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第四章
交流电的诞生

自那以后,我完全沉醉于在脑海中构图和设计新元件所带来的享受中,这种极大的精神享受,我之前也有过体验。各种创造的灵感像泉水一样在我的脑海中源源不断地涌现,唯一的困难就是,如何迅速地将这些灵感紧紧抓住。

在我看来,我头脑中想象出来的各种设备装置都是切实存在的,我对每一个细节都了如指掌,哪怕最细微的标识和磨损痕迹也逃不过我的眼睛。只要想象一下发动机在持续不停地飞转,就好像一道迷人的风景展现在眼前,让我满心欢喜。当天生的兴趣爱好逐渐发展成为一种强烈的欲望时,人们就会像穿上了七里格鞋 一样,神速地奔向他的目的地。实际上,在不到两个月的时间里,我就设计出了几种型式的发动机并加以完善。现在,这几种发电机都是以我的名字命名。后来,现实生活迫使我暂时中止这种极为耗费心智的活动,或许这也是一种幸运。

我最初来到布达佩斯,是因为一份不太成熟的电话业研究报告,想来这里寻找机会。也许一切都是命运的安排,来到这里,我在匈牙利中央电报公司谋到了一份差事,从事制图员的工作。至于薪水方面,我想还是不要说出来的好。比较幸运的一点是,总监很快注意到了我并对我青眼有加,开始让我负责新设备的数据计算、设计和评估等工作。后来,电话局成立了,我也负责类似工作。这份工作使我积累了宝贵的知识和实践经验,同时我的发明创造才能也得到了充分施展。我对中央车站的电话装置做了许多改良,还发明了电话的中继器或者说信号放大器,但是这项技术我没有申请专利保护,也没有公开宣布。不过到现在为止,它的发明依然应该归功于我。公司创办人普斯卡斯先生对我的工作效率非常欣赏,在卖掉布达佩斯的公司以后,他为我介绍了一份在巴黎的工作,我很愉快地接受了。

巴黎这座浪漫的城市给我留下了不可磨灭的印象。到了这里之后,我全然陶醉于她的异国风情之中,接连几天都在它美丽的街道上徜徉。处处引人入胜,令人流连忘返。美中不足的是,每个月的薪水实在是微薄了些,几乎都是刚刚到手就没了。有一次,普斯卡斯先生问我在这个新环境中的感觉如何,我跟他说:“每个月的后29天都是最难熬的。”

在这里,我心情轻松,过着惬意闲适的生活,人们一般把它称为罗斯福式的生活方式。无论天气如何,每天清晨,我都会步行从我居住的马塞尔林荫大道去塞纳河畔的游泳馆,在泳池里游上27个来回,随后再步行一个小时到伊夫里,这里是公司工厂的所在地。七点半,我在工厂吃早饭,准时得与伐木工人一样,之后就开始等着午饭时间的到来。

工作期间,我的主要任务是帮助公司经理解决难题。经理名叫査尔斯·巴彻勒,是爱迪生的助手和好朋友。我在公司结交了几个新朋友,他们是美国人,因为我台球打得好,他们喜欢跟我一起玩。我向他们推介了自己的发明,机械部的负责人叫坎宁安先生,他甚至提议我成立一家股份公司。当然,对我而言,这样的提议似乎太过荒谬可笑,我实在不理解他为什么会有这样的想法,也许这就是美国人的做事方式吧。我一直没理会,后来也就不了了之了。在接下来的几个月里,我一直奔波于法国和德国之间,负责解决发电厂出现的故障。

回到巴黎之后,我试图改进发电机,并向公司管理人之一劳先生提出了这一计划,获得了他的许可。我的试验取得圆满成功,这让公司董事们非常高兴。于是,他们开始授权我研发自动稳压器,这项研究我期待已久了。过了没多久,位于阿尔萨斯地区的斯特拉斯堡市的新火车站发生了一次事故。在火车站剪彩仪式上,由于配线短路,照明设备发生了爆炸,有一大片墙壁都被烧毁了,而当时德国的老皇帝威廉一世就在现场。这让德国政府非常光火,拒绝使用这一照明设备。这样一来,法国公司将遭受巨大的财产损失。考虑到我会说德语,而且以前的工作表现也很出色,公司就委托我去与德方协商。就这样,在1883年初,我被派往斯特拉斯堡市解决这一问题。

在斯特拉斯堡市发生的一些事,我今生今世都难以忘怀。凑巧的是,那时生活在斯特拉斯堡的很多人,后来都成了蜚声国际的名人。后来,我经常跟别人说:“在那座古老的城市里,有一种叫做伟大的‘细菌’。别人都‘感染’了,我却‘幸免于难’!”

