정성창
16/ 에디슨(1847-1931)이 태어날 때만 해도 미국인들은 소식을 전하려면 말과 마차를 이용해야 했다... 그러다 점차 미국 전역이 철도와 전신으로 연결되었고... 자동차가 만들어지고 이어 비행기까지 등장하면서... 에디슨은 청바지, 코카콜라, 미키마우스의 탄생을 목격하면서 새로운 문화도 경험했다.
그가 노년이 되었을 때 뉴욕시 맨해튼 섬 5번가와 34블록의 모퉁이에는 전기 엘리베이터와 수만 개의 전등이 빛나는 엠파이어스테이트빌딩이 세워졌다... 타자기의 탄생은 IBM이라는 거대 기업으로 발전했고, 벨이 발명한 전화기는... AT&T로 성장했다. 필름과 카메라를 생산하는 코닥이 등장했고 GE에서는 사람들의 일상을 편리하게 해줄 가전제품을 내놓았다.
에디슨이 태어났을 때 집과 공공건물과 거리를 밝힐 수 있는 것은 양초와 횃불, 가스등 정도였다. 누군가의 연설이나 음악을 들으려면 집을 나와 그 현장으로 가야 했다. '영화'라는 것은 상상도 할 수 없었다...
... 처음에 사람들은 에디슨이 보여준 '전기'를 도깨비불이라 여겼고 에디슨이 들려준 축음기는 '귀신의 소리'라고 생각했다. 백열전구의 빛, 축음기의 소리, 영사기의 시각, 즉 빛과 소리와 시각은 에디슨의 발명 중 가장 위대한 3대 발명이라 할 만하다.
19/ 에디슨의 첫 발명품은 1868년에 완성되었는데, 국회의원들을 위한 '전기투표기록기'였다...
... 1869년 마침내 자신이 보유하고 있던 특허를 매각하며 처음으로 5,000달러를 벌었다...
... 1875년 한 번에 네 개의 전신 메시지를 보낼 수 있는 발명, 즉 '사중전신기'를 발명했으며 이 특허를 3만 달러에 매각했다...
21/ 에디슨은 벨이 만든 전화기를 실제로 활용할 수 있는 진짜 전화기로 개량했다. 에디슨은 이 전화기 개량 특허 또한 웨스턴 유니온 사에 당시 가격으로 10만 달러, 오늘날의 가치로 환산하면 약 260만 달러에 해당하는 금액으로 매각했다.
... 전화기를 개량하는 과정에서 우연히 '축음기' 아이디어를 떠올린 에디슨은...
1878년 여름... 에디슨은 '전기의 시대가 도래할 것'이라는 확신을 얻었다... 1879년 12월의 마지막 날에 에디슨은 40시간 동안 꺼지지 않는 빛을 내는 백열전구를 대중 앞에 선보였다.
1881년부터 에디슨은 전기 산업을 태동시키기 위해 발전소, 발전기, 전선, 전구, 전기 소켓 등을 제조하는 관련 기업을 연이어 설립하며 벤처 기업가의 면모를 보인다. 그리고 1882년 가을, 뉴욕 맨해튼에 전기 공급용 발전소를 완공함으로써 진정한 전기시대를 열게 된다.
24/ 1918년 에디슨은 음향·영상 산업을 성공시키며 철광석 산업의 실패를 만회했다... 에디슨은 배터리와 시멘트의 발명 및 사업화에도 도전하여 성공과 실패를 반복했다...
28/ 전기 산업계의 거장 에디슨과 훗날 자동차 산업에서 한 획을 긋게 될 포드가 처음 만난 것은 1896년 8월 11일이었다. 미국조명기업협회의 연례 콘퍼런스가 뉴욕 브루클린 맨해튼 비치의 오리엔탈 호텔에서 열렸다...
포드는 에디슨에게 가솔린 자동차를 만들고 싶다고 말했다... "... 전기 자동차는 무거운 데다 충전이 필요하지. 하지만 자네의 자동차는 가볍고 충전도 필요 없을 테지. 뭘 망설이나."
당시 에디슨은 전기 자동차 사업에 명운을 걸고 있었다. 1900년에는 미국 자동차의 3분의 1에 해당하는 약 3만 4000대가 배터리로 운행하는 전기 자동차였다. 그렇게 자동차 산업이 막 태동하는 시기였다...
... 포드는 1903년 7월, 첫 번째 자동차 '모델 A'를 출시했다. 5년 뒤인 1908년 전설적인 자동차 '모델 T'가 나오기 이전 미국인들이 보유한 자동차 수는 19만 4000대에 지나지 않았다. 모델 T가 출시되고 나서 6년 뒤 이 수치는 200만 대로 올라갔다.
