一、早年生活

托马斯·阿尔瓦·爱迪生的早年生活充满了对知识的渴望和对科学的痴迷。1847年2月11日，爱迪生出生于美国俄亥俄州的米兰镇，是塞缪尔和南希·爱迪生的第七个也是最后一个孩子。爱迪生七岁时，全家搬到了密歇根州的休伦港，从此，爱迪生便在这个小镇度过了他的童年和青少年时期，直到16岁独立创业。

爱迪生的教育背景非常有限。他只接受了几个月的正规学校教育，大部分知识都是通过母亲南希的教导和自学获得的。南希曾是加拿大的小学教师，她耐心地教爱迪生阅读、写作和基本的算术。尽管如此，爱迪生依然表现出了极强的好奇心和求知欲。11岁时，他就在休伦港家中的地窖里建立了一个属于自己的化学实验室。这个小小的实验室成为了他早期科学探索的起点。爱迪生如饥似渴地阅读各种书籍，包括吉本的《罗马帝国衰亡史》、西尔斯的《世界史》、伯顿的《忧郁的解剖》和《科学辞典》等。这些书籍不仅丰富了他的知识，也激发了他对科学和技术的浓厚兴趣。

13岁时，爱迪生开始了他的第一份正式工作，成为一名报童。他每天在经过休伦港通往底特律的当地铁路上卖报纸和糖果。利用火车上的空闲时间，爱迪生在火车的行李车厢里设立了一个化学实验室，同时还安装了一台印刷机。年轻的爱迪生就在这台印刷机上印刷了《先驱周报》，这是第一份在行驶的火车上编辑、出版和印刷的报纸。此外，他还成为了新鲜蔬菜和水果的中间商，向沿途的农民收购，然后卖到底特律市场。尽管工作繁忙，爱迪生仍然把大部分空闲时间都花在了阅读科学和技术书籍上。他特别喜欢化学研究和用电流产生电的方法，并很快就操作起了自制的电报机。

16岁时，爱迪生已经能够熟练地全职从事电报工作。17岁时，他的收发技能为他赢得了一份在安大略省斯特拉特福交界处大干线担任普通电报员的工作。然而，他富有创造力的想象力在这次工作中却成了他的败笔。一天，一名主管偶然发现了爱迪生的一项秘密发明——一种每小时自动用摩尔斯电码在电报上“报到”的装置。原来，爱迪生当时正在打盹，以弥补因长时间学习而失去的睡眠。这项发明虽然巧妙，但却导致他被解雇。这次经历并没有打击爱迪生的自信心，反而激发了他更加坚定地追求发明创造的决心。

作为一名电报员，爱迪生走遍了整个中西部地区，一直在研究和实验如何改进当时简陋的电报设备。他先后在多个城市工作，积累了丰富的实践经验。1868年，爱迪生转而向东来到波士顿，在西联公司担任接线员。这一年，他向一位熟人借了一小笔钱，成为一名自由发明家，并申请了他的第一个专利——电子投票记录器。这是一种供国会等民选机构使用的设备，可以加快投票过程。然而，这项发明并没有给他带来任何经济收益，因为国会议员们并不愿意使用任何可能加快会议进程的装置。这次失败给爱迪生上了一堂深刻的商业课，他决定今后只发明那些他确信公众真正需要的东西。

二、发明创业

1869年，托马斯·阿尔瓦·爱迪生搬到了纽约，开启了他职业生涯中最忙碌和最具创造力的时期。起初，他在黄金和股票电报公司担任雇员，负责修理华尔街的电报金价指示器。爱迪生凭借出色的技艺迅速完成了任务，因此被任命为主管。他的工作引起了人们的注意，不久他就发现自己有足够的资金来制造股票行情指示器和高速电报机。

1870年，爱迪生与富兰克林·波普（Franklin L. pope）合伙成立了自己的电气工程公司。他继续从事与电报相关的发明，并开发出了他的第一个成功发明——通用股票打印机。这项发明不仅大幅提高了股票交易的效率，还为爱迪生带来了4万美元的报酬，这是他的第一笔重大发明收入。1871年，爱迪生用这笔钱在新泽西州纽瓦克市建立了他的第一个小型实验室和生产股票代码的工厂，将全部精力投入到发明创造中。在接下来的五年里，爱迪生在纽瓦克发明并制造了各种设备，大大提高了电报的速度和效率。他还抽时间与玛丽·史迪威（mary Stilwell）结婚成家，开始了家庭生活。

