特斯拉是无线电之父「特斯拉直流电之父」

时间：2022-12-15 09:17:24来源：搜狐

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尼古拉·特斯拉（英语：Nikola Tesla，塞尔维亚语：Никола Тесла；1856年7月10日－1943年1月7日），塞尔维亚裔美籍发明家、物理学家、机械工程师、电机工程师和未来学家。被认为是电力商业化的重要推动者，并因主要设计了现代交流电力系统而最为人知。在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上，特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。他的多项相关的专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。

在赢得著名的19世纪80年代的“电流战争”及在1894年成功进行短波无线通信试验之后，特斯拉被认为是当时美国最伟大的电机工程师之一。他的许多发现被认为是具有开创性的，是电机工程学的先驱。1891年，特斯拉在成功试验了把电力以无线能量传输的形式送到了目标用电器之后，致力于商业化的洲际电力无线输送，并且以此设想建造了半成品——沃登克里弗塔。

沃登克里弗塔

20世纪30年代，接近生命的尾声阶段，特斯拉一度变得深居简出，独居于纽约市的一个旅馆里，偶尔才会向新闻界发表一些不同寻常的声明。因举止怪异，特斯拉被普遍认为是“疯狂科学家”的原型。他对于金钱和法律事务之不在乎亦是其一生之致命伤。数家电子公司（今日美国电子业龙头的前身）联合派出一群能言善道的律师，夺走了他大部分的专利。1943年1月7日，特斯拉在穷困潦倒中去世。去世之后，特斯拉的成就并不太为当时的人所知，但是在20世纪90年代，他的公众名望出人意料地上演了王者归来。在2005年，他被电视节目“最伟大的美国人”（美国在线和探索频道共同开展）列为前100名，这张名单是由公众投票产生。

在现代社会中处处可见特斯拉的遗产。撇开他在电磁学和工程上的成就，特斯拉也被认为对机器人、弹道学、信息学、核子物理学和理论物理学上等各种领域有贡献。许多他的成就已伴随着一些争议被应用，去支持着许多的非主流科学，如幽浮理论和新世纪神秘理论。特斯拉当代的钦佩者视他为“创造出二十世纪的人”。国际单位制中的，用来衡量磁感应强度（也作磁通量密度）的单位，是以特斯拉的名字命名，符号T（由国际度量衡大会在1960年确立）。在塞尔维亚首都贝尔格莱德有一座国际机场（即贝尔格莱德尼古拉·特斯拉机场）以他的名字命名。塞尔维亚纸币上至今有他的头像。

早年

尼古拉·特斯拉出生于斯米连（英文名Smiljan，现属于克罗地亚的戈斯皮奇市）的一个村庄，父母都是塞尔维亚人。其出生地属于奥地利帝国（今克罗地亚共和国）的利卡区戈斯皮奇附近。他的受洗纪录证明他出生于1856年6月28日（格里历7月10日）。其父亲名为米卢廷·特斯拉（Rev. Milutin Tesla），是一位在斯雷姆斯基卡尔洛夫奇教区的塞尔维亚东正教教堂里的神父。其母亲名为久卡（Đuka）就是一位塞尔维亚东正教神父的女儿，并且非常擅长于制作家庭手工工具。她能背诵许多塞尔维亚史诗，但从未学过认字。他的教父，Jovan Drenovac，是保卫军事边疆的陆军上尉。特斯拉为家中五个孩子之一，有一个兄弟（Dane，在尼古拉五岁时死于骑马意外）和三个姊妹（Milka, Angelina和Marica）。1862年时他的家庭移居到戈斯皮奇。特斯拉在克罗地亚的卡尔洛瓦茨上学，并在1875年奥地利的格拉茨科技大学修读电机工程。在那里，他学习交流电的应用。至少有两份资料说明他在格拉茨大学得到学士学位。然而他的学校却宣称他从来没有获得过学位，他在大学一年级只上了第一学期的课，并且在那期间已经不听课了。另一些人称他因交不起第一学期的学费而被迫退学了。据他大学室友所说，特斯拉一直专精于发明，差一点就毕不了业了。在1878年，他离开格拉茨并且与家里断绝了所有的联系。他去了斯洛文尼亚的马里博尔，在那里他首次被聘为助理工程师，为期一年。在这期间他患上了神经衰弱。他的父亲一直劝他回到布拉格大学的查尔斯-费迪南德大学分校，于是他于1880年到那里读了夏季学期。然而当他父亲死后，又只读完了一个学期，他就离开了大学。

