◎ByGilbertKing譯/廖鵬程
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Bytheendofhisbrilliantandtorturedlife,theSerbianphysicist,engineerandinventorNikolaTeslawaspennilessandlivinginasmallNewYorkCityhotelroom.Hespentdaysinaparksurroundedbythecreaturesthatmatteredmosttohim—pigeons—andhissleeplessnightsworkingovermathematicalequationsandscientificproblemsinhishead.Thathabitwouldconfoundscientistsandscholarsfordecadesafterhedied,in1943.Hisinventionsweredesignedandperfectedinhisimagination.
Teslabelievedhismindtobewithoutequal,andhewasn’tabovechiding1)hiscontemporaries,suchasThomasEdison,whooncehiredhim.“IfEdisonhadaneedletofindinahaystack,”Teslaoncewrote,“hewouldproceedatoncewiththediligenceofthebeetoexaminestrawafterstrawuntilhefoundtheobjectofhissearch.Iwasasorrywitnessofsuchdoingthatalittletheoryandcalculationwouldhavesavedhimninetypercentofhislabor.”
Butwhathiscontemporariesmayhavebeenlackinginscientifictalent(byTesla’sestimation),menlikeEdisonandGeorgeWestinghouse2)clearlypossessedtheonetraitthatTesladidnot—amindforbusiness.AndinthelastdaysofAmerica’sGildedAge3),NikolaTeslamadeadramaticattempttochangethefutureofcommunicationsandpowertransmissionaroundtheworld.HemanagedtoconvinceJ.P.Morgan4)thathewasonthevergeofabreakthrough,andthefinanciergaveTeslamorethan$150,000tofundwhatwouldbecomeagigantic,futuristicandstartlingtowerinthemiddleofLongIsland,NewYork.In1898,asTesla’splanstocreateaworldwidewirelesstransmissionsystembecameknown,WardenclyffeTower5)wouldbeTesla’slastchancetoclaimtherecognitionandwealththathadalwaysescapedhim.尼古拉·特斯拉坐在他的實驗室裡TheEarlyLifeoftheGreatGenius
NikolaTeslawasborninmodern-dayCroatiain1856;hisfather,Milutin,wasapriestoftheSerbianOrthodoxChurch.Fromanearlyage,hedemonstratedtheobsessivenessthatwouldpuzzleandamusethosearoundhim.Hecouldmemorizeentirebooksandstorelogarithmic6)tablesinhisbrain.Hepickeduplanguageseasily,andhecouldworkthroughdaysandnightsononlyafewhourssleep.
Attheageof19,hewasstudyingelectricalengineeringatthePolytechnicInstituteatGrazinAustria,wherehequicklyestablishedhimselfasastarstudent.Hefoundhimselfinanongoingdebatewithaprofessoroverperceiveddesignflawsinthedirect-current(DC)motorsthatwerebeingdemonstratedinclass.“InattackingtheproblemagainIalmostregrettedthatthestrugglewassoontoend,”Teslalaterwrote.“Ihadsomuchenergytospare.WhenIundertookthetaskitwasnotwitharesolvesuchasmenoftenmake.Withmeitwasasacredvow,aquestionoflifeanddeath.IknewthatIwouldperishifIfailed.NowIfeltthatthebattlewaswon.Backinthedeeprecessesofthebrainwasthesolution,butIcouldnotyetgiveitoutwardexpression.”
Hewouldspendthenextsixyearsofhislife“thinking”aboutelectromagneticfieldsandahypotheticalmotorpoweredbyalternate-currentthatwouldandshouldwork.Thethoughtsobsessedhim,andhewasunabletofocusonhisschoolwork.ProfessorsattheuniversitywarnedTesla’sfatherthattheyoungscholar’sworkingandsleepinghabitswerekillinghim.Butratherthanfinishhisstudies,Teslabecameagamblingaddict,lostallhistuitionmoney,droppedoutofschoolandsufferedanervousbreakdown.Itwouldnotbehislast.
