提起“特斯拉”,幾乎是家喻戶曉。近幾年來(lái),“將世界甩在身后的人”—傳奇創(chuàng)業(yè)家埃隆·馬斯克和他的“特斯拉”電動(dòng)汽車及能源公司,三天兩頭被媒體報(bào)道,可以說(shuō)是耳熟能詳。
而馬斯克之所以給公司取名“特斯拉”,就是為了向其偶像—尼古拉·特斯拉致敬。他曾說(shuō)過(guò):“這比‘馬斯克汽車’的名字酷多了。我永遠(yuǎn)也不會(huì)拿我的名字命名任何公司。”這一切都是他對(duì)這位偉大的科學(xué)家和工程師的致敬。
除了作為企業(yè)名稱之外,“特斯拉”還是磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位,符號(hào)表示為T,1T=10000Gs(Gauss,高斯)。這個(gè)單位,同樣是為了紀(jì)念尼古拉·特斯拉。
他的一生大概取得1000項(xiàng)發(fā)明(也有說(shuō)是700項(xiàng),大部分和交流電及無(wú)線電系統(tǒng)有關(guān)),成就比肩愛(ài)迪生;他平均每天休息不到兩小時(shí),時(shí)間幾乎全部貢獻(xiàn)于科研之中;他曾11次拒絕過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);FBI 都將他的照片掛在機(jī)密大樓的頭號(hào)位置;還有人說(shuō)他已經(jīng)打開(kāi)了另一個(gè)世界的大門……
世界上沒(méi)有哪一個(gè)人可以像他一樣,集眾多謎團(tuán)與光環(huán)于一身。他就是最接近“神”的男人—著名發(fā)明家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。
今天,就讓我們走進(jìn)科學(xué)狂人尼古拉·特斯拉的世界。
天賦異稟的發(fā)明家
1856年7月10日,尼古拉·特斯拉出生在克羅地亞的斯米爾納一個(gè)傳統(tǒng)家庭中。據(jù)說(shuō)他出生當(dāng)天,當(dāng)?shù)卦庥隽撕币?jiàn)的雷暴天氣,助產(chǎn)士認(rèn)為這是不詳之兆,便說(shuō):“這孩子是風(fēng)暴之子”,而他母親立刻糾正道:“不,是光之子?!边@似乎從側(cè)面映射了特斯拉一生和電的不解之緣。
特斯拉出生證明
正如出生當(dāng)天的罕見(jiàn)天氣一樣,特斯拉從小就展現(xiàn)出非同常人的能力,他不僅記憶力超凡,幾乎過(guò)目不忘,還有著很強(qiáng)的語(yǔ)言學(xué)習(xí)能力和不可思議的想象力。1875年,19歲的特斯拉進(jìn)入奧地利格拉茨理工大學(xué)學(xué)習(xí)物理學(xué)、數(shù)學(xué)和機(jī)械學(xué)。期間,他對(duì)電氣學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣,并決定將其作為他的研究方向。1877年,特斯拉進(jìn)入布拉格大學(xué)學(xué)習(xí)。畢業(yè)后,他在布達(dá)佩斯的一家電話公司擔(dān)任電氣工程師,開(kāi)始了自己的職業(yè)生涯。
為了追求更好的發(fā)展,26歲的特斯拉來(lái)到法國(guó)巴黎,并在愛(ài)迪生跨國(guó)公司找到一份工作,擔(dān)任見(jiàn)習(xí)工程師。而就在不久前,愛(ài)迪生公司研制的直流電力和照明系統(tǒng)在德國(guó)斯特拉斯堡的火車站發(fā)生了災(zāi)難性的事故,系統(tǒng)的投擲開(kāi)關(guān)引起了爆炸,炸毀了火車棚的一堵墻。會(huì)說(shuō)德語(yǔ)的特斯拉臨危受命,被公司派去處理這個(gè)問(wèn)題。公司領(lǐng)導(dǎo)承諾,如果解決好問(wèn)題會(huì)有25000美金的豐厚獎(jiǎng)金。在特斯拉的努力下,問(wèn)題順利解決,在這個(gè)過(guò)程中,他還制造了第一個(gè)感應(yīng)電機(jī)模型。