交流发电机原理说明

特斯拉热衷于阅读各种书籍。他能像照相机一般，记下整本书。特斯拉在他的自传里叙述了他所经历的灵感的每一个细节。在早年，他经历了一次又一次的病痛折磨。承受着奇怪的痛苦，眩目的闪光时常会出现在他眼前，并伴随着幻觉。大多数时候，这些幻像有关于一个词或者一个即将闪现的念头；仅仅听到一个词，他就能想像这个物体的具体细节。特斯拉能够详细地试验并制造曾经在他脑中闪过的那些灵感。这是一项如今被称为视觉思维的技巧。特斯拉也经常快速地回忆起发生在他早年生活的事，这种情况在他的孩提时代已经出现了。

特斯拉的交流发电机用来远距离输送电力

法国与美国

在1882年他去了法国巴黎，在爱迪生公司做一名工程师，设计改进电器。同年特斯拉发明了感应马达并开始开发各种用到旋转磁场的设备（于1888年取得了专利）。

不久以后，特斯拉因得知母亲病危而急匆匆地离开巴黎，刚到达不久后的几个小时母亲就死了，当时是1882年4月。她临终前的最后一句话是：“你终于来了，尼古拉，我的骄傲。”当她死后，特斯拉就病了。他在母亲的出生地查茨和戈斯皮奇休养了两三个星期。

1884年，特斯拉第一次踏上美国国土，来到了纽约。除了前雇主查尔斯·巴奇勒所写的推荐函外，他几乎是一无所有。这封信是写给托马斯·爱迪生的，信中提到：“我知道有两个伟大的人，你是其中之一，另一个就是这个年轻人了。”爱迪生雇用了特斯拉，安排他在爱迪生机械公司工作。特斯拉开始为爱迪生进行简单的电器设计，他进步很快，不久以后就能解决公司一些非常难的问题。特斯拉完全负责了爱迪生公司直流电机的重新设计。

1919年，特斯拉写道：“如果他完成马达和发电机的改进工作，爱迪生将提供给他惊人的5万美元（如计入通货膨胀，相当于今天（2006年）的一百万美元）”。特斯拉说他的工作持续了将近一年，几乎将整个发电机重新设计了，使爱迪生公司从中获得巨大的利润和新的专利所有权。当特斯拉向爱迪生索取5万美元时，爱迪生回答他：“特斯拉，你不懂我们美国人的幽默”，就此违背了自己的诺言。这笔奖金的金额相当于公司创始资本，而以特斯拉当时每周18美元的薪水，他需要工作53年才能赚到。当特斯拉要求加薪至每周25美元遭到拒绝后辞职。

特斯拉最后发现自己在爱迪生的公司仅仅是出卖体力，但在这段时间里，他开始关注于交流电系统的设计。

中年

在1886，特斯拉创建了自己的公司，特斯拉电灯与电气制造公司（Tesla Electric Light & Manufacturing）。投资商不同意特斯拉关于交流电发电机的计划，并且最终罢免了他的职务。在1886到1887期间，特斯拉在纽约做一个普通的劳动者，既是为了糊口，也是为他的下一个工程计划积累资金。在1887，他组装了最早的无电刷交流电感应马达（brushless alternating current induction motor），并在1888年为美国电气电子工程师学会作了演示。同年（1888年），他发展了特斯拉线圈的原理，并且开始在西屋电器与制造公司（Westinghouse Electric & Manufacturing Company）位于匹兹堡的实验室与乔治·威斯汀豪斯一起工作。威斯汀豪斯听取了他的关于利用多相系统远程传输交流电的想法。

在早期的研究中，特斯拉制造了许多实验设备来产生X射线。特斯拉认为用他的电路，“我的仪器可以产生的爱克斯光（即X射线）的能量比一般仪器可以产生的要大的多。”