In1881,TeslamovedtoBudapest,afterrecoveringfromhisbreakdown,andhewaswalkingthroughaparkwithafriend,recitingpoetry,whenavisioncametohim.Thereinthepark,withastick,Tesladrewacrudediagraminthedirt—amotorusingtheprincipleofrotatingmagneticfieldscreatedbytwoormorealternatingcurrents(AC).WhileACelectrificationhadbeenemployedbefore,therewouldneverbeapractical,workingmotorrunonalternatingcurrentuntilheinventedhisinductionmotor7)severalyearslater.
TheInventionsandResearchesintheUSA
InJune1884,TeslasailedforNewYorkCityandarrivedwithfourcentsinhispocketandaletterofrecommendationfromCharlesBatchelor—aformeremployer—toThomasEdison,whichwaspurportedtosay,“MyDearEdison:Iknowtwogreatmenandyouareoneofthem.Theotheristhisyoungman!”
Ameetingwasarranged,andonceTesladescribedtheengineeringworkhewasdoing,Edison,thoughskeptical,hiredhim.AccordingtoTesla,Edisonofferedhim$50,000ifhecouldimproveupontheDCgenerationplantsEdisonfavored.Withinafewmonths,TeslainformedtheAmericaninventorthathehadindeedimproveduponEdison’smotors.Edison,Teslanoted,refusedtopayup.
Teslapromptlyquitandtookajobdiggingditches.Butitwasn’tlongbeforewordgotoutthatTesla’sACmotorwasworthinvestingin,andtheWesternUnionCompanyputTeslatoworkinalabnotfarfromEdison’soffice,wherehedesignedACpowersystemsthatarestillusedaroundtheworld.“ThemotorsIbuiltthere,”Teslasaid,“wereexactlyasIimaginedthem.Imadenoattempttoimprovethedesign,butmerelyreproducedthepicturesastheyappearedtomyvision,andtheoperationwasalwaysasIexpected.”
TeslapatentedhisACmotorsandpowersystems,whichweresaidtobethemostvaluableinventionssincethetelephone.Soon,GeorgeWestinghouse,recognizingthatTesla’sdesignsmightbejustwhatheneededinhiseffortstounseatEdison’sDCcurrent,licensedhispatentsfor$60,000instocksandcashandroyalties8)
basedonhowmuchelectricityWestinghousecouldsell.Ultimately,hewonthe“WaroftheCurrents,”butatasteepcostinlitigationandcompetitionforbothWestinghouseandEdison’sGeneralElectricCompany.
Fearingruin,WestinghousebeggedTeslaforrelieffromtheroyaltiesWestinghouseagreedto.“YourdecisiondeterminesthefateoftheWestinghouseCompany,”hesaid.Tesla,gratefultothemanwhohadnevertriedtoswindlehim,toreuptheroyaltycontract,walkingawayfrommillionsinroyaltiesthathewasalreadyowedandbillionsthatwouldhaveaccruedinthefuture.Hewouldhavebeenoneofthewealthiestmenintheworld—atitanoftheGildedAge.
Hisworkwithelectricityreflectedjustonefacetofhisfertilemind.Beforetheturnofthe20thcentury,Teslahadinventedapowerfulcoil9)thatwascapableofgeneratinghighvoltagesandfrequencies,leadingtonewformsoflight,suchasneonandfluorescent10),aswellasX-rays.Teslaalsodiscoveredthatthesecoils,soontobecalled“TeslaCoils,”madeitpossibletosendandreceiveradiosignals.HequicklyfiledforAmericanpatentsin1897,beatingtheItalianinventorGuglielmoMarconitothepunch.
TeslacontinuedtoworkonhisideasforwirelesstransmissionswhenheproposedtoJ.P.Morganhisideaofawirelessglobe.AfterMorganputupthe$150,000tobuildthegianttransmissiontower,TeslapromptlyhiredthenotedarchitectStanfordWhiteofMcKim,Mead,andWhiteinNewYork.
“Assoonascompleted,itwillbepossibleforabusinessmaninNewYorktodictateinstructions,andhavetheminstantlyappearintypeathisofficeinLondonorelsewhere,”Teslasaidatthetime.“Hewillbeabletocallup,fromhisdesk,andtalktoanytelephonesubscriberontheglobe,withoutanychangewhateverintheexistingequipment.Aninexpensiveinstrument,notbiggerthanawatch,willenableitsbearertohearanywhere,onseaorland,musicorsong,thespeechofapoliticalleader,theaddressofaneminentmanofscience,orthesermonofaneloquentclergyman,deliveredinsomeotherplace,howeverdistant.Inthesamemanneranypicture,character,drawingorprintcanbetransferredfromonetoanotherplace.Millionsofsuchinstrumentscanbeoperatedfrombutoneplantofthiskind.”
