尼古拉·特斯拉

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尼古拉·特斯拉
Никола Тесла


「我利用了宇宙射線,並且使它們操作一個成為原動力的設備。」
—《布魯克林老鷹》;尼古拉·特斯拉,1931年7月10日。
出生 1856年7月10日(1856-07-10)
奧地利帝國Smiljan(位於今克羅埃西亞利卡-塞尼縣
逝世 1943年1月7日 (86歲)
美國紐約
居住地 奧地利帝國
奧匈帝國
法國
美國
公民權 奧地利 奧地利帝國(1891年以前)
 美國 (1891年之後)
研究領域 機械工程電機工程
任職於 湯瑪斯·愛迪生公司
特斯拉電燈與製造公司
西屋公司
著名成就 交流電
特斯拉線圈
粒子束武器
特斯拉渦輪發動機
旋轉磁場
無線技術
地面固定波
雙線線圈
非同步電動機
死光
特斯拉定理
哥倫布蛋
en:Electrogravitics
en:Teleforce
en:Tesla's oscillator
en:Tesla electric car
en:Telegeodynamics
受影響於 恩斯特·馬赫
施影響於 Gano Dunn
獲獎 愛迪生獎章(1916)
Elliott Cresson Medal(1893)
John Scott Medal (1934)
簽名

尼古拉·特斯拉塞爾維亞語Никола Тесла;1856年7月10日-1943年1月7日),塞爾維亞裔美籍發明家物理學家機械工程師電機工程師和未來學家。他被認為是電力商業化的重要推動者, 並因主要設計了現代交流電力系統而最為人知。在麥可·法拉第發現的電磁場理論的基礎上,特斯拉在電磁場領域有著多項革命性的發明。他的多項相關的專利以及電磁學的理論研究工作是現代的無線通信無線電的基石。

在贏得著名的19世紀80年代的「電流戰爭」及在1894年成功進行短波無線通信試驗之後,特斯拉被認為是當時美國最偉大的電機工程師之一。他的許多發現被認為是具有開創性的,是電機工程學的先驅。在美國電機工程史上,即便到了現在,特斯拉的名聲依然能媲美其他最為成功最偉大對人類貢獻最大的的發明家、科學家。1891年,特斯拉在成功試驗了把電力以無線能量傳輸的形式送到了目標用電器之後,致力於商業化的洲際電力無線輸送, 並且以此設想建造了半成品——沃登克里弗塔

20世紀30年代,接近生命的尾聲階段,特斯拉一度變得深居簡出,獨居於紐約市的一個旅館裡,偶爾才會向新聞界發表一些不同尋常的聲明。因舉止怪異,特斯拉被普遍認為是「瘋狂科學家」的原型。1943年1月7日,特斯拉在窮困潦倒中去世。去世之後,特斯拉的成就並不太為當時的人所知,但是在20世紀90年代,他的公眾名望出人意料地上演了王者歸來。在2005年,他被電視節目「最偉大的美國人」(美國在線探索頻道共同開展)列為前100名,這張名單是由公眾投票產生。

現代社會中處處可見特斯拉的遺產。撇開他在電磁學和工程上的成就,特斯拉也被認為對機器人彈道學資訊科學核子物理學理論物理學上等各種領域有貢獻。[1][2]。許多他的成就已伴隨著一些爭議被應用,去支持著許多的非主流科學,如幽浮理論和新世紀神秘理論。特斯拉當代的欽佩者視他為「創造出二十世紀的人[3]。國際單位制中的, 用來衡量磁場強度(通常也作磁通量、磁感)的單位B,是以特斯拉的名字命名,符號T(由國際度量衡大會在1960年確立)。在塞爾維亞首都貝爾格勒有一座國際機場以他的名字命名。

早年[編輯]

