[物理史] 特斯拉 (Nikola Tesla) 取得了「电

2020-06-10



(译自APS News,2003年5月)

[物理史] 特斯拉 (Nikola Tesla) 取得了「电

特斯拉(Nikola Tesla)

电是现在大多数人视之为生活中理所当然的一环,一般大众都将爱迪生 (Thomas Edison) 和电传输过程的发明与联想在一起,但其实现在所採用的电传输方法主要应归功于特斯拉的努力。

特斯拉于1856年7月诞生在克罗埃西亚利卡区 (Lika)的史密里安 (Smiljan),父亲是塞尔维亚东正教会的牧师。他就读过奥地利葛拉兹理工学院 (Polytechnic Institute in Graaz, Austria),以及布拉格大学(University of Praque),最初想不顾家人期待他追随父亲神职事业的希望,专攻物理和数学,但他很快地着迷于电学,而于1881年匈牙利电话公司当电机工程师,开启了他的生涯,他在那里最先设计感应马达的概念。

1882年2月,特斯拉发现了转动磁场的效应,可广泛应用于使用交流电的电器上。

他花了一点时间在巴黎的欧陆爱迪生公司,设计发电机,并于1883年建造出一种感应马达的原型,使其成功地运转。

隔年,特斯拉去美国,在爱迪生实验室找到了工作,但他们两人很快地因直流电或交流电的使用问题意见相左。爱迪生认同直流电,它持续地往同一方向流动,不像交流电每秒改变50或60次方向。交流电压可使用变压器增高的方式,使电流相对应地降低,以减少长距离输电的电阻热耗损;而在直流电系统中,输电耗损需每2哩就得增设一个输电站。

特斯拉发展出发电机、电动机和变压器的多相交流电系统,终于获得了40项美国基本专利。美国实业家威斯汀豪斯(George Westinghouse)买下了他所有的专利权,决定在美国供应特斯拉系统,最后它凭靠着技术上的优势胜出,成为20世纪的标準电力系统。

1888年5月,特斯拉在获得一项电传输的专利后,接着于1893年在芝加哥哥伦布纪念博览会中示範交流电。之后,他于1895年在尼加拉瓜大瀑布设计第一个水力发电厂,完成了他的终身梦想。

[物理史] 特斯拉 (Nikola Tesla) 取得了「电

特斯拉坐在位于科罗拉多泉的实验室,其放大发射台产生的电压高达数百万伏特,电弧光约长7公尺(23呎)。

1899年,特斯拉在科罗拉多泉市 (Colorado Springs)建造了一个实验站,以高电压,高频率的电以及其他现象作实验,来产生无线电波,可以无线传输好几哩。他也在此做了他认为最重要的发现:地面驻波,证明了地球可做为一个导体,会如音叉一样对于某特定频率的电振动产生反应。

特斯拉于1891年发明了特斯拉线圈,现在广泛使用于收音机、电视机以及其他的电器设备上。他得到摩根(Pierpont Morgan,美国银行家)的财务支援,于1901-1905年间在美国长岛首黑村 (Shoreham,Long Island) 建造了沃登克里弗实验室(Wardenclyffe laboratory,银行家律师沃登提供兴建土地)和其着名的通讯塔,高187呎,上面有直径68呎的圆屋顶。它原预定用来做为第一个传播系统,将信号和电力无线传播至全球各地。它的放大发射台是曾建造过最大的特斯拉线圈,可以发电30万瓦,据报导可以产生130呎长的闪电。但特斯拉在通讯塔完工前和摩根闹翻了,整个未完成的建筑也在1917年被拆除。

特斯拉其他的发现还包括有日光灯、无叶片涡轮机、无线通讯、无线电力传输以及遥控。然而至今大多数的历史书籍都还说收音机是马可尼(Guglielmo Marconi,义大利发明家)发明的,许多电器产品是「爱迪生公司」发明的,即使他们都使用特斯拉-威斯汀豪斯的交流电系统,而这些疏忽使得特斯拉的拥护者称呼特斯拉为「被遗忘的科技之父」。特斯拉谈及他那时代那些怀疑者时说:「目前是他们的,但未来,对于我实际所做的,是我的。」

虽然特斯拉有许多(已被认定和未获认定)成就,但他真是一个古怪的人,而且他的怪异行径随着年龄增加而更加明显。他总是带着白色手套,难得跟人握手,因为他的病菌恐惧症越来越严重。他从不住在3的倍数之旅馆房间和楼层,畏惧女人配戴珍珠耳饰,坚持用餐时要用大量餐巾,以用来一丝不苟地擦拭他的银餐具。在他生命末期,他做出死亡射线的奇异主张,说它可让整支军队瞬间消失,且能和外星通讯。

特斯拉于1943年1月7日在他最后居住长达10年之久的纽约客旅馆辞世,几乎身无分文。死后9个月,美国最高专利法庭判定无线传输和广播之父应该是特斯拉,而不是马可尼,这对已故的发明家来说算是有点迟来的胜利。


原文刊载于物理双月刊2012年6月号34卷第3期,感谢杨信男教授同意授权刊载。

系列文章100篇已集结成册,由五南出版,书名为《物理奇才奇事》。

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