WhitequicklygottoworkdesigningWardenclyffeTowerin1901,butsoonafterconstructionbeganitbecameapparentthatTeslawasgoingtorunoutofmoneybeforeitwasfinished.AnappealtoMorganformoremoneyprovedfruitless,andinthemeantimeinvestorswererushingtothrowtheirmoneybehindMarconi.InDecember1901,MarconisuccessfullysentasignalfromEnglandtoNewfoundland.TeslagrumbledthattheItalianwasusing17ofhispatents,butlitigationeventuallyfavoredMarconiandthecommercialdamagewasdone.ThustheItalianinventorwascreditedastheinventorofradioandbecamerich.WardenclyffeTowerbecamea186-foot-tallrelic,andthedefeat—Tesla’sworst—ledtoanotherofhisbreakdowns.“Itisnotadream,”Teslasaid,“itisasimplefeatofscientificelectricalengineering,onlyexpensive—blind,faint-hearted,doubtingworld!”
LaterYears
By1912,Teslabegantowithdrawfromthatdoubtingworld.Hewasclearlyshowingsignsofobsessivecompulsivedisorder,andwaspotentiallyahigh-functioningautistic.Hebecameobsessedwithcleanlinessandfixated11)onthenumberthree;hebeganshakinghandswithpeopleandwashinghishands.Hehadtohave18napkinsonhistableduringmeals,andwouldcounthisstepswheneverhewalkedanywhere.
Neartheendofhislife,Teslabecamefixatedonpigeons,especiallyaspecificwhitefemale.Onenight,Teslaclaimedthewhitepigeonvisitedhimthroughanopenwindowathishotel,andhebelievedthebirdhadcometotellhimshewasdying.Thepigeondiedinhisarms,andtheinventorclaimedthatinthatmoment,heknewthathehadfinishedhislife’swork.
Hediedin1943,indebt,althoughWestinghousehadbeenpayinghisroomandboardatthehotelforyears.
交流發電機原理說明
特拉斯的交流發電機
特斯拉
托馬斯·愛迪生
喬治·威斯汀豪斯1.beabovedoingsth.：(因有自尊心、是非感而)不做某事，不屑做某事
2.GeorgeWestinghouse：喬治·威斯汀豪斯(1846~1914)，美國實業家、發明家，西屋電氣(WestinghouseElectricCorporation)的創始人
