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一、前言
你聽說關(guān)于特斯拉的故事是什么？他發(fā)明了交流電并為整個(gè)世界供電、他與愛迪生關(guān)于交直電展開了電流戰(zhàn)爭(zhēng)、愛迪生在其余生中迫害特斯拉、他想使用特斯拉電塔讓全世界可以免費(fèi)用電、他是一位物理學(xué)天才等等。關(guān)于他的故事遍布網(wǎng)絡(luò)、電視以及電子游戲中。但是在原始資料展示的真實(shí)特斯拉，與你所知道的并不一致?；蛘哒f前面網(wǎng)絡(luò)上的這些傳聞都是錯(cuò)誤的。至于真實(shí)的特斯來是什么，讓我們聽聽 Kathy老師娓娓道來吧。
▲ 圖1.1.1 特斯拉放電線圈實(shí)驗(yàn)
二、特斯拉與交流電
通常關(guān)于特斯拉的說法是什么呢？特斯拉發(fā)明了交流電并實(shí)現(xiàn)全球供電。
▲ 圖1.2.1 特斯拉是否發(fā)明了交流電？
??實(shí)際上在特斯拉之前交流電已經(jīng)被發(fā)明和使用了。第一個(gè)交流電機(jī)是在1832年被發(fā)明的。一位法國(guó)喜歡鼓搗小器具的人名叫希波呂忒·皮克西制作了一個(gè)機(jī)器，讓一塊磁鐵在線圈周圍轉(zhuǎn)動(dòng)。他是受到前一年法拉第發(fā)表的論文所啟發(fā)，法拉第論文中指出變化的磁場(chǎng)會(huì)在線圈中感應(yīng)出電流。在皮克西的機(jī)械里，磁鐵不斷靠近和遠(yuǎn)離線圈，產(chǎn)生了交流電。皮克西后來使用電刷和換流器將交流電轉(zhuǎn)換成脈沖直流電。
▲ 圖1.2.2 皮克西交流發(fā)電機(jī)
??多年之后發(fā)電機(jī)變得越來越復(fù)雜。根據(jù)19世紀(jì)的一本電氣書中記載，在1856年經(jīng)過很多電刷磨損挫折之后，一個(gè)大型發(fā)電機(jī)居然可以撇開電刷直接輸出交流電點(diǎn)亮電弧燈。特斯拉就是在那一年出生的。所以他對(duì)交流電的發(fā)明并沒有什么瓜葛。
▲ 圖1.2.3 交流電點(diǎn)亮電弧燈
??又過了很多年，交流電主要被用于點(diǎn)亮室外高亮電弧燈。后來發(fā)明的直流電被認(rèn)為更適合白熾燈使用。1888年的電壓器的登場(chǎng)引起來巨大的改變。變壓器通過將低壓交流電提升為高壓交流電，從而減少輸出電流，降低了輸電損失。在室內(nèi)使用交流電之前再利用變壓器將高壓交流電轉(zhuǎn)換成低壓交流電。
▲ 圖1.2.4 交流輸電系統(tǒng)
??匈牙利工程師三人組合，他們名字的首字母為 ZBD，在1885年申請(qǐng)了ZBD變壓器專利。美國(guó)喬治·威斯汀豪斯認(rèn)為交流電才是白熾燈供電的未來，并研究變壓器的論文。他的一個(gè)助手，威廉·斯坦利，在1886年申請(qǐng)了非常實(shí)用的小型變壓器專利。在同一年威斯汀豪斯與斯坦利建造了第一個(gè)基于變壓器的電燈照明交流供電系統(tǒng)。
▲ 圖1.2.5 第一個(gè)小型交流電壓器
下面才輪到尼古拉·特斯拉登場(chǎng)了。當(dāng)時(shí)阻礙交流電應(yīng)用最大障礙就是人們還無法制作真正可以使用的交流電動(dòng)機(jī)，也就是如何利用交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。
在1885年一位意大利人，名叫伽利略·費(fèi)拉里斯通過構(gòu)建特殊的交流發(fā)電機(jī)解決了這個(gè)問題，這個(gè)交流電機(jī)具有兩組感應(yīng)線圈，可以產(chǎn)生兩組同頻率的交流電，但交流電的峰值時(shí)間不同。費(fèi)拉里斯發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這兩相電流可以通過線圈驅(qū)動(dòng)圓柱轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這是第一個(gè)真正的兩相交流電機(jī)。但是這個(gè)電機(jī)的效率很低，所以直到1888年費(fèi)拉里斯才發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。
