科学之神(上)

科学界有一个共识——人类历史上曾经存在过两个公认的旷世天才：达·芬奇和尼古拉·特斯拉。

尼古拉·特斯拉的成就几乎是爱因斯坦、爱迪生的总和，他是“科技狂人”伊隆·马斯克的精神偶像。2003年，马斯克创办了一家很酷的电动汽车企业，取名特斯拉。正是为了致敬他的偶像：尼古拉·特斯拉（1856～1943）。

特斯拉除了是一个高端电动汽车品牌、一个物理学单位（1特斯拉=10000高斯），还是一个值得被所有人记住的人的名字，一个单靠想象，完全不需要任何模型、图纸和实验，就可以在脑海中把所有细节完美地描绘出来，和实际做出的物件没有丝毫差别的发明天才。他是爱迪生最嫉妒的对手，也是一个一生独立开发并取得700种专利，合作开发达1000种以上专利的科学狂人。尼古拉·特斯拉的名字随着特斯拉汽车逐渐被世人所知，但关于他的一生知道的人少之又少。

本文根据PBS纪录片《尼古拉·特斯拉》以及BBC纪录片《闪电的主人——尼古拉·特斯拉》整理。

成长之路

尼古拉·特斯拉在1856年7月10日出生于奥地利帝国境内（现为克罗地亚）的一个塞尔维亚人家。他的父亲是教堂的神父，母亲是另一位神父的女儿。那时孩子们的出路主要是两条：一是从军，二是做神职人员。他的父亲穆鲁丁·特斯拉希望儿子能够子承父业，但特斯拉对这两样都没有兴趣，这让他的父亲非常失望。

特斯拉从小就能够对复杂的数学题目进行快速心算，以致他时常被教师怀疑作弊。特斯拉非常喜欢阅读各种各样的科技书籍，据说他的眼睛能像照相机那样一目十行地扫描，脑袋能像存储器那样记下看过的每一本书。

特斯拉在他的回忆录里叙述了他所经历过的一些“灵感”的许多细节，颇为有趣。幼年时他经历过多次严重疾病，承受过奇苦异痛。他常常以为自己看到眩晕的闪光，随即产生各种幻觉，令他在听到一个单词时就会想象出相应事物的许多细节。长大以后，他很相信自己的直觉，并且常常在试验成功以前就能够在脑子里详细地视化出即将诞生的发明。在今天哲学和心理学研究中被称为“视觉思维”的这种超常能力也许成就了他在后来创造出一系列无与伦比、重要而且惊人的成果。

17岁那年，在他入神学院的前夕，因为感染霍乱，他生命垂危。弥留之际他父亲许诺，如果他的病能好就送他去世界上最好的理工学院。最终，特斯拉的人生在死神面前得以彻底改变。1875年，特斯拉在奥地利的格拉茨技术学院修读电机工程。1877年，21岁的他离家到格拉兹开始大学生活。在那里，他很快被电学的魅力深深吸引。

英国的迈克尔·法拉第在1831年发现了电磁感应效应，由此发电变为可能。法拉第发现：若将一个线圈放在一个变化的磁场环境中，线圈中就会有电流产生所以我们可以从磁力中感应或者说产生振荡的电能——这就是后来特斯拉用以驱动我们这个世界的交流电。

早期的电动机是靠直流电驱动的。它需要一个放电触点连接系统来制造旋转效果。特斯拉向导师提出：现在用的电以及电动机如果改用交流电的话，将会有极大的改进。但特斯拉的导师在他的课堂上当着同学们的面回应道，特斯拉先生永远都无法实现这一梦想，这就像是造永动机一样的痴人说梦。

