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| 本文作者： 知社學(xué)術(shù)圈 | 2016-07-11 09:57 |
編者按：160年前的今天，尼古拉·特斯拉來(lái)到了這個(gè)世界。作為發(fā)明家、物理學(xué)家、機(jī)械工程師、電機(jī)工程師和未來(lái)學(xué)家，他被認(rèn)為是電力商業(yè)化的重要推動(dòng)者。其諸多的發(fā)明創(chuàng)造和專利技術(shù)，使其成為美國(guó)乃至世界最偉大的電子工程師之一。他曾受愛迪生的打壓，命運(yùn)多舛，經(jīng)歷過人生高峰后，越發(fā)古怪。然而，他的終極夢(mèng)想不過是為人類提供取之不盡的免費(fèi)能源。值此之際，讓我們重溫特斯拉的傳奇人生。
1856年7月10日，特斯拉出生于奧地利帝國(guó)小村斯米連 (今屬克羅地亞)。對(duì)于電子發(fā)明的興趣來(lái)自母親的熏陶。母親Djuka Mandic在業(yè)余時(shí)間會(huì)發(fā)明一些小型家用器具。特斯拉的父親Milutin Tesla則是一位牧師兼作家，并要求特斯拉也走這條道路。不過顯然，特斯拉的興趣在于科學(xué)。特斯拉曾先后在克羅地亞的卡爾洛瓦茨上學(xué)，1875年于奧地利的格拉茨科技大學(xué)修讀電機(jī)工程，后又在布拉格大學(xué)就讀過。1881年，特斯拉來(lái)到布達(dá)佩斯，在當(dāng)?shù)仉娫捑止ぷ?。正是在布達(dá)佩斯的時(shí)候，特斯拉產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的想法。在經(jīng)過幾年的發(fā)明嘗試后，特斯拉在28歲時(shí)離開歐洲，前往美國(guó)。
1880年的特斯拉
1884年，特斯拉只身來(lái)到美國(guó)。除了前雇主查爾斯·巴奇勒所寫的推薦函外，他幾乎是一無(wú)所有。而這封信正是寫給商業(yè)大亨托馬斯·愛迪生，信中提到：“我知道兩個(gè)偉大的人，你是其中之一，另一個(gè)就是這個(gè)年輕人了?！睈鄣仙?dāng)時(shí)以直流電為基礎(chǔ)的電氣工程正在迅速成為業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。他雇下了特斯拉，兩人很快開始不知疲倦地?cái)y手工作，愛迪生的發(fā)明也獲得各種改進(jìn)。
然而短短幾個(gè)月后，二人的關(guān)系走向結(jié)束。歷史學(xué)家認(rèn)為這是他們性格迥異、理念相左：愛迪生非常強(qiáng)勢(shì)，專注于市場(chǎng)和金錢上的成功；而特斯拉則沒那么精于商道。
和愛迪生分道揚(yáng)鑣之后，特斯拉在1885年拿到投資，隨后創(chuàng)立了特斯拉電燈與電氣制造公司，開始研發(fā)改良版的弧光燈照明。然而成功之后，投資人不同意特斯拉關(guān)于交流電發(fā)電機(jī)的計(jì)劃，并且最終罷免了他的職務(wù)，以致于特斯拉那段日子不得不以體力勞動(dòng)為生。
特斯拉與愛迪生的“電流戰(zhàn)爭(zhēng)”
不過時(shí)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，1887年，特斯拉的交流電系統(tǒng)獲得關(guān)注，而他也找到了愿意支持自己創(chuàng)建特斯拉電氣公司的伙伴。當(dāng)年年底，特斯拉已經(jīng)成功拿到了多項(xiàng)交流電發(fā)明專利。
最終，他的交流電系統(tǒng)引起了美國(guó)西屋電氣公司的工程師兼商人喬治·威斯汀豪斯的注意，他當(dāng)時(shí)正在尋求一種能夠解決長(zhǎng)距離供電的途徑。仔細(xì)了解過特斯拉的發(fā)明后，喬治在1888年出資6萬(wàn)美元 (現(xiàn)金加股票) 買下了交流電專利，并承諾對(duì)由此制造的每匹馬力支付2.5美元的費(fèi)用。隨著交流電系統(tǒng)的發(fā)展，特斯拉攜手西屋電氣公司與愛迪生展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)，后者旨在將直流電賣給國(guó)家。
愛迪生曾發(fā)動(dòng)負(fù)面報(bào)道，以求削弱交流電所獲得的支持。而特斯拉沒有停下他的工作，并繼續(xù)申請(qǐng)專利，其中就包括著名的“特斯拉線圈”。這為后來(lái)的無(wú)線電技術(shù)建立了重要基礎(chǔ)。
然而該來(lái)的總要來(lái)，在1893年的芝加哥世博會(huì)上，大會(huì)第一次設(shè)立了電子產(chǎn)品展區(qū)。西屋電氣公司負(fù)責(zé)會(huì)場(chǎng)的照明，特斯拉則在會(huì)上展示了他的交流電系統(tǒng)，人們也看到了他的熒光燈和單節(jié)點(diǎn)燈泡。
