序言 能源无处不在——未来科技的预言者

序言
能源无处不在——未来科技的预言者

尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在世人眼中是一个古怪的天才,甚至是一个幻想家。但问题是,他的古怪难道盖过了他的天赋奇才?这重要吗?谷歌创始人拉里·佩奇(Larry Page)称赞他为“英雄”。埃隆·马斯克(Elon Musk)的电动汽车和公司也都以他的名字命名。

像佩奇和马斯克这样的企业家,本身已经是亿万富翁和才华横溢的发明家,却都把特斯拉尊为开启了现代电力、无线电和机器人时代的人。他们认为他是发明家中的发明家,是一代传奇。

特斯拉的电动机使我们的电器和工厂在运转,那为什么托马斯·爱迪生(Thomas Edison)的名气却更甚呢?同样地,大众一般认为是伽利尔摩·马可尼(Guglielmo Marconi)发明了无线电,但美国最高法院却最终裁定是特斯拉的专利技术首次描述了用于远距离传输无线信号的系统。

这位具有远见卓识但却被世人低估的绝世英才到底是何许人也?

关于他最好的介绍也许出现在1891年纽约城里那个春天的夜晚,数百人挤进哥伦比亚大学校园的一个礼堂,见证了“电流战争”中的一场关键“战役”。在塞尔维亚出生的尼古拉·特斯拉曾宣称,他运用电流的方法比托马斯·爱迪生的系统更加优秀且传输的距离更远。特斯拉曾是爱迪生公司的一名员工,此刻却已然成了他的竞争对手。特斯拉还声称,他可以用电荷传输声音。科学家和工程师们终于看到,作为发明家和科学魔法师的特斯拉是如何运用其神奇力量的。

35岁的特斯拉被哥伦比亚大学矿业学院的两位教授请到台上,这所大学在两年前才刚刚开设了一门电气工程学课程。他们安排特斯拉在附近的一栋被称作“牛棚”的大楼里安装他的创新高频率交流发电机的后台装置。这一安排的用意就是要让特斯拉在一大群观众面前以精彩的演技来揭示他最新的科学发现。

特斯拉预计一定会在观众中引发争议,因为有几位爱迪生的支持者也在座。爱迪生的直流电(简写为DC)已经与白炽灯泡一起成了当时的标准,并得到了J. P.摩根(J. P. Morgan)和其他财大气粗的银行家的支持。此时,自爱迪生推出在真空中加入发光碳丝的电灯已经过去整整12年了,而距他在纽约珍珠街建立的第一个中央电站也已经有9年了。然而,直流电的单向电荷只能配送1英里[1]左右,而爱迪生的电灯则更是出了名的效率低下,而且很容易被烧坏。特斯拉的新想法能够战胜爱迪生在资金和商业上的优势吗?

特斯拉几乎比自学成才的爱迪生年轻10岁,前者所受的教育令人印象深刻,而且涉及的学科相当广泛。他撰写诗歌,能够背诵整本整本的书,会讲8种语言,包括英语、塞尔维亚–克罗地亚语、捷克语、匈牙利语、德语、法语、意大利语和拉丁语。这位通晓多种语言的天才陶醉于科学发现的激动中。“我认为,世上再也没有任何一种兴奋,能像发明家看到源自大脑的创造接近成功时的狂喜那样,直接穿透人的心灵,”他说,“如此情怀可以让人废寝忘食,让人忘掉朋友、爱情,乃至一切。”[2]

特斯拉在他的出版物中挑战爱迪生及其支持者,声称他可以制造规模更大的发电机、更长的传输电线和更可靠的电灯。与爱迪生的直流电相反,为特斯拉赢得殊荣的是交流电(简写为AC),它可以周期性地改变电荷的方向。特斯拉的突破性进展就是发明了特斯拉线圈,它能够提供可靠的高频率和高电压的电力。他预言,只要具备这种技术,任何公司都可以长距离地传输电力。

