特斯拉自传·被遗忘的科学巨匠

特斯拉自传·被遗忘的科学巨匠
经典模式 护眼模式 女性模式 日间模式 夜间模式
第五篇 放大发射机的发明
快捷键
  • 全屏阅读f11
  • 前后翻页向前向后
  • 上下滚屏向下向上
  • 返回目录enter
我知道了

第五篇 放大发射机的发明

当我回忆我过去的生活时,我意识到影响我们命运的因素是多么的微妙,这从我少年时期的一次经历可以看出。有一年冬天,我和小伙伴们计划去攀爬一座陡峭的高山。当时山上的积雪很深,但由于刮着温和的偏南风,十分利于我们爬山。我们开心地玩着扔雪球,雪球被扔出去之后会滚出一段距离,同时沾上地上的雪。在这个激动人心的游戏里,我们都试图超越其他人。突然,一个雪球越滚越大,大到不可思议,最后变得像房子那么大,雷鸣般地滚入山谷,力量巨大得使地面都震颤了。我吃惊地看着这一切,完全不知道发生了什么事。数周之后,当雪崩的照片出现在我眼前时,我很想知道何以这么小的东西能变得这样大。从此,放大微弱的力量这一课题令我着迷。几年后,我开始研究机电共振,起初我就对此有着浓厚的兴趣。也许,没有儿时那次雪崩事件的深刻印象,就不会有我对我的线圈出现的小火花深入的研究,那我最伟大的发明也就不会实现了。我将会在接下来为你讲述这段经历。

不少技术人员在自己的专业领域里是十分出色的,但是他们思想迂腐,鼠目寸光。他们认为我除了感应电动机,再没给世界留下任何有实际价值的东西。这是一个严重错误的观念,绝不能依据直接效果来判断一个新的想法。我的交流输电系统出现在一个绝佳的时机,解决了长久以来存在的工业问题。虽然还需克服很多的阻力,协调各方利益,但是正如其他发明一样,商业宣传刻不容缓。现在的情形和我发明涡轮机之后的情形有很多相同之处。有人认为,如此简单、美丽的发明,具有理想电动机的许多功能,应该立刻投入市场。毫无疑问,我遭遇了和之前相同的波折。但是,旋转磁场的未来影响不但不会使现有机械的价值降低,反而还会给它们带来新的利用价值。这个系统适用于新企业的同时,也能使旧企业得到改进和提高。我的涡轮机以全新的面貌推动了世界的进步。极端错误的观点才会认为这种新设备的成功将意味着放弃已经花费了数十亿美元购进的陈旧机型。在这种情况下,循序渐进的发展步伐是首选,也许某些心存偏见的专家发出的反对声是最大的障碍。

就在前些天,我经历了一件令人沮丧的事。我遇到了一个朋友,也是我的前助理——查尔斯·斯科特,他现在在耶鲁大学任电子工程系教授。由于很久没有见面了,于是在我的办公室,我们展开了愉快的聊天。我们的谈话很自然地扯到了我的涡轮机上,我变得异常激动。“斯科特,”我大声说道,思绪被美好的未来愿景所牵引着,“我的涡轮机将取代世上一切的热力发电机。”斯科特抚摸着他的下巴,若有所思地将目光收回,好像在做精密的计算。“这会产生相当一部分废品。”他说道,之后没再说一句话就离开了。

然而,我的这些和其他的一些发明,都不过是在现有基础上所做出的改进。我不过是凭借自身的本能来改进目前的设备,并没有对长远需求做出任何考虑。放大发射机经过多年的研究,最主要的目的是满足人类的长远需求,而不是单纯为了促进工业发展。

假如我没有记错, 那就是在1890年11月,我进行了一项最非凡、最壮观的试验,这事还曾被《科学》期刊报道。在研究高频电流时,我惊喜地发现,当一定空间内的电场达到足够的强度时,可以点亮无极真空管。因此,为了证明这个理论,我们增加了一台变压器,结果我们的第一次试验就获得了巨大成功。那时,我们很难理解这些奇怪的现象意味着什么。我们渴望新的轰动效应,但很快又会变得冷淡。昨天的奇迹在今天看来就是司空见惯的现象。当我首次公开展出我的真空管时,人们惊讶的神情简直无法形容。一时间,我收到无数来自世界各地的邀请函,各种荣誉、诱惑也伴随其中,但都被我一一拒绝了。