尼古拉·特斯拉出生於斯米連(英文名 Smiljan,現屬於克羅埃西亞戈斯皮奇市)的一個村莊, 父母都是塞爾維亞人。其出生地屬於奧地利帝國(今克羅埃西亞共和國)的利卡區戈斯皮奇附近[4]。他的受洗紀錄證明他出生於1856年6月28日(格里曆7月10日)。其父親名為米盧廷·特斯拉(Rev. Milutin Tesla),是一位在斯雷姆斯基卡爾洛夫奇教區的塞爾維亞東正教教堂裡的神父。其母親名為久卡(Đuka)就是一位塞爾維亞東正教神父的女兒,並且非常擅長於製作家庭手工工具。她能背誦許多塞爾維亞史詩,但從未學過認字[5]。他的教父,Jovan Drenovac,是保衛軍事邊疆的陸軍上尉。特斯拉為家中五個孩子之一,有一個兄弟(Dane,在尼古拉五歲時死於騎馬意外)和三個姊妹(Milka, Angelina和Marica)[6]。1862年時他的家庭移居到戈斯皮奇。特斯拉在克羅埃西亞卡爾洛瓦茨上學,並在1875年奧地利格拉茨科技大學修讀電機工程。在那裡,他學習交流電的應用。至少有兩份資料說明他在格拉茨大學得到學士學位[7][8]。然而他的學校卻宣稱他從來沒有獲得過學位,他在大學一年級只上了第一學期的課,並且在那期間已經不聽課了[9]。另一些人稱他因交不起第一學期的學費而被迫退學了[10][11]。據他大學室友所說,特斯拉一直專精於發明,差一點就畢不了業了[12]。在1878年,他離開格拉茨並且與家裡斷絕了所有的聯繫。他去了斯洛維尼亞馬里博爾,在那裡他首次被聘為助理工程師,為期一年。在這期間他患上了神經衰弱。他的父親一直勸他回到布拉格大學查爾斯-費迪南德大學分校,於是他於1880年到那裡讀了夏季學期。然而當他父親死後,又只讀完了一個學期,他就離開了大學[13]

交流發電機原理說明

特斯拉熱衷於閱讀各種書籍。他能像照相機一般,記下整本書[14]。特斯拉在他的自傳裡敘述了他所經歷的靈感的每一個細節。在早年,他經歷了一次又一次的病痛折磨。承受著奇怪的痛苦,眩目的閃光時常會出現在他眼前,並伴隨著幻覺。大多數時候,這些幻像有關於一個詞或者一個即將閃現的念頭;僅僅聽到一個詞,他就能想像這個物體的具體細節。特斯拉能夠詳細地試驗並製造曾經在他腦中閃過的那些靈感。這是一項如今被稱為視覺思維的技巧。特斯拉也經常快速地回憶起發生在他早年生活的事,這種情況在他的孩提時代已經出現了。[15]

特斯拉的交流發電機用來遠距離輸送電力

法國與美國[編輯]

(這裡與下文去愛迪生公司工作的時間與地點出現矛盾,請工作人員細心檢查核實)在1882年他去了法國巴黎,在愛迪生公司做一名工程師,設計改進電器。同年特斯拉發明了感應馬達並開始開發各種用到旋轉磁場的設備(於1888年取得了專利)。

不久以後,特斯拉因得知母親病危而急匆匆地離開巴黎,剛到達不久後的幾個小時母親就死了,當時是1882年4月。她臨終前的最後一句話是:「你終於來了,尼古拉,我的驕傲。」當她死後,特斯拉就病了。他在母親的出生地查茨和戈斯皮奇休養了兩三個星期。

1884年,特斯拉第一次踏上美國國土,來到了紐約。除了前僱主查爾斯·巴奇勒所寫的推薦函外,他幾乎是一無所有。這封信是寫給托馬斯·愛迪生的,信中提到:「我知道有兩個偉大的人,你是其中之一,另一個就是這個年輕人了。」愛迪生僱用了特斯拉,安排他在愛迪生機械公司工作。特斯拉開始為愛迪生進行簡單的電器設計,他進步很快,不久以後就能解決公司一些非常難的問題。特斯拉完全負責了愛迪生公司直流電機的重新設計。