32/ 두 사람의 우정이 깊어지면서 1914년과 1924년 사이에는 여러 차례 자동차로 미국 동부 지역을 여행하며 캠핑을 했다. 두 사람의 여행에는 타이어 제조업체 '파이어스톤'의 창업자 하비 파이어스톤Harvey Firestone과 미국의 자연주의 수필가 존 버로스John Burroughs도 함께 했다. 이들은 자신들을 방랑자Vagabonds라고 불렀다.
... 이들의 여행이 세간에 화재가 되자 미국의 29대 대통령 워런 G. 하딩Warren G. Harding과 30대 대통령 캘빈 쿨리지Calvin Coolidge가 이들의 캠핑에 동참하기도 했다.
39/ 에디슨 시대(1860-1920)의 주요 발명과 주축기업들
1861년 오티스 엘리베이터 OTIS
1887년 벨 전화기 AT&T
1880년 에디슨 전구 GE
1880년 이스트먼 두루마리 필름 코닥
1892년 다우 브롬 추출 공정 다우케미컬
1900년 파이어스톤 고무타이어 파이어스톤
1906년 캐리어 에어컨 캐리어
1906년 라이트 형제 비행기
1911년 포드 자동차 변속기 포드
148/ 에디슨을 전기의 세계로 이끈 직접적 계기는 1878년 여름의 개기 일식이었다.7월 29일 에디슨은 천문학 연구를 하던 헨리 드레이퍼Henry Draper 박사, 펜실베이니아 대학의 물리학 교수 조지 바터George Barker와 함께 와이오밍 주의 롤린스로 개기일식을 관찰하는 여행을 갔다. 그곳에서 에디슨은 전기저항이 변화는 성질을 이용하여 태양 주위의 온도를 측정하는 실험을 했다. 여정을 마치고 돌아오는 길에 에디슨은 바커 교수로부터 '전기'라는 것에 관한 이야기를 처음으로 들었고...
... 첫째, 발전소를 만들고 전류를 각 가정까지 공급한다. 둘째, 각 가정에 공급되는 전압은 표준화가 필수적이다. 셋째, 가정에서 전기를 사용하는 백열전구를 만든다. 넷째, 전기는 펌프와 재봉틀, 인쇄기 등 전력원으로 사용되도록 한다. 다섯째 이 모든 것은 쉽게 끄고 켤 수 있어야 한다.
... 바커 교수는 에디슨에게 수력을 이용한 전기의 무한한 힘에 관심을 가져보기를 권하면서, 전기는 탄광에서도 이용될 수 있다고 했었다. 아울러 바커는 윌리엄 월리스William Wallace의 공장에도 한번 가보라고 조언했었다. 월리스는 코네티컷에서 구리와 청동 제철소 사업의 선구자였으며 전기 구리선 제조업도 하고 있었다. 또한 1874년에 직류 발전기를 처음 발명한 사람이자, 1875년부터는 전기 분야의 뛰어난 발명가 모시스 파머Moses Farmer와 함께 직류 발전기를 제조하고 있었다... 월리스는 거대한 직류 발전기를 만들고 그 발전기에서 만들어낸 전기를 아크 조명등에 연결하는 시도를 하고 있었다.
151/ 1840년 이래로... 약 25퍼센트의 미국인은 가스등을 사용했다. 하지만 나머지 사람들은... 값싼 수지양초나 고래기름, 등유를 활용하는 등불을 썼다. 가스는 지하 배관을 따라 공급되었으며, 거리의 상점, 극장, 공장 그리고 가정에서는 가스등으로 불을 밝혔다. 가스등은 일일이 켜고 꺼야만 했다. 가스등은 불꽃이 깜박였고 연소될 때면 이산화탄소와 물뿐 아니라 소량의 암모니아와 황도 방출했다. 가스등을 켠 혼잡하고 밀폐된 방은 금세 산소가 부족해져 사람들은 건강이 나빠진다고 느꼈다. 가스등을 오랫동안 사용하면 연기가 유리구뿐 아니라 방의 내부 장식까지 시커멓게 만들었기 때문에 청소를 자주 해야 했다. 이 청소 비용 때문에 가스등의 실내 사용은 부유층, 백화점, 공공건물 등에서만 제한적으로 이루어지는 실정이었다. 다시 말해, 미국도시의 가스등은 주로 가로등 같은 실외용이었고 그마저도 불빛이 매우 침침했다...
... 아크등은 서로 떨어진 탄소막대 전극에 높은 적압을 가하면 두 전극 사이에 방전이 일어나면서 발광하는 원리였다. 아크등은 날마다 탄소막대를 교환해야 하고 유리구를 청소해주어야 한다는 불편함이 있었다. 게다가 빛이 너무 세기만 할 뿐 광량을 적절히 조절할 수 없었다. 그래서 공장이나 광장 혹은 등대에는 사용할 수 있지만 가정용으로는 적합하지 않았다. 아크등 시스템은 아크등 대여섯 개에 전용 발전기 한 대씩을 필요로 했기 때문에 비용은 많이 들고 효율은 낮다는 문제점이 있었다...
