“還原”真實的特斯拉

張?zhí)烊?/p>

提到“特斯拉”你會想到什么？是即將在中國上市的美國電動汽車品牌，還是物理教材中的磁感應(yīng)強(qiáng)度單位？

無論是汽車還是物理學(xué)名詞，“特斯拉”的大名其實都源于一個真實的人——美籍塞爾維亞電氣工程師、與愛迪生齊名的發(fā)明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856～1943）。

特斯拉坎坷的一生頗具傳奇性，近幾年在一些文藝作品的渲染下，他的人生又多了許多神秘色彩。有人把他描述成一個具有特異功能的超人，有人懷疑他是來自外星球的高等生物，還有人認(rèn)為地球上發(fā)生的許多神秘事件都與他的研究有關(guān)。特斯拉的發(fā)明創(chuàng)造及研究范圍大多與電氣、電子、光、無線電等有關(guān)，看不見摸不著的“電”讓特斯拉的真實面目更加模糊，筆者便忍不住要脫去其神秘外衣，還其真實的人生！

為電而生

有人會說，如果沒有愛迪生，也許人類還只能用燭光照亮黑夜。但也有人會說，如果沒有愛迪生，還有特斯拉呢！特斯拉才是上帝派給人類的普羅米修斯、電氣電子之神！

歷史沒有“如果”。在無線電通信和電力系統(tǒng)發(fā)展的過程中，我們既有愛迪生，又有特斯拉，上帝給人類派來了兩位偉大的發(fā)明家。在愛迪生9歲的那一年，尼古拉·特斯拉伴隨著一道閃電來到了人間。3歲時，特斯拉用手撫摸他的寵物貓，突然看到一道細(xì)微閃光穿過手掌，隨即帶來一陣奇怪的麻痹感。父親告訴驚魂未定卻又不停地問“為什么？”的兒子，“那是電，和天空打雷時一樣的電！”小特斯拉心里想：“和打雷閃電一樣？難道天地宇宙是一只大貓嗎？如果是一只大貓，又是誰在撫摸它呢？是上帝嗎？”太多的疑問糾纏著這個不停思考的孩子。從此，“電”這個名詞，深深地刻在了特斯拉的腦海中。孩童和少年時代的特斯拉經(jīng)常出現(xiàn)幻覺，眼中總是看到火花電光閃爍一片。

父親希望特斯拉將來做牧師，特斯拉卻暗暗立志，要畢生研究電。后來特斯拉染上了霍亂，這一場大病動搖了父親的信念，成就了兒子的夢想，從此，特斯拉與電結(jié)下不解之緣。

美國夢

1884年，特斯拉帶著他的美國夢，從巴黎來到紐約。一路上錢和車船票全被小偷偷走了，到達(dá)美國時口袋里只剩下4美分，他慕名投靠到當(dāng)時已經(jīng)大名鼎鼎的愛迪生門下。

兩年前，愛迪生——這個新澤西門羅公園的奇才，用他的白熾燈泡和華萊士的直流發(fā)電機(jī)，第一次點亮了曼哈頓！那是1882年6月17日的晚上，突然，位于麥迪生大道上的意大利式摩根豪宅，200多只燈泡同時亮了起來，寶石一般柔和明亮的燈光，照亮了這位華爾街金融大亨新家的每個角落！

在此之后，愛迪生的直流供電系統(tǒng)從曼哈頓向各地延伸，人們?yōu)樾录夹g(shù)的成功而歡呼雀躍的同時，也被它帶來的危險及不便所困惑、煩惱和驚嚇。比如，摩根的鄰居布朗太太，受不了摩根家地下室里發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)時震耳欲聾的聲音；更為可怕的是，還經(jīng)常有些小的電力災(zāi)難，因短路而造成起火和觸電事故，讓人們對這個新技術(shù)既愛又怕，耿耿于懷。

這時，正好特斯拉來了，愛迪生稱他為“我們的巴黎小伙子”。愛迪生立刻發(fā)現(xiàn)這個塞爾維亞裔的年輕古怪工程師是個很有用的人才，便委以重任，讓他去改良很不完善的直流供電設(shè)備，并口頭承諾5萬美元的獎賞。特斯拉兢兢業(yè)業(yè)地工作，不到一年就設(shè)計出了24種不同的機(jī)器來取代舊機(jī)器。但是當(dāng)他向愛迪生提到承諾的獎金時，得到的卻是愛迪生輕飄飄的一句話：“啊，你太不懂我們美國式的幽默了！”