1919年,特斯拉寫道:「如果他完成馬達和發電機的改進工作,愛迪生將提供給他驚人的5萬美元(如計入通貨膨脹,相當於今天(2006年)的一百萬美元)」。特斯拉說他的工作持續了將近一年,幾乎將整個發電機重新設計了,使愛迪生公司從中獲得巨大的利潤和新的專利所有權。當特斯拉向愛迪生索取5萬美元時,愛迪生回答他:「特斯拉,你不懂我們美國人的幽默」,就此違背了自己的諾言[16][17]。這筆獎金的金額相當於公司創始資本,而以特斯拉當時每周18美元的薪水,他需要工作53年才能賺到。當特斯拉要求加薪至每周25美元遭到拒絕後辭職。

特斯拉最後發現自己在愛迪生的公司僅僅是出賣體力,但在這段時間裡,他開始關注於交流電系統的設計。

中年[編輯]

在1886,特斯拉創建了自己的公司,特斯拉電燈與電力製造公司(Tesla Electric Light & Manufacturing)。投資商不同意特斯拉關於交流電發電機的計劃,並且最終罷免了他的職務。在1886到1887期間,特斯拉在紐約做一個普通的勞動者,既是為了糊口,也是為他的下一個工程計劃積累資金。在1887,他組裝了最早的無電刷交流電感應馬達(brushless alternating current induction motor), 並在1888年為美國電力電子工程師學會作了演示。同年(1888年),他發展了特斯拉線圈的原理,並且開始在西屋電器與製造公司(Westinghouse Electric & Manufacturing Company)位於匹茲堡的實驗室與喬治·威斯汀豪斯一起工作。威斯汀豪斯聽取了他的關於利用多相系統遠程傳輸交流電的想法。

在早期的研究中,特斯拉製造了許多實驗設備來產生X射線。特斯拉認為用他的電路,「我的儀器可以產生的愛克斯光(即X射線)的能量比一般儀器可以產生的要大的多。」[18]

他還談到用他的電路和單節點X射線產生設備在工作時的危害。在他許多調查這種現象的記錄中,他歸結了導致皮膚損傷的許多原因。他認為早期的皮膚損傷並不是X射線所引起的,而是臭氧的產生與皮膚接觸,和一些亞硝酸接觸所致。特斯拉錯誤地認為X射線是縱波

特斯拉完成了一些實驗先於倫琴證實了他的發現(包括拍攝他的手的X射線照片,之後他將照片寄給了倫琴),但沒有使他的發現眾所周知,他的大部分研究資料在1895年三月的第五大道一次實驗室大火中給燒毀了。

特斯拉的發電機於1895年被其改進,改進中考慮到了液態空氣。特斯拉知道,根據開爾文的發現,液態空氣重新液化時會吸收的並可以用來驅動東西的熱量,要比理論上產生的要更多。

特斯拉早在1891年證實了無線能量傳輸特斯拉效應(以此紀念特斯拉)是用來闡述這種類型的電導應用的術語(即能量穿過空間和物體的運動並不只是像穿過導體的電流一樣)。

美國公民[編輯]

在1891年7月30日,35歲的特斯拉加入美國國籍。同年在紐約第五大道建立了自己的實驗室。在此之後,他在紐約的休斯頓街建立了自己的實驗室。在那裡他用機電振蕩器進行了機械共振實驗,他使周圍的一些建築物產生了共振,引來了警方的投訴。隨著速度的增加,他用儀器到達了房子的共振頻率,之後他發現了這個實驗的危險,被迫強拆自己的房子來終止實驗,此時警察也剛剛到了。[19]他在紐約一些地方無線點亮了那裡的電燈,為無線傳輸的可能性提供了證據。[20]

特斯拉的摯友中有一些是藝術家。他結識了美國世紀雜誌(The Century Magazine)的編輯羅伯特·安德伍德·詹森。與此同時,他也受吠陀哲學(即印度哲學)哲學家辨喜的影響,到後來他接觸印度教吠陀思想,以至於特斯拉開始用梵文來命名他的有關物質與能量的基本概念。[21]