这天,充满期待的人们早早地就来到哥大的大礼堂,这是一座位于第49街上、介于麦迪逊大道和林荫大道之间的由灰色石板筑成的希腊复兴式建筑。在听说了特斯拉的人造闪电之后,观众们想看看人是否真的能接触交流电所释放的10 000伏电压,会不会突然起火燃烧,或者从他的指尖迸溅出火花。尽管有点儿马戏团一般的氛围,但这次讲座还是非常正式的活动,男性科学家必须穿黑色西装出席,而那些陪同丈夫一起来的妻子,则用在特殊场合才会佩戴的羽毛和蕾丝边饰把这里点缀得更加庄重。

在一位教授简短地介绍了特斯拉之后,特斯拉迟疑不决地走向舞台。他身材苗条,一身欧洲风格的正式着装,而且为了这次演示,他还特别穿了他一贯喜欢的那件笔挺优雅的深棕色四粒扣圆角西装,里面是一件白色的带有交织字母的丝绸衬衫,他戴着灰色的绒面手套,还用老式的打活结方法系着一条黑色领带。他身高6英尺3英寸[3],比站在身旁的介绍人整个高出一大截。特斯拉浓密的大胡子被修剪得很整齐,一张脸棱角分明,波浪卷的头发从中间分开。十几岁的时候,特斯拉曾染上过几次严重的疟疾和霍乱,虽然最后活了下来,但这也让他终生都害怕细菌。他一边往台上走,一边为了不和人握手而把自己的双手背到身后握着,但同时也很有礼貌地向同事们鞠躬致意。他那眼窝深陷、黯淡中又泛着微光的双眼,让听众们平静了下来。

他一张口,那高亢的几乎是假声的高音就让听众们惊呆了。他能讲一口自称为“纯正、紧张的英语”。特斯拉一开场就赞扬了一些优秀的科学家,包括两位据他了解已经感到被他的新电力系统威胁的人。更加令人吃惊的是,他承认自己并不完全懂得电。“自然界所有不可测量但又普遍存在的能源形态,永远都处在变化和移动当中,然而就像灵魂使宇宙有了生气,其中也许只有电和磁才是最吸引人的。”[4]

面带快乐的微笑,特斯拉当众宣布:难道还有什么能比电更神秘、更有用吗?

当他在大黑板上画图表和列公式时,他那又长又瘦的手指因激动而颤抖。他是在证明高频交流电可传输数百英里的优越性。据他预测,在交流电中增加的振荡会产生新的能量形式并使得无线通信成为可能。这一结论比马可尼的发现早了10年。

就像一个经验丰富的演员,平时有点儿腼腆的特斯拉感到了人们对他的那些小道具非常感兴趣,那是摆放在舞台前端一条长木桌上的各种各样的管子和灯泡,它们被从天花板上悬垂下来的两块大锌板夹在中间。发明家秒变杂耍艺人。特斯拉将一个开关连接到他的电动机和设在“牛棚”里的发电机上,他提高了电流的频率。一道电弧在两个极点之间激现,产生了紫色的火花和巨大的爆裂声。特斯拉增加了振荡幅度后,音调更加平顺,声音也更高,流光体变成了光芒四射的一团亮白——面对被深深吸引的观众,特斯拉在舞台上创造出了闪电。火花产生的臭氧味在空气中弥漫,有些人把它比作氯漂白剂,还有些人则觉得那是湿干草的气味。冲天的流光体带出一阵风,坐在最前面几排的人都感觉到了。

精彩的高潮还在后头。特斯拉在专门安置在舞台两侧的导电的两块锌板之间挥舞着充满了气体的管子。在由相距大约15英尺的两块锌板所形成的静电场中,管子发光了。没有导线,没有火焰,也没有热能,而管子中的气体却发出了荧光。在一个记者看来,这些管子“就像代表正义的大天使手中握着的一柄熠熠发光的剑”。[5]另一道可预见的无线闪电,“将仙境带到了我们的家中”。[6]

就连特斯拉也意识到,他对观众的影响越来越大,有些人甚至把电当成神秘的力量。“当时很难领会这些奇异的现象到底意味着什么,”他后来总结说,“这是我的管子第一次被公开展示,人们观察它们的时候,惊诧得无以言表。”[7]

