尼古拉·特斯拉(塞尔维亚语:Никола Тесла[3] / Nikola Tesla;1856年7月10日-1943年1月7日),美籍塞尔维亚族(英语:Serbian Americans)发明家、机械工程师、电机工程师、未来学家、实验物理学家,被认为是电力商业化的重要推动者,并因主要设计现代交流电供电系统而最为人知。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。
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特斯拉在奥地利帝国出生和长大,在19世纪70年代学习工程和物理,但没有获得学位。19世纪80年代初,在新的电力行业(Electric power industry)背景下,特斯拉在大陆爱迪生公司研究电话通信(英语:Telephony)领域,并在此期间取得实践经验。
1884年,特斯拉移民到美国,在那里他成为一名归化公民,之后在纽约市的爱迪生机械厂(英语:Edison Machine Works)工作很短的时间,然后就自立门户。在合作伙伴的帮助下,特斯拉在纽约建立实验室和公司,以开发一系列的电气和机械装置,在此期间,其合作伙伴提供资金并推销他的想法。
在赢得著名的19世纪80年代“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。他的交流电感应电动机和相关的多相交流电专利于1888年被西屋电气公司授权,这些专利为他赚取大量的资金,并成为该公司最终销售的多相系统的基石。为尝试开发出可以申请专利和销售的发明,特斯拉进行一系列的机械振荡器/发电机、放电管和早期X射线成像的实验。他还建造一艘无线控制的船,并进行他的第一次展出。特斯拉作为发明家而闻名,其在他的实验室向名人和富有的赞助人展示他的成就,并由于他在公开演讲中的表演风格而出名。
在整个19世纪90年代,特斯拉在纽约和科罗拉多斯普林斯的高电压、高频率电力实验中追求他的无线照明和全球无线电力分配的想法。
1891年,特斯拉在成功试验把电力以无线能量传输的形式送到目标用电器之后,致力于商业化的洲际电力无线输送。特斯拉曾一直试图在他未完成的沃登克里弗塔项目中把这些想法付诸实践,但在他完成该项目之前就已经耗尽资金。
1893年,特斯拉宣布用他的设备进行无线通信的可能性。 在沃登克里弗项目之后,特斯拉在20世纪10年代至20年代进行一系列的发明实验,并取得不同程度的成功。20世纪30年代,特斯拉接近生命的尾声,在花光大部分钱之后,特斯拉住进纽约各地的旅馆,此时的特斯拉一度变得深居简出、足不出户,独居于纽约市温德姆纽约客酒店3327房间之中,偶尔才会向新闻界发表一些不同寻常的声明。因为他举止怪异,特斯拉被普遍认为是“奇怪科学家”的原型。当今美国电子业龙头前身的数家电子公司联合派出一群能言善道的律师,夺走他大部分的专利。1943年1月7日,特斯拉在穷困潦倒中于纽约市去世。
特斯拉的工作在他去世后陷入相对默默无闻的境地,直到1960年,国际计量大会为纪念他,将磁通量密度的国际单位制命名为特斯拉。去世之后,特斯拉的大多数成就并不太为当时的人所知,直至20世纪90年代,他的成就才重现出现在世人面前,并被世人所认可,同时,人们对特斯拉的兴趣再度高涨。2005年,在美国在线和探索频道共同开展的电视节目《最伟大的美国人》中,他位列前100名,该名单由公众投票产生。 现代社会中处处可见特斯拉的遗产。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。塞尔维亚纸币上有他的头像。
早年
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特斯拉在斯米连的重建房屋(教区大厅),现在在克罗地亚的利卡地区,他出生于此,并且还有重建的教堂,他的父亲在那里工作。在南斯拉夫内战期间,有几座建筑被大火严重损坏。它们在2006年得到修复并重新开放1856年6月28日。
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特斯拉的洗礼纪录
尼古拉·特斯拉于1856年7月10日[O.S.(英语:Old Style and New Style dates)6月28日]出生在斯米连村,位于奥地利帝国治下的构成国(今克罗地亚)的军政国境地带,是一名塞尔维亚族人。他的父亲,米卢丁·特斯拉(1819-1879),是一名东正教会的神父。特斯拉的母亲乔卡·曼迪奇(1822-1892),其父亲也是东正教会的牧师。乔卡有制作家庭手工工具和机械器具的天赋,并能背诵塞尔维亚的史诗(英语:Serbian epic poetry)。她从未接受过正规教育。特斯拉将他的遗觉记忆和创造能力归功于他母亲的遗传和影响特斯拉的祖先来自塞尔维亚西部,靠近黑山。特斯拉是五个孩子中的第四个。他有三个姐姐,分别是米尔卡、安吉丽娜和玛丽卡,还有一个哥哥叫丹恩,丹恩在特斯拉5岁时死于骑马事故。
