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南无地藏菩萨

 
 
 

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尼古拉 特斯拉 伟大的科学家 《被埋没的天才》连载第二十一章  

2011-06-06 17:53:54|  分类: 特斯拉 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第二十一章 发明雷达与导弹
    
  
     沃登克里弗遭受损失之后,特斯拉倾家荡产了。这丢人的消息在社会上不胫而走。特别是在1916年3月,特斯拉因拖欠市里935美元个人所得税一案,被传到纽约法院受审。谢尔弗一连几天彻夜没有合眼,谢尔弗一直为他这位上司及其税收问题提心吊胆,现在果然大难临头了。每家地方报纸都登载了这条消息。对特斯拉来说,这场灾难来得太残酷、太冤枉了,因为这时正好赶上爱迪生被委任到华盛顿担任一项重要的国际研究职务,而马可尼公司、威斯汀豪斯公司、通用电气公司以及成千上万家较小的公司,都因使用特斯拉的专利而大发其财。
    特斯拉这次在法庭上被迫承认,多年来他在华多夫一阿斯托丽亚饭店一直靠借钱过日子,他自己一分钱也没有,一身是债。沃登克里弗占用的土地被没收了,后来转卖给了一位纽约律师。还有报导说,这位发明家对他的税收债务满不在乎,因此可能被捕入狱。
    可是,当此风雨飘摇之时,特斯拉总算琢磨成功并公开发表了一种新东西的基本原理。经过将近三十年之后,这种东西便取名为“雷达”。
    1917年4月,美国参加第一次世界大战。仅在这一个月之内,被德国潜艇击沉的协约国船只,几乎达到一百万吨的吨位。因此,研究出能够侦察到潜艇的办法,这是当务之急。至干预测空袭的办法,大家却置之泰然,虽说德国的远程飞机和飞艇已经开始不断袭击法国中部和英国了。这时已经可以预料到,飞机轰炸最终将具有可怕的破坏威力。不过当时还不至于如此。当时人们还都觉得,空战是一种充满豪情和蔚为壮观的事情,因此大家都是一股子英雄主义劲头,就连在空战中遭秧的人们也不例外。
    当德国飞机飞到巴黎投放第一批炸弹时,巴黎人都挤到大街上伸头观看。当伦敦遭受空袭时,伦敦人纷纷奔往落弹地点,一路上把樱草花和灌木篱笆踩得七零八落,东倒西歪。根据一位记者描写,一架飞机冒着浓烟从天空裁落下来,“这无疑是伦敦人从来没有观赏过的最精彩的免费表演。”
    《剌针报》说,当时的景况真可谓是可歌可泣,就连轰炸中受害的人也面不改色。事实上,英国人都欢迎有机会显耀一下记者所说的“一种极其重要的精神,种族的精神。自从战争爆发以来,千家万户在那司空见惯的刺激面前怍出的反应,把这种精神表现得淋漓尽至……”战争使英国人更加富于英国人的气派了。
    在这种环境之下,毫不奇怪,当特斯拉考虑雷达的军事用途时,他首先想到的就是测定船只和潜艇的位置,而不是测定敌人的轰炸机。特斯拉在1900年6月的《世纪》杂志上发表了一篇文章,全面提出了雷达的总概念;“驻波……要超过向一定距离之外发出的无线电报……比方说,通过利用驻波,我们可以从一个发射站任意给地球任一特定区域造成电效应;我们可以测定一种移动物体如海上船舶的相对位置或路径,测定该物体的经过距离或者速度……”
