还原真实的特斯拉

　　提到“特斯拉”你会想到什么？是即将在中国上市的美国电动汽车品牌，还是物理教材中的磁感应强度单位？

　　无论是汽车还是物理学名词，“特斯拉”的大名其实都源于一个真实的人——美籍塞尔维亚电气工程师、与爱迪生齐名的发明家尼古拉·特斯拉。

　 　特斯拉坎坷的一生颇具传奇性，近几年在一些文艺作品的渲染下，他的人生又多了许多神秘色彩。有人把他描述成一个具有特异功能的超人，有人怀疑他是来自外 星球的高等生物，还有人认为地球上发生的许多神秘事件都与他的研究有关。特斯拉的发明创造及研究范围大多与电气、电子、光、无线电等有关，看不见摸不着的 “电”让特斯拉的真实面目更加模糊。

为电而生

　　有人会说，如果没有爱迪生，也许人类还只能用烛光照亮黑夜。但也有人会说，如果没有爱迪生，还有特斯拉呢！特斯拉才是上帝派给人类的普罗米修斯、电气电子之神！

　 　历史没有“如果”。在无线电通信和电力系统发展的过程中，我们既有爱迪生，又有特斯拉，上帝给人类派来了两位伟大的发明家。在爱迪生9岁的那一年，尼古 拉·特斯拉伴随着一道闪电来到了人间。3岁时，特斯拉用手抚摸他的宠物猫，突然看到一道细微闪光穿过手掌，随即带来一阵奇怪的麻痹感。父亲告诉惊魂未定却 又不停地问“为什么？”的儿子，“那是电，和天空打雷时一样的电！”小特斯拉心里想：“和打雷闪电一样？难道天地宇宙是一只大猫吗？如果是一只大猫，又是 谁在抚摸它呢？太多的疑问纠缠着这个不停思考的孩子。从此，“电”这个名词，深深地刻在了特斯拉的脑海中。孩童和少年时代的特斯拉经常出现幻觉，眼中总是 看到火花电光闪烁一片。

　　父亲希望特斯拉将来做牧师，特斯拉却暗暗立志，要毕生研究电。后来特斯拉染上了霍乱，这一场大病动摇了父亲的信念，成就了儿子的梦想，从此，特斯拉与电结下不解之缘。

美国梦

　　1884年，特斯拉带着他的美国梦，从巴黎来到纽约。一路上钱和车船票全被小偷偷走了，到达美国时口袋里只剩下4美分，他慕名投靠到当时已经大名鼎鼎的爱迪生门下。

　 　两年前，爱迪生——这个新泽西门罗公园的奇才，用他的白炽灯泡和华莱士的直流发电机，第一次点亮了曼哈顿！那是1882年6月17日的晚上，突然，位于 麦迪生大道上的意大利式摩根豪宅，200多只灯泡同时亮了起来，宝石一般柔和明亮的灯光，照亮了这位华尔街金融大亨新家的每个角落！

　　在 此之后，爱迪生的直流供电系统从曼哈顿向各地延伸，人们为新技术的成功而欢呼雀跃的同时，也被它带来的危险及不便所困惑、烦恼和惊吓。比如，摩根的邻居布 朗太太，受不了摩根家地下室里发电机运转时震耳欲聋的声音；更为可怕的是，还经常有些小的电力灾难，因短路而造成起火和触电事故，让人们对这个新技术既爱 又怕，耿耿于怀。

　　这时，正好特斯拉来了，爱迪生称他为“我们的巴黎小伙子”。爱迪生立刻发现这个塞尔维亚裔的年轻古怪工程师是个很有用 的人才，便委以重任，让他去改良很不完善的直流供电设备，并口头承诺5万美元的奖赏。特斯拉兢兢业业地工作，不到一年就设计出了24种不同的机器来取代旧 机器。但是当他向爱迪生提到承诺的奖金时，得到的却是爱迪生轻飘飘的一句话：“啊，你太不懂我们美国式的幽默了！”

世纪电流大战

　 　更令特斯拉不快的是，爱迪生的公司里，没有一个人愿意接受他关于交流电的看法和建议。特斯拉早在学生时代，就在脑海中完成了有关交流感应发电机的构想， 他是带着他的“交流之梦”来找爱迪生的。但是，技术的发展并不只与技术本身有关，市场的走向、商业的运作、公司的发展、投资者的利益，诸多的因素掺杂其 中。历史总是有相似之处，20世纪末21世纪初，世界上演了一场互联网大战，而在100多年前，特斯拉和爱迪生之间则有过一场“电流大战”。

　　爱迪生当然不会接受特斯拉有关交流电的突发奇想，那时正是他的直流供电系统蒸蒸日上的时期，爱迪生本人也已经因此而腰缠万贯，变成了一位商界名流。

　 　在爱迪生的公司里，特斯拉实现不了他的交流电之梦，又被爱迪生不遵守承诺而激怒。因此，特斯拉一气之下便辞职离开了爱迪生公司。当然，为自己鲁莽仓促的 决定，特斯拉付出了沉重的代价，他辞职之后一两年内的生活全靠体力劳动支撑。后来，连特斯拉的工头都发现，这个塞尔维亚年轻人不是一个普通的、认真干活的 工人，起码能算是一个有经验的工程师，甚至是一位电学专家。因此，工头把他介绍给自己认识的大人物。终于有一天，特斯拉有了重圆电气梦的机会，他在自由街 87号有了第一个电气实验室，他开始研发早就在脑海里完成多次的整套交流电供电设备。

