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來自星星的男人Genius or Maniac?

2017-12-14 10:08:32董理
科學家 2017年21期

董理

杰出的發明家,可以是一名預言家,但最好不要成為幻想家,也最好不要跟超自然扯上關系。在大眾眼里,這樣的發明家與其說是科學家,倒會更像是一位術士。天才和瘋子有時只隔著一張紙的距離,如果你能理解一個瘋子的精神世界,或許你也會認同他是一個天才;如果你無法企及一個絕世天才遠見的最近緣,那你或許會覺得這只不過是一個瘋子。最偉大的天才是需要人類用幾十年甚至一個多世紀的時間去肯定的,他們的成就也最容易被現世所埋沒,就像尼古拉·特斯拉。

當特斯拉的交流電戰勝愛迪生的直流電時,人們見證了電氣時代的偉大變革,也開始認同這位名不見經傳的發明家;當人們看到了特斯拉1891年在哥倫比亞大學美國電氣工程師協會上的著名演講時,仿佛來到了這位預言家所展示出的偉大未來;而當這位發明家展示出無線電控制的船、機器人,以及當他宣布他研制的無線電接收機收到了來自外太空的訊號時,人們投來的幾乎都是嘲笑、鄙視和不屑,甚至包括同時代的那些杰出科學家們。

科羅拉多的神秘實驗

1899年7月3日 ,特斯拉“永遠不會忘記這一天——我首次獲得了具有決定性意義的實驗證據,證明了一項對于人類發展進程絕對重要的真理?!?/p>

特斯拉是一個喜歡單打獨干的發明家,加上經常需要提防同行們的窺竊,這次實驗他做得十分機密。在科羅拉多的草原上,一座柵欄圍著的古怪建筑緩緩從地面升起。柵欄上標著警示的大字:“不得入內——非常危險。”待到試驗站建成,一句看起來更加毛骨悚然的警句赫然立在門口,上面寫著出自但丁《神曲·煉獄篇》的一句話:“誰要進到這里,就永遠不得生還?!睕]多久就有傳言說,他制造的設備僅僅用一道閃電,就能讓上百人一命嗚呼。

試驗站附近是一個叫斯普拉的村子,每當夜晚,試驗站發出的一道道閃電都會將這里照得如同白晝,巨大的轟鳴聲更是顫動著整個草原。除了特斯拉本人,沒人能準確說出他究竟在發明什么。他把這套在科羅拉多研制出來的發射機稱為他最大的發明,同樣也是令眾多現代特斯拉追隨者們最為神魂顛倒的一項。俄國人曾聲稱,為改變世界氣候,他們用偉大的特斯拉放大發射機造成了極度冰凍和干旱天氣。據說它還引起了加拿大和美國無線電通訊的周期性混亂,包括腦電波干擾和身體衰弱的不明癥狀,更不用說伴隨發生的音爆和除此以外無法解釋的其他現象。美國《電氣試驗家》雜志曾邀請特斯拉用一種易于理解的方式來描述一下他的發明,然而他的描述卻十分晦澀:“這是一種共振變壓器,其中一個次級回路有一個面積很大且與高位電流接通的部件,沿著彎曲半徑極大的理想包羅面以恰當距離排列在空氣中,因而確保了各處的表面電荷密度都非常小,這樣的話就算導體裸露也不會漏電。從每秒千周到每秒上萬周的任何頻率,它都適用,無論是電流量極大而電壓不大的電流,還是電流強度小一點而電動勢極大的電流,它都可以用作生產。而最大電壓僅由充電組建的表面曲率及其面積大小決定。”

這次偉大的實驗,作為基礎性研究,它的價值不可估量,而特斯拉最主要的目的是為了實現他的一項終極目標:無線輸電。由它的“共振變壓器精確調整后,能與地球及其電常數和性能相適應。這種設計使得它能夠有效和高效地無線輸送電力。距離由此被徹底消除,而且不會使被傳輸的脈沖強度減弱。當增大裝置距離時,作用強度甚至有可能隨之增強,這是由一項精確的數學定律得出的。”暫且不提無線輸電超前了多少個世紀,僅僅在超低頻通信研究方面,他就遠遠走在了時代的前面。

