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尼古拉·特斯拉是“交流電之父”,?

 大冬瓜e6ffaow1 2018-04-02

愛迪生和特斯拉都是奇才,可謂半斤八兩,、難分上下,。如果愛迪生可以打50分,特斯拉差不多是49-53分,。愛迪生有很多發(fā)明都是團隊的成果,,這個不假,但他個人還是獨立或者主導(dǎo)完成了很多重大的發(fā)明創(chuàng)造,,比如留聲機和電影放映機等等,。而特斯拉也有一些出色的技術(shù)上的貢獻,但沒有一些地攤文學(xué)和偽“紀錄片”里面描述的那樣夸大,。


對愛迪生,,已經(jīng)有大量的科學(xué)史的描述,我們已經(jīng)了解的差不多了,,下面重點談?wù)勌厮估?,糾正幾個經(jīng)典的誤解。


并不是交流電機的發(fā)明者

有一個流傳很久的謠言,,說特斯拉“發(fā)明了交流電”,。其實,這只是很低級的錯誤,。學(xué)術(shù)界早就明確法拉第是“交流電之父”,。

法拉第的百科詞條

“交流電”無需“發(fā)明”,只能被發(fā)現(xiàn),,即使是發(fā)現(xiàn),,也與特拉斯八竿子打不著邊。

第一個發(fā)現(xiàn)交流電效應(yīng)的是英國著名科學(xué)家邁克爾·法拉第,。當(dāng)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)后,,隨后則掌握了產(chǎn)生交流電流的方法。早期的交流電機的成品由麥可·法拉第與波利特·皮克西等人開發(fā)出來。1831年,,法拉第圓盤發(fā)電機被發(fā)明,。不久的1832年,波利特·皮克西基于法拉第的原理制造了第一臺交流電機,。

而三相交流發(fā)電機的發(fā)明者,,是現(xiàn)代交流電之父多布羅沃利斯基。

特斯拉的主要成就是什么呢,?據(jù)美國專利局的記載,,特斯拉改進了新型高頻率交流電動機中的一種,而在當(dāng)時,,做出高頻率交流電動機的人有幾十個,。

這個是皮克西發(fā)明的永久磁鐵型旋轉(zhuǎn)式交流發(fā)電機,于1832年基于法拉第的原理制造,。

多布羅沃利斯基,,他是真正的三相交流電之父。

不懂高等數(shù)學(xué),,是理論物理學(xué)的門外漢

1875年,,特斯拉進入了奧地利的格拉茨科技大學(xué)修讀電機工程,然而他的學(xué)校卻宣稱他從來沒有獲得過學(xué)位,,他在大學(xué)一年級只上了第一學(xué)期的課,,并且在那期間已經(jīng)不聽課了。另一些人稱他因交不起第一學(xué)期的學(xué)費而被迫退學(xué)了,。據(jù)他大學(xué)室友所說,,特斯拉沒有畢業(yè)。

特斯拉明確承認自己不懂高等數(shù)學(xué)的知識,。特斯拉是一位偉大的工程師,,然而在理論物理學(xué)方面只是一位門外漢。在當(dāng)時的國際物理學(xué)界,,量子物理與相對論交相呼應(yīng),,這兩個理論都用到了極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)語言,然而特斯拉的理論知識非常不扎實,,太缺乏相應(yīng)的理論功底,,牛頓的積分、萊布尼茨的微分和麥克斯韋的場論在他的理論中都沒有怎么涉及,,他用的是古希臘力學(xué)的簡單數(shù)學(xué),。

發(fā)明專利被證實的僅有30項

特斯拉確實是19世紀末期優(yōu)秀的機電工程師之一,,他在機電工程,、無線電工程等方面有所貢獻。但要說他發(fā)明專利達上千項就是神話中的神話了。據(jù)美國普林斯頓大學(xué)科學(xué)史專家的仔細調(diào)查,,特斯拉先生的所有專利,,包括所有未曾批準的專利,被確切證實的有30項,。