1861年,特斯拉在斯米连上小学,学习德语、算术和宗教。1862年,特斯拉一家搬到附近的戈斯比奇,特斯拉的父亲在那里做教区牧师。在那里,特斯拉完成小学和初中学业。1870年,特斯拉一家搬到卡尔洛瓦茨, 他在皇家高等体育学院(英语:Gymnasium Karlova)上高中,那里的课程是用德语进行的,这是奥匈帝国军政国境地带所有学校的惯例。
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特斯拉的父亲 Milutin是斯米连村的一名东正教牧师
特斯拉后来写道,他对物理学教授的电学演示产生兴趣。特斯拉指出,这种 “神秘现象”的演示使他想“更多地了解这种奇妙的力量”。特斯拉能够在头脑中进行积分计算,这导致他的老师认为他在作弊。他在三年内完成四年的学期,于1873年毕业。
1873年,特斯拉回到斯米连。到达后不久他就被感染霍乱,并卧床九个月,在此期间多次濒临死亡。在绝望的时刻,特斯拉的父亲(其原本希望特斯拉进入牧师行业),承诺如果他病愈,将送他去最好的工程学校。
1874年,特斯拉在斯米连躲避奥匈帝国军队(英语:Austro-Hungarian Army)的征兵,他从利卡的东南方向跑到格拉查克(Graac)附近的托明加伊。在那里,他穿着猎人的服装在山里探险。特斯拉说,这种与大自然的接触使他在身体和精神上都更加强大。他在托明加伊时阅读过很多书,后来特斯拉说,马克·吐温的作品帮助他奇迹般地从先前的疾病中康复。
1875年,特斯拉进入格拉茨工业大学的帝国皇家技术学院修读电机工程,学习交流电的应用,并获得军事前沿奖学金。在第一年里,特斯拉从未错过一堂课,并获得过最可能高的成绩,期间通过九次考试(几乎是要求的两倍),同时他还成立过一个塞尔维亚文化俱乐部,甚至还收到过技术学院院长给他父亲的表扬信,信中说:“你的儿子是一个一流的明星”。在格拉茨,特斯拉被雅各布·波什尔(英语:Jakob Pschl)教授讲解的关于电力的深度讲座所吸引。
在他的自传中,特斯拉说,他从早上3点工作到晚上11点,没有星期天或节假日。1879年他父亲去世后,特斯拉发现一包他的教授们写给他父亲的信,警告说,除非他被调离学校,否则特斯拉会因过度劳累而死亡。一位传记作者认为,特斯拉并没有学习,可能因为赌博和嫖娼而被开除。至少有两份资料说明他在格拉茨工业大学得到学士学位,然而他的学校却宣称他从来没有获得过学位。
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约1879年,23岁的特斯拉 1878年12月,特斯拉离开格拉茨,并与家人断绝关系
他的朋友们认为他在附近的穆尔河溺水身亡。特斯拉搬到马里博尔,并在那里做绘图员,每月工资60弗罗林。他利用业余时间与当地人在街上打牌。 1879年3月,特斯拉的父亲去马里博尔求他的儿子回家,但被他拒绝。
特斯拉在同一时间患有一定的神经衰弱。1879年3月24日,特斯拉因没有居留证而在警察的监视下被送回戈斯皮奇。
1879年4月17日,米卢丁·特斯拉因患不明疾病而去世,享年60岁。有些资料说他去世于中风。这一年,特斯拉在戈斯皮奇的老学校给一大班学生教授过课程。1880年1月,特斯拉的两个叔叔凑齐足够的钱,帮助他离开戈斯皮奇前往布拉格进修。但他来的太晚,无法进入布拉格查理大学学习;他从未学习过希腊语,而这是一门必修课;而且他不懂捷克语,这是另一门必修课。不过,特斯拉确实以旁听生的身份参加大学的哲学讲座,但他没有得到该课程的成绩。
特斯拉在那里度过夏季学期后,又只读完一个学期,就再次离开大学。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他所经历的灵感的每一个细节。在早年,他经历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,这种情况在他的孩童时代已经出现。
在布达佩斯电话交换所工作
1881年,特斯拉来到匈牙利的布达佩斯,在提瓦达·普斯卡什(Tivadar Puskás)手下的一家电报公司--布达佩斯电话交换所工作。到达后,特斯拉意识到,当时正在建设中的公司并没有发挥作用,所以他在中央电报局担任绘图员。在几个月内,布达佩斯电话局开始运作,特斯拉被分配到首席电工的位置。在他工作期间,特斯拉对中央站的设备进行许多改进,并声称已经完善电话中继器或放大器,但从未获得专利,也没有公开描述。
特斯拉电灯与制造公司
离开爱迪生公司后不久,特斯拉就开始为电弧照明系统申请专利,此专利可能就是他在爱迪生公司开发的那个系统。
1885年3月,特斯拉会见专利律师莱缪尔·W·塞雷尔,此人也是爱迪生曾经使用的律师,以获得提交专利的帮助。塞雷尔将特斯拉介绍给两位商人罗伯特·莱恩和本杰明·韦尔,他们同意以特斯拉的名义资助一家电弧照明制造和公用事业公司,即特斯拉电灯与制造公司(Tesla Electric Light & Manufacturing)。
