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尼古拉·特斯拉

Никола Тесла at age 34.

尼古拉·特斯拉(塞尔维亚文:Никола Тесла;1856年7月10日-1943年1月7日)是世界知名的发明家、物理学家、机械工程师和电机工程师。塞尔维亚血统的他出生在克罗地亚(后并入奥地利帝国)。特斯拉被认为是历史上一位重要的发明家。他在19世纪末和20世纪初对电和磁的贡献也是知名的。特斯拉的专利和理论工作形成了现代的交流电电力系统,其中包括交流电动机,他以此帮助推动了第二次工业革命。

在美国,特斯拉在历史上或通俗文化上的名声可以媲美任何其他的发明家或科学家。1893年他展示了无线通讯并成为了电流之战的赢家之后,就成为了美国最伟大的电机工程师之一而备受尊敬。许多他早期的成果变成现代电机工程的先驱,而且他的许多发现为开创性的重要。在1943年,美国最高法院承认他为无线电的发明者。特斯拉从不在意他的财务状况,在穷困且被遗忘的情况下去世,享年86岁。

在使用电的现代世界上到处都可以看见特斯拉的遗产。撇开他在电磁学和工程上的成就,特斯拉也被认为对机器人、弹道学、信息科学、核子物理学和理论物理学上等各种领域有贡献。特斯拉晚年被视为一个疯狂科学家并由于宣称可以创造怪异的科学发明而被注意。许多他的成就已伴随着一些争议被应用,去支持着许多的伪科学,如幽浮理论和新世纪神秘理论。特斯拉当代的钦佩者视他为“创造出二十世纪的人”。

他的姓氏被用来命名磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位﹕特斯拉(tesla),符号表示为T。

座落于贝尔格莱德的尼古拉·特斯拉博物馆.

 

传奇人生

 

早年

 

据传闻,特斯拉在一个电闪雷鸣的午夜,出生于一个名叫斯米连村庄的塞尔维亚人家庭中。这个村庄位于奥地利帝国(今克罗地亚共和国)的利卡区戈斯皮奇附近。他的受洗纪录证明他出生于1856年6月28日。其父亲名为米卢廷·特斯拉(Rev. Milutin Tesla),是一位在斯雷姆斯基卡尔洛夫奇教区的塞尔维亚东正教教堂里的神父。其母亲名为久卡(Đuka)就是一位塞尔维亚东正教神父的女儿,并且非常擅长于制作家庭手工工具。她能背许多塞尔维亚史诗,但从未学过认字。他的教父,Jovan Drenovac,是保卫军事边疆的陆军上尉。特斯拉为家中五个孩子之一,有一个兄弟(Dane,在尼古拉五岁时死于骑马意外)和三个姊妹(Milka, Angelina和Marica)。1862年时他的家庭移居到戈斯皮奇。特斯拉在克罗地亚的卡尔洛瓦茨上学,并在1875年奥地利的格拉茨科技大学修读电机工程。在那里,他学习交流电的应用。至少有两份资料说明他在格拉茨大学得到学士学位。然而他的学校却宣称他从来没有获得过学位,他在大学一年级只上了第一学期的课,并且在那期间已经不听课了。另一些人称他因交不起第一学期的学费而被迫退学了。据他大学室友所说,特斯拉没有毕业。在1878年,他离开格拉茨并且与家里断绝了所有的联系。他去了斯洛文尼亚的马里博尔,在那里他首次被聘为助理工程师持续了一年。在这期间他患上了神经衰弱。他的父亲一直劝他回到布拉格大学的查尔斯-费迪南德大学分校,于是他于1880年到那里读了夏季学期。然而当他父亲死后,只读完了一个学期,他就离开了大学 。

特斯拉热衷于阅读各种书籍。他能像照相机一般,记下整本书。特斯拉在他的自传里叙述了他所经历的灵感的每一个细节。在早年,他经历了一次又一次的病痛折磨。承受着奇怪的痛苦,眩目的闪光时常会出现在他眼前,并伴随着幻觉。大多数时候,这些幻像有关于一个词或者一个即将闪现的念头;仅仅听到一个词,他就能想像这个物体的实际细节。特斯拉能够在试验制造以前在脑中详细地视觉化他的发明。这是一项如今被称为视觉思维的技巧。特斯拉也经常快速地回忆起发生在他早年生活的事,这种情况在他的孩提时代已经出现了。

Nikola_Tesla_Memorial_Center----Nikola Tesla's birth house and statue in the village of Smiljan, Croatia.