1895年，特斯拉在尼亞加拉大瀑布設(shè)計(jì)了美國(guó)第一批交流電水力發(fā)電機(jī)。一年以后，紐約水牛城用上了交流電，一時(shí)間成為了全球新聞。隨著不斷的成功與好評(píng)，交流電很快成為了20世紀(jì)廣泛采用的優(yōu)秀供電方式，至今仍是世界通用標(biāo)準(zhǔn)。
一心癡迷于能量無(wú)線傳輸?shù)奶厮估?900年開始了他最具野心的項(xiàng)目：建造一個(gè)全球性的無(wú)線傳輸系統(tǒng)——通過巨大的電塔向全世界分享信息，免費(fèi)提供電能。1901年，特斯拉拿著投資人的15萬(wàn)美元全力投入到工作中，在美國(guó)長(zhǎng)島設(shè)計(jì)建造了實(shí)驗(yàn)室，并配有一臺(tái)發(fā)電機(jī)和巨大的輸電塔——即我們后來(lái)熟知的沃登克里弗塔。要知道，當(dāng)時(shí)的項(xiàng)目投資人甚至包括金融巨頭摩根大通集團(tuán)。巨塔也被媒體稱為“特斯拉的百萬(wàn)大建筑”。
然而，投資人對(duì)特斯拉項(xiàng)目的可行性逐漸產(chǎn)生了懷疑；同時(shí)，作為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的古列爾莫·馬可尼，在愛迪生和鋼鐵大王卡內(nèi)基資助下，其無(wú)線電技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。最終，特斯拉無(wú)奈之下只好放棄了項(xiàng)目。沃登克里弗塔的工作人員于1906年被遣散，實(shí)驗(yàn)室也于1915年淪為法院拍賣地。兩年后，特斯拉宣布破產(chǎn)，巨塔被夷平，作廢品處理，以償還債務(wù)。
沃登克里弗塔
在經(jīng)歷了巨大的精神折磨之后，特斯拉終于回到了工作中，主要從事顧問工作。但隨著時(shí)代的變遷，他的那些想法越發(fā)顯得怪異而不切實(shí)際。而他本人也逐漸變得性情古怪，竟然把大量時(shí)間花在照顧紐約公園里的野鴿上。當(dāng)他談起自己想建造強(qiáng)力的“死亡射線”時(shí)，甚至引起了FBI的警覺。這事倒是讓二戰(zhàn)中的蘇聯(lián)產(chǎn)生過一些興趣。
1943年1月7日，窮困潦倒的特斯拉在紐約酒店孤獨(dú)地離開人世，享年86歲。由于特斯拉后來(lái)的發(fā)明和專利的性質(zhì)，他的所有研究都為絕密，所有個(gè)人物品當(dāng)時(shí)也被查封。特斯拉提出的死亡射線被認(rèn)為是一個(gè)粒子束武器。美國(guó)政府沒有找到安全的原型裝置。有一份文件記載道：“據(jù)報(bào)告有80個(gè)分布在不同地方的手提箱，那里面有他的研究手稿以及試驗(yàn)計(jì)劃……”
盡管去世時(shí)還背負(fù)著一大筆債務(wù)，但幾經(jīng)歲月，后來(lái)人都清楚，特斯拉所留下的遺產(chǎn)，我們至今都還在沿用。
2008年，非營(yíng)利組織特斯拉科學(xué)中心 (Tesla Science Center) 成立，旨在恢復(fù)特斯拉長(zhǎng)島的實(shí)驗(yàn)基地。2013年5月，經(jīng)多方努力，該組織終于籌措到足夠資金，買下了沃登克里弗塔原址用地。目前，重建工作仍在進(jìn)行中。
1、交流電
毋庸置疑，交流電絕對(duì)是特斯拉事業(yè)的開始。盡管愛迪生百般阻撓，但特斯拉還是成功地將交流電帶給了我們。交流電比直流電更為廉價(jià)，也更為安全。特斯拉用自己的身軀證明了這一點(diǎn)。
2、霓虹燈
熒光燈和霓虹燈并不是特斯拉發(fā)明的，但他卻成功地駕馭并改良了燈泡。早在進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)的40年前，特斯拉已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)出熒光燈了。1893年的芝加哥世界博覽會(huì)上，特斯拉的個(gè)人展覽就使用了霓虹燈招牌。
3、遠(yuǎn)程控制
1898年，特斯拉曾展示了可遠(yuǎn)程操控的船模，通過無(wú)線電波來(lái)操作螺旋槳和燈光。當(dāng)時(shí)船模配有多塊大號(hào)電池，以及無(wú)線電信號(hào)控制器。遠(yuǎn)程控制 (或遠(yuǎn)程自動(dòng)化) 的理念至今也被人們廣為應(yīng)用。