▲ 圖1.2.6 費(fèi)拉里斯的交流電機(jī)
同時(shí)期特斯拉獨(dú)立產(chǎn)生了相同的想法，并在1887年申請(qǐng)了更強(qiáng)大實(shí)用的交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的專利。三相電最終以其高效被廣泛使用。
當(dāng)時(shí)人們對(duì)電動(dòng)機(jī)非常感興趣。在1888年喬治·威斯汀豪斯購(gòu)買了特斯拉的交流電動(dòng)機(jī)專利，因?yàn)樗胱约旱墓灸軌蚩刂平涣麟娤嚓P(guān)的生意。
雖然對(duì)于到底是特斯拉還是費(fèi)拉里斯誰(shuí)先發(fā)明交流電有很多爭(zhēng)論，但在當(dāng)時(shí)特斯拉承認(rèn)他們擁有相同的思想。他說費(fèi)拉里斯教授不僅獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了交流電理論，而且在實(shí)現(xiàn)方式具體細(xì)節(jié)上也與他的是相同的。所以即使特斯拉沒有發(fā)明交流電，威斯汀豪斯也已經(jīng)準(zhǔn)備在照明系統(tǒng)中使用交流電了。
三、愛到生與特斯拉的電流之爭(zhēng)
在威斯汀豪斯購(gòu)買特斯拉專利的兩年前，為什么愛迪生與特斯拉之間爆發(fā)了一場(chǎng)電流戰(zhàn)爭(zhēng)呢？這讓我們談?wù)劦诙€(gè)關(guān)于特斯拉的傳說。
▲ 圖1.3.1 愛迪生與特斯拉之間的電流之爭(zhēng)
??在這場(chǎng)爭(zhēng)斗中愛迪生的實(shí)際對(duì)手是威斯汀豪斯，特斯拉在其中只是一個(gè)小角色。在1880年托馬斯·愛迪生獲得了電燈泡的專利，并在公司經(jīng)營(yíng)方面獲得了成功，他的公司名稱為愛迪生通用電氣。他使用直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。在1886年威斯汀豪斯開始使用交流電為建筑物照明供電。
▲ 圖1.3.2 愛迪生與威斯汀豪斯
??愛迪生憎恨威斯汀豪斯以及交流電，他認(rèn)為高壓交流電非常危險(xiǎn)。在一封私人信件中，他說威斯汀豪斯一定會(huì)在半年之內(nèi)電死一位顧客。為此愛迪生還發(fā)行了一個(gè)說明交流電危險(xiǎn)的小冊(cè)子，書中提到威斯汀豪斯24次，對(duì)特斯拉一個(gè)字也沒有提及。
愛迪生后來讓一個(gè)名叫哈羅德·布朗利用他的實(shí)驗(yàn)室來開展一系列的恐怖實(shí)驗(yàn)，向公眾展示交流電是如何殺死狗、馬等動(dòng)物的，用以宣傳交流電的危險(xiǎn)性，同時(shí)也煞有介事講述交流電是如稱為處決罪犯的電椅，甚至愛迪生想把電刑椅稱為威斯汀豪斯椅。
▲ 圖1.3.3 交流電殺死馬的實(shí)驗(yàn)
??在1888年威斯汀豪斯購(gòu)買了特斯拉的交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)專利之后，交流輸電變得越來越廉價(jià)，傳輸功率越來越強(qiáng)大。但這并不是電流戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵。戰(zhàn)爭(zhēng)真正的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是JP·摩根的卷入。JP·摩根是愛迪生公司的主要股票持有者，對(duì)在法律訴訟中花費(fèi)大量資金頗為不滿，也想使用更加強(qiáng)大、更加廉價(jià)的交流輸電方式。