 

法国与美国

 

在1882年他去了法国巴黎,在爱迪生公司做一名工程师,设计改进电器。同年特斯拉发明了感应马达并开始开发各种用到旋转磁场的设备(于1888年取得了专利)。

不久以后,特斯拉因得知母亲病危而急匆匆地离开巴黎,刚到达不久后的几个小时母亲就死了,当时是1882年4月。她临终前的最后一句话是:“你终于来了,尼古拉,我的骄傲。”当她死后,特斯拉就病了。他在母亲的出生地查茨和戈斯皮奇休养了两三个星期。

Tesla_young.

1884年,特斯拉第一次踏上美国国土,来到了纽约。除了前雇主查尔斯·巴奇勒所写的推荐函外,他几乎是一无所有。这封信是写给托马斯·爱迪生的,信中提到:“我知道有两个伟大的人,你是其中之一,另一个就是这个年轻人了。”爱迪生雇用了特斯拉,安排他在爱迪生机械公司工作。特斯拉开始为爱迪生进行简单的电器设计,他进步很快,不久以后解决了公司一些非常难的问题了。特斯拉完全负责了爱迪生公司直流电机的重新设计。

1919年,特斯拉写道:“如果他完成马达和发电机的改进工作,爱迪生将提供给他惊人的5万美元(如计入通货膨胀,相当于今天(2006年)的一百万美元)”。特斯拉说他的工作持续了将近一年,几乎将整个发电机重新设计了,使爱迪生公司从中获得巨大的利润和新的专利所有权。当特斯拉向爱迪生索取5万美元时,据传闻爱迪生回答他:“特斯拉,你不懂我们美国人的幽默”,就此违背了自己的诺言。这笔奖金的金额相当于公司创始资本,而以特斯拉当时每周18美元的薪水,他需要工作53年才能赚到。当特斯拉要求加薪至每周25美元遭到拒绝后,他辞职了。

特斯拉最后发现自己在爱迪生的公司仅仅是出卖体力,但在这段时间里,他开始关注于交流电系统的设计。

Nikola Tesla c.1879 at age 23, and his passport from 1883.

 

中年

 

在1886,特斯拉创建了自己的公司,特斯拉电灯与电气制造公司(Tesla Electric Light & Manufacturing)。投资商不同意特斯拉关于交流电发电机的计划,并且最终罢免了他的职务。在1886到1887期间,特斯拉在纽约做一个普通的劳动者, 既是为了糊口,也是为他的下一个工程计划积累资金。在1887,他组装了最早的无电刷交流电感应马达(brushless alternating current induction motor), 并在1888年为美国电气电子工程师学会作了演示。同年(1888),他发展了特斯拉线圈的原理,并且开始在西屋电器与制造公司(Westinghouse Electric & Manufacturing Company)位于匹兹堡的实验室与乔治·威斯汀豪斯一起工作。威斯汀豪斯听取了他的关于利用多相系统远程传输交流电的想法。

在早期的研究中,特斯拉制定了许多实验来产生X射线。特斯拉认为用他的电路,“我的仪器可以产生的爱克斯光(即X射线)的能量比一般仪器可以产生的要大的多。”

Urn with Tesla's ashes, Nikola Tesla Museum, Belgrade.

他还谈到用他的电路和单节点X射线产生设备在工作时的危害。在他许多调查这种现象的记录中,他归结了导致皮肤损伤的许多原因。他认为早期的皮肤损伤并不是X射线所引起的,而是臭氧的产生与皮肤接触,和一些亚硝酸接触所致。特斯拉错误的认为X射线是纵波。

特斯拉完成了一些实验先于伦琴证实了他的发现(包括拍摄他的手的X射线照片,之后他将照片寄给了伦琴),但没有使他的发现众所周知,他的大部分研究资料在1895年三月的第五大道一次实验室大火中给烧毁了。

特斯拉的发电机于1895年被其改进,改进中考虑到了液态空气。特斯拉知道,根据威廉•汤姆森(开尔文)的发现,液态空气重新液化时会吸收的并可以用来驱动东西的热量,要比理论上产生的要更多。

特斯拉早在1891年证实了无线能量传输,特斯拉效应(以此纪念特斯拉)是用来阐述这种类型的电导应用的术语(即能量穿过空间和物体的运动并不只是像穿过导体的电流一样)。

马克·吐温在特斯拉的实验室,1894年.

