已故伟大工程师:尼古拉·特斯拉

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在一系列新文章的第一篇中,尼克·史密斯调查了现代电力的奠基人之一尼古拉·特斯拉,他的职业生涯是过山车式的,有惊人的成功,也有巨大的失败。

1856年7月9日至10日的午夜时分,正当雷电交加的时候,20世纪初最伟大的电气工程师之一尼古拉·特斯拉诞生了。助产士说他将是“风暴的孩子”,而他的母亲认为他将是“光明的孩子”。回顾特斯拉作为一名工程师、发明家和未来学家的职业生涯——一个由争议和创新定义的职业——很容易让人认为,在他出生时在场的两位女性都有自己的观点。这是因为特斯拉在为现代世界带来电力方面发挥着强大的科学作用,同时也涉足了死亡射线和星际通信。他既是一个古怪的隐士,又是一个不要脸的公关人士,对于寻找耸人听闻的报道的记者来说,他是天赐之物。但他也让更多负责任的报纸编辑感到头疼,因为他们从来都不确定该如何认真对待这位典型的疯狂教授的言论。

特斯拉诞生的时候,我们今天所知道的世界正在被发明。迅速的工业化在欧洲和美国蔓延。第二次工业革命的铁路和电报网络,大规模生产和机器,迎来了全球化的曙光。在奥地利帝国的近郊,一个叫斯迈扬(Smiljan,位于现在的克罗地亚境内)的小村庄里,一位东正教牧师的儿子正在踏上一段旅程,他的旅程将把电力带到一个由天然气照明和蒸汽驱动的世界。尽管他对物理老师的电演示很着迷,而且他还能在脑子里玩微分,但年轻的特斯拉最初注定要从事教会工作。但是,看到儿子在七岁时死于霍乱,他的父亲承诺,只要年轻的尼古拉能够康复,他就可以摆脱神职人员的职责,被送到工程学校。特斯拉很快恢复过来,在成为布达佩斯电话交易所的首席电工之前,他在奥地利理工大学(Austrian Polytechnic)表现出色。

一张多次曝光的照片,特斯拉坐在他的“放大发射机”旁边,产生数百万伏的电压。

1882年,特斯拉搬到了巴黎,在那里他加入了大陆爱迪生公司,并最终因其设计和制造发电机和马达的工作而受到关注。1884年6月,他移民到美国——传说中,他口袋里只有4美分,还带着飞行器的计算资料——加入了纽约的爱迪生机器工厂,在那里他解决了公司创建城市电力设施的问题。虽然这位年轻的工程师只与伟大的托马斯·爱迪生见过几次面,但他给人留下了深刻的印象,美国人说:“这是一个该死的好人。”

特斯拉在爱迪生机器工厂的日子并不愉快。他参加比赛,赢得了5万美元的奖金,却发现这是一个恶作剧,被告知他不懂美国幽默。可以理解的是,特斯拉在1884年底离开这个资金紧张的组织时毫不后悔,他在日记中草草写道:“再见爱迪生机器工厂。”随后,他独立成立了短暂的特斯拉电灯和制造公司,在此期间,他为新型交流(AC)电机和电力传输设备申请专利。1886年,他的投资者退出了投资,特斯拉破产了,只能靠挖沟为生,每天只能挣2美元。

他在与阿尔弗雷德·S·布朗(Alfred S Brown)和查尔斯·F·佩克(Charles F Peck)共同创立的同名特斯拉电气公司(Tesla Electric Company)会有更好的运气。在双方都拥有三分之一权益的交易中,特斯拉还获得了一个曼哈顿实验室,他在那里开发了多相感应电机。这项技术获得了专利,并发布了一份新闻稿,在《电气世界》(Electrical World)编辑的安排下,特斯拉在美国电气工程师协会(American Institute of Electrical Engineers)面前演示了它。消息传到了西屋电气制造公司的乔治·西屋,他一直在寻找这样一种发明来集成到他的交流电力系统中。西屋电气以6万美元的现金、股票和版税,以及每月2000美元(约合今天的5万英镑)的巨额津贴,为特斯拉的电机提供了授权。当时,交流电和直流电(DC)的支持者之间爆发了所谓的“电流之战”,爱迪生电气声称其直流系统比西屋电气的交流电技术更安全。

