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由于需要对这种高压设备进行绝缘,他想了一个办法,将它放在油里浸泡,排除所有空气。这种方法很快就在商业上推广应用,此后就变成了所有高压装置的通用绝缘方法。特斯拉为了降低线圈里的阻抗,使用一种将单根绝缘股线捻成的多股导线。由于特斯拉讨厌花时间去为他的研究工具或方法申请专利,因此,他的这种方法也就变成了公开的知识。后来有人把这种东西加以推广,取名为“里兹线”(或“绞合线”)。
特斯拉后来研制了一种适于他在高频电流方面的特殊需要的新型振动发电机,这是一种精巧的单缸发动机,没有阀门,能用压缩空气或蒸汽带动。该发电机所达到的转速异常稳定,因此,特斯拉打算将其用于他的60周多相系统。这样一来,凡是有交流电的地方,都可以通过啮合得当的同步电机来准确报时。这是现代电钟的最早启示。特斯拉忙于从事各种发现,也顾不上为他的时钟申请专利。
此外,他通过危险的试验,学会了探索数十万伏高频电,并且作出了对世界具有重要意义的另一发现。1890年,他宣布高频电对人体具有深部热疗价值。这种方法称为透热疗法。在美国和欧洲,很早就有许多人仿效特斯拉的方法,后来由此逐渐发展形成了一个重要的医药技术领城。
第七章 无线电
特斯拉在他的纽约实验室里,接连许多个月进行长期紧张的脑力劳动,结果在九十年代初期使他染上了一种奇怪的部分健忘症。
他结束了在戚斯汀豪斯公司的咨询工作之后,很快就迷上了无线电。最早的时候,这种东西叫做“无线电话”。
自从实验室安装了高功能线圈以后,他就意识到,广播通讯是在全球范围和星际之间大有发展前途的一个领域。无线电提出了与无线输电完全不同的一系列问题,但是他相信,这两类问题相差不远,只要精心安排,完全可以一举加以解决。
“我使用一套接地发射机造成了一种惊人的现象,”他后来回忆道,“我尽力想搞清,这种现象同通过地球传播的电流究竟有何关系,对它有何意义。看来这是一种希望渺茫的把戏,我整整有一年多时间坚持不懈地工作,但毫无结果。这项艰深的研究工作使我废寝忘食,别的什么事情我都记不住了,就连日益变坏了的身体也被置之度外。最后我完全支持不住了,于是出于生命的本能,我陷入了保护性的沉睡。”
他说,由于几个月时间几乎没有休息,最后他象“吃了麻醉药”似地沉沉入睡。当神志清醒过来时,他猛然发现他把过去的事情忘得一干二净,只有幼年时期的情景例外。
他一向不爱找大夫,所以他打算自己治疗自己。他天天夜里聚精会神地回忆童年时代的情况,逐步越来越多地想起了自己一生的经历。他浮想联翩,而他母亲的形象始终居于主要地位。他开始日夜思念,希望回家看一看母亲。
“这种感情变得如此强烈,”他回忆说,“最后我只有决心抛开所有工作,了却自己这桩心愿。但是我发现,要摆脱实验室谈何容易,结果拖了好几个月,而在这期间我渐渐恢复了我对往昔生活的印象……”
这是1892年早春,当时他还没有收到请他去英国和法国作报告的一大堆邀请书,而且他的心境的确十分矛盾,拿不定主意究竟去不去找母亲。
据他回忆,后来“从遗忘的迷雾中”出现一幅幻象,他看到自己身在巴黎和平饭店,刚刚从一场奇特的睡眠症中醒来。他在这番“回忆”中,看见有人递给他一封急信,带来了他母亲快要去世的不幸消息。
后来特斯拉写道,在患有部分遗忘症的这个时期,有一种颇为奇怪的情况,这就是他的研究工作始终迅速发展,而且他对涉及他研究工作的每件事情一清二楚。“我能回忆出试验当中的细微末节以及一些无关紧要的现象,甚至还能背得出整页整页书的内容,背得出复杂的数学公式。”
说来奇怪,他担心母亲的健康的确是不无缘故的。从戈斯比奇家乡一连寄来几封信,说他母亲的身体确实不行了。他同时也从世界各地收到邀请信、荣誉证书以及“其他诱人的安排,”请他去访问和做报告。最后他接受了伦敦和巴黎来的邀请,并计划随后直接回家。
他在伦敦电气工程师学会所作的报告,受到一致赞扬,成为轰动整个科学界的一桩大事。报告过后,英国再也不让他离开了。