但是1892年,在不可抗拒的情况下,我去了伦敦,在英国电气工程师学会发表了演讲。演讲结束后,我本打算马上前往巴黎进行另一场类似的演讲,但是詹姆斯·杜瓦爵士坚持邀请我去皇家学会作演讲。我本是个意志坚定的人,但是却被这位伟大的苏格兰人说服了。他将我推坐到一张椅子里,给我倒了半杯奇妙的闪着五彩光芒的棕色饮料,味道如玉露琼浆般鲜美。“此刻,”他说道,“你正坐在法拉第坐过的椅子上,享用着他爱喝的威士忌。”就这两方面而言,这是一段令人羡慕的经历。第二天晚上,我便在皇家学会发表了演讲。演讲结束时,雷利勋爵向观众所作的一番慷慨陈词深深地鼓舞着我。为了躲避追捧,我从伦敦逃到了巴黎,后又从巴黎逃回了家乡。在家乡期间,我受尽了痛苦和疾病的折磨。恢复健康后,我立刻制定了回美国继续工作的计划。在那之前,我从来没意识到自己具有任何独有的发明天赋,但一直被我视作杰出的科学家的雷利勋爵却如此称赞我。如若真如他所说,我想我应该把精力投注在一些重大的项目上。

一天,我正在山间散步,即将来临的暴风雨使我不得不赶快寻求一个避雨之处。天空乌云密布,不知何故,雨水却迟迟未降下。突然,一道闪电划破了天空,顷刻间,瓢泼大雨落了下来。眼前的景象令我陷入了沉思。无疑,闪电和瓢泼大雨这两种现象是密切相关的,更准确地说是因果关系。经过片刻的沉思,我得出的结论是,降水过程中蕴含的巨大电能是人们无法想象的,而闪电的作用就像是一个释放这种巨大能量的触发器。

这一发现可能造就一项惊人的发明。如果我们能产生特定质量的电能效应,那整个星球以及所有生物的生存条件都会发生翻天覆地的变化。海水受热蒸腾,水蒸气又在风力的作用下到达遥远的地方,并在那里保持着一种最微妙的平衡。如果我们有能力干涉这种平衡,在任何需要的时候和地方,那我们就能随意控制这种强大的生命延续所需的能量。我们可以灌溉贫瘠的沙漠,可以人造湖泊和河流,无限量提供动力。对人类来说,这将是利用太阳能最有效的方式。这一构想成功与否取决于我们是否有能力开发出和自然一样强大的电力。这似乎是一个无望之举,但我下定决心试一试,并于1892年夏天立即返回了美国。一开始我就对这个项目充满了热情,因为成功的话,我就可以利用它实现无线能量传输。

第二年春天,当我利用我的锥形线圈制造出了100万伏电压时,我获得了第一个可喜的成功。这被世人视为一大壮举。我的研究一直稳步发展,直到1895年,一场无情的大火将我的实验室烧毁了。关于此事的详情,可以从刊载在同年4月份的《世纪杂志》上T·C·马丁所作的一篇文章中了解。这场灾难给我造成了多方面的损失,那年的大部分时间我都致力于规划和重建实验室。然而,条件一旦成熟,我立马投入到工作中。

虽然我知道通过更大尺寸的设备可以实现更高的电动势,但我本能地认为,对一个相对小而紧凑的变压器进行适当的改进,也可以达到这个目的。在进行平螺旋绕组次级线圈试验时,我为电子束的缺失而深感震惊,关于这点我在专利中曾提到过。不久之后,我发现这是由转动的位置及匝与匝之间的相互作用造成的。依照这一发现,我重新使用了较大直径的高压导体,使匝间距能充分抑制分布电容,同时避免任何位置出现电荷过分堆积。根据这一原理,我获得了四百万伏的电压,这大概是我在休斯敦的新实验室里获得的极限值了。这个发射器的照片刊登在1898年11月的《电气评论》上。