一個星夜晴朗的晚上,特斯拉打開了他的放大發射機,伴隨著一陣陣電流,大草原的天空爆發出陣陣聲響和彩色的光。整個大地瞬間都被喚醒,陣陣雷鳴聲響徹天地,幾英里之外都能聽見。以發射機為中心,12英里半徑范圍內的避雷器都被連接上了霹靂般的強電弧,特斯拉制造出來的電弧甚至要比自然閃電產生的電弧更加強烈持久。遠處觀望的人們在這猶如雷神降世的景象面前心中都不禁升起敬畏之情。人們走路間,都會看到點點火星在鞋跟和大地之間跳躍,砂礫之間也不停閃爍著電光。特斯拉就如手握閃電的宙斯,站在他的發射機旁邊,記錄著一行行數據。

盡管特斯拉會把他的實驗裝置設計得盡量安全,但有一次他還是差點就被“閃電”弄得灰飛煙滅。發射機的主開關控制著強大的電流,并且很難扳動。特斯拉為了讓操作更容易,就在上面裝了個彈簧,這的確讓他每次扳動開關都省了許多力氣,但同時也變得更加危險。

一天,特斯拉讓他的助手西托去了城里,他獨自留下來進行實驗。“我關掉開關,走到線圈后面檢查東西。就在這時,開關砰地一聲閉合了,屋里突然間充滿了流光,我沒有地方可逃。我試圖破窗而出,但這是徒勞,因為我沒有工具。別無選擇之際,我只能趴在地上匍匐著逃生?!?/p>

“亞硝酸的氣味如此強烈,以至于我幾乎無法呼吸……當我爬到一個狹窄地方時,它們貼到了我的后背。我逃了出來,房子快要著火了而我差點沒扳開開關。我抓過一支滅火器,成功滅掉了火苗……”雖然與死神擦身而過,特斯拉卻把這次意外,比喻成了在馴服了一頭野貓后,被野貓抓得渾身是傷。他在信中寫到:“但在這些傷痕中,存在著一種精神——一種

精神!”

特斯拉VS愛迪生

當剛來到美國的年輕塞爾維亞人尼古拉·特斯拉戴著他的硬頂圓禮帽,穿著前擺斜切黑色燕尾服站在他崇敬已久的愛迪生面前時,他一只口袋揣著一封推薦信,另一只口袋裝著僅有的10美元4美分,事實上其中的10美元還是他剛下船在街上撿到的。他就是這樣,帶著一封推薦信和4美分來到了這個偉大的自由國度。

愛迪生掃了一眼面前這個高高瘦瘦的年輕人,看過他的好友巴切羅的介紹信后,不禁嗤之以鼻,仿佛受到了一種嘲弄。

“‘我認識兩個偉人,其中一個是你,另一個就是這位年輕人!哼!這也是推薦?你能干什么?”

特斯拉早已在船上演練了無數遍這個場景了,他十分欽佩愛迪生這位從未受過任何正規教育,卻發明了幾百種有用產品的人物。特斯拉先是講述了他在法國和德國為愛迪生公司所做的工作。然后,沒等愛迪生回應,他又很自然地大談他那奇特的交流電感應電動機,以及作為理論基礎的旋轉磁場原理。

“打住!”愛迪生沒等特斯拉講完就生氣地嚷道,“我不想聽這些廢話。這很危險。在美國我們就搞直流電。人們都喜歡它,我也要一輩子搞下去。但也許我可以給你找份工作。你會修理船上的照明發電設備嗎?”