1880年，特斯拉从捷克的布拉格大学毕业。移民美国后，他在1894年获耶鲁大學及哥伦比亚大学同时授予的名誉博士学位。

半个多世纪过去了，在今天的机电世界里，到处可以察觉到特斯拉的知识遗产。除了在电磁学和电力工程方面的多种成就之外，特斯拉也被认为在机器人、导弹设备、通讯仪器甚至核物理学多个领域都有不少卓绝的贡献。特斯拉的其他人们耳熟能详的重要发明和贡献包括收音机、电视机、雷达、无线电发射机、传真机、真空管、霓虹灯、测谎仪、内燃机火花塞，等等。1892～1894年，特斯拉组建了美国无线电工程师学会并担任过美国电子工程师学会的副主席。1916年，60岁的特斯拉成为IEEE Fellow。1931年，《时代》周刊把特斯拉选为封面人物以庆祝他的75岁生日。

电气时代的开创者

当你开着灯、吹着空调、躺在沙发上看电视，可曾想过，支撑这些生活电器的电是怎么来的吗？

100多年前，在大部分人都还在使用蜡烛照明的时代，一种叫做交流电的电力系统被发明了出来，并且沿用至今。而它的发明者，就是尼古拉·特斯拉。他的交流电，将人类带入了第二次工业革命。

1880年，特斯拉来到布达佩斯为一家电报公司工作。在那里，他关于交流电机的想法越来越深入。特斯拉想到了在旋转中产生能量的办法，他意识到他可以通过分段绕线的方式来制造一个旋转力场，就像汽缸中的活塞一样，可以在一拉一推间，保持磁场里的导体周而复始地往返运动，使电力化为圆周运动，而这个设想必须依靠交流电来实现。

于是，特斯拉前往纽约，于1884年6月6日这一天抵达。他身上带着自己的前雇主、爱迪生欧洲合伙人——查尔斯·巴切勒写的推荐信，信上写着：“亲爱的爱迪生：我认识两个伟人，一个是你，另外一个就是这位年轻人。”特斯拉相信，只有一个人可以帮助他完成这个实验，那就是托马斯·爱迪生。他希望爱迪生能帮助自己完成交流电系统的发明。

纽约自1870年代晚期就有了电力。1882年爱迪生就在金融区旁开了自己的直流电力能源公司。他能够做到这一切是因为得到了金融巨头J·P·摩根的资助，但他的系统当时还有相当多的麻烦。爱迪生的体系都是建立在直流电基础上的，直流电能够正常地带动电机和电灯，但不能被高效地长距离输送。通过变压，交流电能够解决长距离输送问题，但当时还没有供交流电驱动的电动机。

当时，爱迪生正在向全世界推销自己的直流电系统，根本不看好交流电。但凭借这封信，特斯拉还是如愿进入了爱迪生的团队。爱迪生承诺，如果他解决了“直流发电机与电动机问题”，就付给他5万美金（相当于今天的一百万美元）的奖金。

从简单的电器设计开始，到解决棘手的难题，特斯拉的天赋让爱迪生都感到惊讶。特斯拉回忆说，他艰苦工作了将近一年，最后几乎将整套发电机都重新改造过了，其成果为爱迪生的公司获取了巨大的利润和新的专利。可是，当他索取事先答应的5万美金报酬时，爱迪生却拒绝了他，还说：“特斯拉，你不懂我们的美国式幽默。”特斯拉便要求薪水从18美元涨到25美元，爱迪生还是拒绝了他。

特斯拉气愤地离开了爱迪生的公司，整整一年，他都在为爱迪生可笑的地下线缆挖沟渠。但即使是在工地上，特斯拉依然没有放弃他交流电发电机的伟大设想。后来，在一伙投资人的资助下，特斯拉在距离爱迪生的公司不远的街区Liberty Street开了自己的公司。在那里，特斯拉开始实践他已揣摩了7年的原型机，并制作了以交流电为基础的各种发电、变电设备，它们都一直沿用至今。

