“還原”真實的特斯拉

張天蓉

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強度單位？

無論是汽車還是物理學名詞，“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，還有人認為地球上發生的許多神秘事件都與他的研究有關。特斯拉的發明創造及研究范圍大多與電氣、電子、光、無線電等有關，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發展的過程中，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常出現幻覺，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，到達美國時口袋里只剩下4美分，他慕名投靠到當時已經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電機，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從曼哈頓向各地延伸，人們為新技術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電機運轉時震耳欲聾的聲音；更為可怕的是，還經常有些小的電力災難，因短路而造成起火和觸電事故，讓人們對這個新技術既愛又怕，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”。愛迪生立刻發現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備，并口頭承諾5萬美元的獎賞。特斯拉兢兢業業地工作，不到一年就設計出了24種不同的機器來取代舊機器。但是當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！”

世紀電流大戰

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于交流電的看法和建議。特斯拉早在學生時代，就在腦海中完成了有關交流感應發電機的構想，他是帶著他的“交流之夢”來找愛迪生的。但是，技術的發展并不只與技術本身有關，市場的走向、商業的運作、公司的發展、投資者的利益，諸多的因素摻雜其中。歷史總是有相似之處，20世紀末21世紀初，世界上演了一場互聯網大戰，而在100多年前，特斯拉和愛迪生之間則有過一場“電流大戰”。

愛迪生當然不會接受特斯拉有關交流電的突發奇想，那時正是他的直流供電系統蒸蒸日上的時期，愛迪生本人也已經因此而腰纏萬貫，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的生活全靠體力勞動支撐。后來，連特斯拉的工頭都發現，這個塞爾維亞年輕人不是一個普通的、認真干活的工人，起碼能算是一個有經驗的工程師，甚至是一位電學專家。因此，工頭把他介紹給自己認識的大人物。終于有一天，特斯拉有了重圓電氣夢的機會，他在自由街87號有了第一個電氣實驗室，他開始研發早就在腦海里完成多次的整套交流電供電設備。

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”已經悄然而起，這場戰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家、發明家，西屋電氣公司創始人。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達到白熱化。

與直流電相比，交流電在發電和配電方面有許多優越之處，這也是為什么特斯拉所發明的三相交流電及其感應電機設備，以及110伏特、60赫茲的供電標準在美國沿用至今的原因。

特斯拉發明的多項交流發電機可以很方便地把機械能、化學能等轉換成電能；交流電系統利用電磁感應的原理建造變壓器后，可以很方便地升高降低電壓，達到遠距離傳輸的目的。因為在高壓的情況下進行傳輸，才能降低損耗，傳得遠。而愛迪生推崇的直流電，只能以較低的功率和電壓發電，在整個線路上，每隔幾十米就必須安裝一臺發電機。

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

交流電最獨特的優勢是容易變壓。因為傳輸的損耗與電流平方成正比，所以，傳輸電流越小，損耗就越小。而傳輸的功率則等于電壓和電流相乘，要減小電流從而達到減小損耗的目的的話，就必須要增大電壓，才能將同樣數值的功率傳輸到用戶端。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，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，使用結構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望塵莫及的。

然而，愛迪生為了商業的利益，極力維護他的直流電獨立王國，用盡心機和手腕，拼全力拒絕和詆毀交流電。最后，這場電流大戰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，在當時每生產一匹交流電就必須向特斯拉繳納1美元專利費。在強大的利益驅動下，當時一股財團勢力要挾特斯拉放棄此項專利權，并意圖獨占牟利。經過多番交涉后，特斯拉決定放棄交流電的專利權，條件是交流電的專利將永久公開。

從用旋轉磁場的方法改進馬達而發明交流感應電動機、發電機，到創造第一臺無線電遙控機，發明推廣交流電體系，發明特斯拉線圈，制造人工閃電，研究全球無線供電系統，特斯拉的大部分發明專利都與電有關，他不愧為是電氣化領域的先驅，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，兩人被同時授予諾貝爾物理學獎，但是兩人都拒絕領獎，理由是無法忍受和對方一起分享這一榮譽。放棄了交流電專利權，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造出“光之墻”。此神秘之墻能使時間、空間、重力和物質被意志所改變，并產生出一系列似乎只在科幻小說中出現的事物，包括反重力太空船、空間傳送和時間旅行 。20世紀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。

【責任編輯】張小萌

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電流大戰中的里程碑事件

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的展區中出盡風頭。他展示了他的熒光燈和沒有電線連接卻能發光的燈泡等新發明；還有通電后就能旋轉而站立的銅蛋（稱為哥倫布蛋），特斯拉以此向人們說明他的感應電動機和旋轉磁場的原理。

關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年的電力系統仍然運作如常，從未間斷地產出天然能源，可謂是近百年來科學史上的一大奇跡。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，以紀念他對人類電氣化事業的無私奉獻。endprint