愛迪生是個天才,這毋庸置疑,然而在32歲的時候,他的頭發就已經花白了,這不只是因為那許多的發明,更因為他的愛迪生公司攤子鋪得太大了。愛迪生機械廠、愛迪生電燈公司、為整個華爾街和東河區供電的發電站、在新澤西州擁有大量人員的龐大研

究所……

不同于特斯拉的是,愛迪生并非是一個人單打獨斗,他有專業的團隊支持。對于發明的態度,愛迪生從來都是拿這項發明能賺多少錢來衡量它的價值,除此之外其他什么他都不在乎。與其說愛迪生是一名發明家,倒更像是一個商人和改造者。他自己就曾說:“工商界人人都偷。我自己就偷,但我知道如何偷。他們卻不知道……”愛迪生甚至在為西部聯合公司工作時,曾將一項有競爭力的發明賣給了該公司的競爭對手。

愛迪生善于將他人的發明拿來改造,然后變成有商業價值的產品。盡管他的直流電燈打敗了煤氣燈,但他卻固執地從不認同交流電的研究 ,哪怕等到他意識到了交流電將引導潮流,愛迪生仍然頑固地堅持推廣他的直

流電。

交流電最大優勢是便于輸電,能夠通過改變輸電電壓,來達到遠距離輸電。而直流電卻無法做到,由于輸電距離短,因此要加設許多發電機來增加用電范圍,這就增加了機器故障率,徒增許多危險。

在人類剛進入電氣時代不久,對電,人們既好奇又抱有戒心,那些用不到電的鄉村,人們總想能被電一下,感受一下那種麻酥酥的感覺,他們覺得這很像城里人,特別洋氣。就在愛迪生忙于調派手下去維修時時故障的機器時,特斯拉來到了面前,出于缺乏人手,愛迪生就留下了這位年輕人,同時愛迪生也同意特斯拉搞自己的研究。愛迪生很懂得怎樣充分利用手里的人才,然后在合適的時間,把成果轉換成美金。他就曾輕蔑的說過,他不需要成為一名數學家,因為他隨時可以雇到數學家。

不久之后,特斯拉就找到了一種改進愛迪生原始發電機的方法,即便使用直流電,也能讓發電機更有效率地工作。他對愛迪生提到,這不僅能改進發電機性能,還能節省一大筆錢。

后面一點,觸動了愛迪生這位精明的生意人。他也知道特斯拉提出的這個方案非同小可,而且耗時巨長?!叭绻愠晒α?,就能得到5萬美元?!彼@么許諾道。

特斯拉發瘋似地工作了幾個月,幾乎沒睡過一個完整的覺。他不僅僅重新設計了24臺發電機,還做出重大改進,安裝了自動控制,使用了一種已經獲得專利的原創方案。

由于性格上的差異,愛迪生并不喜歡這個有點書呆子氣、懂理論、富有教養的年輕人。因為愛迪生沒法在地圖上找到特斯拉出生的具體位置,他曾經還嚴肅地問過特斯拉是否吃過人肉。

當特斯拉花了大半年的時間終于完成了愛迪生發電機的改造工作后,一本正經地詢問愛迪生何時能夠收到自己的5萬塊美金。

“特斯拉,”愛迪生說道,“你不懂我們美國人的幽默。”

特斯拉察覺到自己被愛迪生耍了,他憤怒地提出要辭職離開。愛迪生向他提出:在每周18美金的天價高薪上再加10美元。特斯拉拿起他的高頂黑圓帽,走了出去。這個曾經讓年輕的塞爾維亞人無比欽佩的“偉大發明家”從此在特斯拉心中不再那么崇高。

只有順應歷史潮流的人才能在浪尖上站得更久遠,不然只能淹沒于長河之中。當特斯拉研制出他的首臺交流電發動機的4年后,他終于等來了轉機,西部聯合電報公司的經理——A·K布朗,感到了這場電流革命的到來,對特斯拉伸出了援手。一場電流革命即將到來,愛迪生卻看不到,或者更確切地說,他已經聽到了自己的電氣化直流電系統的喪鐘,而布朗正確地估計到了未來。