    特斯拉还在1917年8月的《电气实验家》杂志上发表文章,描述了近代军用雷达的主要特点:“如果我们能射出一种密集的射线,即一束以极高频率(比方说几百万周/秒)进行电振荡的微小电荷,然后这种射线被一种东西,例如潜艇壳身反射回来,此时我们又将这种射线加以截收,在同一条船或者另外一条船上将截收得到的射线显示在荧光屏上(类似X射线方法),这样一来,测定隐蔽着的潜艇位置的问题就迎刃而解了。”
    “此种电射线必须具有极短的振荡波长,而最大的问题也就在于此,也就是说,如何能够造成足够短的波长和巨大的能量……”
    “探测射线可以断断续续地发射,这样可以猛烈地发出极其可畏的强大的脉动电能射束……”
    特斯拉所谈的就是大气脉冲雷达的特点,离第二次世界大战爆发之前只有几个月,这种雷达终于在一次应急计划中制造成功。(1935年正式承认英国的罗怕特·A·沃森—沃特制造成功雷达原型。但是近代微波雷达的历史,则从制成多腔碟控管的1940年算起。引自《大英百科全书》)特斯拉本打算将这种射线用做水下雷达,但是后来的科学家们办不到。近年来虽然进行过大量研究,但是科学家们始终没有找到一种方法将光、高频无线电波束或雷达传播到海洋深处。但是,特斯拉的超低频(ELF)波今后将会穿透海洋,而且可以用于另外目的(见三十章),即用于通信。(洛伦斯·利弗莫尔实验室制成的蓝绿激光通信系统就具有同样功用)。
    在海军方面,爱迪生很可能从中插上一手,将雷达束之高阁。爱迪生此时已是一位负责发明事务的白发苍苍的政界元老了,爱迪生受命主持在华盛顿新设立的海军顾问局,其主要任务就是寻找一种能侦察德国潜艇的方法。特斯拉的主张即使引起了爱迪生的注意,那也必定被当作纯粹的梦话而加以一笔勾销。
    爱迪生一方面与海军内部的官员勾心斗角,另一方面,对那些为了争到联邦政府发给的一丁点美味“研究馅饼”而大吵大嚷的“教授们”,却摆出一副冰冷的面孔。爱迪生自己也连遭挫折,他的主张也被海军高级官员砍掉了。因此说,爱迪生担任这一职务以后基本上没做什么好事,反而在历史上造成了不好的影响。
    爱迪生迁升华盛顿,腰缠万贯但不修边幅;而特斯拉困守纽约,一贫如洗却衣冠楚楚。但此时两人都已感到,他们同新一代原子物理学家之间已经存在一条象哈德逊河一样宽阔的鸿沟。新一代原子物理学家,口不离爱因斯坦。这些新人都是学有所长的专家,尽管他们的思想还只是小试锋芒而已,他们组织了美国物理学协会,对于凡不是他们刊物登载的东西,都不屑一顾。(当时成立了进行理论研究的美国科学院,如果美国政府像今天的中国政府成立中国工程院那样成立进行工程实验研究的美国工程院,特斯拉就可以称为工程院院士,获得政府工资津贴和研究经费,特斯拉的日子就不会那么天天为了生存而找米下锅了,特斯拉必将做出更多实际的发明样机,可是,历史无法改写,如果毕竟只是如果。中国科学院和中国工程院的院士们:与自己找钱搞发明而一贫如洗的民科特斯拉相比,您们是多么的幸福啊!可是,除了可歌可赞的王选院士发明了激光照排机之外,您们每个人为中国人民贡献出了几项有价值的发明产品呢?张卫民评注)。
    迈克尔·普平本想在美国科学院里为工程技术人员开辟一个部门,但遇到了很大困难。最早的时候,美国科学院连爱迪生也不愿吸收。在搞实际工程工作(工程师)和搞理论研究(物理学家)的两种人之间,在美国科学院里人为地造成了一道鸿沟,这点甚至影响到了参战活动。兼为发明家、科学家和工程师的人,象普平和特斯拉,或者兼为化学家和发明家的人,象爱迪生,已经显得有些名不正、言不顺了。