 

美国公民

 

在1891年7月30日,35岁的特斯拉加入美国国籍。同年在纽约第五大道建立了自己的实验室。在此之后,他在纽约的休斯顿街建立了自己的实验室。在那里他用机电振荡器进行了机械共振实验,他使周围的一些建筑物产生了共振,引来了警方的投诉。随着速度的增加,他用仪器到达了房子的共振频率,之后他发现了这个实验的危险,被迫强拆自己的房子来终止实验,此时警察也刚刚到了。他在纽约一些地方无线点亮了那里的电灯,为无线传输的可能性提供了证据。

特斯拉的挚友中有一些是艺术家。他结识了美国世纪杂志(The Century Magazine)的编辑罗伯特•安德伍德•约翰逊。与此同时,他也受吠陀哲学(即印度哲学)哲学家辨喜的影响,到后来他接触印度教吠陀思想,以至于特斯拉开始用梵文来命名他的有关物质与能量的基本概念。

Nikola Tesla, with Ruđer Bošković's book Theoria Philosophiae Naturalis, sits in front of the spiral coil of his high-frequency transformer at East Houston Street, New York.

当特斯拉36岁时,第一次获得了多相电源系统的专利权。他继续研究了旋转磁场的定律。1892至1894年,特斯拉担任美国电气工程师学会副主席和美国无线电工程师学会的先驱人,也就是后来的电气电子工程师学会。1893年至1895年,他在研究高频交流电。他用圆锥形的特斯拉线圈造出了百万伏的交流电,他研究了导体中的“集肤效应”,设计了调谐电路,发明了无绳气体排放灯,并无线发射了电能,造了第一台无线电发射机。1893年,在密苏里州的圣路易斯,特斯拉做了一个有关无线电通信 的演示。他在宾夕法尼亚州费城的弗兰克林学院发表演讲,详细阐述自己的想法。他说:

许多年以后,人类的机器可以在宇宙中任何一点获取能量从而驱动机器。

在1893年的世博会(即芝加哥哥伦布纪念博览会),这个世界性的博览会第一次为电子展品开设展区。特斯拉与乔治•威斯汀豪斯有历史意义的用交流电照亮了整个博览会借此向参观者介绍交流电。在展会上,特斯拉展示了他的荧光灯和单节点灯泡。一位参观者记述道:

房间内悬挂着两个用锡箔包裹的硬橡胶板。两个大约相距十五英尺。当电源接通,灯泡与灯管没有电线连接,而灯泡发光了。这个实验与两年前特斯拉在伦敦所做的实验效果相同。
特斯拉使一个铜质的蛋(称为哥伦布蛋)站立在了他的仪器上,以此阐述异步电动机和旋转磁场的原理。

Nikola Tesla's father Milutin, Serbian Orthodox priest in the village of Smiljan.

 

爱迪生

 

在19世纪80年代末,爱迪生推广用直流电来提供电力分配比特斯拉与威斯汀豪斯所推广的交流电来比,更有效果,因此特斯拉与爱迪生在一定程度上成为了竞争对手。直到特斯拉发明了异步电动机,交流电远距离高压传输的优点也就体现出来,同时也解决了机器不能用上交流电的问题。由于"电流大战"缘故,爱迪生和威斯汀豪斯几近破产,因此在1897年,特斯拉用自己的专利使用费替威斯汀豪斯缓解了一下危机。同年,特斯拉研究了粒子辐射,使他建立了宇宙射线基本方程。

当特斯拉41岁时, 他申请了第一个无线电专利 (美国专利 645,576)。一年后,他向美军演示了用无线电遥控船只,他认为美军会对像遥控鱼雷的东西感兴趣。特斯拉生成自己建造了“遥控力学的艺术”(Art of Telautomatics),是一种机器人,同时也是一种遥控科技。1898年,他在麦迪逊广场花园的一次电学博览会上向公众演示了无线电遥控船只。特斯拉称那船只叫“远程自动化”(teleautomation)。20世纪60年代以前无线电遥控还是个新鲜事物。特斯拉发明了给汽油机(内燃机)的“电点火器”即火花塞,他获得了专利美国专利 609,250。

特斯拉

 

科罗拉多斯普林斯

 