世紀(jì)電流大戰(zhàn)

更令特斯拉不快的是，愛迪生的公司里，沒有一個人愿意接受他關(guān)于交流電的看法和建議。特斯拉早在學(xué)生時代，就在腦海中完成了有關(guān)交流感應(yīng)發(fā)電機(jī)的構(gòu)想，他是帶著他的“交流之夢”來找愛迪生的。但是，技術(shù)的發(fā)展并不只與技術(shù)本身有關(guān)，市場的走向、商業(yè)的運作、公司的發(fā)展、投資者的利益，諸多的因素?fù)诫s其中。歷史總是有相似之處，20世紀(jì)末21世紀(jì)初，世界上演了一場互聯(lián)網(wǎng)大戰(zhàn)，而在100多年前，特斯拉和愛迪生之間則有過一場“電流大戰(zhàn)”。

愛迪生當(dāng)然不會接受特斯拉有關(guān)交流電的突發(fā)奇想，那時正是他的直流供電系統(tǒng)蒸蒸日上的時期，愛迪生本人也已經(jīng)因此而腰纏萬貫，變成了一位商界名流。

在愛迪生的公司里，特斯拉實現(xiàn)不了他的交流電之夢，又被愛迪生不遵守承諾而激怒。因此，特斯拉一氣之下便辭職離開了愛迪生公司。當(dāng)然，為自己魯莽倉促的決定，特斯拉付出了沉重的代價，他辭職之后一兩年內(nèi)的生活全靠體力勞動支撐。后來，連特斯拉的工頭都發(fā)現(xiàn)，這個塞爾維亞年輕人不是一個普通的、認(rèn)真干活的工人，起碼能算是一個有經(jīng)驗的工程師，甚至是一位電學(xué)專家。因此，工頭把他介紹給自己認(rèn)識的大人物。終于有一天，特斯拉有了重圓電氣夢的機(jī)會，他在自由街87號有了第一個電氣實驗室，他開始研發(fā)早就在腦海里完成多次的整套交流電供電設(shè)備。

在特斯拉為貧困所趨到處打工的時日里，交流電和直流電的“電流之戰(zhàn)”已經(jīng)悄然而起，這場戰(zhàn)爭是從來自匹茲堡的喬治·威斯汀豪斯的交流電公司侵犯到愛迪生的供電市場而開始的。

喬治·威斯汀豪斯是美國著名的實業(yè)家、發(fā)明家，西屋電氣公司創(chuàng)始人。1888年7月底，特斯拉帶著交流電方面的多項專利，正式加盟威斯汀豪斯，使其與愛迪生的電流之戰(zhàn)達(dá)到白熱化。

與直流電相比，交流電在發(fā)電和配電方面有許多優(yōu)越之處，這也是為什么特斯拉所發(fā)明的三相交流電及其感應(yīng)電機(jī)設(shè)備，以及110伏特、60赫茲的供電標(biāo)準(zhǔn)在美國沿用至今的原因。

特斯拉發(fā)明的多項交流發(fā)電機(jī)可以很方便地把機(jī)械能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換成電能；交流電系統(tǒng)利用電磁感應(yīng)的原理建造變壓器后，可以很方便地升高降低電壓，達(dá)到遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康摹Ｒ驗樵诟邏旱那闆r下進(jìn)行傳輸，才能降低損耗，傳得遠(yuǎn)。而愛迪生推崇的直流電，只能以較低的功率和電壓發(fā)電，在整個線路上，每隔幾十米就必須安裝一臺發(fā)電機(jī)。

當(dāng)然，從物理的角度看，直流電輸電也有其優(yōu)越之處，沒有因為電容電流而產(chǎn)生的損耗；沒有因為趨膚效應(yīng)而引起的電線有效面積的減少；不需要交流輸電的同步調(diào)整等等。endprint

交流電最獨特的優(yōu)勢是容易變壓。因為傳輸?shù)膿p耗與電流平方成正比，所以，傳輸電流越小，損耗就越小。而傳輸?shù)墓β蕜t等于電壓和電流相乘，要減小電流從而達(dá)到減小損耗的目的的話，就必須要增大電壓，才能將同樣數(shù)值的功率傳輸?shù)接脩舳?。比如，傳輸同樣的功率，如果電壓加倍，電流則減半，損耗則減到四分之一。并且，用戶離得越遠(yuǎn)，就需要將傳輸電壓升得越高。交流電容易變壓的特點正好適合高壓輸電，使用結(jié)構(gòu)簡單的變壓器即可將電壓升至幾千至幾十萬伏特，傳送到幾百千米之外，這是愛迪生的直流供電系統(tǒng)望塵莫及的。

