Vào cuối thế kỷ 19, ba nhà phát minh lỗi lạc ở Mỹ, gồm Thomas Edison, Nikola Tesla và George Westinghouse đã tham gia vào một "cuộc chiến" mà bất kỳ ai trong số họ cũng tin rằng mình mới là người đúng.
Đề tài được họ tranh luận gay gắt là giữa một hệ thống được xây dựng trên dòng điện 1 chiều (DC) hay dòng điện xoay chiều (AC), thì đâu mới là thứ có thể trở thành tiêu chuẩn để điện hóa cho toàn nước Mỹ.
Khởi nguồn của "cuộc chiến giữa các dòng điện"
Trong hàng loạt những tranh cãi mà sau này được người ta gọi là "Cuộc chiến của các dòng điện", Edison, Tesla và cả George Westinghouse đều đã góp phần xây dựng nên những viên gạch đầu tiên của hệ thống điện hóa nước Mỹ.
Nổi bật nhất là Edison, người đi đầu về những nghiên cứu và phát minh của ông đối với hệ thống dòng điện 1 chiều - nơi dòng điện chạy đều đặn theo cùng một hướng. Trong khi đó, cả Tesla và Westinghouse đều truyền bá những lý thuyết của họ về hệ thống dòng điện xoay chiều - nơi dòng điện liên tục luân phiên, và được họ xem là cải tiến hơn so với điện 1 chiều.
Edison thường được người ta nhắc đến với phát minh ra bóng đèn đầu tiên trên thế giới vào cuối những năm 1870. Sau thành tựu ấy, ông bắt đầu xây dựng hệ thống sản xuất và phân phối điện để các doanh nghiệp và hộ gia đình có thể sử dụng phát minh mới của mình.
Hệ thống do Edison tạo ra bao gồm: máy phát điện một chiều chạy bằng hơi nước, đường dây truyền tải, công tắc, dụng cụ đo mức điện năng tiêu thụ. Vào năm 1882, ông mở nhà máy điện đầu tiên của riêng mình tại thành phố New York.
Trong khi đó, Nikola Tesla có khởi đầu khiêm tốn hơn nhiều với tư cách là một kỹ sư trẻ đến từ Croatia, nhập cư sang Mỹ, và làm việc tại nhà máy của Edison. Trong những ngày đầu của sự nghiệp, Tesla từng cùng với Edison chung tay cải tiến máy phát điện một chiều.
Thế nhưng sau đó, ông đã cố gắng thu hút sự quan tâm của các ông chủ về hệ thống động cơ điện xoay chiều mà ông tự tay phát triển. Sáng kiến khi ấy của "cậu bé học việc" bị Thomas Edison - người được mệnh danh là "Phù thủy ở Menlo Park", gạt phăng. Ông một mực khẳng định dòng điện xoay chiều sẽ "không có tương lai", mà chỉ tin tưởng và ủng hộ những phát kiến liên quan tới dòng điện 1 chiều.
Là một người cứng đầu và cá tính, Tesla không chịu được sự xung đột về quan điểm. Ông đã nghỉ việc vào năm 1885, đồng thời tiếp tục với những dự án của riêng mình. Một vài năm sau đó, ông đã nhận được một số bằng sáng chế cho hệ thống điện xoay chiều AC của mình.
Năm 1888, Tesla bán bằng sáng chế của mình cho doanh nhân, kỹ sư người Mỹ George Westinghouse - người được xem là đi đầu trong nền công nghiệp điện thế kỷ 19. Nhờ những đột phá về công nghệ điện xoay chiều, Công ty Điện lực của Westinghouse đã nhanh chóng trở thành đối thủ cạnh tranh số 1 của Edison.
Nói về George Westinghouse, không ai phủ nhận về tài năng và bộ óc thiên tài của ông. Đối lập với Tesla - vốn chỉ là một nhà phát minh thuần túy, thì Westinghouse còn biết cách để đưa chúng đến với đời sống của người dân theo những cách khác nhau, khá giống với Edison.
Là một doanh nhân đặc biệt quan tâm đến lĩnh vực đường sắt, Westinghouse từng cho ra mắt phát minh lớn đầu tiên của ông, là phanh hơi, vào năm 1869. Sau đó, ông tiếp tục bổ sung các phát minh của riêng mình vào các bằng sáng chế mà ông đã mua, để từ đó phát triển một hệ thống biển báo hoàn chỉnh hoạt động bằng điện và khí nén. Dựa trên kiến thức của mình về hệ thống phanh khí, ông bắt đầu nghiên cứu một hệ thống đường ống dẫn khí đốt tự nhiên an toàn vào năm 1883.