特斯拉塔被證明沒有理論依據(jù)

被特斯拉粉津津樂道的沃登克里弗塔(即特斯拉塔),,不過是不切實際的構(gòu)想,早在1個世紀之前,,就被從理論上徹底否認,。

特斯拉意圖把地球作為內(nèi)導(dǎo)體,地球電離層作為外導(dǎo)體,,通過他設(shè)計的放大發(fā)射機,,企圖利用環(huán)繞地球的表面電磁波來傳輸能量。這一系統(tǒng)與現(xiàn)代無線電廣播的能量發(fā)射機制不同,,而與交流電力網(wǎng)中的交流發(fā)電機與輸電線的關(guān)系類似,。

事實是,特斯拉有生之年沒有實現(xiàn)這一主張,。后人也并沒有從理論上證實這種方案的可行性,。

根本沒有資格獲得諾貝爾獎提名

有一個甚至被官方媒體都信以為真的謠言,是特斯拉和愛迪生共同獲得1912年的諾貝爾獎的傳說,,其實這是荒誕不經(jīng),、違背史實的傳言。

實際上,,在1912年,,愛迪生和特斯拉根本連提名都沒有。獲得提名的人,,包括愛因斯坦,、洛倫茲、普朗克,、馬赫,、龐加萊等人,他們比愛迪生,、特斯拉都更有資格獲獎(其中的好幾位后來也的確獲了獎),。但是,1912年物理獎最后被頒給了達倫,??茖W(xué)史家認為,一個可能的原因是達倫是瑞典人,,而到那時候還沒有一個瑞典人拿過物理獎,,負責(zé)評獎的瑞典皇家學(xué)會想給本國弄點兒面子——但這些也都是臆測了,。這位瑞典人獲得諾貝爾獎的理由實在是讓人不敢恭維,原因竟然是他“發(fā)明了自動調(diào)節(jié)器和聚氣裝置聯(lián)合用于燈塔和浮標(biāo)照明”,。有了這個裝置,,能讓燈塔和照明浮標(biāo)在天黑時自動點亮,天亮?xí)r自動熄滅,,可以無人看管運行一年以上且大大減少了燃料消耗量,。這樣的水平連媒體都看不下去了,說這個理論如果能獲獎,,那么開罐頭的勺子也能獲獎,。更有甚者說“還不如頒發(fā)給愛迪生和特斯拉”,傳來傳去就變成了特斯拉獲獎的謠傳,。

與愛因斯坦根本不是一個檔次

所謂特斯拉的理論秒殺愛因斯坦,、霍金等科學(xué)家(甚至變成了愛因斯坦打壓特斯拉,特斯拉與愛因斯坦成為一生的敵人,,甚至美國政府為了打壓特斯拉,,樹立了愛因斯坦這樣的科學(xué)家形象等多個版本)的說法,就更加的不靠譜了,。在當(dāng)時的那個年代,,特斯拉的理論連一個受過高等教育的大學(xué)生都不如。而他與愛因斯坦之間的恩怨,,更是子虛烏有,。特斯拉與愛因斯坦基本是同時代的人,但他們之間幾乎沒有任何交集,。

傳言有愛因斯坦獲得諾貝爾獎后特斯拉寫信祝賀,,沒有找到依據(jù),如果是真的,,這就是他們之間僅有的交集了,。

通古斯大爆炸與卿何干?