然而，愛迪生為了商業(yè)的利益，極力維護(hù)他的直流電獨立王國，用盡心機(jī)和手腕，拼全力拒絕和詆毀交流電。最后，這場電流大戰(zhàn)以威斯汀豪斯和特斯拉的勝利而告終。

后來，交流電逐漸取代了直流電成為供電的主流。而特斯拉擁有交流電的專利權(quán)，在當(dāng)時每生產(chǎn)一匹交流電就必須向特斯拉繳納1美元專利費。在強(qiáng)大的利益驅(qū)動下，當(dāng)時一股財團(tuán)勢力要挾特斯拉放棄此項專利權(quán)，并意圖獨占牟利。經(jīng)過多番交涉后，特斯拉決定放棄交流電的專利權(quán)，條件是交流電的專利將永久公開。

從用旋轉(zhuǎn)磁場的方法改進(jìn)馬達(dá)而發(fā)明交流感應(yīng)電動機(jī)、發(fā)電機(jī)，到創(chuàng)造第一臺無線電遙控機(jī)，發(fā)明推廣交流電體系，發(fā)明特斯拉線圈，制造人工閃電，研究全球無線供電系統(tǒng)，特斯拉的大部分發(fā)明專利都與電有關(guān)，他不愧為是電氣化領(lǐng)域的先驅(qū)，是為電而生的天才。

生命尾聲

1912年，由于特斯拉和愛迪生在電力方面的貢獻(xiàn)，兩人被同時授予諾貝爾物理學(xué)獎，但是兩人都拒絕領(lǐng)獎，理由是無法忍受和對方一起分享這一榮譽(yù)。放棄了交流電專利權(quán)，老年的特斯拉幾乎一貧如洗。晚年時，特斯拉深深著迷于波粒二象性，也就是電磁波既是波也是粒子的理論。特斯拉對此領(lǐng)域的研究使其有了一個想法，那便是操縱一定模式的電磁波去創(chuàng)造出“光之墻”。此神秘之墻能使時間、空間、重力和物質(zhì)被意志所改變，并產(chǎn)生出一系列似乎只在科幻小說中出現(xiàn)的事物，包括反重力太空船、空間傳送和時間旅行 。20世紀(jì)30年代，在接近生命的尾聲階段，特斯拉變得深居簡出，舉止怪異。1943年1月7日，終生未娶的特斯拉在紐約一家酒店因心臟衰竭逝世，享年87歲。特斯拉是一個絕世天才，也是一位曾被世界遺忘的科學(xué)巨匠，更是一生致力于全世界而不是為特定某個國家效力的偉人。

【責(zé)任編輯】張小萌

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電流大戰(zhàn)中的里程碑事件

交流電打敗直流電的過程中有兩件大事，第一件大事就是1893年的芝加哥世博會。在這次大會上，威斯汀豪斯的西屋電氣公司用三相交流電點亮了十幾萬只燈泡，在夜晚，將整個博覽會照耀得如同白晝一般。特斯拉則在這個世界性博覽會上第一次為電子展品開設(shè)的展區(qū)中出盡風(fēng)頭。他展示了他的熒光燈和沒有電線連接卻能發(fā)光的燈泡等新發(fā)明；還有通電后就能旋轉(zhuǎn)而站立的銅蛋（稱為哥倫布蛋），特斯拉以此向人們說明他的感應(yīng)電動機(jī)和旋轉(zhuǎn)磁場的原理。

關(guān)于交流電的另一個具有歷史意義的事件，則是1896年11月特斯拉設(shè)計的尼亞加拉水電站在尼亞加拉大瀑布落成。電站落成送電后，各媒體興奮地競相報道：“電閘一合上，洶涌澎湃的瀑布便流向了山巔?！?至今，這項建成足足超過100年的電力系統(tǒng)仍然運作如常，從未間斷地產(chǎn)出天然能源，可謂是近百年來科學(xué)史上的一大奇跡。后來，人們在尼亞加拉大瀑布公園中豎起一尊特斯拉的銅像，以紀(jì)念他對人類電氣化事業(yè)的無私奉獻(xiàn)。endprint