“詹姆士·德瓦尔爵士坚持要我到皇家学会作报告,”他回忆道:“我本是一个意志坚定的人,但是经不起这位伟大的苏格兰人强拉硬拽,我很快也就屈服了。他把我推到一张椅子上坐下,倒了大半杯妙不可言的褐色饮料。那饮料泛出美丽的彩虹殷的闪光,散发着佳酿美酒的奇香。”
听德瓦尔一说,他不禁受宠若惊:“你现在坐的是法拉第坐过的椅子,喝的是他爱喝的美酒。”德瓦尔告诉他,世界上再没有第二个人能配得上这种荣誉,于是他被说服了。在法国又呆了一天。
他在大不列颠皇家学会作报告时,科学界的精英荟萃一堂,对这位年青发明家赞扬备至。雷利勋爵是位杰出的物理学家,后任皇家协会主席;他鉴于这位发明家具有在基本发现方面进行开拓的卓越天才,进言他考虑修改其努力方向。
他还建议特斯拉将来专攻某一研究领域。对于一位想一举找到所有各种答案的科学家来说,这倒是一个万万没有想到的新主意。
威廉·克鲁克斯爵士的著作,是特斯拉十分敬仰的。在听过特斯拉的报告之后,他写了一封信寄到特斯拉下榻的旅馆里,说他跃跃欲试,也想用他自己的身体来体验一下奇怪的通电效应。
“亲爱的特斯拉,”他写道,“您是个真正的预言家。我做好了一个新的线圈,但是使用起来却不如您给我做的那只小线圈那样好。我怕是这个线圈太大了……当我把住一个端头时,通过我身体显示出来的磷光现象,肯定不如那只小线圈……”
克鲁克斯很细心,他发现这位发明家筋疲力尽了,于是告诫特斯拉说,看来他已经到了体力和神经崩溃的边缘。他写道:“我希望您尽快动身回到您故多的山野里去。您劳累过度,如果再不注意身体,最后会搞垮.您别给我回信,也不要见任何人,赶上第一班车就走。”
威廉爵士说得对,但是特斯拉当时不可能听从他的劝告。
发明家赶赴巴黎,在那里作了一个报告,题为“高电位和高频率交流电试验”,同时再次表演了他的灵敏电子管。这次参加听讲的有国际电学家协会和法国物理学家协会的成员。
1892年2月,威廉·克鲁克斯爵士肯定了特斯拉的直觉,并发出一个预言:宇宙中的电磁波可以应用于无线电。
特斯拉刚刚做完最后一次报告,说是筋疲力尽了,立刻赶回他在和平饭店租住的房间。这时估差送来一封通知说他母亲病危的电报,这简直是祸从天降。
他急忙赶到车站,挤着登上一列正在启动开往克罗地亚的火车。下了火车又换马车,等他赶到家里,刚巧来得及陪他母亲度过最后几个小时。后来他自己差不多站不住了,便被人送到他家附近的一幢房屋里休息。
“我无可奈何地躺在那里,”他在自传中写道,“我想,如果母亲去世时我不守在她的床边,她也一定会给我打个招呼……在伦敦,我和一位已故的朋友威廉·克鲁克斯爵士相交往.我们一起讨论唯灵论,当时我完全被这类念头陶醉了……我想,窥探来世的条件十分有利,因为我母亲是一个有天才的妇女,在直觉能力方面特别出众。”
那天夜晚,他通宵满怀期待,但是直到天亮什么事情也未发生。他说,他在似梦非梦或者“昏厥”之中,看见“一片云彩,上面坐着一群美丽动人的安琪儿,其中一个亲切地望着我,渐渐地露出了我母亲的容貌。这景象缓慢地飘浮着穿过房间并渐渐消失了,接着有许多声音唱出美妙动听的歌曲,把我从梦中惊醒。在这一瞬间,我心中涌现出一种言语难以形容的肯定信念:知道我母亲刚刚死了。果然如此……”
这类明显的先验印象的客观原因究竟何在?这个问题对他来说非同小可,因为他依然坚持他的主张,认为人类不过是“血肉机器”。在他的自传里,有过如下“解释”:
“在我复元之后,我花了很长时间来查找这种奇怪现象的客观原因。我感到十分宽慰,因为经过开始几个月徒劳无益的努力之后,我到底找到了。我曾经见到过一位大画家的一幅面,它用隐喻的方式描绘一个季节。画面上有一片云彩,云彩上面托着一群安琪儿,他们仿佛是在空气中飘浮。这幅画深深打动了我的心,我在梦中看到的情景就同这幅画一模一样,不同的只是加上了我母亲的相貌。音乐声是从附近教堂的唱诗班传出来的,那时正在举行复活节早晨弥撒。原因一清二楚,完全符合于科学事实。”