3.GildedAge：〈美英〉鍍金時代，指繁榮昌盛的時代，尤指美國内戰後的28年間(約1870~1898年)。
4.J.P.Morgan：J.P.摩根，金融家、銀行家，美國近代金融史上最著名的金融巨頭。
5.WardenclyffeTower：沃登克裡弗塔，又稱特斯拉塔，是美國科學家尼古拉·特斯拉設計的一座無線傳輸電能塔。
6.logarithmic[ˌlɒɡəˈrɪðmɪk]adj.對數的
7.inductionmotor：感應電動機，又稱“異步電動機”，定轉子之間靠電磁感應作用，在轉子内感應電流以實現機電能量轉換的電機。
8.royalty[ˈrɔɪəlti]n.(專利權的)使用費
9.coil[kɔɪl]n.線圈
10.fluorescent[flɔːˈres(ə)nt]n.熒光；日光燈11.fixated[fɪkˈseɪtɪd]adj.過分依戀的
尼古拉·特斯拉，塞爾維亞裔物理學家、工程師、發明家，才華橫溢卻又一生坎坷，在其風燭殘年之際，落得身無分文，寄居在紐約市的一家小旅館裡。白天，他待在公園裡，與自己最喜愛的動物鴿子為伴；無眠的夜晚，他鑽研着腦子裡的數學方程式和科學難題。他的這一習慣在他1943年去世之後困擾科學家和學者們達幾十年之久。他憑借想象設計并完善他的發明創造。
特斯拉認為自己的頭腦舉世無雙，他還常嘲笑同時期的一些科學家，比如曾聘用過他的托馬斯·愛迪生。“如果愛迪生要在幹草堆中找一根針的話，”特斯拉曾寫道，“他會像勤勞的蜜蜂一樣立即開始檢查每根幹草，直至發現搜尋的目标。看到他這麼做我覺得他真可憐，原本用上一點點理論和計算就能省去他90%的勞動。”
雖然他同時代的人可能在科學天賦方面有所欠缺(特斯拉的評判)，但是很明顯，像愛迪生和喬治·威斯汀豪斯這樣的人擁有一種特斯拉并不具備的特質——商業頭腦。當時美國鍍金時代已經接近尾聲，特斯拉做了一個激動人心的嘗試，他想要改變全球通信和電力傳輸的未來。他設法說服J.P.摩根，讓他相信自己的工作即将取得突破。于是，這位金融家為特斯拉提供了15萬多美元，資助他在紐約長島中部建造一座令人歎為觀止的未來主義風格的巨塔。1898年，特斯拉要建造全球無線傳輸系統的計劃為外界所知曉，對他來說，若要獲得名氣和财富這些總與他失之交臂的東西，沃登克裡弗塔是最後的機會了。
科學怪才初露頭角
尼古拉·特斯拉1856年出生于現今的克羅地亞，他的父親米盧廷是一名塞爾維亞東正教牧師。很小的時候，特斯拉所表現出的執着就讓他身邊的人覺得既迷惑不解又感到很有趣。他能把整本整本的書背下來，把對數表熟記于心。他能輕松學會多種語言，而且能連續好多天通宵達旦地工作，隻需幾個小時的睡眠。
19歲的時候，他在奧地利的格拉茨理工學院讀電氣工程專業，很快便成了那裡的明星學生。他認為課堂上展示的直流發動機有覺察到的設計缺陷，為此卷入一場持續不斷的争論，對方是一名教授。“再次應對這一問題的時候，鬥争很快就結束了，我幾乎都有點惋惜，”特斯拉後來寫道，“我有很多能量用不完。當我開始這項任務的時候，我的決心非比尋常。對我而言，這是神聖的誓言，是生死攸關的問題。我知道如果失敗的話我就完了。現在我覺得我赢得了這場戰鬥。解決方案就在我的腦海深處，但是我還不能表達出來。”
他把生命中此後的六年花在了“思考”電磁場和一種他設想的電動機上，這種由交流電驅動的電動機将會也應該能夠運轉。他滿腦子都想着這些，無法專心學業。大學的教授們警告特斯拉的父親，這名年輕學者的工作和睡眠習慣會要了他的命。但是特斯拉非但沒有完成學業，反而對賭博上了瘾，将學費輸了個精光，中途退學，精神崩潰。而這并不是他最後一次精神崩潰。
1881年，在從精神奔潰中恢複過來之後，特斯拉來到了布達佩斯。一次他和朋友在公園裡一邊散步，一邊吟誦詩歌，突然就有了靈感。就在這個公園裡，特斯拉用一支木棍在地上畫了一張草圖，畫的是一種以旋轉磁場為工作原理的發動機，旋轉磁場由兩股或更多的交流電産生。雖然之前已經有人運用過交流電電氣化技術，但是一直沒有依靠交流電工作的實用電動機問世，直至特斯拉多年後發明了感應電動機。