Năm 1884, Westinghouse đã nhìn thấy tiềm năng về điện và sớm thành lập Công ty Điện lực mang tên mình. Thời ấy, toàn bộ hệ thống truyền tải điện được phát triển ở Mỹ chỉ sử dụng dòng điện một chiều. Tuy nhiên, Westinghouse sớm nhìn thấy những nhược điểm của hệ thống này, và đã thuyết phục thành công Tesla gia nhập công ty ngay sau khi nhận thấy ông có những bất đồng ý kiến với Edison.
Quyết định này của cả hai người đã làm thay đổi cục diện của "cuộc chiến", đưa các hệ thống về dòng điện xoay chiều trở nên phổ biến và rốt cuộc đã thay thế hoàn toàn dòng điện 1 chiều của Edison.
Ai có tầm nhìn xa hơn?
Đối với những nhà khoa học, nhà sáng chế, rất khó để phân định rạch ròi rằng ai mới là người vĩ đại hơn, ai có tầm nhìn xa hơn. Tuy nhiên trong "cuộc chiến giữa các dòng điện" nổi tiếng xuyên suốt lịch sử nước Mỹ, có thể thấy rằng Edison đã không thực sự sáng suốt khi tin vào hệ thống dòng điện 1 chiều vốn dĩ đơn giản hơn nhưng kém hiệu quả hơn của ông.
Một trở ngại dễ thấy của hệ thống truyền tải điện một chiều là gây tổn thất điện năng và sụt điện áp dọc theo dây dẫn. Nó khiến nhà quản lý buộc phải xây các nhà máy điện ở gần nhau, trong phạm vi chỉ 1 km hoặc thấp hơn.
Nếu như ở các thành phố lớn, mô hình này chỉ gặp một vài trở ngại là ô nhiễm và ồn ào; thì ở vùng nông thôn, việc triển khai thậm chí là không thể vì khoảng cách giữa các khu dân cư quá lớn.
Trên thực tế, những phát minh "để đời" của Edison cũng là chủ đề gây tranh cãi, khi có người cho rằng ông thực ra chỉ may mắn, đã đi "nhanh hơn một bước" so với các nhà khoa học cùng thời, chứ không quá tài năng như báo chí đồn thổi.
"Trong khi bóng đèn, máy phát đĩa và máy chiếu ảnh chuyển động được coi là những phát minh quan trọng nhất của Edison, một số nhà khoa học sống cùng thời với ông cũng đang nghiên cứu về các công nghệ tương tự", Leonard DeGraaf, chuyên viên lưu trữ tại Công viên Lịch sử Quốc gia Thomas Edison ở New Jersey, cho biết. "Nếu Edison không sáng chế ra những thứ đó thì người khác cũng sẽ làm vậy".
Ngược lại, những ý tưởng của Tesla thường là các công nghệ mang tầm đột phá, đi trước thời đại, và không có sẵn nhu cầu từ thị trường. Điển hình như nhà máy thủy điện và động cơ xoay chiều của ông được lắp đặt ở Thác Niagara đã mở đầu cho công cuộc điện khí hóa trên toàn thế giới; hay hệ thống truyền tải giọng nói và hình ảnh không dây, góp phần tạo ra nền tảng công nghệ cho radio, điện thoại và TV. Một số ý tưởng của Tesla thậm chí đã vượt xa tầm hiểu biết, kiến thức và công nghệ của con người thời bấy giờ.
Và tất nhiên Westinghouse không quá khó khăn để nhìn thấy ý tưởng thiên tài phía sau dòng điện xoay chiều của Tesla. Chính ông là người đã nâng tầm hệ thống dòng điện xoay chiều, giúp nó trở nên tiên tiến hơn, linh hoạt hơn và rẻ hơn về mặt kỹ thuật so với hệ thống đương thời của Edison.
Tất nhiên, Edison khi ấy cũng đã có thời điểm cảm thấy bị đe dọa bởi sự trỗi dậy mạnh mẽ của dòng điện xoay chiều, thứ có thể được phân phối trên một khoảng cách xa hơn nhiều so với điện 1 chiều của ông. Tuy nhiên, Edison không muốn mình là người phải nhận sai. Ông đã công khai đứng đầu một chiến dịch tuyên truyền quy mô lớn nhằm đánh mất uy tín của hệ thống điện xoay chiều, và cùng với đó là thuyết phục công chúng rằng dòng điện này rất nguy hiểm.