1889年,特斯拉决定迁往可以让他有做高频高压实验的地方,科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯,并开始在那儿进行研究。到达后不久他向记者说,他正在做将讯号从派克斯峰(附近的一座山)送到巴黎的无线传输实验。特斯拉的日记里有他对关于电离层及地下纵波与横波的实验的阐述。 在实验室中,特斯拉证明了泥土是导电体并制造出人造闪电。 特斯拉通过自己的接收器观察了闪电并研究了大气电。特斯拉的接收器与检波器的复制品到了非常复杂的程度(例如,分布式元模型,Q因子,空腔谐振器,无线电频率反馈和再生电路)

特斯拉研究如何无线传输能量与电力。他在自己的实验与发现的基础之上通过计算得出地球的共振频率接近8赫兹。20世纪50年代, 研究人员证实电离层的空腔谐振频率在此范围之内(后来称之为舒曼共振)。

特斯拉于1900年1月7日离开了科罗拉多斯普林斯。实验室被拆除,里面的东西全都被卖掉来抵债。在科罗拉多的实验为特斯拉下一个计划做好了准备,建立一个无线能量发射设施,也就是后来的沃登克里弗塔。特斯拉因发明增加电子波动强度的仪器而被授与美国专利 685,012专利。

特斯拉的交流发电机用来远距离输送电力.

 

晚年

 

1900年,特斯拉拿着150,000美元 (51%来自于约翰·皮尔蓬·摩根)开始计划建造沃登克里弗塔。于1902的七月,特斯拉的研究从休士顿街移到了沃登克里弗塔。此塔最终在第一次世界大战期间被拆除而报废。当时的报纸称沃登克里弗塔为“特斯拉的百万大建筑”。于1904年,美国专利及商标局撤销了原本的判决,给了古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)无线电的专利权,之后特斯拉便开始他的无线电专利权之战。1906年,在他的50岁生日之际,特斯拉示范了他的200匹马力(150千瓦),每分钟一千五百转的无叶片涡轮。1900年-1911年之间,在纽约的“水边发电站”(Waterside Power Station),他的一些无叶涡轮引擎在100–5000匹马力进行测试。

交流发电机原理说明.

 

场论

 

81岁的特斯拉声称他已经完成了《重力的动态理论》。他表示这个理论“在任何细节中都运作的完美无暇”而他希望赶快向全世界公布。这个理论从没被正式出版过。 统一场理论至今仍是理论物理学的致力解决的难题。包括爱因斯坦在内的科学家尚未有一人接近这一目标。

 

电影

 

历史上第一部科学怪人电影中的电流装置是由尼古拉·特斯拉设计的。

2006年电影致命魔术内也有提到尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla),作中指示他的放大发射器发明是能够复制物品的机器。

2008年电影K20:怪人二十面相中虚构了特斯拉的“特斯拉装置”。该装置可以使电器不借助电线便运行起来,比如在数米之外运行特斯拉装置,可以使一颗没有放入台灯中的台灯灯泡发光。

 

逝世与遗产

 

尼古拉·特斯拉孤独的于1943年1月7日在纽约酒店3327房间死于心衰竭。因为拒绝出售他的交流电专利,特斯拉非常穷困,并在死后留下了一大笔债务。在那一年的晚些时候,美国高等法院决定维持特斯拉的专利号。

尽管是美国人,但在特斯拉的死被公开之后,隶属政府的外国人财产保管局仍取得了他的研究资料和专利。在他去世的时候,特斯拉仍然在继续他对Teleforce武器和死亡射线的研究。尽管他没有成功向美国战争部推销出这些武器。他提出的死亡射线被认为是一个粒子束武器。美国政府没有找到安全的原型装置。在战争部联系了FBI之后,他的研究被宣布为最高机密。受总统顾问的意见,他的所有个人物品都被查封;约翰·埃德加·胡佛宣布由于特斯拉得发明及专利的性质,他的所有研究都为绝密。有一份文件记载道“[他]据报告有80个分布在不同地方的手提箱,那里面有他的研究手稿以及试验计划...”。

由于他的研究的潜在重要性,特斯拉的家人和南斯拉夫大使馆一直努力从美国当局取回这些物品。最终,他的侄子萨瓦·科萨诺维奇 (Sava Kosanoviċ)取得了他的一些私人物品的所有权,这些物品现在陈列于尼古拉·特斯拉博物馆。

Wireless transmission of power and energy demonstration during his high frequency and potential lecture of 1891.

