Trước bóng đèn Edison, ánh sáng điện đã bước vào thành phố ra sao?

Sau bão Sandy năm 2012, một phần đường chân trời New York chìm trong bóng tối, tạo ra hình ảnh khác thường về thành phố vốn gắn với ánh đèn suốt đêm. Cảnh tượng ấy cho thấy điện đã trở thành một phần gần như vô hình của đời sống đô thị: người ta chỉ nhận rõ vai trò của nó khi nó biến mất. Nhưng thành phố không được thắp sáng chỉ nhờ một khoảnh khắc Edison làm ra bóng đèn. Cuộc chuyển đổi bắt đầu từ pin, đi qua đèn hồ quang chói gắt, bài toán dây tóc và cả mong muốn biến ánh sáng thành biểu tượng của an toàn, văn minh và vị thế. [1]

Điều gì phải xuất hiện trước bóng đèn?

Muốn tạo ánh sáng điện ổn định, trước hết con người cần một nguồn điện có thể chủ động sử dụng. Năm 1800, Alessandro Volta công bố phát minh pin của mình. Thiết bị này không phải bóng đèn, nhưng nó cung cấp nền tảng để các nhà thực nghiệm khảo sát dòng điện theo cách có kiểm soát hơn. Lịch sử chiếu sáng điện vì thế không khởi đầu ở chiếc bóng thủy tinh quen thuộc, mà ở khả năng tạo và duy trì dòng điện đủ lâu để thử nghiệm những hiện tượng mới. [1]

Có thể hình dung chuỗi phát minh này như việc xây một hệ thống cấp nước. Vòi nước là phần người dùng nhìn thấy, nhưng nó không hoạt động nếu thiếu nguồn nước và đường dẫn. Tương tự, bóng đèn chỉ là nơi điện năng được biến thành ánh sáng. Pin của Volta giải quyết một mắt xích sớm hơn trong chuỗi đó, còn những nhà phát minh sau phải tìm cách tạo ánh sáng hữu ích, kiểm soát độ sáng và kéo dài thời gian hoạt động. [1]

Đèn hồ quang đã đưa điện ra phố thế nào?

Sau Volta, Humphry Davy phát triển đèn hồ quang, trong đó dòng điện đi qua hai thanh carbon và tạo vùng sáng trắng nóng rực giữa các đầu thanh. Đến thập niên 1870, các phiên bản thương mại của loại đèn này đã xuất hiện tại quảng trường, sảnh khách sạn và cửa hiệu. Đây là bước quan trọng: ánh sáng điện rời khỏi phạm vi thử nghiệm để trở thành cảnh tượng công cộng mà cư dân thành phố có thể trực tiếp nhìn thấy. [1]

Tuy nhiên, thứ ánh sáng phù hợp với một quảng trường chưa chắc thích hợp cho bàn ăn hay phòng ngủ. Đèn hồ quang quá sáng và có thể nhấp nháy, nên khó tạo cảm giác dễ chịu trong không gian gia đình. Chính nhược điểm ấy định hình bước tiếp theo của quá trình phát minh. Bài toán không còn đơn giản là làm cho điện phát sáng, mà là thu nhỏ và điều tiết nguồn sáng để nó có thể hiện diện gần con người trong thời gian dài. [1]

Vì sao dây tóc trở thành bài toán quyết định?

Đèn sợi đốt chọn một nguyên lý khác: dòng điện làm một dây tóc nóng lên đến mức phát sáng. Khó khăn nằm ở vật liệu. Nhiều dây tóc thử nghiệm cháy quá nhanh, phát sáng quá yếu hoặc đồng thời gặp cả hai vấn đề. Một bóng đèn dùng được trong đời sống phải cân bằng những yêu cầu vốn xung đột: đủ sáng nhưng không hỏng ngay, nhỏ gọn nhưng vẫn chịu được nhiệt sinh ra khi hoạt động. [1]

Thomas Edison là nhân vật nổi bật trong giai đoạn này, nhưng ông không phải người duy nhất giải quyết bài toán dây tóc. Edison cùng các nhà phát minh khác góp phần làm bóng sợi đốt trở nên khả dụng hơn. Đến đầu thế kỷ XX, loại bóng này đã thay thế hoàn toàn đèn hồ quang trong vai trò chiếu sáng thông thường. Vì vậy, đóng góp của Edison nên được đặt trong một tiến trình có nhiều mắt xích, thay vì được kể như điểm xuất phát duy nhất của ánh sáng điện. [1]

Ánh sáng điện đã cạnh tranh với đèn khí ra sao?

