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西屋电气和特斯拉(西屋电气)

  近些年特斯拉这个名字不断被人提起,不了解物理的人看见这名字第一时间就想到了美国钢铁侠马斯克旗下的那款电动车,其实这名字真正的主人是位塞维利亚的发明家,是马斯克的偶像。

  特斯拉在网上的评价有些太极端了,捧他的人说一特造地球,两特灭宇宙,脚踩法拉第,拳打洛伦茨,踩他的人说他平平无奇,就是个民科,今天写这篇文章的目的就是来聊两个问题:

  特斯拉是谁?

  还有就是他与爱迪生最出名的电力大战是怎么回事。

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  1.

  有些写书的人都爱烘托气氛,唯结果论,但凡写到任何能在历史上留名的人,出生都有点异象,比如刘伯温出生的时候满屋霞光,安禄山出生的时候漫天红光,同样,写特斯拉故事的人也爱写这个,说特斯拉出生那刻电闪雷鸣,狂风暴雨,吓坏了的接生婆说他是风暴之子,而他老妈回答说是光明之子。

  中二的事情就不考究了,总之1856年7月的一个暴雨天,特斯拉出生在塞尔维亚的一个小村子里,是家里最小的孩子。

  先把小特斯拉放一会,让他慢慢长大,先来看看,早在特斯拉出生之前,人类对电研究的咋样。

  早在古希腊的时候,就有人发现了摩擦生电这个现象,但是这现象有点超前,就跟小婴儿不能吃烤串一样,没有人特地去研究,直到18世纪,从卡文迪什和富兰克林那些人才有条件进行专门的研究。

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  富兰克林大家可能很耳熟,毕竟小学语文课本学过,这位美国独立战争领导人带着儿子在打雷天放风筝引雷电。

  小时候看课文觉得富兰克林很厉害,自己放风筝的时候也想是不是能放高点把闪电引下来,现在长大了,尤其是接触了电力以后我才知道全是杜撰,并且我发现很多课文都特别爱杜撰故事,这很不好。

  就像富兰克林引雷这事,雷电的电压那是非常高的,可以把空气都给击穿,那能是善茬吗,空气是种绝缘介质,一般不导电,咱们家里220V,380V的插座电源,在空气面前就是个弟弟,但是这点电压电死人的事情屡见不鲜,所以富兰克林把雷电给引下来还用手去戳,除非他还有个艺名叫齐天大圣,不能不可能活下来去打美国南北战争。

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  类似杜撰的课文还有爱迪生救妈妈,爱迪生老妈犯了阑尾炎需要手术,医生要动手术的时候没有光,爱迪生利用镜面反射把光引进了屋,然而阑尾手术在1886年才用于临床。

  言归正传,18世纪的电学研究开始由静电荷向动电荷发展,动电荷就是动起来的电荷,电荷动起来就形成了电流,把电荷理解成水滴,电流理解成水流就行。

  1831年,真正的大佬,英国人法拉第发现了电磁感应定律,证明了电和磁这对好基友的关系,有电就有磁,有磁就有电,就像做菜要放盐,同时也发现了交流电,法国人皮克西根据法拉第的定律发明了世界上第一台交流发电机。

  在特斯拉出生之前,世界上已经有了第一台交流发电机。

  特斯拉和爱迪生在后世很相像的地方,就是众人经常模糊他们与他们的代表作直接的关系:

  特斯拉()交流电机,爱迪生()灯泡。

  做个填空题,往括号里填词,发明,发现,创造,改良。

  选好了就公布答案,其实他俩括号里填的都是改良。

  爱迪生比特斯拉大个九岁,特斯拉出生那年,爱迪生老师觉得他脑袋有点问题,不光问为什么,还爱问为什么是为什么,比如人为什么不会飞,一般人说不知道,他还会问你为什么不知道。

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  1877年,特斯拉正坐在大学的课堂里上课,家庭条件比较拮据,上课的学费是他老爹给他申请的军事奖学金,此时的爱迪生已经辍学快二十年了,这段日子里,爱迪生先是去火车上卖报,卖报之余就搞搞他的化学实验,搞着搞着就把火车烧了起来,很多故事书里对这段没细说,都是站在爱迪生的角度一笔带过,什么被列车员虐待扇了一巴掌,耳朵扇聋一个。

  咱们仔细回味一下,在列车上搞化学试验首先就是个危险行为了,其次还把车厢给烧了,依照我国《刑法》第114条,爱迪生这小子应该给抓进去,并处三年以上十年以下有期徒刑。

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  不过耳聋这事据爱迪生自己说是跟着火没啥关系,是他掉下火车时列车员为了救他,揪着他耳朵才不小心揪聋了。