在1892年他導(dǎo)演了一場(chǎng)“政變”，將愛迪生從公司里開除，甚至將愛迪生的名字從公司名字里去除，只剩下通用電氣。
▲ 圖1.3.4 愛迪生通用電氣公司開除愛迪生
??因此愛迪生與威斯汀豪斯之間的爭(zhēng)斗與電影所敘述的情形不同。電影中將電流戰(zhàn)爭(zhēng)描述成一幫合作的企業(yè)巨獸與單槍匹馬聰明戴維之間的爭(zhēng)斗，后來又被改編成愛迪生與特斯拉之間的爭(zhēng)斗，而其中的主角威斯汀豪斯被從歷史中抹去了。
四、愛迪生迫害特斯拉
我們知道愛迪生與特斯拉之間沒有爆發(fā)過交直流電戰(zhàn)爭(zhēng)，但為什么他總是干擾詆毀特斯拉的努力呢？這就涉及到第三個(gè)說法：愛迪生迫害特斯拉的故事。
▲ 圖1.4.1 愛迪生迫害特斯拉
??這個(gè)故事起源于特斯拉最初為愛迪生工作。在1884年特斯拉曾為愛迪生短暫工作過。根據(jù)特斯拉傳記中記載，他當(dāng)年在愛迪生公司紐約分公司工作，分公司經(jīng)理答應(yīng)給特斯拉5萬(wàn)美元報(bào)酬，讓他完成指定的任務(wù)。后來又說這只是一個(gè)玩笑，為此特斯拉辭職抗議。當(dāng)時(shí)分公司經(jīng)理不是愛迪生，只是后來被改編成愛迪生作為經(jīng)理引發(fā)了他們之間的第一場(chǎng)爭(zhēng)斗。
▲ 圖1.4.2 特斯拉傳記中關(guān)于特斯拉辭職記載
??在傳記前一頁(yè)，特斯拉寫到他在遇到愛迪生時(shí)感到非常榮幸，他稱愛迪生令人驚嘆，雖然沒有早年成長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和科學(xué)訓(xùn)練背景，但獲得了如此多的成就。并說如果愛迪生從小接收過正規(guī)教育的話，他的一生也就失去了很多機(jī)會(huì)。
傳記中他對(duì)愛迪生充滿了贊譽(yù)之詞，但在同一本書中，對(duì)于那些阻礙他建造為全球輸送電力高塔的人則毫不留情，稱他們只是一幫令人作嘔的病菌。因此看起來特斯拉并不認(rèn)為愛迪生對(duì)他后來遭遇應(yīng)該負(fù)什么責(zé)任。但特斯拉的確對(duì)電塔被摧毀感到無比傷痛。為什么特斯拉塔被摧毀了呢？這就引起第四個(gè)說法：特斯拉計(jì)劃建造一個(gè)全球免費(fèi)用電的高塔，但因公司缺錢不得不中止。
▲ 圖1.4.3 特斯拉電塔的損毀
五、特斯拉電塔
實(shí)際上特斯拉沒有進(jìn)行過什么免費(fèi)輸電計(jì)劃，只是因?yàn)檫@種方法根本行不通，但同時(shí)期馬可尼卻獲得了成功。
▲ 圖1.5.1 特斯拉免費(fèi)使用無線電塔
??在1891年他發(fā)明了特斯拉線圈，他的展示在全球掀起了一場(chǎng)風(fēng)暴。只用一根電線就可以點(diǎn)亮燈泡，甚至熒光燈連一根電線都不需要，只要靠近特斯拉線圈就可以發(fā)光。由此特斯拉確信他的機(jī)器可以為全球供電。只要在一處輸入電能，就可以在全球其它地方使用電能。這是一種通過地球，而不是電線來傳遞電能的新的方式。他從未說過什么免費(fèi)能量，或者從無到有的能量。
▲ 圖1.5.2 特斯拉塔
??他認(rèn)為這種方式可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)傳輸電能，因?yàn)楫?dāng)時(shí)金屬銅還是非常昂貴。這與傳說中特斯拉可能挖掘出什么瑪雅文明中的能源，政府想將此秘密進(jìn)行隱瞞的描述一點(diǎn)都不搭接。
在1901年特斯拉想獲得JP·摩根的支持，這個(gè)摩根就是那個(gè)九年前出損招將愛迪生趕下臺(tái)的人。特斯拉向他索要15萬(wàn)美元來建造全球電力傳輸塔。
▲ 圖1.5.3 特斯拉建造全球電力傳輸電塔
