电气发明家尼古拉·特斯拉

电气发明家尼古拉·特斯拉

不知是电子游戏或影视作品的影响还是图书出版商的营销策略,生活于19、20世纪之交的电气发明家尼古拉·特斯拉突然成为人们热议的话题。他被冠以被埋没的天才、科学超人、创造20世纪的人等一系列头衔,并与达·芬奇相提并论。他的贡献也被神话化。

这样说绝不意味着特斯拉担不起“天才”的称谓——无论从何种意义上讲,他的确可以被称为天才。但他是否可以比肩达·芬奇,就有待商榷了。诚然,特斯拉和他的发明对人类生活方式产生了深刻的影响,他各种充满想象力的发明构想也确实令人惊叹。然而,过度解读恐怕与低估一样,都是和理解背道而驰的,特别是传闻中那些与特斯拉联系在一起的神秘主义传说。

特斯拉使电力成为方便可行的能源

大多数人首次听到特斯拉的名字是在中学物理课上——它作为描述磁场强度的物理学单位为人们所熟知。特斯拉拥有很多杰出人物共有的优点:自信、意志坚定,尤其令他自诩的强大的图像想象能力。用他自己的话说,他可以只在头脑中画出图,并进行调整,然后把东西组装起来,总能得到与他的设想一模一样的结果。

与“科学家”相比,用工程师或发明家来称呼特斯拉也许更为贴切。他一生最重要的贡献就是发明交流发电机和完整的输供电系统。他所制定的110伏、60赫兹的电流标准直到今天仍在美国和其他一些国家使用。与交流发电机相比,当时使用的直流发电机由于结构的固有缺陷,只能以较低的功率和电压发电,在整个线路上,每隔几十米就必须安装一台发电机,而交流发电机则一举改变了这一状况。

特斯拉的贡献还有发明特斯拉线圈和发展无线电技术。特斯拉线圈是一种利用电磁共振原理将低压电转换为高压电的装置。与一些传闻渲染的神秘色彩正相反,这种装置的结构和原理十分简单,而这也恰恰体现了特斯拉的天才之处。正是特斯拉线圈,使我们能将从空中截获的微弱电磁信号放大为能振动收音机扬声器的电流。而在此之前,尽管赫兹已经用实验证明了电磁波的存在,却从未有人想出实际应用这种微弱能量流的办法。当然,即使不用于无线电通信,特斯拉线圈本身也已是一项伟大的发明。而无线电技术的另一要素——也许是更重要的,则是电磁波的发射。从现有史料看,第一个能够发射电磁波的实用天线也是特斯拉设计的,他本人称之为“放大发射机”。他曾用这样一套设备在一座剧场中表演过电磁波的发射和接收。尽管如此,历史却将无线电通信归功于马可尼而非特斯拉。因为特斯拉将电磁信号从屋子一端传到另一端与马可尼跨越大西洋的信号传递相比,绝不仅仅是距离和规模的区别。而特斯拉之所以做不出马可尼那样的实验,是因为他一生都专注于设计发电机和输供电系统。尽管特斯拉已经意识到无线电在传输信号方面的潜力,但根本无暇顾及。他一看到无线电,想的就是用它来进行无线输电,而非其他。

除此之外,特斯拉还描述过一些令人瞠目的技术构想。比如,他早在1919年就宣称自己正在设计一种“没有机翼、没有副翼、没有螺旋桨……完全通过反作用”来推动的飞机,并可以通过遥控精确击中千里之外的目标。在25年后,德国发明的V2导弹与他上述构想的原理完全一致。

作为发明家,特斯拉无疑是功勋卓著的,但没有证据显示特斯拉对现代科学——包括他最精通的电磁学——作出过任何明确的理论贡献。事实上,尽管进行过大量创新性的电磁学实验,并曾在英国皇家学会、法国科学院等机构演讲,但特斯拉从未在学术刊物上发表过相关论文,他的演讲也大多是谈论既有理论前提下的技术构想和实现手段。在科学理论和数学方面,他懂的要比爱迪生多得多,他的传记和自述对于如何应用这些知识却语焉不详。值得一提的是,特斯拉在81岁时宣称完成了《引力的动力学理论》一书。这部从未出版的作品被一些追捧者称为“统一场论的先驱”,是特斯拉一生为数不多的理论性著述。

对特斯拉误读的原因

人们对特斯拉误读的原因是多方面的。首先,特斯拉本人极富个人魅力,他极其擅长在众人面前进行科学实验演示,表演一些视觉效果绚烂而又富于神秘感的电学实验。这在增加他知名度的同时,也在公众眼中为他笼罩上了一层神秘色彩。其次,他诸多天马行空的构想给予人们无限的想象空间。随着时间的推移,其中个别技术构想被后人实现,更增添了他身上那层神秘色彩。一时间,很多关于他的神秘传闻不胫而走,一些未能找到合理解释的神秘事件——如“通古斯大爆炸”——也被捕风捉影地与他联系到一起。后人更把他的一些发明和前沿科学联系起来,如将他发明的炭精纽扣灯称为原子加速器的前身等。更有甚者,一些神秘主义追随者坚信他是来自金星的高等生命体,然而特斯拉本人对神秘主义却不以为然。他是一名绝对的机械论者,并多次明确地谢绝那些试图在他这位“电气巫师”身上找到共鸣的神秘主义信徒。最后,特斯拉身上或多或少的悲情英雄色彩也增加了他的魅力,尤其让那些自认为怀才不遇的人找到了共鸣。事实上,其晚年因无法获得投资而陷入财务危机,很大程度上与他当时全力发展的无线输电技术的可行性不尽如人意有关。


中国社会科学报 苏湛(作者单位:中国科学院自然科学史研究所)

特斯拉的成就

尼古拉·特斯拉,塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家。他被认为是电力商业化的重要推动者,并因设计了现代交流电力系统而为人所知。在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上,特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。他的多项相关专利是现代无线通信和无线电技术的基石。

1887年,他组装了最早的无电刷交流电感应马达。1888年,他发展了特斯拉线圈的原理。1891年,特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到目标用电器之后,致力于商业化的洲际电力无线输送,并且以此设想建造了半成品——沃登克里弗塔。此外,国际单位制中用来衡量磁场强度(通常也作磁通量、磁感)的单位B,是以特斯拉的名字命名,符号为T(由国际度量衡大会在1960年确立)。

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小说的悲剧性又富有灵感的角色。他的发明成为许多科幻小说的主题。(资料来源:维基百科)





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