特斯拉诞辰160周年了,他的十大发明你还记得吗?

2016-07-30 12:39:42     作者:知社学术圈      来源:雷锋网

160年前的今天,尼古拉·特斯拉来到了这个世界。

编者按:160年前的今天,尼古拉·特斯拉来到了这个世界。作为发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家,他被认为是电力商业化的重要推动者。其诸多的发明创造和专利技术,使其成为美国乃至世界最伟大的电子工程师之一。他曾受爱迪生的打压,命运多舛,经历过人生高峰后,越发古怪。然而,他的终极梦想不过是为人类提供取之不尽的免费能源。值此之际,让我们重温特斯拉的传奇人生。

早年生活

1856年7月10日,特斯拉出生于奥地利帝国小村斯米连 (今属克罗地亚)。对于电子发明的兴趣来自母亲的熏陶。母亲Djuka Mandic在业余时间会发明一些小型家用器具。特斯拉的父亲Milutin Tesla则是一位牧师兼作家,并要求特斯拉也走这条道路。不过显然,特斯拉的兴趣在于科学。特斯拉曾先后在克罗地亚的卡尔洛瓦茨上学,1875年于奥地利的格拉茨科技大学修读电机工程,后又在布拉格大学就读过。1881年,特斯拉来到布达佩斯,在当地电话局工作。正是在布达佩斯的时候,特斯拉产生了感应电动机的想法。在经过几年的发明尝试后,特斯拉在28岁时离开欧洲,前往美国。


1880年的特斯拉

初到美国

1884年,特斯拉只身来到美国。除了前雇主查尔斯·巴奇勒所写的推荐函外,他几乎是一无所有。而这封信正是写给商业大亨托马斯·爱迪生,信中提到:“我知道两个伟大的人,你是其中之一,另一个就是这个年轻人了。”爱迪生当时以直流电为基础的电气工程正在迅速成为业界的标准。他雇下了特斯拉,两人很快开始不知疲倦地携手工作,爱迪生的发明也获得各种改进。

然而短短几个月后,二人的关系走向结束。历史学家认为这是他们性格迥异、理念相左:爱迪生非常强势,专注于市场和金钱上的成功;而特斯拉则没那么精于商道。

和爱迪生分道扬镳之后,特斯拉在1885年拿到投资,随后创立了特斯拉电灯与电气制造公司,开始研发改良版的弧光灯照明。然而成功之后,投资人不同意特斯拉关于交流电发电机的计划,并且最终罢免了他的职务,以致于特斯拉那段日子不得不以体力劳动为生。

特斯拉与爱迪生的“电流战争”

电流战争

不过时来运转,1887年,特斯拉的交流电系统获得关注,而他也找到了愿意支持自己创建特斯拉电气公司的伙伴。当年年底,特斯拉已经成功拿到了多项交流电发明专利。

最终,他的交流电系统引起了美国西屋电气公司的工程师兼商人乔治·威斯汀豪斯的注意,他当时正在寻求一种能够解决长距离供电的途径。仔细了解过特斯拉的发明后,乔治在1888年出资6万美元 (现金加股票) 买下了交流电专利,并承诺对由此制造的每匹马力支付2.5美元的费用。随着交流电系统的发展,特斯拉携手西屋电气公司与爱迪生展开了激烈的竞争,后者旨在将直流电卖给国家。

爱迪生曾发动负面报道,以求削弱交流电所获得的支持。而特斯拉没有停下他的工作,并继续申请专利,其中就包括著名的“特斯拉线圈”。这为后来的无线电技术建立了重要基础。

然而该来的总要来,在1893年的芝加哥世博会上,大会第一次设立了电子产品展区。西屋电气公司负责会场的照明,特斯拉则在会上展示了他的交流电系统,人们也看到了他的荧光灯和单节点灯泡。

1895年,特斯拉在尼亚加拉大瀑布设计了美国第一批交流电水力发电机。一年以后,纽约水牛城用上了交流电,一时间成为了全球新闻。随着不断的成功与好评,交流电很快成为了20世纪广泛采用的优秀供电方式,至今仍是世界通用标准。

巨星陨落

一心痴迷于能量无线传输的特斯拉,1900年开始了他最具野心的项目:建造一个全球性的无线传输系统——通过巨大的电塔向全世界分享信息,免费提供电能。1901年,特斯拉拿着投资人的15万美元全力投入到工作中,在美国长岛设计建造了实验室,并配有一台发电机和巨大的输电塔——即我们后来熟知的沃登克里弗塔。要知道,当时的项目投资人甚至包括金融巨头摩根大通集团。巨塔也被媒体称为“特斯拉的百万大建筑”。

然而,投资人对特斯拉项目的可行性逐渐产生了怀疑;同时,作为竞争对手的古列尔莫·马可尼,在爱迪生和钢铁大王卡内基资助下,其无线电技术取得了巨大进步。最终,特斯拉无奈之下只好放弃了项目。沃登克里弗塔的工作人员于1906年被遣散,实验室也于1915年沦为法院拍卖地。两年后,特斯拉宣布破产,巨塔被夷平,作废品处理,以偿还债务。