  观察爱迪生的职业轨迹,会发现他其实并没有深耕于某个领域,小时候爱鼓捣化学,辍学以后在火车卖报兼出版自己的报纸,还在枢纽站当过电报员学习怎么发电报,被解雇以后又开始研究小发明,最后研究了个"投票计数器"专利,卖给了华尔街赚到人生第一桶金。

  这种模式现在很少见了,在那个年代全职这么干的人还挺多的,这个职业群体可以叫做发明家,人类的工业科技树初点成,还没有向外扩散,所以可以研究的玩意特别多,你发明了二极管,他发明了电路,我把你俩一凑,搞个二极管电路,又是一个新专利。

  现代发明家基本就找不着了,科技树越点越细,分工越来越明确,以前发明是一加一等于二,现在是dy/dx=(xy^2-cosxsinx)/(y(1-x^2)),y(0)=2求y2,所以没人靠着吃饭,有些国企爱搞创新,大多是为了指标,然后发明名称搞得非常高大上,其实在内行人眼里看来,无非就是在更高层面的加加减减,就像长方体固体结构运动轨迹研究师,别名搬砖的。

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  特斯拉在大学上到了第三个学年,奖学金被取消了,没得大学上的他只能流落街头,当起了社畜,在模具坊找了个绘图员的工作,白天上上班,晚上打打牌,抽空再研究一下交流发电机。

  在这之前已经有了交流发电机和直流发电机,两者在构造上非常相似,因为它依照的原理是一样的,运动的导体切割磁场,就像切面条,一根根面条垂挂在竹竿上,拿刀竖着刮面条啥事没有,一横过来切面条就断了。

  大家造电动机依照的原理都是一样的,法拉第电磁感应定律,抽象点就是上面说的切面条,所以知道原理了,谁都能研究,只不过大家实现的方式不同。

  特斯拉还是个平凡的小员工时,爱迪生已经凭借着他的电话和留声机专利开起了自己的公司,并开始把战略目标转向直流输电,当起了电老虎。

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  爱迪生

  早期的电网雏形大概是这样的,爱迪生在城里建发电站,直流发电机发出的电供给城市照明用,那时候电力的最大用途就是电灯。

  爱迪生把业务也发展到了欧洲,在法国的斯特拉斯堡,特斯拉也由此进入了他的公司,两个人的交际正式开始。

  2.

  特斯拉拿着欧洲主管的介绍信来到了美国纽约,然后被纽约的景色所震惊。

  纽约,怎么这么土!

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  在老欧洲人眼里,美国又没有底蕴也没有艺术,街边统一制式的楼房跟欧洲随处可见的大教堂一比简直相形见绌,所以特斯拉有这种想法也不奇怪。

  爱迪生在纽约有自己的机构,这也是他所创立的模式,资本投入研究,一堆人一起琢磨,某项技术的发展不再是依靠天才的灵光一闪,而是循序渐进的一个过程。

  作为机构的头头,爱迪生不合格,试想一下,老板丢给你个任务,说事成之后发奖金,钱还不老少,有个一百万,当你辛辛苦苦没日没夜的完成,并且是出色的完成了任务后,老板告诉你只是开玩笑,搁谁谁不生气,赤果果的职场PUA啊,初到纽约的特斯拉就是这样被爱迪生给PUA了,努力都白给的特斯拉愤而辞职,离开了爱迪生的机构。

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  离开以后特斯拉被人拉上合伙建了个新公司,结果又遇上了渣男,申请的专利下来以后,特斯拉把专利转给公司换了股票,合伙人拿到专利以后直接抛弃了他建了新公司,孩子离婚判给了隔壁老王,没有比这更憋屈的事了。

  1885年,美国大多数地方用的还是直流电,交流电在欧洲开始初步应用,这两种电各有优劣势,没有谁可以完全替代谁,不过在当初那个电力负荷不大的年代,谁先抢占市场谁就是主流,就像那几款外卖软件一样。

  爱迪生的直流电网先铺开了,所以大伙就先用直流电,直流电覆盖范围比较小,用的导线也很粗,在人口密集区还有赚头,要是光供给几十户,那亏的底裤都没有,所以比较偏远的地方还是在点煤油灯,享受不到。

  这时候另外一位大佬出场了,威斯汀豪斯。爱迪生更像一个标杆,被美国媒体刻意宣传刻画出来的人物,真正浮在水面下的大鱼还有好多,威斯汀豪斯就是其中一个。

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  威斯汀豪斯

  威斯汀豪斯看到了直流电触及不到的蛋糕,成立了西屋电气公司,这公司现在还在,曾经是世界500强,哦,对了,爱迪生的公司现在也还在,大名叫通用,不过爱迪生后来被架空赶出了公司。