为了进一步研究,我不得不到户外的开阔空间进行试验。1899年春天,在无线电装置的安装准备工作完成之后,我去了科罗拉多,并在那里待了一年多。在那里,我又进行了一系列的改进和完善,使它可以根据需要产生任何强度的电流。有兴趣的读者可以去找刊登在《世纪杂志》1900年6月上的一篇我写的《关于不断增加的人类能量的问题》——我在之前已经提到过——的文章,从这上面可以了解到科罗拉多试验的相关信息。

《电气实验者》杂志希望我能详细介绍一下我的放大发射机,以便读者朋友对它的产生和运作有更清晰的了解。首先,它是一个谐振变压器,带有具有很高电势的元件的次级电路。电势的面积较大,依次排列在理想的、曲率半径非常大的包络面,相互间保持着适当的距离,以确保很小的表面电荷度无处不在。那么,即使导体裸露在空气中,也不会有漏电的可能。它适用的频率涵盖每秒几周到每秒上万周,并且可以用于生产电流量极大而电压适中,或安培较小而电动势巨大的电流。充电元件所在的曲面曲率以及元件面积决定了电压的最大限度。

根据我以往的经验,产生高达上亿伏的电压也是完全可能的。另一方面,几千安培的电流也可以通过天线获得。只需一台尺寸适中的设备便可达到这一目的。从理论上讲,这样大小的电动势从一台直径小于90英尺的终端设备就能获得,而2000~4000安培的电流从直径小于30英尺的天线就可获得。

从狭义上来讲,这种无线发射器中的电磁波辐射与整体能量相比,完全可以忽略不计,原因是在这种情况下,阻尼因子非常小,性能得到提升的电容器可以存储大量的电荷。这样一种电路,通过任一种脉冲,甚至是低频脉冲的刺激,便可像交流发电机一样,产生正弦连续振荡。

然而,从最狭义的角度来说,它除了具有这些特性,还是一个能精确调整以适应地球的电常数和电学特性的谐振变压器。依靠这一设计,能量的无限传输将变得高效而快捷。距离完全消除,传输脉冲强度也不会减弱。根据一条精确的数学原理,甚至可以使作用强度随着发射平面距离的增加而增加。

这项发明是我的无限传输“世界系统”之一,1900年回到纽约后,便由我负责它的商业化运作。为了直接推动我企业的发展,当时的一份技术声明对这些发明做出了清晰的概述。以下是其中摘录的内容:

“世界系统”是几项独创性发现的综合成果,它是在发明家长期的研究和试验后才获得的。它不但能使传递到世界各地的任何类型的信号、信息、文字实现瞬时精确无线传输,还能在不改动当前设备的条件下,连接现有电报、电话和其他信号站。例如,一位电话用户可以利用它呼叫地球上的其他任一位电话用户。它的使用价格比手表的接收器还低,却可以满足用户无论是在陆地还是海上的任何地方都能收听任何距离之外的演讲或音乐会的需求。引用这些实例只是为了使读者了解这项伟大的科学进步使距离不再是障碍,地球这个完美的天然导体将发挥它无限的用途,而这一切只需要一根天线即可实现。这一系统具有深远影响的原因之一在于,能够在任何距离,通过任何由一根或多根电线(电线的距离显然是有限的)操作的设备来完成使用,只要在相同功能和精确度的条件下,且不超过地球的物理空间限制,是不需要人工导体的。因此,通过这种理想的传输方式,不仅可以开发全新的商业领域,还能大大扩展传统应用。

“世界系统”是基于以下重大发明和发现的应用:

1.特斯拉变压器:这个装置之于电磁振动领域的重大意义,犹如火药之于战争。发明家凭借这个装置所生成的电流是普通装置的数倍,并产生了一百多英尺的火花。

2.放大发射机:这种为了激发地球电磁场而创造的用于电能传输的特殊变压器,是特斯拉最伟大的发明,不过其传输距离得用天文望远镜才能观察到。凭借这个奇妙的装置,特斯拉已经实现了一种强度胜于闪电的电力效应,通过的电流足以点亮世界各地的两百盏白炽灯。

3.特斯拉无线系统:这个系统涵盖了一系列的新技术,是唯一利用无线和低成本远距离传输电能的方式。通过发明者在科罗拉多试验站里的仔细研究和测量,已经证明了任何规模的能量该系统都可以传输,并且损失不超过几个百分点。

