《致命魔術(shù)》

曲婷婷

About the Film

這是一個(gè)圍繞著魔術(shù)中的明珠——“遁逃術(shù)”發(fā)生的故事。安吉爾和伯登是兩位正在學(xué)習(xí)的魔術(shù)師，安吉爾的妻子則是表演“水箱遁逃”的魔術(shù)助手。然而一次舞臺(tái)事故導(dǎo)致了安吉爾妻子的死亡，安吉爾認(rèn)為伯登應(yīng)對(duì)此負(fù)責(zé)，從此兩人成為仇敵。他們都是富有天賦的魔術(shù)師，卻因仇恨互相破壞彼此的魔術(shù)表演。直到伯登表演了一出完美的“遁逃術(shù)”，安吉爾竟然無(wú)法找出破綻，從此他再也未能猜出伯登魔術(shù)的秘訣。為了勝過(guò)伯登，他找到了當(dāng)時(shí)被視為怪人的科學(xué)家特斯拉，資助他發(fā)明一個(gè)能讓人真正“遁逃”的科學(xué)裝置。特斯拉給了他一個(gè)奇特的裝置，它能發(fā)出霹靂般閃亮懾人的電流，并具有神奇的能力……安吉爾終于借助它表演了完美的“遁逃術(shù)”。電影的結(jié)局出人意料，特斯拉發(fā)明的裝置其實(shí)并不能讓人消失，而是復(fù)制，“遁逃術(shù)”的真相是隱藏了本體，讓復(fù)制體在別處出現(xiàn)。多么奇妙的復(fù)制機(jī)！事實(shí)上，特斯拉在歷史上確有其人，他是交流電的鼻祖。電影中復(fù)制機(jī)的一些特征，和大名鼎鼎的特斯拉線圈很相似。那么，我們就來(lái)了解一下特斯拉和特斯拉線圈的真相吧！

Real Story

特斯拉線圈

電影故事發(fā)生在19世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)人們剛剛掌握了電能，直流電占據(jù)了統(tǒng)治地位，交流電則鮮有人知。特斯拉線圈是特斯拉發(fā)明的一種能創(chuàng)造高頻交流電的裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。電源端的電流經(jīng)過(guò)整流后變?yōu)橹绷麟姡瑥亩鴮?duì)電容進(jìn)行充電。隨著充電的進(jìn)行，電容兩極間的電勢(shì)差不斷增大。當(dāng)電容兩極間的電勢(shì)差超過(guò)了空氣所能承受的最大絕緣電壓時(shí)，就會(huì)在電容兩極間產(chǎn)生放電現(xiàn)象。此時(shí)，初級(jí)線圈所在的初級(jí)回路處于導(dǎo)通狀態(tài)。整個(gè)電路的能量通過(guò)耦合效應(yīng)由初級(jí)回路耦合到次級(jí)回路，使其頂端的線圈開(kāi)始放電。我們?cè)陔娪爸锌吹剑W電從人頭頂?shù)慕饘偃Πl(fā)出，纏繞著擊中裝置中心，仿佛引來(lái)了天上的雷霆，看上去非常可怕，這就是特斯拉線圈放電的效果。

根據(jù)線圈的結(jié)構(gòu)可知，在次級(jí)回路中的能量還會(huì)通過(guò)耦合返回到初級(jí)回路，其間會(huì)損耗部分能量。經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期的耦合后，電容兩端的電勢(shì)差無(wú)法擊穿空氣，初級(jí)線圈所在的回路就會(huì)斷開(kāi)，放電結(jié)束，電路重新進(jìn)入充電狀態(tài)，所以特斯拉線圈的放電過(guò)程實(shí)際上只有3～10毫秒。然而它的放電頻率超過(guò)了每秒100次，因此仍會(huì)表現(xiàn)為一種持續(xù)放電的效果。但特斯拉發(fā)明特斯拉線圈可不是為了制造閃電，這種線圈從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種特殊的變壓器，可以將普通的交流電壓提升到百萬(wàn)伏甚至千萬(wàn)伏。

纏繞身體的閃電

特斯拉線圈的表演看上去極其危險(xiǎn)，但如果掌握了竅門(mén)，就能避免傷害。特斯拉曾經(jīng)在世界博覽會(huì)上讓高壓電流穿過(guò)自己的身體而安然無(wú)恙，他沒(méi)有公開(kāi)自己表演的秘密，后人猜測(cè)是因?yàn)樗褂昧烁哳l高壓低電流，利用了交流電的“趨膚效應(yīng)”。直流電通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流沿截面的分布是均勻的；交流電通過(guò)均勻柱狀導(dǎo)體時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體中激發(fā)交變磁場(chǎng)，而交變磁場(chǎng)又會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)部引起變化的渦電流，電流密度在導(dǎo)體橫截面積上的分布是不均勻的，越靠近導(dǎo)體表面處電流越大，這種交變電流集中于導(dǎo)體表面的效應(yīng)叫做“趨膚效應(yīng)”。因此小型特斯拉線圈發(fā)出的電流不會(huì)給人的身體帶來(lái)太大的傷害。但如果是高電流的大型特斯拉線圈，表演者必須穿著用金屬絲制作的防護(hù)服或金屬頭盔，將電流導(dǎo)入地下，否則會(huì)被一擊烤焦。總之，與電相關(guān)的一切都必須做好必要的防護(hù)，不可輕視其危險(xiǎn)性。

False Tale

特斯拉的狂想

特斯拉線圈主要是用來(lái)產(chǎn)生高頻電壓的，并沒(méi)有復(fù)制功能。影片之所以為特斯拉線圈設(shè)計(jì)了這樣神奇的功能，與特斯拉在歷史上的神秘色彩脫不了干系。特斯拉發(fā)明了現(xiàn)代交流電系統(tǒng)，但他一生坎坷，頗為潦倒，晚年被視為一個(gè)如巫師般的瘋狂科學(xué)家。他的發(fā)明和理論，成為后來(lái)者科學(xué)發(fā)現(xiàn)的源泉，他的很多科學(xué)設(shè)想，即使現(xiàn)在看來(lái)也匪夷所思，其中有一些極具吸引力。例如遠(yuǎn)距離無(wú)線輸電試驗(yàn)，特斯拉認(rèn)為，可以把地球作為內(nèi)導(dǎo)體，地球電離層作為外導(dǎo)體，通過(guò)他發(fā)明的放大發(fā)射機(jī)，在地球與電離層之間建立起低頻共振，利用環(huán)繞地球表面的電磁波來(lái)傳輸能量，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線電能的傳輸。現(xiàn)在，無(wú)線充電器已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，短距離的無(wú)線輸電技術(shù)也已出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中，然而它最致命的缺陷是傳輸損耗太高，并不實(shí)用。也許特斯拉的狂想超越時(shí)代太遠(yuǎn)，我們還要耐心等待一段不短的時(shí)間，科學(xué)才能驗(yàn)證他的想法究竟是否正確。