  西屋电气不仅邀请了特斯拉加入了它们,还拉拢了一大堆优秀的工程师,并于1885年11月开始架设第一个商用的交流电网。

  西屋电气最出彩的地方是创立了电表收费模式,爱迪生的收费还是按电器的功率来收费,跟网络差不多,100M的网络一个月几十块,一个月怎么造都随便。

  采用交流电以后西屋研究出了电表,形成了现在电表计收费的雏形,而且特斯拉并没有放弃交流电的专利,他在和西屋合作的时候提出的方案是按功率给钱。

  交直流的竞争一触即发,前几年外卖软件还有打车软件的大战咱们还历历在目,吃饭不要钱,打车不要钱,资本的竞争向来都是不余遗力,电这东西向来都很危险,看不见摸不着的,别说外边电线上那些霹雳吧啦的电弧,要是周围出现那种东西,差不多就可以请专业团队来了。

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  从损耗,覆盖范围的角度来说,当年的交流电比起直流来具有不可动摇的优势,直流发电站隔几英里就得建一个,而且还得在人口聚集区,人口越密集地就越贵,而交流电只需要在相对偏一点的地方建个发电站把导线拉到城区里就行。

  技术不占优势就只能从口碑下手了,爱迪生的直流导线是埋在地下的,西屋的交流电是架空导线,爱迪生雇人抓点猫猫狗狗电死了以后丢在街上,造成交流电危险,直流电安全的假象。

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  竞争一步步升级,爱迪生电的东西也越来越大只,从马到大象,还嫌不够震撼,最后干脆发挥他大发明家的技能,研究了个交流电椅出来给死刑犯爽爽,执行死刑那天大伙都去了,看着犯人从挣扎到全身冒火,彻彻底底的把大家洗礼了一遍。

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  特斯拉这边也不甘示弱,你不是说交流电危险吗,那我就玩给你看。

  当时最潮的地方是世博会,世博会起源于1851年的英国,英国是工业革命发源地,它举办这个世博会没有什么目的,就是炫耀。

  刘慈欣的三体里有个情节,三体人发了个东西到地球,地球人无论用多精密的仪器去观察,这玩意都是三厘米,三体人用这种方式告诉地球,我们的科技远超过你们。

  英国也差不多,万国博览会进门给你摆个大煤块,就是炫耀,一般采矿都是凿碎了运出来,咱们有了蒸汽动力,才能挖出这么大的煤块。

  1893年,芝加哥的哥伦比亚世博会,电流魔法师特斯拉当场给老铁们表演了个人体电灯泡,空手射闪电,把大家给镇住了。

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  特斯拉线圈的表演模式

  特斯拉手里捏着电灯,另外只手戳到高压电上去,电灯泡亮了,人却没事,加上残留的噼里啪啦的电火花,都使特斯拉的形象无比拉风,人体电灯泡原理其实很简单,秘籍就在那个电灯上,交流电会不会伤人取决于流过身体的电流大小,电压高,只要电阻足够大,电流就很小,特斯拉手里捏的其实是稀有气体灯,这东西是他自己琢磨的,没多少人知道,而且电阻贼大,很安全。

  世博会的表演打破了大家对于交流电很危险的印象,不过在那时候,交流电必然会取代直流电,这是趋势,交流电能输送到更远的地方,损耗更低的法宝在于电压,只要更把电压升高了,这两者都不是问题。

  把电压升高需要变压器,在当时,交流电的升压更容易,变压器的造价更合算,直流电也可以升压,但是由于技术限制,升不到那么高的电压。

  时至今日,随着技术的发展,直流电的升压也不是什么大的难题,咱们国家的名片之一就是特高压直流输电,在超远距离的输电上,直流电其实更占优势。

  交直流大战就是商业竞争,两种电流都各有优劣势,不能用结果去解释原因,像咱们的手机,电脑用的都是直流电,交流电跑了几千公里,入户的那最后一米却大多都是直流电。

  对于特斯拉,他是工程师里的TOP0,绝对的大佬,理科和工科是不一样的,就像爱因斯坦的质能方程E=MC2与原子弹的区别,奥本海默根据爱因斯坦的质能方程造出了原子弹,但是你不能说奥本海默比爱因斯坦牛比。

  特斯拉也是一样,前人的不断积累,到他这个年代的厚积薄发,他恰好是那个年代顶尖的天才,所以他造出了自己的交流电机。

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