他还谈到用他的电路和单节点X射线产生设备在工作时的危害。在他许多调查这种现象的记录中，他归结了导致皮肤损伤的许多原因。他认为早期的皮肤损伤并不是X射线所引起的，而是臭氧的产生与皮肤接触，和一些亚硝酸接触所致。特斯拉错误地认为X射线是纵波。

特斯拉完成了一些实验先于伦琴证实了他的发现（包括拍摄他的手的X射线照片，之后他将照片寄给了伦琴），但没有使他的发现众所周知，他的大部分研究资料在1895年三月的第五大道一次实验室大火中给烧毁了。

美国公民

在1891年7月30日，35岁的特斯拉加入美国国籍。同年在纽约第五大道建立了自己的实验室。（在此之后，他在纽约休斯顿街建立了实验室？）在那里他用机电振荡器进行了机械共振实验，他使周围的一些建筑物产生了共振，引来了警方的投诉。随着速度的增加，他用仪器测出了房子的共振频率，之后他发现了这个实验的危险，被迫强拆自己的房子来终止实验，此时警察也刚刚到了。他在纽约一些地方用无线电点亮了那里的电灯，为无线传输的可能性提供了证据。

特斯拉的挚友中也有一些是艺术家。他结识了美国世纪杂志（The Century Magazine）的编辑罗伯特·安德伍德·约翰逊。与此同时，他也受吠陀哲学（即印度哲学）哲学家辨喜的影响，到后来他接触印度教吠陀思想，以至于特斯拉开始用梵文来命名他的有关物质与能量的基本概念。

当特斯拉36岁时，第一次获得了多项电源系统的专利权。他继续研究了旋转磁场的定律。1892至1894年，特斯拉担任美国电气工程师学会副主席并成为美国无线电工程师学会，也就是后来的电气电子工程师学会的先驱人。1893年至1895年，他研究高频交流电。他用圆锥形的特斯拉线圈造出了百万伏的交流电，研究了导体中的“集肤效应”，设计了调谐电路，发明了无绳气体放电灯，并无线发射了电能，制造了第一台无线电发射机。1893年，在密苏里州的圣路易斯，特斯拉做了一个有关无线电通信的演示。他在宾夕法尼亚州费城的弗兰克林学院发表演讲，详细阐述自己的想法。他说：

许多年以后，人类的机器可以在宇宙中任何一点获取能量从而驱动机器。

1893年的世博会（即芝加哥哥伦布纪念博览会），这个世界性的博览会第一次为电子展品开设展区。特斯拉与乔治·威斯汀豪斯有历史意义地用交流电照亮了整个博览会并借此向参观者介绍交流电。在展览会上，特斯拉展示了他的荧光灯和单节点灯泡。一位参观者记述道：

特斯拉使一个铜质的蛋（称为哥伦布蛋）站立在了他的仪器上，以此阐述异步电动机和旋转磁场的原理。

爱迪生

在19世纪80年代末，爱迪生推广用直流电来提供电力分配，比特斯拉与威斯汀豪斯所推广的交流电来比，更有效果，因此特斯拉与爱迪生在一定程度上成为了竞争对手。直到特斯拉发明了异步电动机，交流电远距离高压传输的优点也就展现出来，同时也解决了机器不能使用交流电的问题。由于“电流大战”缘故，特斯拉和威斯汀豪斯几近破产，因此在1897年，特斯拉用自己的专利使用费替威斯汀豪斯缓解了一下危机。同年，特斯拉研究了粒子辐射，使他建立了宇宙射线基本方程式。

当特斯拉41岁时，他申请了第一个无线电专利(美国专利 645,576)。一年后，他向美军演示了用无线电遥控船只，他认为美军会对像遥控鱼雷之类的东西感兴趣。特斯拉声称自己建造了“遥控力学的艺术”（Art of Teleautomatics），是一种机器人，同时也是一种遥控科技。1898年，他在麦迪逊广场花园的一次电学博览会上向公众演示了无线电遥控船只。特斯拉称那船只叫“远程自动化”美国专利号：US613809。20世纪60年代以前无线电遥控还是个新鲜事物。特斯拉发明了给汽油机（内燃机）的“电点火器”即火星塞，他获得了专利(美国专利 609,250)。

