​科学人物小传-尼古拉·特斯拉( Nikola Tesla）

科学人物小传-尼古拉·特斯拉( Nikola Tesla）

当提到电能，人们会想起爱迪生；当提到无线电，人们会想起马可尼。但他们身后藏着一位被公众淡忘的，一位梦想着为全世界提供无线能源输送的电学天才，无线电先锋，他就是科学诗人——尼古拉·特斯拉。人们把特斯拉说成是亚特兰蒂斯灵魂转世，或将他称作“闪电大师”、科学“超人”。他的发明创造、他的奇思妙想、他的传奇经历像一首美妙的诗篇。简言之，特斯拉像诗人一样令人着迷令人遐想。

尼古拉·特斯拉的工作使电力改变了整个世界。特斯拉的交流电系统，使人们最终得以开发利用尼亚加拉大瀑布，并使电能方便地传输到全美以及世界各地。他最早取得了无线电通信的专利技术，正是这项技术使我们拥有了今天的广播电视，他惊人的知识产权遍布诸多领域：交流电、多相电机、遥控技术 、霓虹灯、X射线、甚至是无线能量传输和宇宙哲学。然而这位旷世奇才，却不知怎么地被历史遗忘了。特斯拉曾只身移民到美国，自信非凡，和当时最具影响力的人物工作和纠缠在一起：爱迪生强烈敌视和排斥他的发明；马可尼盗用了他的专利技术而声名鹊起；乔治·威斯汀·豪斯，因他的专利技术成就了著名的西屋电气公司；还有显赫的金融寡头J·P.·摩根，曾支持过他但最后放弃了他。在他事业顶峰时期，特斯拉曾是一个蜚声世界的人物。因为他的发明创造，推动美国成为一个强盛的工业帝国；他的奇思妙想，成就了资产百亿的商业财富。而他本人呢，在实现梦想的过程中，没能保住自己的经济利益。最终其他人通过他的发明家财万贯。他自己，则成为一个整天喂鸽子的，一贫如洗的穷光蛋。

尼古拉·特斯拉出生在一个塞尔维亚族家庭，奥匈帝国境内。他的父亲穆鲁丁·特斯拉是一位东正教神父，固执地希望儿子能子承父业。17岁那年在他入神学院的前夕，由于感染霍乱，在他奄奄一息之际，他向父亲提出如果让他学工程技术的话，他会好起来。他父亲郑重地说：“你将会去世界上最好的工学院。”不久，他奇迹般的好起来，进入了格拉茨理工学校学习。

1880年，特斯拉来到布达佩斯，为一家电报公司工作。在那里，他关于交流电机的想法越来越深入，特斯拉在一次公园散步中想到旋转中产生能量的办法，他意识到他可以通过分段绕线的方式来制造一个旋转磁场，使磁场导体可以做往复运动，从而使电能转化为圆周运动，而这个设想必须靠交流电来实现。他的导师珀施尔教授曾断言，这是个永动机的概念。这个创意很快就会带动了全世界的工业运转。后来特斯拉自诩道：“你看，这不是一个永动机的梦想吧”。

特斯拉在1884年6月6日抵达纽约，他满怀自信和梦想。他的口袋里揣着爱迪生的欧洲合伙人查尔斯巴切勒给爱迪生的推荐信：我认识两位伟大的人，一位是您，另外一个就是这个年轻人。纽约自19世纪70年代末就有了电力。1882年爱迪生开了自己的直流电力能源公司，但直流电系统当时还有相当多的问题。直流电能够正常的带动电机和电灯，但不可能被高效长距离的输送，通过变压交流电能够解决距离问题，但当时还没有供交流电驱动的电动机。尽管两人的一是有相当的分歧，爱迪生还是雇佣特拉斯来改进它的直流电。特斯拉说他曾被许诺改进成功，他可以得到五万美元的奖金。但最后被爱迪生耍了，特斯拉愤而离开爱迪生。1887年特斯拉开了自己的公司。在那里特斯拉开始实践自己已经揣摩七年的原型机，并制作交流电为基础的各种发电、变电设备，它们一直沿用至今。