“这是很久以前的事了,自此以后我一直不愿改变我对那些毫无根据的心理和精神现象的看法。我认为,相信这些现象,是智力发展的自然结果。人们再也不相信正统意义的宗教信条了,但是每个人都免不了要信仰某种超级力量。我们大家都得有一个理想来约束自己的行为,从中求得满足。但是这种理想起着一种非物质化力量的功用,它是非物质的,它可以是一种教义,也可以是艺术、科学或者任何别的什么东西。整个人类要和平地生活,就必须有一种为大家所接受的共同观念。”
“我找不到任何证据来支持心理学家和唯灵论者的论点,但是,我却心满意足地证明了生命的自动作用——我不只是通过对个人行为的不断观察,最主要的是通过一定的概括来证明的。”
他说,只要别人以特定的方式伤害到他自己的朋友或亲戚,他自己就会有一种感觉,他称之为“宇宙”疼痛。这种疼痛的由来是:人体的结构都是相似的,而且受到的外部影响也相同,结果反应也相同。他写道:“一个非常灵敏和体察入微的人,生就高度发达和完整无缺的机理,能机敏地顺应周围环境的不断变化状况,他具有一种先验的机械感觉,因此他能够避开那些过于微妙而不能直接感知的危难。当他与控制器官有缺陷的另外一些人发生接触时,先验的机械感觉就表现出来,于是他感觉到‘宇宙’疼痛……”
从这位发明家的论著中看得很清楚,他对自己有关这个问题的理论,从来没有真正满意过。
在特斯拉的一生中,预见和非感觉性知觉情况的出现并不止这一次。但是他每次总想法用机械的方法来解释这些现象,从客观事件当中寻找直觉的根源。例如他的姐姐安格琳娜得了重病,他从纽约发回去一个电报说,“我眼前看见安格琳娜出现又消逝了。我感到情况不妙。”据特斯拉的侄子萨瓦·柯赞诺维奇后来回忆,这位发明家对他谈到过这类预感,但是发明家没有完全当真。他说,特斯拉是一台能记录到任何扰动的灵敏接收机,对这台接收机来说,无神秘可言。
“他宣称,”柯赞诺维奇说,“每个人都象一台对客观印象作出反应的自动机。”但是下面谈到,赋予他实际预见能力的客观印象究竟是什么东西,他从来避而不谈。
他告诉过柯赞诺维奇一件在曼哈顿发生的事情。那是十九世纪九十年代,有一天他举办一次盛大宴会,宴会过后,有的客人准备乘一趟开往费城的火车回家。特斯拉此时产生了“一种强烈的迫切要求”,他非要把他们留住不可,一定不让他们去乘这趟火车。果然这趟火车翻车了,许多乘客不幸遇难。
他认为,他个人身上的反常现象,是和他要赶到母亲临终的病床跟前的焦急愿望相关联的。他本来满头长着乌黑浓密的头发,现在头右边却突然出现了一绺白发。然而不过几个月,这绺头发又恢复了原状。
母亲死后,他病了几个星期。当他能下地走动时,他就去贝尔格莱德拜访亲戚。在贝尔格莱德,他受到了一个蜚声世界的回乡游子所应受到的热烈欢迎。后来他又到萨格勒布和布达佩斯。
特斯拉还是小孩的时侯,就醉心于电和雨之间的相互关系。科学家这次出行,在故乡的丛山峻岭中漫游,他遇到了一件难忘的事情。
“眼看暴风雨即将来临,我到处寻找藏身之处,”他后来回忆道。“天空中乌云密布,但是迟迟不见下雨。后来猝不及防闪过一道电光,紧接着大雨倾盆如注。这种情景引我深思。它表明这两种现象紧密相关,互为因果。经过一阵思索,我终于得出一个结论:降水当中所包含的电能微乎其微,而闪电的作用很象是一个灵敏的扳机。
“这里有取得成就的巨大可能性。如果我们能造成所需能量的电暴,整个地球以及地球上的生存条件就可以改变。太阳使海洋中的水蒸发,风又将水吹送到遥远的地区,让水在这些地区里进入最精密的平衡状态。如果我们有办法在必要的地方和必要的时候打乱这种平衡状态,那么这种可贵的维持生命的介质就能任人摆布。我们就可以灌溉干旱的沙漠,创造湖泊、河流,提供无以计数的动力”。
他最后得出结论说,控制闪电是利用太阳能量的最为简便的方法。
“要做到这点,主要看我们有无能力创造出达到自然界那样等级的电力,”他果断地说。“这看来是渺无希望的事情,但我决心一试。1892年夏天,我刚刚回到美国,就立即投入工作。这件事使我十分向往,因为要想成功地进行电力无线输送,就必须找到这类办法。”