1888年5月16日,默默無聞的特斯拉被邀請到美國電氣工程師協會做演講。他驚奇地發現,他居然是一個天生的出色演講者。這場歷史上經典的演講,震驚了許多科學家,有評論:“自從法拉第的《電學實驗研究》問世以來,還沒有誰把一個偉大的實驗真理講述得如此簡單,如此清晰……他讓后來人幾乎無事可做了。他的論文甚至包含了數學理論的骨架?!边@場精彩絕倫的演講同時也打動了富豪——喬治·威斯汀豪斯。豪斯不同于強盜似的資本家,他屬于埋頭苦干型,他不認為收買政治家和欺詐老百姓是商業成功的本質。他和特斯拉一樣,都對新能源頗感興趣,也都十分注重個人儀表,兩人頗有種相見恨晚的感覺。豪斯來到特斯拉的實驗室,看著堆滿實驗室的各種引人入勝的機器,豪斯一臺一臺看過去,對交流電動機運行時發出的平緩的嗡嗡聲露出愉悅的笑容。他不需要什么解釋。

很快,特斯拉便同意了加入豪斯的西屋電氣公司。1891年7月31日,與特斯拉的發明同樣具有里程碑意義的是,他成為了美國公民。而當他的交流系統越來越多地被人所認可,也給西屋電氣帶來了不少麻煩。一些競爭對手在意識到了交流電將要帶來的影響后,都想能夠分得一杯羹,于是控告特斯拉,說他們公司的發明家先于特斯拉搞出了交流電系統,甚至有的公司還弄出了一套套山寨系統來。雖然西屋多次勝訴,并且在1900年也有法官為特斯拉的發明正名,但這些舉動仍讓公眾有些迷惑。

西屋電氣一面要應對競爭對手們的控訴,另一面還得時刻忍受愛迪生對交流電安全性的誹謗。愛迪生的報復手段也算無所不用了,他在新澤西州的西奧蘭治有一個巨大的實驗室,居住在附近的居民們經常發現自家的寵物莫名失蹤。不久,他們發現了原因。原來愛迪生找了一些學生去為他抓貓抓狗,并且每抓到一只就付給他們25美分,然后他用交流電殘酷地把它們處以電刑。同時他到處發放嚇人的傳單,欄頭上用紅色字體印上“謹防危險!”他是想以此來警告民眾,如果他們不注意的話,他們的性命很可能也會被交流電給終結。

除了在媒體、小冊子上發動一場惡毒的運動,四處向人們散播關于交流電的謠言,愛迪生還在星期六組織興趣盎然的新聞記者觀看演示。他把記者們組織到一起,讓他們見證交流電會致命的一幕。他把學生們從街上抓來的驚恐萬狀的小狗小貓們推到一塊金屬板上,再把它們和1000伏特的高壓交流發電機連通。

除了愛迪生抱著這種“對手不死不休”的態度,還有另一個競爭對手的做法更加“奇葩”。一個叫哈羅德的人通過一些小花招弄到了特斯拉的三項交流電專利的使用證書,并且不讓威斯汀豪斯知道他的真正用途。然后哈羅德來到了一座監獄,說服了監獄放棄了原有的死刑處決方式——絞刑,而改用電刑。確切說是用交流電,由西屋電氣專利提供。

在真正行刑前,哈羅德親自為愛迪生進行巡回表演。在臺上,他電死了大量的小牛犢和大狗,并且把這叫做“威斯汀豪斯化”。

當紐約州監獄宣布要首次對一名殺人犯實施電刑時,群情激憤,正中了愛迪生一伙的下懷。一位犯人被綁在了電椅上,接著開關被合上。但是由于之前的試驗都是用在小動物身上,其中的電荷并不能將一個人致死,所以犯人只被電了個半死。但行刑并未終止,而是一遍又一遍的重復,直到犯人口吐白沫不再動彈。一位記者這樣描述:“可怕的一幕,比絞刑恐怖