特斯拉的葬礼于1943年1月12日在纽约曼哈顿的圣约翰座堂举行。他的骨灰于1957年被安葬于贝尔格莱德的尼古拉特斯拉博物馆。

 

大众文化中的尼古拉·特斯拉

 

尼古拉·特斯拉曾于许多不同的大众文化中出现,例如书,电影,广播,电视,音乐,剧院演出,漫画以及电子游戏。由于人们对于他一生都缺乏了解,这让他成了一个很适合戏剧性的小说的悲剧又富有灵感的角色。特斯拉尤其适合有关他的研究的科幻故事。尼古拉·特斯拉所发明的技术的影响是许多种类科幻小说的主题。

Tesla_colorado_adjusted.

 

科学研究

 

人物简介

 

1856年7月10日出生在距离格斯匹奇不远的斯密利杨;于1943年1月7日,卒于纽约的“纽约人”旅店.

特斯拉(Nikola Tesla,1856—1943)原名尼古拉·特斯拉。出生于克罗地亚的史密里安,后加入美国籍。早年在巴黎欧洲大陆爱迪生公司任职,因创造性的劳动,被转送到美国的爱迪生电器研究中心,与爱迪生(1847—1931)共同工作。

他发明了交流电动机。后来,他开创了特斯拉电气公司,从事交流发电机、电动机、变压器的生产,并进行高频技术研究,发明了高频发电机和高频变压器。1893年,他在芝加哥举行的世界博览会上用交流电作了出色的表演,并用他制成的“特斯拉线圈”证明了交流电的优点和安全性。

1889年,特斯拉在美国哥伦比亚,实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约的高压输电实验。从此,交流电开始进入实用阶段。此后,他还从事高频电热医疗器械、无线电广播、微波传输电能、电视广播等方面的研制。

为表彰他早在1896~1899年实现200 kV、架空57.6 m的高压输电成果,与制成著名的特斯拉线圈和在交流电系统的贡献,在他百年纪念时(1956年)国际电气技术协会决定用他的名字作为磁感强度的单位。

在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T,它是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位。垂直于磁场方向的1米长的导线,通过1安培的电流,受到磁场的作用力为1牛顿时,通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉。一般永磁铁附近的磁感应强度大约是0.4-0.7特,在电机和变压器的铁心中,磁感应强度可达0.8-1.4特,通过超导材料的强电流的磁感应强度可达1000特,而地面附近地磁场的磁感应强度大约只有0.5*10的-4次方特。

An experiment in Colorado Springs. This bank of lights is receiving power by means of electrodynamic induction from a nearby transmitter

 

教育背景

 

传说,这位工程师在自己出生的斯密利杨和格斯匹奇读小学;中学毕业于卡尔洛瓦茨的拉可瓦茨.中学时代的特斯拉最喜爱读书,玩牌和养鸟.并且他在此后的一生中都养鸟.尼古拉特斯拉6岁时就曾改进过自己家附近的瓦格纳茨河上的一座旧磨房.

中学毕业后的特斯拉得了两年霍乱,在那之后的1875年,他不顾父母希望他成为牧师的心愿,进入了格拉孜的综合技术学院学习.5年后,他被布拉格的查理大学技术系录取,但是由于经济原因,一年后他就工作了,在布达佩斯做设计工程师.他在那里参加了新的电话中心的建设,并改善了电话的设备和电话的声音效果.

A Colorado Springs experiment: here a grounded tuned coil in resonance with a distant transmitter illuminates a light near the bottom of the picture.

 

争议人物

 

特斯拉在国际上是一个非常有争议的人物,对他毁誉参半,甚至被归结为伪科学家。

特斯拉是上个世纪之初少有的实验通才,他机电工程,无线电工程,流体工程,低温工程,地球物理,真空技术,飞行器技术方面等等都有专利成就。特斯拉在各个国家的所有专利,包括他所有未曾批准的专利和所有具有专利价值的各种发明,总共加起来有700多项。特斯拉不仅是科学家,致力于探索和把握的未知自然现象,而且是能工巧匠,他的某些实验成就,比如说球状闪电的人工制造,即使今天用最先进的设备,也模仿不出来。特斯拉最有价值的成就是发现了旋转磁场原理,发明了多相交流供电系统和交流感应电动机。他的最著名的发明是“特斯拉线圈”,这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。他是最早制作成功荧光灯和发现和研究X射线的科学家之一,并首先发现了红宝石激光效应,以及点电子显微镜效应。特斯拉还是无线电遥控的鼻祖,他使用谐振电路最早实现了计算机“与门”的逻辑原理,还最早阐述了雷达的原理,还最先用他自制的高灵敏度接收机接收到了天外无线电脉冲信号,探测过宇宙射线,发明过一种革命性的无叶片涡轮机等等。