两年后,巴林银行(Barings Bank)濒临倒闭引发了经济恐慌,西屋电气(Westinghouse)的投资者开始收回贷款,导致该公司减少了对研发的投入。特斯拉被迫放弃了版权协议,但六年后,他成功地以21.6万美元的价格将交流电源专利卖给了西屋电气公司,这让他拥有了巨大的财富,或许更重要的是,他可以自由地追求自己的兴趣爱好,其中包括发明一种电子谐振变压器电路(与特斯拉线圈命名的“特斯拉线圈”),这将彻底改变无线电报。它的首次公开展示是在1891年,也就是他申请专利并成为美国公民的那一年。

在19世纪的最后十年,特斯拉基本上成为了一名自由发明家,最初致力于无线照明系统,并开发了蒸汽动力往复发电机(被称为“特斯拉振荡器”),旨在简化蒸汽机。但是在1893年,电力供应史上发生了一件重大的事件,西屋电气公司赢得了合同,用一个完全集成的交流系统产生的电灯来照亮世界哥伦比亚博览会,西屋聘请特斯拉来协助演示这项技术。

同年晚些时候,特斯拉担任了尼亚加拉大瀑布建设公司的顾问,就如何传输其新建的水力发电厂产生的电力提供咨询。1895年,尼古拉·特斯拉公司成立,虽然吸引的投资者不多,但在接下来的几十年里,该公司负责处理特斯拉的专利(大约有300项)。在专利这个话题上,特斯拉似乎有一种顺从的幽默感。当被告知他的竞争对手古列尔莫·马可尼正在跨越大西洋传输无线信息时,他说:“马可尼是个好人。让他继续下去。他正在使用我的17项专利。”

特斯拉的下一个重大挑战是无线电力和通信传输。到19世纪90年代中期,他在东休斯顿街的实验室里进行实验,利用大型谐振变压器放大发射机在地球或大气中传导电流。随后,他在科罗拉多斯普林斯(Colorado Springs)的一个实验室进行了大规模的实验,而他在纽约无法安全地进行这些实验。

就在这个时候,特斯拉发现了他认为是来自另一个星球的通讯信号,并在当时的一份流行杂志上写了一篇大意的文章(他可能截获了马可尼的一次测试传输)。但是,在那个时候,媒体对太空的报道铺天盖地(HG威尔斯的《世界大战》在1898年出版)。1900年6月,《世纪杂志》巧妙地刊登了一张特斯拉在实验室里的多次曝光照片,与闪电放电相比相形见绌。接下来的几年里,在美国银行家摩根大通(JP Morgan)的支持下,特斯拉试图加大赌注,在距离纽约100英里的沃登克里夫大厦(Wardenclyffe Tower)建造了一个更大的发射机。但如今,随着华尔街大力支持马可尼,而曾经支持特斯拉的媒体也将沃登克利夫斥为一场骗局,负债累累的特斯拉被迫关门。

特斯拉的职业生涯陷入了自我嘲弄的境地,这位倒下的工程师沦落到每年举办离奇的新闻发布会,并在1932年宣称自己发明了一种可以依靠宇宙射线运转的发动机。1933年,他宣布他发现了一种全新的能量。1934年,他发明了死亡射线超级武器,1935年发明了机械振荡器,两年内为他赚了1亿美元。1943年1月7日,这位越来越古怪的工程师孤独地死在纽约客酒店的房间里,享年86岁。2000人参加了他在纽约圣约翰大教堂举行的葬礼。联邦调查局下令没收了他的文件,他的骨灰现在被保存在塞尔维亚首都贝尔格莱德的尼古拉·特斯拉博物馆(Nikola Tesla Museum)的一个金球里,那里有一个机场以他的名字命名。

如果说特斯拉过去几十年的职业生涯被悲情所掩盖,那么他的康复是令人瞩目的。今天,硅的磁通量密度单位是特斯拉。在大银幕上,大卫·鲍伊(David Bowie)在电影《致命一击》(the Prestige)中饰演他,而他的名字现在是一个全球公认的消费品牌,它是世界上最畅销的插电式乘用车,由一家名为特斯拉(Tesla)的美国公司生产。