所謂特斯拉制造通古斯大爆炸,,是一個徹頭徹尾的大笑話,。所謂的“紀錄片”《科學(xué)超人尼古拉·特斯拉》,其中許多的內(nèi)容荒誕不經(jīng),,播出后被科學(xué)界廣泛批評為“主觀捏造的典型”,。為了說明特斯拉與通古斯大爆炸的關(guān)系,片中做了大量的聯(lián)想和猜測,,卻沒有能夠提供可靠的事實和科學(xué)依據(jù),。該紀錄片的編導(dǎo)是出名的陰謀論者,此人想象力天馬行空,,對特異功能,、外星生命,、歷史之謎、陰謀論等話題特別感興趣,。

該謠言起源于特斯拉的沃登克里弗塔計劃,,在這個沒有科學(xué)依據(jù)的幻想里面,,他提出過粒子束發(fā)射器的概念,,謠言由此發(fā)酵。依據(jù)百度上的資料,,通古斯大爆炸的當(dāng)量規(guī)模相當(dāng)于1000個廣島原子彈,,并且是特斯拉試驗交流電引起。如果威力真有那么大,,那么當(dāng)時1908年,,全世界的電力加起來也沒有這么多。 特斯拉總不可能在實驗室里創(chuàng)造出比全世界更多的電力吧,??纯搓P(guān)于通古斯大爆炸的科學(xué)解釋:

1997年,中國科學(xué)院高能物理研究所的侯泉林,、馬配學(xué),,通過對通古斯地區(qū)的沉積層樣品分析發(fā)現(xiàn)樣本中元素異常,以此推測是地外物質(zhì)增加引起的,,很可能是隕石撞擊造成,。(《1908年俄羅斯通古斯大爆炸的地球化學(xué)特征和爆炸物體的估計》 地質(zhì)論評 Geological Review 1997年 02期)

制造“球形閃電”是粉絲們的“發(fā)明”

目前科學(xué)界可以認定球狀閃電屬于獨立于固態(tài)、液態(tài),、氣態(tài)之外的離子態(tài),。而離子態(tài)也是最近幾十年才發(fā)現(xiàn)的。簡直無法想象,,出生于1856年的特斯拉在不知道離子態(tài)的情況下可以制造病控制離子態(tài)的東西,。如果他可以做到,就等于中世紀的農(nóng)民造出航空母艦,。

馬克.吐溫手拿燈泡的照片

那么,,這個奇葩的謠言是怎么來的呢?據(jù)可靠的考證,,特斯拉制造球形閃電的謠言來源于馬克.吐溫手拿電燈泡的照片,,由于電燈的發(fā)明者是與特斯拉不合的愛迪生,心生不忿的粉絲們?yōu)榱俗屘厮估俺健睈鄣仙?,編造出特斯拉制造球形閃電的謠言,。

實際上,關(guān)于特斯拉制造球形閃電的故事,,最早見于在二十世紀八十年代的美國娛樂雜志《飛碟探索》上面,,之前沒有任何報道說明特斯拉與球形閃電有關(guān),。

發(fā)出1億伏特的電壓是天方夜譚

有一個江湖傳說,特斯拉發(fā)明的發(fā)電機可以發(fā)出1億伏特的電壓,,甚至可以達到1萬億伏特,。

如果你是文科生,或許會覺得很偉大,;如果你是學(xué)電氣的,,就會覺得這是天方夜譚。 國內(nèi)目前的輸電主干線路一般是110KV,,也就是11萬伏特,,天氣干燥的時候,走在電塔下面,,可以很清楚的聽到線路上的放電滋滋聲音,。 想一下,假如真有1億伏,,那還有誰敢接近,? 閃電的電壓也就幾百萬伏,聲音是如此巨大,,要是1億伏的話,,估計方圓幾公里的都是聾子了。有些人自稱在簡陋的實驗室制造出幾百萬伏甚至一千萬伏的電壓,,但是如果讓他們拿證據(jù),,就緘口不言,沒有下文了,。

用空氣傳送電能很牛嗎,?