    新兴理论物理学家对于波与粒子问题以及爱因斯坦的狭义相对论争论不休。特斯拉自有他的宇宙理论主张,特斯拉对相对论是一反到底的。1916年爱因斯坦发表了广义相对论,但是,就对于由这一理论推导出来的动态宇宙,当时连这位首创者自己也不敢完全相信;爱因斯坦真是坐立不安,为此他在计算中纳入了“后加因子”,为最终可能证明宇宙稳定不变留了一条后路。在特斯拉看来,这正好补充证明了,连相对论者自己也不知道他们在叨咕些什么。特斯拉自己正在研究一种宇宙理论,准备在适当的时候公开发表,而且他很久以前就已经提出过(但并未公布)他自己的万有引力动力理论了。
    特斯拉认为,而且他经常指出,原子的能量有两种状况;1.相当于一个哑弹;2.非常危险,难以控制。在这点上,有杰出的人物与他为伍。爱因斯坦对此也深为疑虑。后来到了1928年,密立坎博士说:“人类永远不能敲开原子的能量。有人信口雌黄,说什么等煤用完之后就可以利用原子能,这完全是违反科学的乌托邦梦想……”甚至到了1933年,英国的卢瑟福勋爵还说过:“分裂原子而产生能量,谈何容易。谁想通过转变这些原子而获得能源,纯属无稽之谈。”
    “新兴理论物理学界”流传过好些俏皮话,其中有一句是威廉·布莱格爵士教授编出来的,特斯拉听起来大概十分恼火。前面说过,这位布莱格教授曾于1915年与他人共同获得诺贝尔奖金,而特斯拉还一度认为这次奖金应当属于他呢。布莱格说:上帝每逢星期一、三、五用波动理论掌管电磁;魔鬼每逢星期二、四、六用量子理论掌管电磁。(特斯拉每星期日用特斯拉理论掌管电磁。)
    特斯拉在晚年时期的思想,越来越倾向于将物理理论统一起来。特斯拉认为,所有物质都是由一种原初物质——发光以太生成的,发光以太充满了整个空间。特斯拉始终坚持说,宇宙射线和无线电波有时比光运行得还快。(特斯拉所说的发光以太就是能量。张卫民广义物质论认为:在整个宇宙中,广义物质有且只有四种基本存在方式:空间、场、明物质和暗物质,它们通称为广义物质,广义物质都是由能量形成的,广义物质的本质是能量。其中空间是场和明物质、暗物质的载体,场是明物质、暗物质的延伸。在一个封闭的系统内,物质和能量既不能凭空产生,也不会无端消失,它只能从一种形式转化为另外的一种形式,或者从一个物体转移到另外的一个物体;物质可以转换为能量;能量也可以转换为物质,在转化或转移的过程中这个封闭系统内的广义物质与能量的总量保持不变,这就是广义物质与能量转换守恒定律,或称为广义物质与能量不灭定律。详见宇宙物理学著作《广义物质论(下篇)》,《广义物质论(上篇)》张卫民评注)。
    这些年轻科学家大多数都在各大学任职,他们刚刚开始美美地意识到:要是能在政府资助下进行研究,就等于找到了一块人间福地。说来也奇怪,近代工业研究实验室的创始人爱迪生,竟然从中作梗,不让他们做成这番美梦。
    爱迪生担任海军顾问局领导人之后首次发表意见时,就说他认为不必要“进行大规模的科学研究”。爱迪生说,海军毕竟已经可以接触到标准局里“浩如烟海的事实材料”。海军所需要的是发展工艺技术的实际工作人才,而不是理论家。顾问局也是要吸收民用方面的专家的,但爱迪生说明,他并不要物理学家——虽然也可能用得上一两个数学家。
    在科学事业上雄心勃勃的海军军官,也同大学里的科学家一样受到冷遇。潜艇探测器情况如何?这个项目会不会加强研究?他们很想打听打听。
    爱迪生无动于衷,他说他认为,搞海军研究实验室是异想天开。如果海军坚持这样做,爱迪生认为海军首先应当了解,他过去是如何办实验室的。“我们现在没有一套制度,没有章程,有的只是一大堆垃圾。”可是,发明家爱迪生在垃圾堆旁边转来转去,时间长了,通常都会搞出些发明来呢!爱迪生避口不谈,他手下的人员提到他的实验室时,照例都说这是一片“粪堆场”。