(圖片來(lái)源:https://www.hr/croatia/greats/tesla)
不過(guò),當(dāng)特斯拉返回巴黎時(shí),公司卻拒絕支付之前承諾的獎(jiǎng)金,這讓他大失所望并提出了辭職。不久后,分公司總經(jīng)理查爾斯·巴切洛寫了一封推薦信,力薦特斯拉去美國(guó)發(fā)展。推薦信正是寫給著名發(fā)明家兼企業(yè)家托馬斯·愛(ài)迪生的,里面有這么一句話:“我知道有兩個(gè)偉大的人,一個(gè)是你,另一個(gè)就是這個(gè)年輕人。”
與愛(ài)迪生的“電流大戰(zhàn)”
就這樣,特斯拉移居美國(guó),并在愛(ài)迪生公司開(kāi)始研究電動(dòng)機(jī)和電氣照明系統(tǒng)。
最初,他被分配的工作是修理直流發(fā)電機(jī),但他很快就發(fā)現(xiàn)了直流發(fā)電機(jī)的局限,所以,特斯拉決定自己設(shè)計(jì)一種新的交流發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)使用直流發(fā)電需要大量的發(fā)電站,但如果使用交流發(fā)電,只需一個(gè)大型發(fā)電站就能滿足當(dāng)時(shí)紐約市的全部電力需求。于是他便找到愛(ài)迪生,想讓其資助自己完成對(duì)于交流電的設(shè)想。但愛(ài)迪生當(dāng)時(shí)對(duì)自己的直流電系統(tǒng)充滿自信,所以隨口承諾如果特斯拉成功會(huì)支付他5萬(wàn)美元。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)驗(yàn),特斯拉提出了解決方案,愛(ài)迪生卻再次違背承諾,他說(shuō):“特斯拉,你不懂我們美國(guó)人的幽默(Tesla, you don’t understand our American humor)。”并只答應(yīng)將他的薪資從每周18美金提高到26美金。也是從這一刻開(kāi)始,愛(ài)迪生偉大發(fā)明家的光輝形象在他心中完全崩塌。
托馬斯·愛(ài)迪生(圖片來(lái)源:Wikipedia)
雖然特斯拉設(shè)計(jì)的交流電系統(tǒng)比直流電系統(tǒng)更加高效、安全、實(shí)用,但愛(ài)迪生憑借其眾多的發(fā)明和商業(yè)帝國(guó)的支持,使得直流電成為當(dāng)時(shí)的主流。就這樣,愛(ài)迪生公司與特斯拉在商業(yè)和科技方面的分歧,導(dǎo)致兩人最終分道揚(yáng)鑣。
一場(chǎng)被稱為“電流戰(zhàn)爭(zhēng)”的競(jìng)爭(zhēng)拉開(kāi)序幕。1885年,特斯拉脫離愛(ài)迪生公司后,在西屋公司的支持下于1888年正式將交流電帶給當(dāng)時(shí)的社會(huì)。1893年5月,在哥倫比亞博覽會(huì)上,特斯拉向外界展示了交流電照明,成為了這場(chǎng)“電流之戰(zhàn)”的贏家。交流電最終取代直流電,成為主流,從此奠定了現(xiàn)代電力的基礎(chǔ)。
1895年,特斯拉在美國(guó)和加拿大邊境的尼亞加拉瀑布設(shè)計(jì)了世界上第一座水力發(fā)電廠,也是世界上首座交流發(fā)電站。其電力傳輸?shù)?5公里外的水牛城,成為該市的主要電力來(lái)源。后來(lái),隨著一系列大大小小發(fā)電站的相繼建成,整個(gè)電站群的電力供應(yīng)了美國(guó)紐約和加拿大安大略省總需求的四分之一。
直至今日,這些水電站還在正常運(yùn)行,成為人類百年科學(xué)史上的一大奇跡。
(圖片來(lái)源:Newsthink)