Ánh sáng trước thời điện không chỉ yếu hơn mà còn đi kèm những bất tiện vật chất rõ rệt. Đèn khí thải muội, làm căn phòng nóng ngột ngạt và đôi khi gây ngạt. Ánh sáng điện vì thế được đón nhận không đơn thuần vì mới lạ. Nó hứa hẹn giảm khói bẩn và nhiệt trong những nơi cần thắp sáng, đồng thời cho phép người dùng tách việc tạo ánh sáng khỏi ngọn lửa đang cháy ngay trong phòng. [1]

Sự khác biệt này giúp giải thích vì sao nhiều cộng đồng chào đón điện bằng âm nhạc, diễu hành và những nghi thức tượng trưng như chôn đèn dầu. Các hoạt động ấy không chứng minh công nghệ mới hoàn hảo; chúng cho thấy người đương thời cảm nhận cuộc thay đổi lớn đến mức nào. Khi một nguồn sáng mới loại bỏ nhiều phiền toái quen thuộc của lửa và khí đốt, việc bật đèn có thể được nhìn như dấu hiệu rằng thành phố đã bước sang một thời đại khác. [1]

Vì sao thành phố cần ánh sáng ngoài nhu cầu nhìn rõ?

Ở Mỹ thế kỷ XIX, ánh sáng điện còn được quảng bá như bằng chứng về tính hiện đại của một đô thị. Người ta kỳ vọng đường phố sáng hơn sẽ khiến tội phạm khó ẩn náu, tăng cảm giác an toàn và chứng tỏ địa phương có vị thế. Ngay cả những thị trấn nhỏ trên thảo nguyên cũng dựng tháp đèn hồ quang để chiếu sáng phố chính. Giá trị của chúng vì thế nằm một phần ở công dụng, một phần ở thông điệp mà cộng đồng muốn gửi về chính mình. [1]

Ánh sáng mới đồng thời mở rộng những hoạt động phụ thuộc vào khả năng nhìn rõ ban đêm. Nhà hát có thể thu hút khán giả tới các suất tối; các trận bóng chày ban đêm trở nên thuận tiện hơn với người lao động làm việc ban ngày; bác sĩ có điều kiện quan sát rõ hơn khi phẫu thuật. Những ứng dụng này cho thấy điện khí hóa không chỉ thay một loại đèn bằng loại khác. Nó dần tổ chức lại giờ giấc, không gian công cộng và những việc con người có thể làm sau khi mặt trời lặn. [1]

Tiến bộ ấy có hoàn toàn sáng sủa không?

Việc triển khai nhanh trong khi tiêu chuẩn kỹ thuật còn thiếu đã dẫn tới những công trình kém chất lượng và tai nạn điện nghiêm trọng. Một số cư dân cũng phản đối cột và tháp đèn vì chúng làm xấu cảnh quan; ánh sáng thu hút rồi giết nhiều chim và côn trùng. Ở Newton, ngoại ô Boston, cộng đồng từng từ chối đèn điện vì coi việc thức sau 10 giờ tối là không cần thiết. Ánh sáng điện, do đó, vừa được mong đợi vừa làm nảy sinh tranh luận về nguy hiểm, thẩm mỹ và nếp sống. [1]

Nhìn lại hành trình này, bóng đèn không phải một vật thể đột ngột xuất hiện từ thiên tài của riêng một người. Nó là kết quả của nhiều bài toán nối tiếp nhau: tạo dòng điện, biến điện thành ánh sáng, tìm vật liệu bền hơn, đưa thiết bị vào sử dụng và thuyết phục xã hội chấp nhận hạ tầng mới. Thành phố điện khí hóa thành công không chỉ vì kỹ thuật phát sáng đã chín muồi, mà còn vì con người bắt đầu xem màn đêm là khoảng thời gian có thể tổ chức, khai thác và biến đổi. [1]