當特斯拉36歲時,第一次獲得了多相電源系統的專利權。他繼續研究了旋轉磁場的定律。1892至1894年,特斯拉擔任美國電力工程師學會副主席和美國無線電工程師學會的先驅人,也就是後來的電力電子工程師學會。1893年至1895年,他在研究高頻交流電。他用圓錐形的特斯拉線圈造出了百萬伏的交流電,他研究了導體中的「集膚效應」,設計了調諧電路,發明了無繩氣體放電燈,並無線發射了電能,造了第一台無線電發射機。1893年,在密蘇里州的聖路易斯,特斯拉做了一個有關無線電通信的演示。他在賓夕法尼亞州費城弗蘭克林學院發表演講,詳細闡述自己的想法。他說:

許多年以後,人類的機器可以在宇宙中任何一點獲取能量從而驅動機器[22]

在1893年的世博會(即芝加哥哥倫布紀念博覽會),這個世界性的博覽會第一次為電子展品開設展區。特斯拉與喬治·威斯汀豪斯有歷史意義的用交流電照亮了整個博覽會藉此向參觀者介紹交流電。在展會上,特斯拉展示了他的熒光燈和單節點燈泡。一位參觀者記述道:

房間內懸掛著兩個用錫箔包裹的硬橡膠板。兩個大約相距十五英尺。當電源接通,燈泡與燈管沒有電線連接,而燈泡發光了。這個實驗與兩年前特斯拉在倫敦所做的實驗效果相同[23]

特斯拉使一個銅質的蛋(稱為哥倫布蛋)站立在了他的儀器上,以此闡述非同步電動機和旋轉磁場的原理。

愛迪生[編輯]

在19世紀80年代末,愛迪生推廣用直流電來提供電力分配比特斯拉與威斯汀豪斯所推廣的交流電來比,更有效果,因此特斯拉與愛迪生在一定程度上成為了競爭對手。直到特斯拉發明了非同步電動機,交流電遠距離高壓傳輸的優點也就體現出來,同時也解決了機器不能用上交流電的問題。由於「電流大戰」緣故,特斯拉和威斯汀豪斯幾近破產,因此在1897年,特斯拉用自己的專利使用費替威斯汀豪斯緩解了一下危機。同年,特斯拉研究了粒子輻射,使他建立了宇宙射線基本方程。[24]

當特斯拉41歲時,他申請了第一個無線電專利美國專利 645,576。一年後,他向美軍演示了用無線電遙控船隻,他認為美軍會對像遙控魚雷的東西感興趣。特斯拉聲稱自己建造了「遙控力學的藝術」(Art of Telautomatics),是一種機器人,同時也是一種遙控科技。[25]1898年,他在麥迪遜廣場花園的一次電學博覽會上向公眾演示了無線電遙控船隻。特斯拉稱那船隻叫「遠程自動化」(teleautomation)。[26]20世紀60年代以前無線電遙控還是個新鮮事物。特斯拉發明了給汽油機(內燃機)的「電點火器」即火星塞,他獲得了專利美國專利 609,250

科羅拉多斯普林斯[編輯]

1889年,特斯拉決定遷往可以讓他有做高頻高壓實驗的地方,科羅拉多州科羅拉多斯普林斯,並開始在那兒進行研究。到達後不久他向記者說,他正在做將訊號從派克斯峰(附近的一座山)送到巴黎的無線傳輸實驗。特斯拉的日記裡有他對關於電離層及地下縱波橫波的實驗的闡述。[27]

在實驗室中,特斯拉證明了泥土是導電體並製造出人造閃電[28]

特斯拉通過自己的接收器觀察了閃電並研究了大氣電。特斯拉的接收器與檢波器的複製品到了非常複雜的程度(例如,分布式元模型Q因子空腔諧振器無線電頻率反饋再生電路)。[29]

特斯拉研究如何無線傳輸能量與電力。他在自己的實驗與發現的基礎之上通過計算得出地球的共振頻率接近8赫茲。20世紀50年代,研究人員證實電離層的空腔諧振頻率在此範圍之內(後來稱之為舒曼共振)。

特斯拉於1900年1月7日離開了科羅拉多斯普林斯。實驗室被拆除,裡面的東西全都被賣掉來抵債。在科羅拉多的實驗為特斯拉下一個計劃做好了準備,建立一個無線能量發射設施,也就是後來的沃登克里弗塔。特斯拉因發明增加電子波動強度的儀器而被授與美國專利 685,012專利。