当时爱迪生极力推广他发明的直流发电机和相关技术。但是，当特斯拉发明了两相交流发电机和异步电动机，并使交流电远距离高压传输在技术上成为可行的时候，爱迪生和他的同事就感到自己的商机受到了极大威胁。据说那时候爱迪生到处宣传，说特斯拉是科学界的一大“邪恶异端”，他所发明的交流电危及人类性命安全。爱迪生还屡次向人们示范猫狗会在交流电电击下瞬间抽搐死亡。还有一说是，爱迪生甚至贿赂政府官员，让纽约州监狱将绞刑改成交流电电刑，让电刑的惨状在人们心理上引起極度恐惧，使得交流电成了残酷死神的同义语。

然而特斯拉一再证明了交流电的无比优越性和安全使用的可行性，并拥有了交流电的专利权。可是，当时的电力财团西屋电气公司要挟特斯拉放弃此项专利，企图取而代之。多番周折之后，特斯拉决定放弃专利权，但是宣布把交流电的自由使用馈赠全世界。从此，交流电不再是属于任何企业或个人的专利品，而成为了一项利益巨大的公益发明。

要知道，那个时候，人们每使用一匹电力，特斯拉就能获得2.5美元的专利使用费。有人统计过，这至少可以给特斯拉带来3000亿美元的收入，特斯拉早就可以富可敌国了。但万万没想到，他撕毁了专利合同，把这项发明免费供全世界使用。（如果他没这么做，我们现在还要给他交钱）

特斯拉是历史上最重要的电器和电机发明家之一，他对电磁物理学的贡献尤甚。他的发明专利和理论研究促进了现代交流电学、交流电力系统以及多种交流电机的创造和发展，令他实质上参与并推动了轰轰烈烈的第二次工业革命。所以，称特斯拉为“电气时代之父”，当之无愧。

一个会让你质疑诺贝尔奖的人

X射线是谁发现的？威廉·康拉德·伦琴？不，是特斯拉。历史记载，伦琴于1895年11月8日发现了X射线，为开创医疗影像技术铺平了道路，1901年伦琴被授予首次诺贝尔物理学奖。但事实上，特斯拉先于伦琴发现X射线，并警告说这个东西很危险，拒绝实施医学实验。他完成了一些先于伦琴的实验并证实了这个发现。他用X射线穿透自己的手掌并拍摄了一些照片，然后寄给了伦琴。可惜他的大部分研究资料在1895年实验室的一场大火中被焚毁。爱迪生却大量地做X射线的医学实验。最后，因长期暴露在辐射环境中，爱迪生的助手不得不截肢保命，他自己也险些失明。

无线电是谁发明的？伽利尔摩·马可尼？不，是特斯拉。至今还有很多人认为无线电的发明者是马可尼，他还因此获得了1909年的诺贝尔物理学奖，被称作“无线电之父”。

但其实，特斯拉1897年就已经获得了无线电技术的专利。是在爱迪生的干预下，美国专利局才撤销了特斯拉的专利权，转而授予马可尼。1943年，美国最高法院重新认定尼古拉·特斯拉的专利有效，宣布马可尼的无线电专利无效。

雷达是谁发明的？罗伯特·沃特森·瓦特？这个英国人在1935年发明了第一台实用雷达。事实是，早在1917年，特斯拉就向美国海军提出了这个想法。不巧的是，爱迪生当时是海军研发中心的头儿，然后，就没有然后了。

在特斯拉75岁寿辰时，他收到了八位诺贝尔物理学奖得主的感谢函。

1943年，特斯拉的葬礼，同样是由三位诺贝尔物理学奖获得者代表诺贝尔团队致辞。历年来，一直都有诺贝尔物理学奖获得者对尼古拉·特斯拉表示感谢与敬意。

据说，研究特斯拉的发明，从而直接得到启发并获得诺贝尔物理学奖的占27%，间接得到启发的更是超过65%。而特斯拉自己，11次被提名诺贝尔奖，9次让贤，两次拒领。（未完待续）