    光是这点,就逼得大学里的科研人员采取行动了。他们制定了一项计划,打算从一开始就绕开海军,直接找国家最高领导层。他们通过美国科学院向威尔逊总统发出呼吁。他们据理力争说,科学院应当成为全国的一个“科学宝库”。
    不久,美国政府就不声不响地建立了全国研究委员会。这是后来所有各种研究机构的前身,是获得政府科学拨款的摇钱树。全国研究委员会后来吸收了大学、工业界和政府方面的著名科学家和工程师,其目的是要同时推动基础科学研究和应用科学研究。教授们采取的第二步正确行动,也为后来开创了一个先例,这就是在华盛顿建立一个总部,它与白宫和国会的钱库相距只有几个街区。
    全国研究委员会为联合美国各方力量起到了十分明显的作用。这个团体立即得到商业界和工业界的支持。未来的强大体制已初具雏形,这就是由政府、工业界和科学界相互结合,三位一体。这种体制,深深影响到了二十世纪美国生活的所有各个方面。颇有讽刺意味的是,在开始的时候,这本是用来对付“怪老头”爱迪生的一种策略。
    美国政府立即给全国研究委员会布置任务和分配资金,让他们找出一种办法来探测可恶的德国潜艇。这和爱迪生的顾问局已经着手搞的项目完全一样。此外还建立了一个协约国机构,责成法国和美国科学家加快发明潜艇监听装置。
    特斯拉有关未来雷达的论述,没有受到官方的重视,而他对监听装置这类区区小事,又不愿多伤脑筋。导弹和毁灭性武器更合他的口味。特斯拉为《纽约时报》提供了一份引起大家兴趣的材料,简单透露了他最近提出的一种武器装置的专利申请内容。特斯拉说,飞弹这种新装置“如同雷神的霹雳”,能够摧毁敌军的整个舰队,至于陆军部队更不在话下了。“特斯拉博士坚持说,这丝毫不是危言耸听,”据《纽约时报》报导,“而是多年工作和研究得来的成果。”
    据特斯拉描述,这种装置是一种飞弹,以每分钟300英里的速度划空而过,又是一种无人驾驶的运载工具,既没有发动机也没有翅膀,靠电力发射,可以将炸弹投掷到世界任何地点。特斯拉说,他已经制造成功一种无线电发射机,功率极大,能用来实现这一超群绝技,不过现在还不到透露这种导弹详情的时候。
    特斯拉对于建立机器人舰队的计划,也没有丧失希望。一年之前,特斯拉还敦促政府“在我国东西海岸线上选择适合的战略制高点,安装无数套光线电控制装置,交有能力的军官指挥,而且给每一套装置划定一定数量的潜艇、水面舰只和飞机。从岸上的无线电控制站,……对处在任何距离之外并能通过高倍望远镜观察到的这些船只和飞机,可以控制自如……如果我们充分配备了这种国防装置,敌人的任何战舰或其他船儿就休想进入这些自动船只和飞机的活动范围之内……”
    华盛顿丝毫不感兴趣。全国研究委员会的愚蠢科学家正在制造一种相当原始的监听装置,这是一种配有电放大器的多管装置,设计安装在潜艇探测船的船壳上。这一来,似乎人人都把耳朵贴到这种装置上面去了。这种装置也的确起到一定作用。过了很久,声纳制造出来了,其基本原理更接近于无人问津的特斯拉的雷达方案,因为声纳就是使听不到的高频振荡从目标反射回到发送装置,通过此种方法探测潜艇和水雷之类东西的存在。
    到了战争快要结束时,爱迪生也象特斯拉一样,由于感到国防领导机构的昏庸和缺乏创造精神,在思想上彻底幻灭。爱迪生提出过许多项目,但是海军部一项也没有批准。