1892年8月31日“电气工程师”杂志报导,卓越的电学家尼古拉·特斯拉先生乘坐“奥古斯塔·维多利亚号”轮船从汉堡返抵纽约。这家杂志提到特斯拉母亲去世以及后来这位发明家患病一事,继而写道,“他受到欧洲电学界的隆重接待,这同他的探索和研究工作一并载入了电学史册。他赢得如此荣光,使得美国人感到十分骄傲,因为他选择了美国作为他的家园。”
1893年春天,特斯拉再次将科学历史向前推进。他在费城富兰克林学院以及圣路易斯全国电灯联合会作报告,详细讲解了无线电广播的原理。
特斯拉在圣路易斯进行了无线电通信的首次公开表演,但是,一般人都以为是马可尼在1895年取得了这一功绩。
特斯拉在圣路易斯做报告时,他有一位二十八岁的助手名叫H·P·布劳顿。这位助手的儿子名叫威廉·G·布劳顿,是斯克内克塔迪博物馆的纪念性业余无线电站W21R许可证所有人。成廉·布劳顿1976年在该站发表致词,根据父亲当面告诉他的情况,介绍了特斯拉经过一周准备之后在圣路易斯所做的历史性表演的一些精彩场面。
“八十三年前在圣路易斯,全国电灯联合会举办过一次高压高频现象报告会。”小布劳顿说道。“在讲台上进行表演时,使用了两组设备。”
“讲台的一边为一组发射机设备,其中有一台五千伏安高压杆装充油式配电变压器,它与莱顿瓶的电容器组相接;还有一个火花隙,一个线圈以及一根通向天棚的导线。”
“讲台的另一边为接收机组,其中有一根从天棚上挂下来豹同样导线,相同的莱顿电瓶电容器列以及一个线圈,但是没有火花隙,却代之以盖斯勒管。通电的时候,盖斯勒管就象一只现代荧光灯那样点亮。在发送机和接收机之间,没有相互连接的导线。”
“发送机组里的变压器,”布劳顿继续说道,“由一根专门的电力线通过一个外露的双片阐刀开关供电。当开关台上时,变压器发出呻吟一般的呼噜呼噜声,莱顿瓶放射出电晕,在电瓶的箔片边缘周围发出咝咝声。火花隙噼噼啪啪地爆发出火花放电,同时有一个看不见的电磁场通过变压器的天线向空间发射出能量。”
“与此同时,接收机组中的盖斯勒管,因受到接收机天线接收的射频激发而点亮。”
“于是无线电诞生了。一个无线电信息由5千瓦火花式发射机发射出来,立刻又被三十英尺之外的盖勒斯管接收机所接收……”
“发明、操作并讲解这次试验表演的举世闻名的天才,”他最后说道,“就是尼古拉·特斯拉。”
圣路易新的这次表演,虽然没有“将信息发向全世界”(特斯拉无疑是很想做到这点的),但是特斯拉已经证明了现代无线电的所有基本原理。1.天线或架空线;2.接地;3.含有电感和电容的空——地回路;4.可调节电感和电容(供调谐用);5.按相互共振调好的发送装置和接收装置;6.电子管检波器。
在这些早期的无线电发射中,他使用了振动接点而使接收系统中的等幅波变成音响。几年以后,开始采用晶体检波器来接收火花式发射机的信号。于是,这就成为了商业无线电的可行方法。但是到后来,M·埃德温·H·阿姆斯特朗发明了再生或反馈回路,这一发明使无线电进入了放大音响时代。以后阿姆斯特朗又采用了超外差拍音回路,这为所有现代无线电和雷达接收装置奠定了基础。阿姆斯特朗是在迈克尔·普平教授指导下的哥伦比亚大学毕业生,受过特斯拉报告的启发。但是在后来,也许因为受到普平教授的影响,他在马可尼和特斯拉就无线电专利权进行的旷日持久而激烈的斗争中,却反过来支持马可尼。
在发明无线电方面仅次于特斯拉的最有功劳的一名科学家,是奥利弗·洛奇,因为在1894年经他证明,可以利用赫兹波在150码距离范围内传送电报信号。
两年之后,年青的马切斯·古格利尔莫·马可尼来到伦敦,随身带来了与洛奇完全相同的无线电机。很自然,在参加这场竞赛的主要竞争者眼里,他没有引起太大注意。然而,他也有接地线以及天线,而且曾经使用这些装置在波洛尼亚草草进行过试验。说来也巧,这套设备和特斯拉在1893年所做报告中描写的一模一样,而特斯拉这些报告早已广泛流传,而且译成了许多种文