到了那里之后,我没日没夜地工作,处理设备故障、与各方沟通、与政府官员开会等,忙得不可开交。但只要能挤出一点时间,我就忙里偷闲,用我从巴黎随身带来的各种材料,在火车站对面的一家机械商店里,组装一台简易电机。但是,因为工作实在太繁忙了,这事直到那年夏天才弄完。在不需要滑动触点和整流器的情况下,不同相位的交流电也可以让电机转动起来,这与我一年前在布达佩斯时代的设想完全一致。看到自己努力的成果,我欣喜若狂,而第一次向大家展示这一成果时,我的心情更为激动。

在做这项工作时,我与斯特拉斯堡市前任市长索辛先生也交上了朋友,我向他介绍了我的新设备和其他的一些发明。他竭尽全力支持我的发明,真诚地为我寻求赞助,把我的发明介绍给一些有能力进行投资的有钱人,这让我非常感动。但是,令我羞愧和失望的是,没有一个人有兴趣给我投资。我一直牢记索辛先生对我的知遇之恩,1919年7月1日前夕,我突然想起了他曾经给过我的一次“帮助”,虽然这次帮助不是金钱上的,但是我的感激之情丝毫不会减弱。

1870年,德国人入侵斯特拉斯堡时,市长先生收藏了一批上好的1801年生产的圣埃斯蒂菲酒。市长对我说,他认为除了我以外,没有人再配得上喝这么名贵的佳酿了。可以说,这是我前面所提到过的一生中最难以忘怀的事情之一。他总是催促我尽快回巴黎去寻求资金帮助——这也是我心心念念所想的。然而,因为各种各样的小难题,让我的工作和谈判进行得不太顺利,有时候甚至陷入绝境。

在这里,我要向读者简单讲述一下德国人的一丝不苟和“效率”,这是一件我亲身经历的趣事。我们准备在走廊上安装一盏16烛光功率 的白炽灯,我指定了一个安装地点,让电工铺设电线。干了一会儿,电工突然停下来不干了,说必须请示一下工程师。工程师来了之后提出了一些反对意见,但终于还是同意把灯安装在距离我指定地点两英寸之外的地方。于是,工作继续进行。过了一会儿,那位工程师又开始变得焦虑不安,他告诉我应该向质检员埃夫戴克请示一下。我们只得又把这位大人物请了过来。经过他的实地观测,又和大家讨论了一会儿,最终他决定安装位置应该往回退两英寸,也就是我原来指定的位置!但是,事情还没有结束。过了没多久,埃夫戴克又开始担忧起来,他告诉我先不要急着施工,他已经将这件事上报给了上级领导——质检督察希罗尼穆斯,我们应该等待领导的决定。

过了几天之后,这位督察才有空抽身过来。在他来到工厂之后,又讨论了两个小时,最后他决定将安装位置再挪两英寸。谢天谢地,我觉得这应该是最后一次修改了吧。然而,这位督察又返回来告诉我:“冯克委员的要求很苛刻,所以必须得到他的明确批准,不然我不敢擅自让你们安装这盏白炽灯。”就这样,我们又开始为接待这位更大的大人物做准备。一大早,我们就开始打扫卫生,擦洗各种用具,隆重迎接冯克委员和他的随从的到来。冯克来了又商讨两个小时之后,突然他大喊一声:“我得走了!”随后,他用手指着天花板上的一个位置,命令我把灯安装在那里。那就是我最开始选择的位置!