“特斯拉先生就像一个真正的魔法师一样在表演,”《电力评论》如是报道,“无论这些灯是平放在桌上,还是由一个终端连接到线圈的一极,或者是由演讲者每只手拿一盏灯,并把灯对着线圈的一极,似乎都没有什么区别。无论在哪种情况下,灯丝都能被点亮到白炽状态,这令观者兴奋无比。”[8]

特斯拉的奇迹所预示的不仅仅是更大的利润。“在我们周围,一切都在旋转,一切都在移动,能源无处不在,”这位科学家宣告,“我们一定有某种方法可以直接利用这些能源。有了这样的成果,人类一定会大踏步地向前迈进……仅仅对于这些伟大的可能性的思考就可以拓展我们的思维,坚定我们的希望,还让我们的内心充溢着无比的喜悦。”[9]

在欢呼雀跃的人群中,有一些质疑者。这一小部分引起骚动的科学家以迈克尔·普平(Michael Pupin)为首。普平也是一位塞尔维亚移民,是很有竞争力也非常自负的研究者。他认为是自己发明了可以更好地使用交流电的电动机,其实即便如此,那也是在特斯拉的专利技术的基础上设计而来的。“当时我还在演讲中,”特斯拉后来抱怨说,“普平先生和他的朋友们就打断了我……他们不断地吹口哨,我很难让被误导的听众们安静下来。”[10]

但是来这里参加活动的绝大多数人,显然对技术表演而不是个人争吵更感兴趣。特斯拉的演讲以上万伏的交流电穿过他的身体而告终:他的指尖的确迸发出了火花!这一事实驳斥了爱迪生关于交流电危险的说法。特斯拉宣称,交流电是可以被控制的电力。他声称,他所创造出的高频率和低电流不会比光的振动更有害,而且仅留在他的皮肤表面,不会对他的身体造成伤害。

这场演讲的主题当然不仅是熠熠生辉的精彩表演,还有特斯拉对于电的全新法则所做的系统描述。在电流具有稳定特征的情况下,科学家们已经习惯了能量移动的某种方式。然而,当电流迅速改变方向并交替出现时,就应启用新的规则。

特斯拉向听众展示了一份令人震惊的电的实际用途清单。远在众人之前,他就感到了交流电的无限潜力。在舞台上,他通过向相距15英尺的两块锌板充电来无线传输电能。能量到底还能被无线传输多远?他认为,通过增加电流的波动,他发明的高频率交流发电机就可以接收和发送信息与声音。他讲解了进行长距离电力传输、强大的电动机,以及可以节省人力的各种电器。尽管没有用我们现代的词语,但是他预见并且随后开发出了无线电收音机、机器人和远程控制。

当晚,特斯拉一共演示了3个小时,完美地演绎了表演者的角色。他总结说,如果有更多的时间,他可以把在实验室里所做的革命性试验更多地展示出来。当他离开舞台的时候,听众们——包括那些潜在的发明者——都不约而同地热烈鼓掌……并希望他再多讲一些。

《电力评论》称这一活动“精彩无比”,推断出席的人们都会“将此视为此生的一场科学盛宴而铭记在心”。[11]另一位记者报道说,特斯拉用更好的白炽灯使爱迪生相形见绌,以经过改进的可以照明的真空管而令其他所有科学家望尘莫及。《哈珀周刊》宣告,特斯拉“一举”加入“诸如爱迪生、查尔斯·布鲁什(Charles Brush)、伊莱休·汤姆森(Elihu Thomson)、亚历山大·格雷厄姆·贝尔(Alexander Graham Bell)等名人”的行列。布鲁什和汤姆森均以开发发电机和照亮城市大街的弧光系统著称。在讲述了特斯拉白手起家的故事之后,这本杂志补充道:“然而,仅仅四五年之前,在法国打拼了一段时间之后,这位来自奥匈帝国偏僻的边境山区的小伙子踏上了我们的国土。他完全没有名气,除了天赋才华、训练有素和勇气可嘉,真的是一无所有。”[12]