西屋电气公司的乔治·威斯汀·豪斯最了解特斯拉工作的潜在价值，他参观了特斯拉的实验室后，当场出资100万购买特斯拉所有交流电有关的专利，并以2.5美元一匹电的价格向特斯拉支付版权使用费。这个年轻人开始迈向他人生的顶峰，而爱迪生正因此心生嫉妒。

1893年芝加哥举办的世界博览会成为首次使用电灯照明的世博会。特斯拉赢得了这次在芝加哥创造历史的机会。他的大型交流发电机，支撑起整个庞大会场的电力供应，证明了它们电力覆盖的实力。夜幕降临，各色灯泡、灯管、探照灯瞬时点亮，整个会场如同白昼，这是人类历史上从未见过的景象。为了抵消公众对交流电的怀疑，特斯拉在会上作了惊人表演。他制作了名为哥伦比亚蛋的装置，来向公众演示交流电动机内产生的旋转电磁力场，还拿自己充当导线，使自己电光闪烁、火花四溅。这一切都是依靠特斯拉的发明得以实现。

当时，英国著名物理学家罗德·开尔文正主持一个国际会议来寻求利用尼亚加拉大瀑布能量的办法。他们采用了西屋公司的特斯拉交流电系统，但面临严峻的挑战。尼亚加拉项目需要三套5000匹马力的发电机，这是当时最大规模的发电机组。在特斯拉不懈努力下，1896年尼亚加拉水电站正式投入运转，人类步入了真正的电力时代。尽管技术上取得了成功，西屋公司却慢慢陷入了商业困境。特斯拉为挽救西屋公司，竟撕毁了2.5美元一匹电的版权费，如果保留到今天，这将是一笔无法计算的天文数字。

在1890年代在常规交流电课题外，特斯拉也致力于高频交流电的研究。1873年麦克斯韦就已证明，光本质是一种非常高频的电磁波。为了探索这一未知领域，特斯拉制作了著名的装置——特斯拉线圈，它高频高压，产生无线电信号。特斯拉邀请他的好友，在实验室里参与一些效果惊人的实验。他会让上千伏特的电流穿过他们的身体，点亮手中的灯泡或是焊接线缆，马克·吐温对这些实验总是跃跃欲试。高频变电的领域探索中，他做出了世界上最早的霓虹灯，拍摄了世界上第一张X光照片。但这一切和他的1890年的突破相比都相形见绌。那一次，他让一只灯泡凭空点亮，没有借助一根导线。这是特斯拉人生中最重要研究的开始——无线电。

1892年特斯拉应邀来到欧洲，展示他高频电流实验，电光闪耀的效果就像是魔术表演，他预言无线电能将传递能量甚至是智慧。1888年德国物理学家赫兹就发现，高频电流会发射出无线电波，但要它们组织有效的信号传输系统，还需要革命性的想象力。1893年，在特斯拉敏锐的直觉的引领下，他很快发现，在两个相同频率的特斯拉线圈之间，可以发射和接受强烈的无线电信号，调谐是无线信号传输的关键。1895年初，他可以利用新的圆锥形线圈制造百万伏特的电压，并准备无线电实验。但那年三月中旬，特斯拉的实验室毁于大火。当时在英国马可尼正在进行无线电报机的努力。得知这一情况，特斯拉加紧完成自己的无线电报系统，获得1897年的专利，这是世界最早的无线电技术蓝本。

实验室火灾打击后，特斯拉对东方宗教思想产生浓厚的兴趣，开始将宇宙看做振动和波形的交响曲。1898年特斯拉进行了世界上首次人造地震实验。他用一个机械振动装置带动铁柱，精确调整振动频率，使整个大楼都颤动起来。同一时间，马可尼已经在英国萨里斯堡平原，进行了5公里范围内的信号传输。特斯拉不屑一顾，制造一个世界上第一台无线电遥控小船予以还击。它看起来甚至有思考能力，有人问64的3次方是多少，小船竟以四次闪光做回应。马克·吐温甚至从奥地利来信，调侃特斯拉，要特斯拉将专利卖给他。