特斯拉线圈的线路和原理都非常简单,但要将它调整到与环境完美的共振很不容易,特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”,现在称之为大功率高频传输线共振变压器,用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术,值得一提。特斯拉把地球作为内导体,地球电离层作为外导体,通过他的放大发射机,使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同,而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似,当没有电力接收端的时候,发射机只与天地谐振腔交换无功能量,整个系统只有很少的有功损耗,而如果是一般的无线电广播,发射的能量则全部在空间中损耗掉了。特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性,证明这种方案不仅可行,而且效率极高,对生态安全,并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取,在现有的政治和经济体制下,无人实际问津这种主张。

The Wardenclyffe Tower facility.

 

敢为天下先

 

特斯拉一生坎坷,他的成就与他敢于冒险的勇气密不可分,他“敢为天下先”,并且一干到底,哪怕此路不通。他所从事的极高电压的研究充满生命危险,并且常常冒着生命危险进行各种示范表演。他最拿手的好戏是让上百万伏的高频电压通过自己的身体,展示出惊人的放电效应。在研究过程中,他受过电击,受过大剂量的X射线的照射,在研究磁暴线圈时,感受磁暴对生命意识的影响,而同样强度的磁暴能够让附近的金属箔挥发得无影无踪。在晚年还曾被出租车撞伤,尽管这样,他还是活到了八十六岁高龄,在旅馆中孤独逝世,终身未婚,将一身献给了科学事业。他逝世的时候,除了成吨的文件资料,没有留下任何财产和遗言,真可谓来去无牵无挂,十分令人感动。特斯拉逝世以后,他的文件资料随即被美国政府抄收了去,被定为绝密情报,出于国家安全的考虑,拒绝向公众公开。

Nikola Tesla on contemporary 100 Serbian dinar bill.

特斯拉之所以在科学史中被“除名”,是因为他反对相对论,坚持传统的物理观,与当时蓬勃发展起来原子物理学格格不入,加之晚年遁世隐居,想入非非,不切实际,因而他不太受正统的科学团体所欢迎,甚至被斥为卖弄江湖妖术的骗子,他的实验室也被描绘成散发出妖气的阴森森的中世纪炼丹术士的场所。不过,最主要的原因是当年为了实现他那最远大的抱负,实现全球的无线输送电力革命,筹建了沃登克里弗广播塔,后来马可尼(摩根的帮助下)先声夺人,抢先获得了无线电商业上的成功,因而特斯拉的这一计划胎死腹中(特斯拉死后美国撤销了马可尼的无线电的专利,恢复了特斯拉的无线专利所有权,同时交流电的专利也在死后,美国才通过专利审核),欠了投资人摩根一屁股债,摩根以他的经济和政治手腕,下令美国所有学校课本删除特斯拉的名字,从而一直影响到现在。后来,为了表彰他在交流电系统中的实际贡献,国际电工委员会将磁感应强度的国际单位制命名为特斯拉。

特斯拉素描画像

特斯拉在国际上特别受到崇拜,他以多才多艺的实践成就,为后人树立了榜样,国外至今还有很多人探索他那些失传了的技艺。我觉得这与西方重视实践的良好倾向密切相关。特斯拉反对正统理论,他总是以自己设计的巧妙实验来说话,而不是空谈理论,因而,往往他对自己实验结果的解释是错误的,但对别的科学家而言,也常常因此而有意外的收获。在当今“组织化”了的社会中,很难出现第二个特斯拉式的人物了。社会高度的组织化,使人无需成为在各个领域都有成就的通才,每个人只要循规蹈矩,与他人良好合作,在自己狭小的领域内发挥好作用就能获得成功,无需拼搏,无需冒险。组织化了的现代人的很难认同特斯拉,而特斯拉的现代崇拜者也多是那些不愿循规导矩的人。不过,在西方正统科学团体内“科学已经终结”了的不和谐论调下,越来越多的西方科学家重新认识到,实践是科学的源泉,是人与大自然联系的桥梁,理论已经脱离大自然现实如此之远,以至于举步维艰。所以在西方,特斯拉曾经有过的主张越来越受到正统科学界的重视,特斯拉的影响可以说是波及未来。

Bust of Tesla by Ivan Meštrović, 1952, in Zagreb, Croatia.