因为这些事情,在执行这次任务的过程中,每天都会遇到很多变化。不过,我早就下定决心,不管多烦琐也要不惜一切代价完成任务。终于,我的付出得到了回报。

1884年春天,此行的所有问题都得到妥善解决,电力设备也被德国政府正式接受,我满怀着美好的憧憬返回了巴黎。因为一位公司负责人曾经许诺,假如我能成功解决问题,就会发给我一笔奖金,而且还会根据我对发电机做出的相应改进,确定公平合理的报酬,我一心盼望着那会是一大笔钱。公司总共有三位负责人,为了方便,我就分别用A、B、C指代。当我去找A要钱时,他告诉我发言权在B那里,而B又认为只有C可以做决定,C则非常肯定地告诉我,只有A才有权实施决策。几个回合的互相推诿之后,我才意识到,所谓的报酬其实不过是一张空头支票。

之后,我试图筹集研发资金的努力也彻底失败。那时我非常失望,于是,在巴彻勒先生鼓励我到美国去为爱迪生设计新机型时,我下定决心到美国这个遍地黄金的地方去碰碰运气。但是,我差点错过了这次机会。我将自己那颇为寒酸的家当变卖了,预订了火车票,结果当我赶到火车站时,发现列车已经开动了。祸不单行,我又发现自己的钱和车票竟然也丢了,我该怎么办?大力士赫尔克里斯可以有充分的时间从容思考,可我此刻只能眼巴巴地看着火车离去,脑海里矛盾纷乱的思绪乱作一团,就像电容器中的电流疯狂振荡一样翻腾不止。

就在这关键时刻,我突然灵机一动想出了一个主意。从生活经验来看,乘船旅行比坐火车要便宜得多,只是不太舒服而已。于是,我决定带着所剩无几的随身物品——自己写的几首小诗和文章、一叠画满数学计算公式的图纸,这些计算是为了解决一个与我设计的飞行器有关的难题——搭船去纽约。这次旅途中,大部分时间我都坐在船尾,随时准备着下水去救可能会葬身鱼腹的人,而丝毫不在意自身的安全。后来,在我受到美国式的务实思想影响之后,回想起自己的这一行为,难免感到后怕,觉得自己当时的想法实在太愚蠢了。

我的一生中非常值得纪念的事情之一就是与爱迪生会面。我对这个出色的男人充满了好奇与敬意,他并不是有什么先天优势,后天也没有受过良好的科学教育,但却取得了如此巨大的成就。而我学习了十几种语言,阅读过各种文学和艺术作品,还利用最好的时光在图书馆翻阅各种资料,从牛顿定律到保罗·德·科克的小说,可以说是无所不读。然而,我一直认为自己浪费了大量宝贵的时间。但是,不久之后,我就开始认识到,那些经历或许是自己最宝贵的财富了,它让我有了丰厚的知识积淀。几周之后,因为下面这次经历,我赢得了爱迪生的信任。

“S.S.俄勒冈号”是当时最快的客轮,因为两套照明发电机出现故障,导致它已经推迟几天不能启航。那艘轮船的上层建筑是发电机系统安装好之后才建造的,所以根本不可能把它从船舱上卸下来。故障很严重,这让爱迪生感到十分苦恼。我当天晚上就携带工具登上了“俄勒冈”号,开始进行各项修理工作。发电机的问题很严重,有好几处短路和漏电的地方。在船员的帮助下,我干了一个通宵,成功地排除了所有故障。

第二天清晨五点,我沿着第五街步行回到爱迪生工作室,正好碰到准备回家休息的爱迪生、巴彻勒和其他几个人。“瞧瞧,我们的‘巴黎人’不知道去哪里游荡了一夜。”爱迪生这样说。我告诉他我刚刚从“俄勒冈号”下来,并且已经把两台机器修好,他默默地看了看我,然后一声不吭地走开了。然而,因为我的耳朵很尖,在他走远之后,我听到他说:“巴彻勒,他可真是一个好人。”

从此之后,我的技术得到了爱迪生的赏识,在工作中,他几乎给了我完全的自主权。在差不多一年时间里,我每天都从上午十点半一直工作到第二天凌晨五点钟,每天都如此。爱迪生对我说:“我有过许多勤奋工作的助手,但你是最好的。”在这段时间,我利用短磁芯和同样的方案设计了24台不同规格的标准机型以替代旧机型。爱迪生曾向我许诺,如果我完成这个任务,他将提供给我5万美元的奖励。然而,事实证明,他纯粹只是在耍我罢了。对此,我感到非常痛苦和震惊,于是选择了辞职。