并非每个人都对此留下了深刻印象。英国的《实业》杂志质疑特斯拉把更多的精力用于幻想而非实用,此类责难在这位科学家的一生中不绝于耳。“任何一位读过特斯拉先生许多文章的人,”该杂志写道,“都一定很难看懂文中充斥的那些语义含混却又符合习惯用法的陈述。” [13]

事实上,批评者所反对的恰恰是特斯拉天赋异禀的结果。许多有关他的故事都极其清晰地展示了他的发明,以至于和他头脑中的那些图表相比,他的文章或许才显得“语义含混却又符合习惯用法”。特斯拉出生在电闪雷鸣的暴风雨之夜,他最早的记忆便是明亮的幻觉,这模糊了他对现实的感知。然而,作为他身上存在的悖论之一,特斯拉还具有在脑海中认识和开发复杂仪器,以及经常不需要模型和调整就能实现将发明细化并完善的罕见能力。他的天分,就在于他能够将充斥于脑海中的美好愿景整理出来,并构想出实用器具,或是预言想法。

这位硕果累累的特立独行的怪才,预言了手机、雷达、激光武器、人工智能、互联网、传真机、垂直起降飞机等,终其一生取得了300多项专利,为我们的现代经济提供了电动机、机器人、远程控制,以及无线电等技术。按照处于21世纪顶尖水平的美国电机工程师协会(AIEE)的看法,“如果我们从当今工业世界中抽取并消除特斯拉先生所创造的成果,那么,工业之轮就会停止转动,我们的电动汽车、电气火车都会停驶,我们的城市会变成一片黑暗,所有的工厂也都会废弃倒闭”。[14]

特斯拉还传播了各种富于幻想的概念,这使他的遗产变得更加丰富多彩。他曾描绘了各种计划,包括与外星球上的智慧生物进行通信交流、通过在人的视网膜上添加电视设备来阅读其他人的思想,以及通过大地无线传输电能,让每个人都能享用近乎免费的电力。

这也许并不奇怪,正如《纽约时报》在关于他的讣告中所写的那样,这位思维发散的发明家,“只要和商业有关,就永远不会是个讲现实的人”。[15]他被那些强盗大亨打败了。

然而,即使在他逝世75年之后,特斯拉的创造力和勤勉奋斗的精神,依然继续激励着发明者们。埃隆·马斯克最近捐出了100万美元,用以将这位科学家位于长岛的实验室改造成博物馆。但愿这位发明家的声望也能恢复。那么,尼古拉·特斯拉的绝代才华最终方能实至名归。

[1] 1英里≈1 609.35米。——编者注

[2] Cleveland Moffitt, “A Talk with Tesla,” Atlanta Constitution, June 7, 1896.

[3] 1英寸=2.54厘米。——编者注

[4] Electrical World, May 30, 1891.

[5] E. Raverot, “Tesla’s Experiments in High Frequency,” Electrical World, March 26, 1892.

[6] Joseph Wetzler, “Electric Lamps Fed from Space, and Flames That Do Not Consume,” Harper’s Weekly, July 11, 1891.

[7] Nikola Tesla, My Inventions (Lexington, KY: Philovox, 2013), originally pub-lished in 1919, edited by David Major.

[8] “Alternating Currents of High Frequency,” Electrical Review, May 30, 1891.

[9] Nikola Tesla, “High Frequency Experiments,” Electrical World, February 21, 1891.

[10] Marc J. Seifer, Wizard: The Life and Times of Nikola Tesla (New York: Citadel Books, 1996), 72.

[11] “Alternating Currents of High Frequency,”184.

[12] Wetzler, “Electric Lamps Fed from Space, and Flames That Do Not Consume.”

[13] “Mr. Tesla’s High Frequency Experiments,” Industries, July 24, 1891.

[14] B. A. Behrend, “Edison Medal Award Speech, 1917.”

[15] “Nikola Tesla, 86, Prolific Inventor,” New York Times, January 8, 1943.

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