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特斯拉在这一年的其余时间里,获得包括改进的直流发电机在内的专利,这是美国颁发给特斯拉的第一批专利,并在新泽西州的拉威(英语:Rahway, New Jersey)建造和安装该系统。特斯拉的新系统在科技类媒体上获得关注,媒体对其先进的功能进行评论。 投资者对特斯拉关于新型交流发电机和电力传输设备的想法没有表现出兴趣。1886年,公司开始运行后,他们认为业务的制造方面竞争太过激烈,于是选择简单地经营一家电力公司。他们成立一家新的公用事业公司,放弃特斯拉的公司,这使得特斯拉身无分文。特斯拉甚至失去对他所创造的专利的控制,因为他已经将这些专利转让给公司以换取股票。
特斯拉不得不从事各种电力维修工作,并担任挖沟工,每天的工资为2美元。在后来的生活中,特斯拉回忆起1886年的那段艰苦岁月,他写道:“我在科学、机械和文学的各个分支中接受的高等教育对我来说就像一个笑话”。
交流发电机原理说明
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。 特斯拉的交流发电机用来远距离输送电力 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“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。”美国公民 编辑 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。
1892 年后,特斯拉在伦敦巴黎等地演讲,推广他的想法。 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1892年4月她临终前的最后一句话是:“你终于来了,尼古拉,我的光荣。”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。 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(英语:Robert Underwood Johnson)。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。
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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(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富兰克林研究所发表演讲,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。
与爱迪生
在19世纪80年代末,爱迪生推广使用直流电来提供电力分配,不过特斯拉与威斯汀豪斯所推广的交流电效率更佳,因此特斯拉与爱迪生成为了竞争对手。爱迪生为了胜利卑鄙地在各个场合用各种手段来贬低交流电,并宣扬它的危险性。为了达到这一目的爱迪生向小学生收购小狗小猫并且当众电死它们,还电死了一头动物园大象,最后在爱迪生的推动下甚至发明了电椅用来电死犯人,只为了让民众认为交流电很危险。直到特斯拉改良了异步电动机,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。当特斯拉41岁时,他申请了第一个无线电专利(美国专利第645,576号)。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。
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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(美国专利第609,250号)。
科罗拉多斯普林斯市
1889年,特斯拉决定迁往可以让他有做高频高压实验的地方,科罗拉多州的斯普林斯,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。
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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[需要解释])。 特斯拉于1900年1月7日离开了科罗拉多斯普林斯市。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。
逝世与遗产
尼古拉·特斯拉于1943年1月7日在温德姆纽约客酒店3327房间过世。因为他在沃登克里弗塔投资无法回收,特斯拉非常穷困,并在死后留下一大笔债务。在特斯拉逝世该年,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。
由于他的研究之潜在重要性,特斯拉的家人和南斯拉夫驻美大使馆一直努力从美国当局取回这些物品。最终,他的外甥萨瓦·科萨诺维奇(Sava Kosanovi)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。
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