没过多久,一些投资商找到我,他们提议以我的名义组建一家弧光灯照明公司,我同意了。我原本以为,我那伟大的交流电机终于有机会公诸于世了。然而,当我向新同事提出这个建议的时候,却被否决了,他们说:“不行,我们只想要弧光灯,并不关心你所谓的交流电设备。”1886年,我研制的弧光灯系统获得了成功,被应用到工厂和市政照明上。但是,我却被排挤出公司之外了,除了一张印刷精美但毫无实际价值的股票权证以外,我一点财产都没有得到。

此后一段时间,我从事了一些自己不太擅长的工作,不过机会最终还是出现了。1887年4月,特斯拉电气公司正式成立,我拥有了自己的实验室和厂房。在那里,梦想实现了,我制造的交流发电机与我最初的设计完全吻合。我甚至不用去刻意改进设计,只是脑海中闪过一些新的火花时,我就原封不动地将它们移植到现实设备中,而且实际效果与我大脑中想象的完全一致。

1888年年初,我与威斯汀豪斯电气公司签订协议,开始大规模生产我发明的交流发电机。但是,实际工作中仍然存在很多困难需要克服。当时威斯汀豪斯公司的专家为了获得变电优势,使用的是133周电流,这不适合我的感应电机,因为我的系统是基于低频电流设计的。而他们不愿意放弃自己的标准设备,所以,我必须努力改变我的发电机,来适应他们的具体要求。除此之外,我还有一项很艰难的任务要完成,就是设计出一种新机型,利用两根电线在这种新频率下有效工作。

好在,到了1889年年底,我已经完成了在匹兹堡的任务。我回到纽约,继续在格兰街的实验室进行实验,马上投入到高频机的研发设计中。因为这是一个无人涉足的领域,设备构架是一个完全崭新而又新奇的课题,因此我也遇到了很多难题。

正弦波对共振作用是极其重要的,因为担心感应发电机不能产生理想的正弦波,所以我放弃了感应发电机方案。如果不是出于这一考虑,我的工作量会大大降低。高频交流发电机还有另外一个缺点,就是速度不稳定,这可能对其实际应用带来极大限制。在我向美国电气工程师学会进行演示时,我已经注意到调谐有几次出现问题,还需要进一步调整。可是,直到很久之后,我才找到了一种方法,使这种高频交流发电机在恒定速度和极限负载条件下工作时,每一周期内的速度变化控制在极小范围内。

特斯拉于1888年设计的最早的电动机

出于其他更多方面的考虑,我觉得应该设计一种简单的装置,来产生电流振荡。早在1856年,开尔文男爵就提出了电容放电理论,但可惜的是,这么重要的发现却未能实现工业化应用。我发现了它的潜在应用价值,于是开始利用这一原理研发感应式交流电机。我的研发过程进展神速,在1891年的一次讲演中,我就利用一只线圈制造了5英寸长的放电火花。在那个演示现场,我坦白地告诉在场的工程师们,利用我发现的这个新方法传输电力存在一个缺陷,即火花间隙损失。之后的研究也表明,任何可以被采用的介质,包括空气、液体、水银蒸汽、油液或者电子束,都会存在电损。这是自然规律,就好像机械能转换也存在类似的规律一样。我们可以从某一高度让物体垂直降落,也可以让它沿着任何曲线滑落。好在,就目前的研究来看,这一缺陷不会带来太严重的影响,这也是值得庆幸的一点,这一问题没有造成致命障碍,通过合理安排共振波,电路的输电效率可以达到85%。

自从我的发明公布以来,这一技术已经得到了广泛应用,给很多行业带来了革命性的发展,然而,它的潜力还远远没有发掘出来。1900年,我成功地制造了100英尺的强大放电电弧,并围绕球体产生了人工闪电。当时,我想起了第一次在格兰街实验室看到的微小火花,那种兴奋与激动的心情丝毫不亚于我最初发现旋转磁场时的感觉。 SkcmMY/IBZhs4w+57N+H+rF1nXIzldU5UhkZh4to9ahfJnlBvEquk4lnfl/cQkCW

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