4、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用交流電，基本上由定子和轉(zhuǎn)子這兩部分組成。定子保持固定 (無(wú)疑)，同時(shí)使用電磁體來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)中間的轉(zhuǎn)子。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是經(jīng)久耐用、易于維護(hù)的，同時(shí)享有低廉的運(yùn)行成本。1888年，意大利發(fā)明家法拉利比特斯拉提前兩個(gè)月推出了他的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，特斯拉申請(qǐng)專利的證據(jù)支持更具分量。
5、亞當(dāng)斯發(fā)電廠變電站
尼亞加拉瀑布委員會(huì)曾經(jīng)為了能夠長(zhǎng)年利用瀑布的巨大能量，尋找一家公司來(lái)建造水力發(fā)電站。在見證了特斯拉和西屋電氣公司的成果后，他們簽下了合同。1896年，亞當(dāng)斯發(fā)電廠變電站開始運(yùn)轉(zhuǎn)，向紐約水牛城供電。此后又建造了十臺(tái)發(fā)電機(jī)，向紐約市供電。該發(fā)電廠被認(rèn)為是具有革命性的，為現(xiàn)代水力發(fā)電廠設(shè)立了標(biāo)準(zhǔn)。
6、無(wú)線電
無(wú)線電的發(fā)明人是一個(gè)爭(zhēng)議性問題。1895年，特斯拉已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)射50英里距離的無(wú)線電信號(hào)，但他的實(shí)驗(yàn)室卻在此之前被燒毀，因此延遲了試驗(yàn)。意大利人古列爾莫·馬可尼也在從事相似的研究。陰差陽(yáng)錯(cuò)，無(wú)線電發(fā)明專利最終歸馬可尼所有。
7、陰影照相
1895年，德國(guó)科學(xué)家威廉·康拉德·倫琴發(fā)現(xiàn)了一種神秘的能量，稱之為X射線。倫琴所發(fā)表的研究結(jié)果啟發(fā)了特斯拉，他采用真空管來(lái)制造X射線，形成的圖像被他稱為陰影照相 (shadowgraph)。特斯拉被認(rèn)為是美國(guó)拍攝X光照片的第一人，他拍了一張穿著鞋的腳部影像圖，然后把照片寄給倫琴，祝賀他的發(fā)現(xiàn)。
8、特斯拉渦輪機(jī)
特斯拉在1909年測(cè)試該發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)它能夠達(dá)到60%的燃燒效率。令人深思的是，目前我們才只獲得了42％的燃料能量轉(zhuǎn)換率。然而，因?yàn)樯虡I(yè)的性質(zhì)，燃油銷售能夠讓人們獲取更多的利益，因此活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是如今使用的常態(tài)。
9、放大發(fā)射機(jī)
1899年，特斯拉制造出了規(guī)模與能量最大的特斯拉線圈，將其稱作放大發(fā)射機(jī)。放大發(fā)射機(jī)有三個(gè)線圈，直徑為52英尺。它可以產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)伏電流并制造出“人造閃電”，閃電最高可達(dá)130英尺，是當(dāng)時(shí)最大的人造閃電。
10、特斯拉線圈
1891年，特斯拉發(fā)明了特斯拉線圈。他使用了兩個(gè)線圈，一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈，每一個(gè)都有獨(dú)立的電容器。而這項(xiàng)具有革命性意義的設(shè)備，正是特斯拉癡迷的以無(wú)線電為城市供電的基礎(chǔ)。特斯拉線圈的重要性在于，它讓工程師們意識(shí)到了電的本質(zhì)以及如何運(yùn)用電。
參考資料
雷鋒網(wǎng)注：作者知社學(xué)術(shù)圈，由海歸學(xué)者發(fā)起的公益學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，旨在分享學(xué)術(shù)信息，整合學(xué)術(shù)資源，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)學(xué)術(shù)進(jìn)步，有興趣可關(guān)注其微信公號(hào)：知社學(xué)術(shù)圈。轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)并保留完整信息，不得刪減內(nèi)容。
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