晚年[編輯]

馬克·吐溫在特斯拉的實驗室,1894年
面額100塞爾維亞第納爾上的特斯拉
1931年7月20日時代雜誌封面人物像特斯拉。

1900年,特斯拉拿著15萬美元(51%來自於約翰·皮爾蓬·摩根)開始計畫建造沃登克里弗塔。於1902的七月,特斯拉的研究從休士頓街移到了沃登克里弗塔,此塔將被用於全球電力的無線傳輸。但此塔最終在第一次世界大戰期間被拆除而報廢。當時的報紙稱沃登克里弗塔為「特斯拉的百萬大建築」。於1904年,美國專利及商標局撤銷了原本的判決,給了古列爾莫·馬可尼無線電的專利權,之後特斯拉便開始他的無線電專利權之戰。1906年,在他的50歲生日之際,特斯拉示範了他的200匹馬力(150千瓦),每分鐘一千五百轉的無葉片渦輪。1900年-1911年之間,在紐約的「水力發電站」(Waterside Power Station),他的一些無葉渦輪引擎在100–5000匹馬力進行測試。

場論[編輯]

81歲的特斯拉聲稱他已經完成了《重力的動態理論》。他表示這個理論「在任何細節中都運作的完美無暇」而他希望趕快向全世界公布。這個理論從沒被正式出版過。

統一場理論至今仍是理論物理學的致力解決的難題。包括愛因斯坦在內的科學家尚未有一人接近這一目標。

逝世與遺產[編輯]

尼古拉·特斯拉孤獨地於1943年1月7日在紐約酒店3327房間死於心衰竭[30]因為拒絕出售他的交流電專利,特斯拉非常窮困,並在死後留下了一大筆債務。在那一年的晚些時候,美國高等法院決定維持特斯拉的專利號。[31]

儘管是美國人,但在特斯拉的死被公開之後,隸屬政府的外國人財產保管局仍取得了他的研究資料和專利。在他去世的時候,特斯拉仍然在繼續他對Teleforce武器和死亡射線的研究。儘管他沒有成功向美國戰爭部推銷出這些武器。他提出的死亡射線被認為是一個粒子束武器。美國政府沒有找到安全的原型裝置。在戰爭部聯繫了FBI之後,他的研究被宣布為最高機密。受總統顧問的意見,他的所有個人物品都被查封;約翰·埃德加·胡佛宣布由於特斯拉的發明及專利的性質,他的所有研究都為絕密。[32]有一份文件記載道「(他)據報告有80個分布在不同地方的手提箱,那裡面有他的研究手稿以及試驗計劃……」。

由於他的研究的潛在重要性,特斯拉的家人和南斯拉夫大使館一直努力從美國當局取回這些物品。最終,他的侄子薩瓦·科薩諾維奇(Sava Kosanoviċ)取得了他的一些私人物品的所有權,這些物品現在陳列於尼古拉·特斯拉博物館[33]

特斯拉的葬禮於1943年1月12日在紐約曼哈頓聖約翰座堂舉行。他的骨灰於1957年被安葬於塞爾維亞貝爾格勒的尼古拉特斯拉博物館。

大眾文化中的尼古拉·特斯拉[編輯]

尼古拉·特斯拉曾於許多不同的大眾文化中出現,例如書、電影、廣播、電視、音樂、劇院演出、漫畫以及電子遊戲。由於人們對於他一生都缺乏了解,這讓他成了一個很適合戲劇性的小說的悲劇又富有靈感的角色。特斯拉尤其適合有關他的研究的科幻故事。尼古拉·特斯拉所發明的技術的影響是許多種類科幻小說的主題。

  • 特斯拉瓦登克萊弗科學中心的牌匾(Tesla's Wardenclyffe Science Center Plaque)[34]
  • 《軍事派科學之父:尼古拉·特斯拉》[35]
  • 由於他的傑出成就,後人對他的評價是:「被世界遺忘的天才:特斯拉」。
  • 於科幻影集《異形庇護所》中,他被描述為擁有血族血統的天才科學家,由於注射了遠古血族的血液而覺醒為世界上最後一個血族(特裔)。