??實(shí)際上在特斯拉線圈中的技術(shù)對(duì)于全球傳送信號(hào)非常有用。在1901年古列爾摩·馬可尼通過完成了跨大西洋無線電報(bào)實(shí)驗(yàn)。對(duì)此特斯拉并沒有在意，當(dāng)時(shí)他還在做一些更宏大的工程，想進(jìn)行全球輸電。他也知道馬可尼使用了他的多個(gè)專利技術(shù)。在1904年馬可尼獲得了官方專利授權(quán)，保護(hù)他的無線傳輸器和接收器技術(shù)。
▲ 圖1.5.4 古列爾摩·馬可尼
??在這個(gè)期間，JP·摩根對(duì)特斯拉以及使用他的資金建造的特斯拉塔感到不愉快了，并停止資助這個(gè)項(xiàng)目。特斯拉也沒有再找到其他資助方。越來越多的人注意到他的方法根本行不通。在1903年一篇文章中寫到，特斯拉的講演充滿了謬誤和荒唐，嘩眾取寵的說法替代了嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)手段。這就涉及到第五個(gè)說法：特斯拉是一位物理天才。
六、特斯拉的物理學(xué)知識(shí)
▲ 圖1.6.1 特斯拉是一位物理天才嗎？
??這個(gè)說法令人吃驚。應(yīng)該說特斯拉是一位電氣工程天才，他有著建造令人驚嘆電氣設(shè)備的超人直覺，但他的物理學(xué)則非常差。下面的事實(shí)展示出更可怕的一面，比如他不相信電子的存在，認(rèn)為相對(duì)論是偽科學(xué)。至于他對(duì)無線電的興趣和影響的說法更為荒唐。他從未相信赫茲的無線電波是空中震動(dòng)的電磁波。
▲ 圖1.6.2 特斯拉不承認(rèn)電子的存在
??關(guān)于特斯拉與物理學(xué)糟糕的關(guān)系可以從他在1900年所寫的一篇文章窺得一斑。這篇文章中包括有很多標(biāo)志性的圖片。但在36頁(yè)的文章中只有一個(gè)公式。M乘以V的平方的二分之一。文中寫到：V在這里應(yīng)該是指速度，但對(duì)此我們無法確定。M在這里是指人的質(zhì)量，可以通過求婚或者專心注視小孩來增加，或者更一般的來講，也可以通過觀察很多理念、宗教規(guī)則、衛(wèi)生來增加。
天哪，特斯拉寫的這些到底是啥意思？
▲ 圖1.6.3 特斯拉寫的論文
??請(qǐng)注意，這篇文章并不是在他晚年時(shí)期所寫，或者他與一只鴿子相戀時(shí)寫的。你也別問了，只有天知道。寫這篇文章正值他人生巔峰，而且他想利用這篇文章勸說JP·摩根資助他建造特斯拉電塔。
七、結(jié)論
隨著對(duì)電的發(fā)展歷史進(jìn)一步梳理，原本希望特斯拉是其中的主要部分。他所建造的設(shè)備如此迷人，他的名字似乎與電氣一詞結(jié)合最為緊密。但大多數(shù)關(guān)于他的傳說都應(yīng)對(duì)其生平和思想存在誤解。
▲ 圖1.7.1 特斯拉線圈
但是我們并不能夠貶低特斯拉是一位電氣奇才，他所設(shè)計(jì)的特斯拉線圈經(jīng)過一百年之后還是如此美麗和壯觀。特斯拉的設(shè)備成為很多年輕電氣工程師的引路人，這個(gè)意義也非同尋常。
參考資料
[1]閃電的馴服者：電學(xué)的歷史: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/128426612?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22128426612%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D
[2]Tesla Fact vs. Fiction: Why the Public Perception is Wrong: https://www.youtube.com/watch?v=6331JXvOUGY&list=PLepnjl2hm9tF-CxhyRFZi3Pujkq_V4pKP
