引入上海,稱為「記聲器」,又稱「唱戲機」。查1890年初出版的《格致彙編》中有篇文章《新創記聲器圖說》已有留聲機和愛迪生的記載:「數年前,西人創有傳聲器即德律風(電話),能遠近通言,已屬巧而奇矣。今又有人造成記聲器,能記存言語,數發其聲,是奇而又奇矣。創此器者,美國人名愛第森也。」

1887年的蠟管式留聲機及其白色蠟管。

不知當年譏諷郭嵩壽的朝野,讀到這一段文字,會不會為昔日的「義正嚴詞」感到臉紅?

還有,愛迪生又如何看待這一位長辮旗服的中國改革派官員呢?

有趣的是,當發明家興高采烈載譽返回門羅帕克時,卻發現「會說話的機器」竟已淪為馬戲團般巡迴表演的「聲音玩具」,才一年多就沒戲唱了,到底出了什麼事?

許多人湧至門羅帕克目睹「巫師」和「會說話的機器」(愛迪生女兒未印行之回憶錄插圖)。

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