在美國的開創性發明與研究
1884年6月，特斯拉乘船前往紐約，抵達紐約的時候，口袋裡隻剩四美分和一封推薦信。推薦信是他之前的雇主查爾斯·巴徹拉寫給托馬斯·愛迪生的。據稱信是這樣寫的：“親愛的愛迪生：我認識兩個了不起的人物，一位是您，另一位就是這位年輕人！”
兩人安排見了一次面。在特斯拉介紹了自己正在從事的工程方面的工作後，愛迪生雖然心有疑慮，但還是聘用了他。據特斯拉講，愛迪生提出，如果他能夠對愛迪生中意的直流發電廠進行改進，愛迪生将給特斯拉五萬美元。沒過幾個月，特斯拉就告訴這位美國發明家，他确實已經改進了愛迪生的發動機。但特斯拉稱愛迪生卻拒絕付錢。
特斯拉立即辭了職，找了一份挖排水溝的工作。但是，不久就有消息傳出說，特斯拉的交流電動機值得投資，于是西部聯盟電報公司就聘用特斯拉到實驗室工作，那裡距離愛迪生的辦公室不遠。在那裡，特斯拉設計出了多種現今全世界仍在使用的交流電電力系統。“我在那兒造的電動機，”特斯拉說，“和我當初的想象完全一樣。我都不用改進設計，直接就根據我設想的樣子複制出來了，運轉情況總是不出我所料。”
特斯拉為他的交流電動機和電力系統申請了專利。據說，這是自電話問世以來最值錢的發明。很快，喬治·威斯汀豪斯認識到，要打敗愛迪生的直流電，他所要的可能就是特斯拉的設計。威斯汀豪斯以股票、現金和技術使用費的形式，支付給特斯拉六萬美元，獲得了他的專利使用權，技術使用費與西屋電氣公司能夠賣出的電量挂鈎。最終，威斯汀豪斯赢得了這場“電流之戰”，但是由于西屋電氣公司和愛迪生的通用電力公司之間的訴訟和競争，他也付出了高昂的成本。
由于擔心公司會破産，威斯汀豪斯乞求特斯拉減免西屋電氣公司已經允諾的技術使用費。“西屋電氣公司的命運取決于你的決定。”他說。特斯拉很感激這個從來不試圖欺騙他的人，他撕毀了技術使用費合約，讓西屋電氣公司業已欠他的數百萬美元和将來可能累積的數十億美元從指間溜走。他原本會成為世界上最富有的人之一，成為鍍金時代的巨人。
他在電力方面所做的工作隻是他多産大腦的一面。19世紀末，特斯拉發明了一種威力強大的線圈，能夠發出高電壓、高頻電，産生各種新形式的光，比如霓虹和熒光，還有X光。很快這些線圈就被人們稱為“特斯拉線圈”。特斯拉還發現這些線圈能夠收發無線電信号。他迅速于1897年申請了美國專利，擊敗了意大利發明家古列爾莫·馬可尼。
特斯拉繼續研究他的無線傳輸構想，向J.P.摩根介紹了全球無線網絡的設想。在摩根給了他15萬美元供其建造巨型傳輸塔之後，特斯拉迅速聘請了紐約麥金-米德-懷特公司的知名建築師斯坦福·懷特。
“這座塔一旦建好，商人們在紐約下達指令，便立即能在倫敦或其他地方的分公司得到打印稿，”特斯拉當時說，“拿起辦公桌上的電話，他們将能與全球任何一位電話用戶交談，無需對現有設備做任何改動。這種設備花費不多，比手表大不了多少，攜帶者可以在任何地方，不論是海上或陸地上，聽音樂或聽歌，或者聽政治領袖的講話、傑出科學家的演說或是牧師雄辯的布道詞，無論講話者在哪個地方，無論距離有多遠。圖片、符号、草圖或是印刷品也可以同樣的方式從一地傳送到另一地。一座這樣的廠房就可以操作數百萬計的這種裝置。”
1901年，懷特迅速着手設計沃登克裡弗塔，但是開工後不久問題就顯現出來：在塔沒蓋好之前特斯拉的資金就會花完。特斯拉請求摩根追加投資卻無功而返，與此同時，馬可尼卻能得到蜂擁而來的投資者的投資。1901年12月，馬可尼成功地從英國向紐芬蘭發送了一個信号。特斯拉抱怨這個意大利人使用了他的17種專利，但是最終的訴訟結果偏向馬可尼，這造成特斯拉無可挽回的商業損失。因此，這位意大利發明家成了無線電的發明者，财源滾滾而來。而沃登克裡弗塔變成了一個186英尺高的爛尾工程。這次失敗是特斯拉最慘的一次，使得他再一次精神崩潰。“這不是一個夢，”特斯拉說，“這顯然是電氣工程學上的巨大成就，隻是代價有點高昂。這個有眼無珠、膽小怯懦又愛猜疑的世界！”