可以說(shuō),如果沒(méi)有交流電,人類社會(huì)無(wú)法進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)文明。而特斯拉卻選擇放棄交流電的專利權(quán),將專利永久公開(kāi)。從此交流電成為一項(xiàng)免費(fèi)的發(fā)明,如果交流電的發(fā)明專利不贈(zèng)與全人類免費(fèi)使用,按照交流電的專利權(quán)來(lái)計(jì)算價(jià)格,現(xiàn)在每一馬力交流電就將給他帶來(lái)2.5美元的“專利費(fèi)”,特斯拉將是世界上最富有的人。
僅僅一個(gè)交流電的發(fā)明,特斯拉就已稱得上是最偉大的科學(xué)家。然而,他的其它發(fā)明貢獻(xiàn),更令人震驚。
特斯拉的重大發(fā)明
特斯拉線圈
1891年,特斯拉發(fā)明了以自己名字命名的“特斯拉線圈”。這是一個(gè)革命性的創(chuàng)新裝置:只使用了一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈,并且每個(gè)線圈都有自己的電容器,其作用就像電池一樣保存電荷,這兩個(gè)線圈通過(guò)打火間隙產(chǎn)生聯(lián)系,打火間隙擊穿空氣打火,由此制造“人工閃電”。特斯拉線圈不僅具有獨(dú)特的放電效果,更被廣泛用于研究高電壓、高頻率的領(lǐng)域,如無(wú)線電通信、粒子加速器和等離子體物理學(xué)等。
(圖片來(lái)源:Wikipedia)
放大發(fā)射器
1899年12月,尼古拉 · 特斯拉與他的 “放大發(fā)射器(magnifying transmitter)”合影(圖源:Historia/REX/Shutterstock)
特斯拉在科羅拉多斯普林斯的實(shí)驗(yàn)室中,制造出了規(guī)模與能量最大的特斯拉線圈,將其稱作“放大發(fā)射機(jī)”。它可以產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)伏電流并制造出“人造閃電”,閃電最高可達(dá)130英尺,是當(dāng)時(shí)最大的人造閃電。特斯拉相信該設(shè)備有可能徹底改變電力的產(chǎn)生、傳輸和使用,并且他花了多年時(shí)間對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)。
無(wú)線電
特斯拉早在1895年就已準(zhǔn)備好發(fā)射50英里距離的無(wú)線電信號(hào),但其實(shí)驗(yàn)室卻在此之前被燒毀,耽誤了實(shí)驗(yàn)。1897年,特斯拉在美國(guó)提交了他的無(wú)線電專利申請(qǐng),并于1900年獲得批準(zhǔn)。令人惋惜的是,美國(guó)專利局在1904年撤銷了特斯拉的專利申請(qǐng),并表示馬可尼的專利是有效的,使其成為無(wú)線電的發(fā)明者。1909年,馬可尼獲得諾貝爾獎(jiǎng),其公司遭到了特斯拉的起訴??筛F困潦倒的特斯拉無(wú)法與大公司對(duì)抗,案件一直沒(méi)有得到判決,直到1943年特斯拉去世幾個(gè)月后,最高法院才裁定維持特斯拉的專利。
1901年,特斯拉獲得金融家約翰·皮爾蓬·摩根的資助,在紐約長(zhǎng)島建約57m高的無(wú)線充電塔——沃登克里弗塔,旨在用于跨大西洋無(wú)線電話和廣播(圖片來(lái)源:https://tesla.sveznadar.info/showENG.php?id=65)
除此之外,特斯拉還被公認(rèn)為是雷達(dá)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、X光攝影、太陽(yáng)能、飛碟、人造衛(wèi)星、火星探測(cè)、人造星球等的首位創(chuàng)造者。
特斯拉的驚世設(shè)想