1899年特斯拉在科泉市研究闪电。特斯拉开始建造有史以来最大的特斯拉线圈。一架145英尺的天线高耸屋顶，顶端是一个铜箔圆球。实际上整个实验室就是一个人造闪电装置，一天深夜，特斯拉开始他的实验，他的一位助手合上电闸，线圈制造的巨大的闪电在房间里横冲直撞，放电的巨大声响震耳欲聋。屋顶外，天线顶端的圆球也放射出100多英尺长的人造闪电，雷声滚滚，方圆20英里内都能听得见。突然闪电停止，整个科泉市陷入了黑暗，实验导致当地发电站起火燃烧。特斯拉将他的实验进行了六个多月。有一天夜里发生了一件不寻常的事，特斯拉注意到他的仪器接受到一段重复有规律的信号。他有些吃惊，因为他怀疑这可能是来自外太空的讯号。特斯拉可能真是第一位侦听到外太空讯号的人。

马可尼于1900年来到纽约，向美国专利局递交了他的专利申请，但被驳回，因为他的设计与特斯拉过于相似。自信的特斯拉描述了一种用天线接受太阳能的手段，并称未来人们能够通过电能控制天气变化，机器将消灭战争，而所有的国家将被纳入到一个全球广播系统。关于全球网络通信的设想，吸引了金融巨头J·P·摩根的注意，他给特斯拉注资15万美元，让他建立全球通信中心。但特斯拉的真正目的是进行工业级的无线输电实验。1900年夏天纽约长岛实验，他开始实施沃登克利夫巨塔计划，这是座巨大木结构制作成的187英尺高的巨塔。在1901年末马可尼成功进行了越洋电报试验，特斯拉还是不屑一顾。这时摩根开始权衡他的投资收益，马可尼的进度，已达到实用阶段，成本也不高。而特斯拉这边貌似遇到了技术瓶颈。摩根很快倒向支持马可尼，这使得特斯拉陷入窘境。1903年的一天晚上，巨塔四周散发出蓝色的光芒，就像极光一样美丽，不过特斯拉无线输电的实验失败了。直到最后他仍然相信它的可行性，特斯拉诅咒说：“盲目愚蠢的世界！”

沃登克利夫巨塔计划的失败是特斯拉人生的转折点。1904年美国专利局转而授予了马可尼关于无线电技术的专利权。一年之后，特斯拉交流电专利权到期，这项驱动整个世界运转的技术，可以无偿的被任何人使用了。丧失了经济来源，特斯拉心情郁闷，人们看到他在公园里喂鸽子。1909年马可尼获得诺贝尔物理学奖，这让他从忧郁转向愤怒，宣称马可尼是盗用了他的发明专利，特斯拉咒骂道：“马可尼，就是一头驴！”

为了对特斯拉工作给予肯定，美国电气工程学会决定授予特斯拉一枚爱迪生奖章，但在颁奖的那天晚上，特斯拉并没有出席。在纽约市图书馆人们发现了他，徘徊在街上，喂他的鸽子。那天晚些时候特斯拉最终被说服接受了那枚奖章，并发表了演讲，宣称他已完成制作无线能量传输装置。听众们认为特斯拉完全脱离了现实，陷入了幻想。特斯拉晚年的很多设想太超前，以致于人们无法理解。比如，辐射能量接收器、粒子武器、以太理论、隐形宇宙等等。

1943年1月10日，特斯拉去世。这位为人类造福最多的人，去世时一贫如洗。如果将他的发明从我们的生活中抽走，我们的生活将变得艰难，我们的城市将陷入黑暗，世界将会倒退。他的发明创造已深刻融入我们现代的日常生活。

特斯拉有句名言：“科学工作者不应该局限于眼前利益，也不要急于被认同和被付诸实施，他的工作应该像种树一样，是为了长远的将来。他的责任是为后者打下基础，指引方向。”特斯拉的一生就像一首诗，超凡的想象和深刻的启示已远远超出了他所属的时代，以致于人们认为他在做梦，甚至将他淡忘，但你若从诗中获得一点启示，那么特斯拉的“梦”就不是梦。

参考文献：

玛格丽特·切尼：《被埋没了的天才——科学发明家特斯拉传记》，唐建文译，北京科学普及出版社，1985年。

尼古拉·特斯拉：《特斯拉回忆录》，王晓佳译，法律出版社，2010年。