    第二次世界大战结束之后经过了很长时间,也正是特斯拉论述雷达的文章发表45年之后(特斯拉在1900年6月的《世纪》杂志上发表了一篇文章,全面提出了雷达的总概念。张卫民评注)。美国和法国两国的研究小组付出过艰巨劳动,要按照特斯拉提出的原理研究出这样一种系统。海军研究实验室的两位年轻科学家洛伦斯·H·海兰德和里奥·杨,重新发现了短脉冲高频射束的潜在用途,而且这次是把飞机和水面舰只都考虑在内。
    在美国,由于受到军种之间保密的影响,雷达在军事方面的研制工作受到进一步阻碍,但是后来陆、海两军还是及时研制成功了长波雷达装置(不同于微波,其波长为1至2米)。与此同时,在1934年,一个由艾密尔·基拉杜博士领导的法国研究小组,制成并在船只以及陆地站上安装了雷达。据这位法国人说,他们使用了“按照特斯拉提出的原理精确设计制造的仪器”。基拉杜还进一步说,“特斯拉曾建议脉冲要具有极大强度,在这个问题上我们也必须承认,他说得十分正确。”但是现在这种技术目前是没法实现的,“其最大困难就是如何去大大提高强度”。
    1937年,美国在大西洋舰队一艘老驱逐舰“里尔丽”号上进行首次航海雷达试验。由于试验成功,后来制成了XAF型雷达。到1941年为止,共有十九艘舰只使用了后来制成的另一种型号雷达,而且创造了卓越的战绩。
    为此同时,英国也有一个研究小组钻研这一问题,因为当时第二次世界大战已爆发,希特勒威胁要入侵英国。英国地面雷达网属于最早的尚未采用微波的雷达装置,设有极其巨大的天线,用来发射长度达10米左右的无线电波。即使如此,这些原始的装置还是功勋卓著,赢得了空战的胜利。最后制成了一种功率极大的磁控管,从四十年代开始的新型雷达所使用的发生器,全部是在这种磁控管的基础上发展起来的。
    德国科学家也研制了另一种雷达。因此,尽管1935年正式承认了美国科学家罗伯特·A·沃森—沃特的发明权,但归根到底还是特斯拉的雷达思想促成了国际上的这项巨大成就——雷达。
    这场旷日持久的雷达研制比赛,决胜真是及时,正好拯救了英国,使英国在纳粹的对英战役中免遭敌人轰炸机的破坏。雷达一跃而成为世界上几乎每一个国家的基本防御武器。战后,商业航空公司及航海公司也竞相使用雷达,而且,在宇宙空间探索方面,雷达很快也成为了不可缺少的工具。
    基拉杜博士说,当特斯拉研究他的原理时,“他不过是在预言或梦想,因为一贫如洗的他手中没有实验条件来实现这些原理。但是我们必须承认,如果说他是在梦想,至少他的梦是正确的。”
    1917年,当特斯拉关于这些发明的论述公开发表时,他正在芝加哥。他是破产了,但是特斯拉并不举手缴械,他决心重新振作精神,集中力量来研究一些比较实际的发明。这种无味而艰巨的任务,对他来说是很痛苦的,因为这样一来,他既要长时间与工程技术人员打交道,又要远离他自己的友人。正当特斯拉要动身投入这一任务之前,有一位最早崇拜过特斯拉的人,即B·A·贝伦德,要特斯拉接受美国电气工程师协会的爱迪生奖章。在美国,这在任何一个工程技术人员眼里都是一种崇高的荣誉。
    这一来大大惹火了特斯拉。贝伦德简直是捅开了马蜂窝,只听特斯拉连损带骂,那刻薄的话语象雨点般劈头盖脑地倾泻下来。

        


        



        




        
  
  



        
          
            
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