科罗拉多泉市

1889年，特斯拉决定迁往可以让他有做高频高压实验的地方，科罗拉多州的科罗拉泉（Colorado Spring），并开始在那儿进行研究。到达后不久他向记者说，他正在做将讯号从派克斯峰（附近的一座山）送到巴黎的无线传输实验。特斯拉的日记里有他对关于电离层及地下纵波与横波的实验的阐述。

在实验室中，特斯拉证明了泥土是导电体并制造出人造闪电。

特斯拉通过自己的接收器观察了闪电并研究了大气电。特斯拉的接收器与检波器的复制品到了非常复杂的程度（例如，分布式元模型，Q因子，空腔谐振器，无线电频率反馈和再生电路）。

特斯拉研究如何无线传输能量与电力。他在自己的实验与发现的基础之上通过计算得出地球的共振频率接近8赫兹。20世纪50年代，研究人员证实电离层的空腔谐振频率在此范围之内（后来称之为舒曼共振）。

特斯拉于1900年1月7日离开了科罗拉多泉市（Colorado Spring）。实验室被拆除，里面的东西全都被卖掉来抵债。在科罗拉多的实验为特斯拉下一个计划做好了准备，建立一个无线能量发射设施，也就是后来的沃登克里弗塔。特斯拉因发明增加电子波动强度的仪器(行波管)而被授与专利。

1931年7月20日时代杂志封面人物像特斯拉

晚年

1900年，特斯拉拿着15万美元（51%来自于约翰·皮尔蓬·摩根）开始计划建造沃登克里弗塔。于1902的七月，特斯拉的研究从休士顿街移到了沃登克里弗塔，此塔将被用于全球电力的无线传输。但此塔最终在第一次世界大战期间被拆除而报废。当时的报纸称沃登克里弗塔为“特斯拉的百万大建筑”。于1904年，美国专利及商标局撤销了原本的判决，给了古列尔莫·马可尼无线电的专利权，之后特斯拉便开始他的无线电专利权之战。1906年，在他的50岁生日之际，特斯拉示范了他的200匹马力（150千瓦），每分钟一千五百转的无叶片涡轮。1900年－1911年之间，在纽约的“水力发电站”（Waterside Power Station），他的一些无叶涡轮引擎在100–5000匹马力进行测试。

场论

81岁的特斯拉声称他已经完成了《引力的动态理论》，他表示这个理论“在任何细节中都运作的完美无暇”，而他希望赶快向全世界公布，但这个理论没被正式出版过。

统一场理论至今仍是理论物理学的致力解决的难题。包括爱因斯坦在内的科学家尚未有一人接近这一目标。

逝世与遗产

尼古拉·特斯拉孤独地于1943年1月7日在纽约酒店3327房间死于心衰竭。因为他无私公开交流电专利，特斯拉非常穷困，并在死后留下了一大笔债务。在那一年的晚些时候，美国高等法院决定维持特斯拉的专利号。

尽管是美国人，但在特斯拉的死被公开之后，隶属政府的外国人财产保管局仍取得了他的研究资料和专利。在他去世前，特斯拉仍然在继续他对Teleforce武器和死亡射线的研究。尽管他没有成功向美国战争部推销出这些武器。他提出的死亡射线被认为是一个粒子束武器。美国政府没有找到安全的原型装置。在战争部联系了FBI之后，他的研究被宣布为最高机密。据总统顾问的意见，他的所有个人物品都被查封；约翰·埃德加·胡佛宣布，由于特斯拉的发明及专利的性质，他的所有研究都为绝密。

由于他的研究的潜在重要性，特斯拉的家人和南斯拉夫大使馆一直努力从美国当局取回这些物品。最终，他的侄子萨瓦·科萨诺维奇（Sava Kosanoviċ）取得了他的一些私人物品的所有权，这些物品现在陈列于尼古拉·特斯拉博物馆。

特斯拉的葬礼于1943年1月12日在纽约曼哈顿的圣约翰座堂举行。他的骨灰于1957年被安葬于塞尔维亚贝尔格莱德的尼古拉特斯拉博物馆。