遊戲[編輯]

  • 遊戲《紅色警戒》中,有以他名字命名的武器「特斯拉線圈」。
  • 遊戲《刺客信條2》中的「真相」指出,特斯拉擁有能給人類帶來先進科技的4號金蘋果,並計劃讓世界有用之不盡的能源,特斯拉因此成為了聖殿騎士們(愛迪生等人)攻擊的對象。
  • 線上遊戲《王者之劍》中,副本「混沌之塔」有以他名字命名的怪物「特斯拉線圈」,以釋放強力電擊攻擊玩家。
  • 遊戲《Kingdom Rush》中,由矮人工程師所製造以釋放電擊來攻擊敵人的塔被命名為"特斯拉 X104(TESLA X104)"
  • 遊戲《MouseHunt》中,一款限量版的捕鼠陷阱被稱為「Chesla Revenge」。Chesla 意指 Cheese(乳酪)與Tesla(特斯拉)。它釋放強大的電力來攻擊老鼠。

電影[編輯]

  • 歷史上第一部科學怪人電影中的電流裝置是由尼古拉·特斯拉設計的。
  • 2006年電影《頂尖對決》內也有提到尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla),作中指示他的放大發射器發明是能夠複製物品的機器。
  • 2008年電影《K20:怪人二十面相》中虛構了特斯拉的「特斯拉裝置」。該裝置可以使電器不藉助電線便運行起來,比如在數米之外運行特斯拉裝置,可以使一顆沒有放入檯燈中的檯燈燈泡發光。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

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  2. ^ Lomas, Robert, "The essay", Spark of genius. Independent Magazine, 1999-08-21.
  3. ^ Title of a biography by Robert Lomas(seen 2006-10-10)
  4. ^ Dommermuth-Costa, Carol, Nikola Tesla: A Spark of Genius, pp. 11-12. 1994. ISBN 0-8225-4920-4
  5. ^ Seifer, "Wizard" p 7
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  10. ^ Wohinz, Josef W. (May 16, 2006). Nikola Tesla und Graz. Technischen Universität Graz. Retrieved on January 29, 2006.
  11. ^ Wohinz, Josef W. (Ed,) (2006). Nikola Tesla und die Technik in Graz. Graz, Austria: Verlag der Technischen Universität Graz. ISBN 3-902465-39-5; ISBN 978-3-902465-39-9.. page 16
  12. ^ Kulishich, Kosta. "Tesla Nearly Missed His Career as Inventor: College Roommate Tells", Newark News, August 27, 1931, cited in Seifer, Marc, The Life and Times of Nikola Tesla, 1996.
  13. ^ Seifer, Marc (1996). Wizard: The Life and Times of Nikola Tesla; Biography of a Genius. Secaucus, NJ: Carol Publishing Group. ISBN.
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  15. ^ Cheney, Margaret, "Tesla: Man Out of Time", 1979. ISBN
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  23. ^ John Patrick Barrett, Electricity at the Columbian Exposition. R.R. Donnelley 1894 (World's Columbian Exposition, 1893, Chicago, Ill.) Page 168–169
  24. ^ Waser, André, "Nikola Tesla』s Radiations and the Cosmic Rays".
  25. ^ Tesla, Nikola, "My Inventions", Electrical Experimenter magazine, Feb, June, and Oct, 1919. ISBN (also "The Strange Life of Nikola Tesla" at rastko.org)
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  29. ^ Corum, K. L., J. F. Corum, and A. H. Aidinejad, "Atmospheric Fields, Tesla's Receivers and Regenerative Detectors". 1994.
  30. ^ Nikola Tesla Dies. Prolific Inventor. Alternating Power Current's Developer Found Dead in Hotel Suite Here. Claimed a 'Death Beam'. He Insisted the Invention Could Annihilate an Army of 1,000,000 at Once.. New York Times. 8 January 1943, Friday. 
  31. ^ 美國專利 645,576
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  33. ^ Nikola Tesla Museum
  34. ^ [1]
  35. ^ [2]

外部連結[編輯]