 

终身不娶

 

天才出于勤奋,为了献身科学研究事业,特斯拉终身不娶。他说:“电给我疲乏衰弱的身躯注入了最宝贵的东西一一生命的活力、精神的活力”。他为了把构思转变成现实发明,他舍不得睡觉,每天只睡2个多小时,最终独自获得1000多项发明专利。我对我的导师特斯拉的评价是:“天才勤奋性难移,无需扬鞭自奋蹄;终生努力演大戏,惊世伟业创奇迹。搞研究只争朝夕,追理想终身未娶;挤时间睡都可惜,讲奉献恩惠全舆。”特斯拉的专利是他个人独自构思和撰写的,是名副其实的专利发明人;而爱迪生的专利是靠他创立的美国通用电器公司的庞大的实验队伍完成的,爱迪生因为是美国通用电器公司老板而拥有专利,爱迪生并不是真正的专利发明人;特斯拉于布拉格大学毕业,爱迪生小学未毕业,因此,一对一比较而言,独行侠特斯拉个人的科学与发明成就比完全依赖于商业研发团队的爱迪生个人的纯商业发明成就要伟大许多倍。特斯拉和爱迪生都是人才,但是,尼古拉.特斯拉是科技天才、商业地才,托马斯.爱迪生是科技地才、商业天才。

Tesla-Tower(Wardenclyffe) 3D,白色背景,不知原作者是怎么知道详细结构的。

 

社会影响

 

特斯拉属灵感类天才,爱因斯坦属沉思类天才。如果爱迪生靠得是勤奋的话,那么特斯拉则是靠灵感。他是一位不折不扣的天才。有位科学家曾经说过,如果当时的国际社会全力支持特斯拉的发明想法的话,那么100年前的社会将比现在还发达。特斯拉是和爱迪生同时代的发明家,磁感强度单位就是以他命名的,我们就从他发明的交流电与爱迪生之间的战斗说起吧。

特斯拉线圈

因为仰慕爱迪生,1884年特斯拉被巴切勒推荐到美国加入爱迪生的公司。特斯拉和爱迪生天生就属于水火不相融的人,他们两人之间存在严重的分歧。爱迪生注重实践,是位凭经验在摸索中进行发明的人;特斯拉是那种注重理论的人,他觉得爱迪生的做法是十分愚蠢的,他认为实验必须要有理论依据做基础,而不是像爱迪生那样光一根灯丝就做了10000多种尝试(他在世界各地找来了6000多种竹子来做实验,在实验次数快达到1万次的时候,终于找出了适合做灯丝的竹子)特斯拉后来常常针对这种“经验拖网”逗乐说,“如果爱迪生在一大堆草里找一根针,他一定立刻像一只蜜蜂那样,不辞辛苦的一根稻草一根稻草翻看看,直至找到他所要的东西为止。其实如果要是懂一点点理论稍微计算一下的话那么他可以很轻松的省掉90%的劳动。”

特斯拉线圈

有一次,特斯拉同爱迪生谈论起发电机的几种潜在的改革可能,爱迪生轻蔑地说:“如果你能做成,付你5万美元。”特斯拉发疯似地一连工作了几个月的时间对发电机进行改革试验,把改革后的附件装入发电机后,他完全成功了。当他向爱迪生索取5万美元时,爱迪生却回答说:“特斯拉,你不懂我们美国人的幽默。”因为特斯拉的才能过于突出,所以屡次受到爱迪生的排挤的迫害,愤然从爱迪生的公司辞职。

特斯拉线圈

1880年,特斯拉发明了世界上第一台交流电发电机。他坚信交流电终有一天会使供电范围更广,成本更低。爱迪生对这种设想则不屑一顾,不愿做认真考虑。

离开爱迪生之后,特斯拉得到了乔治·威斯汀豪斯的支持,终于将交流电引向实际应用。1888年,特斯拉成功地建成了一个交流电电力传送系统。他设计的发电机比直流发电机简单、灵便,而他的变压器又解决了长途送电中的固有问题。这无疑大大打击了爱迪生大力推广的直流电(由于当时爱迪生在直流发电机上的收入颇丰,所以他不愿意进行其他研究)。