... 백열전구의 원리를 최초로 발견한 사람은 영국의 과학자 험프리 데이비Humphry Davy로 1812년의 일이다. 그는 전류가 어떤 물체를 통과할 때 그 물체가 백열광을 내거나 반짝거린다는 사실을 밝혀냈다. 백열등의 원리를 발견할 때 그는 2,000개의 볼타전지를 직렬로 연결해 전기를 만들어냈다...
... 그러나 백열광을 내는 필라멘트는 잘 녹아내리거나 이내 타버렸다... 발열 물질을 유리구에 넣은 다음 그 속을 진공으로 만드는 것이었다. 그러나 당시만 해도 진공 기술 자체가 워낙 불완전했기 때문에 아직까지는 아크등이 상용화하기에는 더 나았다.
168/ 업턴으로부터 명확한 과학 법칙(옴의 법칙, 줄의 법칙 등)을 체계적으로 학습하면서 에디슨과 연구소 직원들은 당시 여타 발명가들이 접근하는 방법과는 다른 방향으로 연구를 다시 진행해나갔다. 즉 기존의 발명가들은 전기저항을 낮추고 전류를 키우는 방식으로 이를테면 1-2옴ohm 정도의 전기저항을 가진 재료 실험을 하고 있었으나 에디슨의 실험실은 200-300옴의 전기저항을 가진 재료를 이용했다...
169/ ... 그는 필라멘트의 조건으로 높은 저항값을 가져야 한다는 사실을 발견한 이후 기존에 실험해본 이리듐, 백금-이리듐 합금등 희귀금속을 다시 실험해봤고 또다시 백금을 선택했다...
필라멘트 소재에 대한 발상의 전환과 함께 1879년 10월부터 탄소 소재를 이용한 실험도 재개되었다... 유리구 안을 진공으로 만드는 것이 이제 가능해졌기 때문이다...
170/ ... 뵘(Ludwig Boehm)은 독일에서 하인리히 가이슬러Heinrich Geissler와 일한 경험이 있었고 1878년 19세의 나이로 미국에 온 사람이었다. 가이슬러는 100만분의 1 기압의 정밀도까지 끌어 내릴 수 있는 수은펌프를 개발한 사람으로 유리 세공의 명장이자 과학 실험 기구 제작자였다...
171/ ... 1879년 10월 21일이었다. 배철러가 평범한 탄화 무명실을 필라멘트로 바꾸어 실험했다. 전구는 두세 시간 동안 빛났다... 배철러는 에디슨이 지켜보는 가운데 탄화무명실 필라멘트를 유리구에 설치했고, 22일 오전 1시 30분에 그것을 배터리에 연결했다... 그날 오후 4시가 되어서야 유리구가 깨지고 빛이 꺼졌다. 열세 시간 반! 촛불 30개 밝기에 버금가는 빛이었다.
11월 4일 에디슨은 자신의 인생에서 170번째 특허, 그리고 자신을 가장 위대한 발명가로 만들어줄 특허를 신청했다. 바로 전구 필라멘트 특허였다... 공기를 제거한 진공 유리구 안에서 빛나는 탄화무명실로 된 필라멘트가 그 핵심이다...
183/ 기적은 8월 2일에 일어났다. 이 놀라운 일본산 대나무 필라멘트는 무려 1,589시간이나 빛을 냈다... 8월 6일 에디슨은 대나무 필라멘트 발명을 특허로 신청했다. 그의 인생 189번째 발명 특허였다.
184/ 1880년 12월부터 야와타시의 왕대나무를 이용한 필라멘트 실험이 시작되었다... 2,450시간이나 불을 밝혔다... 최적의 필라멘트를 찾기까지 6,000번의 실험이 이루어졌다.
216/ 1881년 8월 15일 드디어 전기분야의 세계최초 박람회가 개막했다...
파리 국제 전기박람회의 가장 큰 특징은 두말할 것도 없이 동력과 조명에서 나타난 변화였다. 1876년 개최된 '필라델피아 100주년 전시회'에서는 동력이 약 1,500마력의 증기기관이었으나 이번 박람회에서는 약 3,000마력의 발전기가 선을 보였다. 또 야간조명도 이전에는 석유램프와 가스등이 전부였으나 이번 박람회에서는 아크등과 백열등이 등장했다.
219/ 이듬해인 1882년 2월 25일 런던 크리스털 팰리스 전시회에서도 에디슨의 전기시스템이 선을 보였다...