4.个性化艺术:特斯拉这项发明和原始调谐相比,其先进性犹如精练的语言之于含糊不清的表达。它使得信号或信息传输绝对保密,主动和被动方面具有绝对排他性,即信号的传输绝无干扰,也不可能被干扰。每个信号都像是一个身份明确的人,在没有丝毫相互干扰的情况下,可以不限数量地同时操作信号站和设备。

5.陆地驻波:说得通俗点,这项伟大的发明意味着地球会对有限波长的电力振动做出反应,好比音叉对音波做出的反应。这些特殊的电力振动,能有力地激发地球的电磁场,对商业和其他很多领域作用甚大。

第一个“世界系统”电站能在九个月内启动运行。这个电站可以实现一千万马力的功率,能以低廉的费用为尽可能多的技术项目服务,其中包括:

1.全球范围内现有电报交换机或交换站之间的连接;

2.建立一个机密且不受干扰的政府电报服务系统;

3.全球范围内现有电话局或电话站之间的连接;

4.通过电报和电话,实现与新闻界的连接,使一般性新闻得以广泛传播;

5.建立一个私人专属情报传递“世界系统”;

6.全世界股票行情的连接和操作;

7.建立一个供音乐、广播等使用的“世界系统”;

8.在不需要什么管理的条件下,利用费用低廉的时钟来显示天文精度的时间;

9.打印或手写字符、信件、支票等在世界范围内的传递;

10.建立全球航海服务系统,使航海员在没有指南针引导的情况下,能确定船只的确切位置、时间和速度,防止撞船和事故等的发生;

11.初步建立一套世界范围内的印刷系统;

12.实现全球范围内照片、图像或记录的拷贝。

我曾提议在小范围内做无线电力传输的演示,取得了非常不错的成效。除了这些已经提到的,我还会在将来的适当时候介绍我的发明在其他方面极为重要的作用。

我们在长岛建了一座高187英尺,顶端有一个直径68英尺的球形框架的发电站。这些尺寸适合任何级别的能量的传输。刚开始我们只用了200~300千瓦的功率,但我打算以后增加到几千马力。这个发射机发射的是具有特殊性质的综合波,我已经发明了一种用电话控制任何形式的能量的特殊方法。

两年前,试验塔被摧毁了,但我的项目正在进行,另一个即将建成的试验塔在很多方面都有所改进。在这里,我想就此前广泛流传的一个关于政府出于备战考虑,强行拆毁了我的试验塔的谣言做出回应。这种谣言可能会使某些人产生偏见。他们不知道三十年前政府授予我美国国籍的文件至今都还被锁在保险柜里,而我的嘉奖令、证书、金质奖章和其他荣誉证明都被锁在旧箱子里。若这一谣言属实,那政府将赔偿我一大笔钱,因为我花了很多资金在塔的建设上。相反,保护这座试验塔才是政府的利益所在,尤其是它能实现一些可能,具有相当重要的价值。例如,它可以定位世界上任何地方的一艘潜艇。长久以来,我的设备以及所有发明的改进都在为政府提供服务。欧洲爆发冲突以来,我牺牲了自己项目的研究时间,一直致力于空中导航、轮船动力、无线传输等工作,这些都对国家具有重要作用。见识广的人都知道,我的发明已经使美国的工业彻底发生了变化。就这方面而言,我不知道还有哪个发明家能像我一样幸运,能使其发明在战争中投入使用。此前,我一直没有对此事公开发表意见,在整个世界都面临严重的危机时,过分沉湎于个人问题是不当的。

我想对关于我的谣言作进一步说明。有人说,J·皮尔庞特·摩根先生对所资助的我的研究事业毫无兴趣,而帮助了很多其他的专家。他极为慷慨地实践了对我资助的承诺,若再期望从他那得到更多的话,将是不合情理的。他十分尊重我的发明成就,并且绝对相信我有能力最终完成计划中的发明项目。我不会让那些思想狭隘、嫉妒心强的人来挫败我的努力,我不会让他们感到满意。这些人对于我而言,不过是导致严重疾病的细菌。由于当下的世界及自然法则还未对我的项目的到来做好准备,所以它被暂时推迟了。它遥遥领先于这个时代,但是自然法则最终会获胜,使我的项目成功到来。

用户还喜欢