1876年，爱迪生将工厂的管理权交给了自己信任的助手，卖掉了自己在纽瓦克的所有制造企业，将家人和助手搬到了纽约市西南25英里处的小村庄门洛帕克，并在那里建立了实验室。这个实验室配备了研究任何发明所需的所有设备，是世界上第一个专门用于研发的实验室，也是后来贝尔实验室等现代化设施的典范，有时被认为是他最伟大的发明之一。

随着门洛帕克实验室的开张，爱迪生将大部分时间都投入到发明创造中，而非产品制造。他承诺，他将每十天完成一项小发明，每六个月完成一项“大发明”。他还提出要“按需发明”。不久，他每年申请的专利多达400项，展示了惊人的创造力和工作效率。

1877年，爱迪生发明了碳电话发射器，这一发明使电话成为商业实用产品。在此之前，电话通信一直非常不实用，通话质量差且不稳定。爱迪生的碳电话发射器显着提高了通话质量，使电话通信变得更加可靠。他将自己的发明权卖给了西联公司，而西联公司又与亚历山大·格雷厄姆·贝尔支持的公司达成了协议。此后许多年里，电话设备上都有贝尔和爱迪生的名字。用爱迪生的话说，双方各占一半——他发明了发射器，贝尔发明了接收器。

同年，爱迪生还发明了锡箔留声机，这是世界上第一台可以记录和复制声音的机器。锡箔留声机的出现引起了巨大的轰动，为爱迪生带来了国际声誉。1878年4月，爱迪生应邀前往白宫，向当时的美国总统拉瑟福德·伯查德·海斯（Rutherford b. hayes）演示锡箔留声机。这次演示不仅展示了爱迪生的天才发明，还使他得到了政府和公众的高度认可。

锡箔留声机的工作原理相对简单，但它开创了音频记录和播放的新纪元。爱迪生通过一个带有针头的圆筒，将声音振动转化为机械运动，再通过针头在锡箔上刻下波纹，从而实现声音的记录。播放时，针头沿着波纹移动，重新产生原始的声音振动，实现了声音的再现。

1878年9月，托马斯·阿尔瓦·爱迪生在观看了一场500烛光功率的弧光灯展览后，宣布他将发明一种安全、廉价的电灯，以取代千家万户的煤气灯。不仅如此，他还计划采用与弧光灯不同的配电方法来实现这一目标。电灯的概念并不新鲜，许多科学家和工程师都曾研究甚至开发过各种形式的电灯，但到那时为止，还没有研发出任何一种家用的实用电灯。爱迪生深知，要想取代煤气灯成为最常用的照明工具，仅靠发明实用的电灯是远远不够的。因此，他的最终成就不仅是发明了白炽灯，还发明了一整套电力照明系统，该系统包含了使白炽灯实用、安全和经济的所有必要元素。

在爱迪生生前获得的1,097项美国专利中，有356项涉及电灯、发电和配电，这是迄今为止授予个人的最多专利。经过一年半的努力，爱迪生终于取得了成功。1879年10月21日，爱迪生展示了碳丝灯，这是一盏带有碳化缝纫线灯丝的白炽灯，持续燃烧了13个半小时，由他特制的高压发电机提供电流。12月，爱迪生的白炽灯照明系统首次公开演示，在门洛帕克的试验电灯站，30盏灯组成的电路闪闪发光，每盏灯的开启或关闭都不会影响其他灯。这一系统的成功不仅展示了白炽灯的优越性能，还证明了电力照明系统的可行性和可靠性。

在接下来的几年里，爱迪生创建了电力工业。1882年9月，位于曼哈顿下城珍珠街的第一座商业发电站投入运营，为一平方英里范围内的用户提供照明和电力，开启了世界城市电气照明的先河。这一事件标志着电力时代的正式开始，彻底改变了城市的夜景和人们的生活方式。电灯的成功让爱迪生名利双收，电力也随之传遍全球。爱迪生的多家电气公司不断发展壮大，直到1889年，这些公司合并成立了爱迪生通用电气公司。尽管公司名称中使用了爱迪生，但他从未实际控制过这家公司。发展白炽灯行业所需的巨额资金需要摩根等投资银行家的参与。1892年，当爱迪生通用电气公司与其主要竞争对手汤姆森-休斯顿公司合并时，爱迪生从公司名称中消失，该公司成为了通用电气公司。