Nhà phát minh đại tài thậm chí thu thập bằng chứng, tuyên bố rằng rất nhiều động vật bị giật chết tại khu vực là kết quả của việc sử dụng dòng điện xoay chiều. Khi giới chức New York công khai tìm kiếm một giải pháp nhằm thay thế hình thức treo cổ đối với các tử tù, Edison ngay lập tức đề xuất rằng họ nên sử dụng dòng điện xoay chiều, vì theo ông, dòng điện này cực kỳ nguy hiểm, và có thể giết người một cách nhanh chóng.
Kết quả là William Kemmler - kẻ sát nhân bị kết án, đã trở thành người đầu tiên chết trên ghế điện do một hệ thống được thiết kế bởi máy phát điện xoay chiều Westinghouse. Tuy nhiên, sự việc nằm ngoài mong muốn của Edison, và ông rõ ràng là đã thất bại trong nỗ lực làm mất uy tín của dòng điện xoay chiều.
Điều này cho thấy mặc dù được nhân loại ghi nhận là nhà phát minh đại tài, song cũng có những lúc, tầm nhìn của Edison đã bị cản trở bởi cái tôi quá lớn của chính ông. Điều tệ hơn là, ông thậm chí dùng đủ mọi phương thức để cầm chân "đối thủ", thay vì thẳng thắn công nhận những tiến bộ của khoa học.
Thất bại đã được báo trước của Thomas Edison
Điều gì đến cũng đã đến. Các hệ thống sử dụng dòng điện xoay chiều dần chứng minh được khả năng và sự ưu việt hơn hẳn so với việc dùng điện một chiều. Một minh chứng hùng hồn đó là công ty của Westinghouse đã thắng Edison trong phiên đấu thầu cung cấp điện cho Hội chợ Thế giới diễn ra tại Chicago, Mỹ vào năm 1893.
Cảnh tượng rực rỡ khi ấy thực sự đã kết thúc cho cuộc tranh cãi kéo dài hàng thập kỷ giữa 3 nhà phát minh đại tài. Cùng năm đó, công ty của Westinghouse đã ký kết hợp đồng xây dựng hệ thống phát điện xoay chiều cho nhà máy thủy điện đầu tiên trên thế giới tại hệ thống thác Niagara ở Mỹ vào năm 1895. Trong số 12 bằng sáng chế được sử dụng để xây dựng nhà máy, có tới 9 bằng thuộc về Tesla.
Thật khó để tưởng tượng ra viễn cảnh thế giới hiện nay nếu như trong quá khứ, Edison thành công trong việc "áp chế" phát minh điện xoay chiều của Tesla, để rồi hướng đến một phiên bản hoàn thiện hơn của dòng điện 1 chiều. Tuy nhiên, Jill Jonnes, tác giả của bộ "Empires of Light: Edison, Tesla, Westinghouse và the Race to Electrify the World" đã cho chúng ta một góc nhìn thú vị về giả thuyết này.
"Nếu chúng ta đang sống trong thế giới của Edison, thì cứ mỗi một hoặc hai dặm, ta sẽ phải đặt một nhà máy phát điện chạy bằng than đá, bởi dòng điện một chiều không thể truyền tải đi xa được", Jonnes cho biết. "Điểm mạnh của dòng điện xoay chiều chính là bạn có thể đưa nó đi với khoảng cách rất xa, hạ thế qua một trạm biến áp khác, hay thậm chí là phân phối ra khu vực lân cận khi cần".
Jonnes cũng nhấn mạnh rằng: "Một khi Tesla giải quyết được vấn đề là làm sao để tạo ra một động cơ có thể hoạt động bằng dòng điện xoay chiều, thì đó chính là lúc kết quả giữa ông và Edison đã ngã ngũ".
Dĩ nhiên, thất bại trong cuộc chiến giữa các dòng điện không biến Edison trở thành "kẻ thua cuộc của thế kỷ". Những phát minh sau này của ông như máy ghi hình chuyển động, máy hoạt ảnh (Kinetoscope) đã giúp ông trở lại vị thế đi đầu trong sự nghiệp sáng chế của mình.
"Điểm mà tôi luôn muốn nhắc tới ở Edison, về lý do tại sao ông ấy là nhà phát minh nổi tiếng nhất, chính là chúng ta đều hiểu những phát minh của ông và đều sinh sống trong những tiện nghi không thể đong đếm được của chúng", Jonnes bày tỏ.