憑借驚人的想象力和對(duì)科技探索的執(zhí)著,特斯拉曾做過(guò)十次預(yù)言,大部分已經(jīng)被驗(yàn)證,比如1926年,他在接受采訪時(shí)就預(yù)言了智能手機(jī)的誕生,他描述了一個(gè)能夠無(wú)線通訊、即時(shí)聯(lián)系他人的設(shè)備,甚至可以通過(guò)視頻方式看到和聽(tīng)到彼此,就像是面對(duì)面交談一樣,而且這樣的設(shè)備可以隨身放在衣服口袋里。這個(gè)預(yù)言放在當(dāng)時(shí)通信技術(shù)發(fā)展的階段來(lái)看,無(wú)疑是非常大膽的。另外他還預(yù)言了泰坦尼克號(hào)的沉滅、兩次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)等等。
(圖片來(lái)源:Wikipedia)
雖然特斯拉沒(méi)有獲得過(guò)諾貝爾獎(jiǎng),但他和諾貝爾獎(jiǎng)?lì)H有淵源。1910年,特斯拉推薦了居里夫人(Maria Sklodowska Curie)在放射性元素方面的成就,從而讓居里夫人獲得了第二次的諾貝爾獎(jiǎng)(化學(xué)獎(jiǎng))。
1931年,特斯拉75歲生日的那天,他收到了70多位開(kāi)創(chuàng)性的科學(xué)家和工程師的來(lái)信,其中包括八位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主(含愛(ài)因斯坦)。他當(dāng)時(shí)還登上了《時(shí)代》雜志的封面。
特斯拉登上《時(shí)代》雜志封面(圖片來(lái)源:picturesofinfinity.net)
1943年1月7日,特斯拉在曼哈頓紐約客酒店去世,去世時(shí)孤身一人且身無(wú)分文。他的許多資料和文件被美國(guó)政府沒(méi)收,直到今天仍然沒(méi)有完全公開(kāi)。在他的葬禮上,有三位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主到場(chǎng)致詞,這足以說(shuō)明這位“無(wú)冕之王”的偉大成就。
如同特斯拉所說(shuō):“我可以把這個(gè)世界劈開(kāi),但我永遠(yuǎn)不會(huì)這么做。我只是想讓世界變得更好。我的主要目標(biāo)是傳播新的設(shè)想,并努力讓它們變成現(xiàn)實(shí)。我非常希望,它們能成為未來(lái)研究者的一個(gè)起點(diǎn)?!碧厮估囊簧錆M了對(duì)科學(xué)、對(duì)技術(shù)的無(wú)盡熱愛(ài)和追求,他的每一次嘗試,每一次創(chuàng)新,都體現(xiàn)出了他對(duì)人類未來(lái)的深刻洞察和無(wú)私貢獻(xiàn)。特斯拉是人類歷史上最具傳奇色彩的發(fā)明家。他的諸多發(fā)明,推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步。他的名字也將永遠(yuǎn)鐫刻在科學(xué)史冊(cè)上,照亮我們前進(jìn)的道路。
參考資料:
1、《【物理神話】尼古拉特斯拉的傳奇人生!》,來(lái)源:環(huán)球物理;
2、《尼古拉·特斯拉:現(xiàn)實(shí)的普羅米修斯》,來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院物理所微信公眾號(hào)https://www.livescience.com/61356-nikola-tesla-modern-prometheus.html;
3、《科學(xué)家的故事 | 真正發(fā)明超人-尼古拉特斯拉》,來(lái)源:福建省科技館;
4、《是什么成就了尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)》,來(lái)源: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所,作者:John Kelly;
5、《尼古拉·特斯拉,到底有多神?》,來(lái)源“鮮棗課堂”公眾號(hào)。