爱迪生还是意识到交流电可以降低成本,这是无疑的,从经济角度来攻击交流电,势必要以失败告终。于是,他就在交流电的其他方面做文章。他认识到,在19世纪的最后一段时间里,公众对电力还怀有畏惧心理:电力虽然可为人类带来利益,但它也可能杀人。所以,宣传高压的危险,是搅乱公众头脑最有效的办法。

特斯拉线圈

于是,他发行了一本题为《当心》的小册子,书中详细地列举了交流电的所谓种种危险,并把交流电的使用令人难以置信地描述为“枉费心机”。爱迪生还在《北美周刊》发表了一篇题为《电灯之危险》的文章,攻击交流电的使用。他说:“与我保持联系的一家电灯公司前些时候购下了一整套交流电系统的专利。对此,我表示抗议,内容都记在了公司的备忘录上。迄今,我已成功地说服他们不向公众推广这种系统,今天即使是我同意推广,他们也不会这样做。”

爱迪生除了在舆论上压倒对方以外,为了证明自己的论点,他还专门建立起一座巨大的试验室,雇用小学生们到街上去抓小猫小狗等牲畜做实验,残忍地将它们置于交流电下电死。他还疏通了纽约州监狱的官员,让他们答应将绞刑改为电刑,即改用特斯拉专利所提供的交流电的电刑。1890年8月6日,一名杀人犯威廉·凯姆勒在奥本坐上交流电椅死去。由于没有经验,当局所使用的电荷太弱,犯人只被电得半死。据当时媒体报道,这种恐怖的景象,比绞刑可怕得多。从此,交流电在许多人的心目中引起了恐惧,便成了死神的同义语。

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但是,实践证明交流电具备很多优点,所以特斯拉并没有被爱迪生的一连串攻击所吓倒。为了改变公众对交流电的印象,他聘请匹茨堡的记者E·H·海因希斯作为他的新闻顾问。在E·H·海因希斯的安排下,特斯拉在1893年,芝加哥博览会的记者招待会上,用电流通过自己的身体,点亮了电灯,甚至还熔化了电线,使在场的记者一个个惊讶得目瞪口呆,取得了极大的宣传效果。由此改变了公众对交流电的看法,使世界步入了交流电时代。

特斯拉除了在电力方面做出了杰出的成就之外,在其他方面的发明发现也相当惊人。他一生致力于研究非线性(即输入和输出不成正比)问题,曾经说过他可以将地球一分为2。早在1912年特斯拉提出:“若把物体的振动和地球的谐振频率正确地结合起来,在几个星期内,就可以造成地动山摇、地面升降。”1935年,特斯拉在其实验室打了一个深井,并在井内下了钢套管。然后,他将井口堵塞好,并向井内输入不同频率的振动。奇妙的是,在特定的频率时,地面就会突然发生强烈的振动,并造成了周围房屋的倒塌。当时的一些杂志评论说:“特斯拉利用一次人工诱发的地震,几乎将纽约夷为了平地”。这就是著名的特斯拉实验。这种小输入强输出的超级传输效应称为特斯拉效应,是地球物理武器的关键,所以特斯拉也是超距武器的奠基人。

特斯拉线圈

不仅如此,特斯拉还发明了特斯拉变压器,交流电摩打,现代电脑基础,无线通信,太阳能系统,雷达装置,机器人,死光,测谎仪,提出电磁射频武器概念...这些发明和发现超越了当时的科学技术几个时代,有的理论就连现今最先进的科学技术也无法完美解答。特斯拉死后,美国FBI将他的所有设计图纸与实验作品全部没收,美国军方对他的论文研究至今也没有停止。这也更为特斯拉造就了一份神秘色彩。

虽然特斯拉天生奇才,但是命运弄人,特斯拉的际遇比较坎坷,而且他的性格比较怪僻,所以后人对他的评价明显地低于了他的历史成就。特斯拉于1943年孤独地死在酒店。

 

物理单位

 

特斯拉英文为tesla(字首小写),符号表示为T,是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位。在1960年巴黎召开的国际计量大会上,此单位被命名以纪念在电磁学领域做出重要贡献的美籍塞尔维亚发明家、电子工程师尼古拉·特斯拉。特斯拉用以衡量单位区域通过的总磁通量,与区域面积无关。

1 T = 1Wb/m2=1N/(A·s2)=1Kg/(A·s2)

 

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