1883年，爱迪生迎来了另一个重要的科学发现，这就是后来被称为“爱迪生效应”的现象。爱迪生在这一成就中发现了一个前所未知的现象，即一根独立的电线或电板放在电灯泡灯丝的两脚之间，可以作为控制电流流动的阀门。这一发现揭示了现代电子科学的基本原理。同年，爱迪生申请了一项采用“爱迪生效应”的电指示器专利，这是电子领域的首次应用。这一发现不仅为电子学的发展奠定了基础，还为后来的无线电通信和电子管技术铺平了道路。

1884年，爱迪生的妻子玛丽去世，给这段成功时期蒙上了阴影。爱迪生在电力行业的商业活动使得他在门洛帕克的时间越来越少。玛丽去世后，爱迪生更少呆在门洛帕克，而是和三个孩子住在纽约。一年后，爱迪生在新英格兰的朋友家度假时，遇到了米娜·米勒，并坠入爱河。这对新人于1886年2月结婚，并搬到了新泽西州的西奥兰治，爱迪生在那里为他的新娘购买了一处名为格伦蒙特的庄园。爱迪生与米娜一直住在这里，直到去世。

事实证明，门洛帕克的设施无法满足爱迪生日益增长的科研需求。他开始四处寻找更适合他需要的地方。当爱迪生搬到西奥兰治时，他正在附近新泽西州哈里森的电灯工厂的临时设施中进行实验工作。结婚几个月后，爱迪生决定在离家不到一英里的西奥兰治建造一个新的实验室。此时的爱迪生已拥有足够的资源和经验来建造“现存设备最好、规模最大的实验室，以及优于任何其他实验室的快速、廉价开发发明的设施”。1887年，爱迪生将他的工作室从门洛帕克搬到了西奥兰治，并在那里建立了爱迪生实验室（现为国家纪念碑），其规模是之前的十倍。

11月，由五座建筑组成的新实验室大楼投入使用。一座三层楼高的实验室主楼包括发电厂、机械车间、库房、实验间和一个大型图书馆。与主楼垂直的四座较小的单层建筑包括物理实验室、化学实验室、冶金实验室、制模车间和化学品仓库。实验室的庞大规模不仅使爱迪生能够从事任何类型的项目，还使他能够同时从事多达十个或二十个项目。爱迪生在这座建筑群中一直工作到1931年逝世，实验室的设施也随着爱迪生不断变化的需求而增加或改建。多年来，爱迪生发明的制造工厂陆续在实验室周围建成，工厂雇用了大约5000名员工，并生产出各种新产品，其中包括使用蜡唱片的改进型留声机、油印机、荧光镜、碱性蓄电池、口述机以及电影摄影机和投影仪。整个实验室和工厂建筑群最终占地超过20英亩，在第一次世界大战（1914-1918年）期间达到顶峰，雇用了10,000名员工。

19世纪70年代末，托马斯·阿尔瓦·爱迪生为了专注于电灯的开发，暂时搁置了留声机项目。然而，随着新实验室在西奥兰治的启用，爱迪生重新开始了留声机的研发工作。在西奥兰治实验室工作的头四年里，他申请了八十多项专利，用于改进圆筒留声机和商人用的口述机。爱迪生不仅改进了留声机的机械结构，还开发了配套的播放和录制设备，以及制造唱片和机器的工艺。通过这些努力，爱迪生不仅使留声机更加实用，还创造了唱片业。留声机的开发和改进是一个持续不断的项目，几乎一直持续到爱迪生去世。

在研究留声机的同时，爱迪生开始关注另一种能够“让眼睛看到留声机能让耳朵听到的东西”的设备，这就是后来的电影。19世纪80年代，埃德沃德·迈布里奇和其他人已经进行了一些初步的实验，通过在赛马场上架设多台照相机，连续拍摄一匹奔跑的马。然而，这些实验只是暗示了电影的可能性，却没有提供可以观看动态影像的方法。

爱迪生发明电影摄影机的灵感来自于两个关键因素：首先，他认为只要有一台能高速连续拍摄照片的摄影机，就能捕捉到运动的画面；其次，乔治·伊士曼开发的一种用于静态摄影的新型赛璐珞胶片，证明可以适用于爱迪生提议的摄影机。在爱迪生看来，电影对眼睛的作用就像留声机对耳朵的作用一样。因此，1889年10月6日，当爱迪生在实验室首次放映实验性电影时，他也创造了有声电影。第一部电影实际上是一部“有声电影”，画面伴有留声机唱片的同步声音。