在江湖傳說里面,特斯拉的這個發(fā)明直接影響到了一些財團的利益,,所以被封殺,。 實際上,所謂的“空氣傳電”,,就是無線電的諧波而已,。

本人曾經(jīng)住在蘇南某地,我們這個地方以前有個電臺,,專門向日本廣播,,那時候沒有衛(wèi)星,全靠廣播站的大功率發(fā)射器來工作,。 而住在廣播站附近的村民經(jīng)常發(fā)現(xiàn),,自家的電燈即使沒插電源,只要將火線和零線對接,,燈就會亮,。 實際上,,這就是廣播站的無線電信號在附近的線路上形成了諧波共振,當(dāng)然,,這樣的話,,廣播站的發(fā)射功率就會大大降低,因為能量都用來點亮燈泡了,。 這個也不是高科技,,自從無線電發(fā)明的那天起,這個就立即被馬可尼注意到了,,并且做了詳細的研究,。

交流電未必就比直流電偉大

不可否認,,交流電確實改變了世界,。而特斯拉改進了高頻交流電機的一種,全世界目前都是在大量使用交流電,,但是,,不能由此就說明交流電比直流電更有價值。 電氣專業(yè)的人應(yīng)該很清楚,,交流電由于有負周期,,導(dǎo)致交流電在輸送過程中比直流電更容易損耗, 國內(nèi)的西電東送用的就是直流線路,。 并且,,正由于交流電是正弦波,所以存在COSΦ,,也就是功率因數(shù),。 導(dǎo)致交流電必然在使用時有無功功率存在。 而這個無功功率沒有任何價值,,只會使電能白白浪費,,所以國家規(guī)定,在功率因數(shù)<0.8時,,必須投入功率補償電容來提高,,不然供電局是要罰款的。而這個損失的電能,,主要就是因為負載里有電感線圈的存在,。而在直流電路里,波形是直線,,所以不存在無功功率和功率因數(shù),,所有的電能都是被100%的使用。

為何直流電不大量使用,,是因為直流負載(主要是指直流電機)生產(chǎn)比較麻煩,,價錢比較高,,(所有的負載分為:電阻負載、電容負載,、電感負載),。 而我們大量使用的日光燈都是直流電的(里面的鎮(zhèn)流器就相當(dāng)于交-直流轉(zhuǎn)換器)。 同時,,交流變直流很簡單,,但直流變交流就比較麻煩,所以全世界都使用交流電,。

其實,,大家都應(yīng)該知道,同樣功率的話,,直流電的能量比交流電大很多,。 大家常見的電動車就是用的24V或者48V直流電,輕輕松松坐2個人,,再開到30碼沒問題吧,,這就是直流電機的能力。(48V交流電機是不能拖動的,,只會燒毀電機)

總之,,交流電和直流電各有優(yōu)勢,不能簡單的說哪種偉大,。 交流電使用廣泛,,很大程度上是因為交流負載比較便宜。

特斯拉發(fā)明了雷達,?

地攤謠言:

特斯拉早在1917年就發(fā)明了雷達,,將這個點子給了美國海軍。不幸的是,,愛迪生是當(dāng)時海軍研發(fā)中心的頭,,他說服了研發(fā)中心的人,這是不實用的技術(shù),。

真相:

特斯拉確實給海軍出了一個點子,,愛迪生當(dāng)時確實在海軍顧問委員會。不過公平地說,,這個點子換了誰都得斃掉,,愛迪生并沒有排擠他。原來,,特斯拉建議,,用電磁波探測深海中的潛艇。如果用了特斯拉的方案,海軍就炸了——電磁波在水中的損耗極大(所以海軍多年來都是使用發(fā)射聲波的聲納) ,。至于用來打飛機的雷達,,真的是特斯拉的貢獻嗎?一個主意和取得發(fā)明專利,,兩者從來不是一個概念,。我也可以雙手在空氣中一比劃:喜馬拉雅山頂上建立一座塔,通到月球上去,,哦,,我是“太空通道之父”......

特斯拉和愛迪生的矛盾是怎么回事?