多了?!?/p>

歷史的潮流并非那么幾個貪圖私利的人所能阻攔的,當愛迪生的助手們終于感覺到風向要變了時,他們試圖讓這位偉大的發明家明白他犯了一個極大的錯誤。但想要固執的愛迪生承認自己的錯誤,那還得再過20年,而他也總喜歡說:“我不在乎錢……我在乎的是超越別人?!?/p>

除了競爭對手們的惡毒攻擊,西屋電氣還面臨著不少資本市場的沖擊和暗流。在向全國推行交流電系統的進程中,威斯汀豪斯慢慢開始不堪重負。之后西屋電氣和全國的一些較小公司完成了一次合并,新公司取名為西屋電工制造公司。這次合并后,西屋的經濟狀況有所好轉,但還面臨著一個大問題,那就是與特斯拉的專利權稅。隨著交流電應用范圍的擴大,所有電站設備、電動機以及交流電系統專利的每一種應用都要收取專利稅。據說,特斯拉與西屋的專利使用合同簽訂僅僅4年后,應計的稅款就已經接近了1200萬美金,這對西屋而言無疑是一筆無比巨大的開支。銀行投資家門建議豪斯取消專利稅合同,否則這將會威脅到重組后的穩定性。豪斯本意并不愿如此,他自己本身就是一名發明家并且主張專利稅。另外,他認為稅款已經包含在了成本之中,是由消費者來負擔的。然而銀行投資家們讓他別無選擇。

當特斯拉為無人肯為他的交流電投資推廣而走投無路的時候,是威斯汀豪斯看中了它的價值,并義無反顧地給予幫助。他們的合同也是雙方真誠簽訂的,但如果特斯拉愿意,他可以把豪斯告上法庭,但豪斯的公司垮了,特斯拉也沒有任何

好處。

豪斯來到發明家的實驗室,開門見山地對特斯拉闡明了事情的真相,他說:“你的決定將決定西屋公司的

命運?!?/p>

“假如,”特斯拉說,“我拒絕放棄我的合同,你會怎么辦?”

特斯拉并非是一個愛財之人,不然早可以效仿愛迪生的做法,他只希望在他需要的時候能隨時拿到錢,但并不關注錢從哪來,甚至他也并不看重錢,他只關心拿錢能來做什么,而不是錢的固有價值。

威斯汀豪斯攤開雙手,說道:“那么你就得自己跟那些銀行家們打交道了,我就再無權過問了?!?/p>

“那假如我放棄合同,你會挽救你的公司并且保有控制權嗎?你會繼續實行把我的多相系統推向世界這一計劃嗎?”

“我相信你的多相系統是電氣領域最偉大的發現,”威斯汀豪斯說,“正是因為我努力要讓全世界都用上它,才讓我落得了今天這樣的困境。但不管怎樣,我還是要繼續,我都要堅持最初的計劃,讓全國都來使用交流電?!?/p>

特斯拉心中十分感激和信任這位工業家,而且他也沒有別的辦法能夠既保全他的專利稅又能挽救西屋公司。“威斯汀豪斯先生。”他說道,“你是我的朋友,當別人都對我沒信心的時候你信任我;當別人都缺乏勇氣時,你有膽有識,勇往直前;甚至當你的工程師都因缺乏見識而不能看到遠大未來時,只有你和我看到了,并且給予我支持,作為朋友你一直在幫助和支持我……你可以挽救你的公司,這樣你就能進一步開發我的發明。你的合同和我的合同都到此。我要把它們都撕成碎片,你再也不會被我的專利稅困擾了。”

最終西屋公司以216 600元美金一次性購買了特斯拉的全部專利,這位偉大的發明家不僅放棄了已經掙到手的數百萬美元專利稅款,還包括今后將自然產生的所有利息。雖然這近22萬美金是夠特斯拉在實驗和交際上揮霍幾年,但仍無法避免讓他在晚年面臨種種經濟窘境。

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