沃登克里弗塔

死亡与遗嘱

在经历了巨大的精神折磨之后,特斯拉终于回到了工作中,主要从事顾问工作。但随着时代的变迁,他的那些想法越发显得怪异而不切实际。而他本人也逐渐变得性情古怪,竟然把大量时间花在照顾纽约公园里的野鸽上。当他谈起自己想建造强力的“死亡射线”时,甚至引起了FBI的警觉。这事倒是让二战中的苏联产生过一些兴趣。

1943年1月7日,穷困潦倒的特斯拉在纽约酒店孤独地离开人世,享年86岁。由于特斯拉后来的发明和专利的性质,他的所有研究都为绝密,所有个人物品当时也被查封。特斯拉提出的死亡射线被认为是一个粒子束武器。美国政府没有找到安全的原型装置。有一份文件记载道:“据报告有80个分布在不同地方的手提箱,那里面有他的研究手稿以及试验计划……”

尽管去世时还背负着一大笔债务,但几经岁月,后来人都清楚,特斯拉所留下的遗产,我们至今都还在沿用。

2008年,非营利组织特斯拉科学中心 (Tesla Science Center) 成立,旨在恢复特斯拉长岛的实验基地。2013年5月,经多方努力,该组织终于筹措到足够资金,买下了沃登克里弗塔原址用地。目前,重建工作仍在进行中。

附:特斯拉的十大发明

1、交流电



毋庸置疑,交流电绝对是特斯拉事业的开始。尽管爱迪生百般阻挠,但特斯拉还是成功地将交流电带给了我们。交流电比直流电更为廉价,也更为安全。特斯拉用自己的身躯证明了这一点。

2、霓虹灯


荧光灯和霓虹灯并不是特斯拉发明的,但他却成功地驾驭并改良了灯泡。早在进入工业生产的40年前,特斯拉已经在实验室中设计出荧光灯了。1893年的芝加哥世界博览会上,特斯拉的个人展览就使用了霓虹灯招牌。

3、远程控制


1898年,特斯拉曾展示了可远程操控的船模,通过无线电波来操作螺旋桨和灯光。当时船模配有多块大号电池,以及无线电信号控制器。远程控制 (或远程自动化) 的理念至今也被人们广为应用。

4、感应电动机


感应电动机采用交流电,基本上由定子和转子这两部分组成。定子保持固定 (无疑),同时使用电磁体来转动中间的转子。感应电动机被认为是经久耐用、易于维护的,同时享有低廉的运行成本。1888年,意大利发明家法拉利比特斯拉提前两个月推出了他的发动机。然而,特斯拉申请专利的证据支持更具分量。

5、亚当斯发电厂变电站


尼亚加拉瀑布委员会曾经为了能够长年利用瀑布的巨大能量,寻找一家公司来建造水力发电站。在见证了特斯拉和西屋电气公司的成果后,他们签下了合同。1896年,亚当斯发电厂变电站开始运转,向纽约水牛城供电。此后又建造了十台发电机,向纽约市供电。该发电厂被认为是具有革命性的,为现代水力发电厂设立了标准。

6、无线电

无线电的发明人是一个争议性问题。1895年,特斯拉已经准备好发射50英里距离的无线电信号,但他的实验室却在此之前被烧毁,因此延迟了试验。意大利人古列尔莫·马可尼也在从事相似的研究。阴差阳错,无线电发明专利最终归马可尼所有。

7、阴影照相

1895年,德国科学家威廉·康拉德·伦琴发现了一种神秘的能量,称之为X射线。伦琴所发表的研究结果启发了特斯拉,他采用真空管来制造X射线,形成的图像被他称为阴影照相 (shadowgraph)。特斯拉被认为是美国拍摄X光照片的第一人,他拍了一张穿着鞋的脚部影像图,然后把照片寄给伦琴,祝贺他的发现。

8、特斯拉涡轮机

特斯拉在1909年测试该发动机时,发现它能够达到60%的燃烧效率。令人深思的是,目前我们才只获得了42%的燃料能量转换率。然而,因为商业的性质,燃油销售能够让人们获取更多的利益,因此活塞式发动机仍然是如今使用的常态。

9、放大发射机

1899年,特斯拉制造出了规模与能量最大的特斯拉线圈,将其称作放大发射机。放大发射机有三个线圈,直径为52英尺。它可以产生数百万伏电流并制造出“人造闪电”,闪电最高可达130英尺,是当时最大的人造闪电。

10、特斯拉线圈

1891年,特斯拉发明了特斯拉线圈。他使用了两个线圈,一个初级线圈和一个次级线圈,每一个都有独立的电容器。而这项具有革命性意义的设备,正是特斯拉痴迷的以无线电为城市供电的基础。特斯拉线圈的重要性在于,它让工程师们意识到了电的本质以及如何运用电。

参考资料

  1. nikola-tesla

  2. inventions-of-nikola-tesla-that

  3. 特斯拉十大发明

  4. Nikola_Tesla

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