　　在特斯拉为贫困所趋到处打工的时日里，交流电和直流电的“电流之战”已经悄然而起，这场战争是从来自匹兹堡的乔治·威斯汀豪斯的交流电公司侵犯到爱迪生的供电市场而开始的。

　　乔治·威斯汀豪斯是美国著名的实业家、发明家，西屋电气公司创始人。1888年7月底，特斯拉带着交流电方面的多项专利，正式加盟威斯汀豪斯，使其与爱迪生的电流之战达到白热化。

　　与直流电相比，交流电在发电和配电方面有许多优越之处，这也是为什么特斯拉所发明的三相交流电及其感应电机设备，以及110伏特、60赫兹的供电标准在美国沿用至今的原因。

　 　特斯拉发明的多项交流发电机可以很方便地把机械能、化学能等转换成电能；交流电系统利用电磁感应的原理建造变压器后，可以很方便地升高降低电压，达到远 距离传输的目的。因为在高压的情况下进行传输，才能降低损耗，传得远。而爱迪生推崇的直流电，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。

　　当然，从物理的角度看，直流电输电也有其优越之处，没有因为电容电流而产生的损耗；没有因为趋肤效应而引起的电线有效面积的减少；不需要交流输电的同步调整等等。

　 　交流电最独特的优势是容易变压。因为传输的损耗与电流平方成正比，所以，传输电流越小，损耗就越小。而传输的功率则等于电压和电流相乘，要减小电流从而 达到减小损耗的目的的话，就必须要增大电压，才能将同样数值的功率传输到用户端。比如，传输同样的功率，如果电压加倍，电流则减半，损耗则减到四分之一。 并且，用户离得越远，就需要将传输电压升得越高。交流电容易变压的特点正好适合高压输电，使用结构简单的变压器即可将电压升至几千至几十万伏特，传送到几 百千米之外，这是爱迪生的直流供电系统望尘莫及的。

　　然而，爱迪生为了商业的利益，极力维护他的直流电独立王国，用尽心机和手腕，拼全力拒绝和诋毁交流电。最后，这场电流大战以威斯汀豪斯和特斯拉的胜利而告终。

　 　后来，交流电逐渐取代了直流电成为供电的主流。而特斯拉拥有交流电的专利权，在当时每生产一匹交流电就必须向特斯拉缴纳1美元专利费。在强大的利益驱动 下，当时一股财团势力要挟特斯拉放弃此项专利权，并意图独占牟利。经过多番交涉后，特斯拉决定放弃交流电的专利权，条件是交流电的专利将永久公开。

　　从用旋转磁场的方法改进马达而发明交流感应电动机、发电机，到创造第一台无线电遥控机，发明推广交流电体系，发明特斯拉线圈，制造人工闪电，研究全球无线供电系统，特斯拉的大部分发明专利都与电有关，他不愧为是电气化领域的先驱，是为电而生的天才。

生命尾声

　 　1912年，由于特斯拉和爱迪生在电力方面的贡献，两人被同时授予诺贝尔物理学奖，但是两人都拒绝领奖，理由是无法忍受和对方一起分享这一荣誉。放弃了 交流电专利权，老年的特斯拉几乎一贫如洗。晚年时，特斯拉深深着迷于波粒二象性，也就是电磁波既是波也是粒子的理论。特斯拉对此领域的研究使其有了一个想 法，那便是操纵一定模式的电磁波去创造出“光之墙”。此神秘之墙能使时间、空间、重力和物质被意志所改变，并产生出一系列似乎只在科幻小说中出现的事物， 包括反重力太空船、空间传送和时间旅行。20世纪30年代，在接近生命的尾声阶段，特斯拉变得深居简出，举止怪异。1943年1月7日，终生未娶的特斯拉 在纽约一家酒店因心脏衰竭逝世，享年87岁。特斯拉是一个绝世天才，也是一位曾被世界遗忘的科学巨匠，更是一生致力于全世界而不是为特定某个国家效力的伟 人。

电流大战中的里程碑事件

　　交流电打败直流电的过程中有两件大事，第一件大事就是1893年的芝加哥 世博会。在这次大会上，威斯汀豪斯的西屋电气公司用三相交流电点亮了十几万只灯泡，在夜晚，将整个博览会照耀得如同白昼一般。特斯拉则在这个世界性博览会 上第一次为电子展品开设的展区中出尽风头。他展示了他的荧光灯和没有电线连接却能发光的灯泡等新发明；还有通电后就能旋转而站立的铜蛋（称为哥伦布蛋）， 特斯拉以此向人们说明他的感应电动机和旋转磁场的原理。

　　关于交流电的另一个具有历史意义的事件，则是1896年11月特斯拉设计的尼亚 加拉水电站在尼亚加拉大瀑布落成。电站落成送电后，各媒体兴奋地竞相报道：“电闸一合上，汹涌澎湃的瀑布便流向了山巅。”至今，这项建成足足超过100年 的电力系统仍然运作如常，从未间断地产出天然能源，可谓是近百年来科学史上的一大奇迹。后来，人们在尼亚加拉大瀑布公园中竖起一尊特斯拉的铜像，以纪念他 对人类电气化事业的无私奉献。

　　摘自《百科知识》2014年第8期

　　作者：张天蓉