地攤謠言:

1886年,,因為特斯拉的才能突出,,受到愛迪生的排擠迫害,憤然辭職,。1912年,,特斯拉和愛迪生被同時授予諾貝爾物理學(xué)獎,但是兩人都拒絕領(lǐng)獎,,理由是無法忍受和對方一起分享榮譽,。

真相:

特斯拉年輕時給愛迪生打工,,后來特斯拉要求升職加薪,,愛迪生大方的給他加了薪,每周薪水加10美元(要知道,,當(dāng)時一個中產(chǎn)階級的家庭,,一年也就200美金),相當(dāng)于現(xiàn)在的月薪1萬多美金,。但是特斯拉還是嫌少,,而當(dāng)時愛迪生的公司才剛剛創(chuàng)立,于是特斯拉就說老子不干了,,他要自己創(chuàng)業(yè),。 愛迪生和特斯拉境界格局都不低,會為了這區(qū)區(qū)工資結(jié)下血海深仇以致于幾十年相愛相殺嗎,?


后來,,到了1916年,特斯拉還高高興興的領(lǐng)了美國電氣工程師協(xié)會(IEEE前身)頒發(fā)的最高獎——愛迪生獎,。


那么,,特斯拉和愛迪生最大的矛盾是什么呢?是交流電與直流電商業(yè)推廣之爭,。其實愛迪生是知道交流電比直流電商業(yè)優(yōu)勢更大,,但為什么愛迪生不和特斯拉合作,而要傻傻的非要玩直流電呢?真正原因是,,特斯拉獅子大開口,,他的專利費太貴!


愛迪生當(dāng)時確實思考過要搞交流電系統(tǒng),,這樣就需要特斯拉的交流電機專利,。而特斯拉的報價是:除了一次性6萬美元的專利費,每發(fā)1度電,,還要再收2美元,!19世紀的1美元在今天看來就是天文數(shù)字。這不是耍人嗎,?


如何對特斯拉做客觀準確定位


有太多的虛構(gòu)成分充斥在互聯(lián)網(wǎng)上,,比如臭名昭著的偽紀錄片《科學(xué)超人尼古拉·特斯拉》,用了大量的篇幅暗示特斯拉就是“通古斯大爆炸”以及“死亡射線”等駭人聽聞的傳說的元兇,,而這些幾乎全部被證實是后人杜撰的,。比如,有謠言說雷達,、半導(dǎo)體,、水力發(fā)電、X光,、雷達,、熒光燈、霓虹燈什么的,,統(tǒng)統(tǒng)都是特斯拉搞的,,這種低級謠言只要稍稍查一下教科書或者看看科普著作,就知道是多么的可笑,。就說X光,,凡有物理常識的都知道是倫琴的貢獻(因此獲得第一屆諾貝爾物理獎),無論如何也與特斯拉沒有關(guān)系,。熒光燈,、霓虹燈據(jù)說特斯拉改進過,但沒有確鑿的證據(jù),,即使有,,他也不是發(fā)明者。


尼古拉特斯拉最偉大的成就,,是改進了高頻率交流發(fā)電機中的一種,,此外在交流電技術(shù)的應(yīng)用和推廣上(比如量產(chǎn)交流發(fā)動機)也有所建樹,這個是毋庸置疑的,。特斯拉在1888~1891年改進的一種三相/240福特交流發(fā)動機,,是當(dāng)時比較高效的發(fā)電系統(tǒng),已經(jīng)接近于20世紀的標(biāo)準。


但特拉斯也有很多的歷史局限性,,比如他一直堅信不疑的“以太”,,就被證明是錯誤的。特斯拉塔,、太陽系孤島說也被世人推翻,。


雖然,特斯拉并不算一個嚴格意義上的物理學(xué)家,,而是一位優(yōu)秀的技術(shù)工程師,,但依然值得我們向他表示尊敬,虛構(gòu)謠言也是對特斯拉本人的侮辱,。

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