[物理史] 特斯拉 (Nikola Tesla) 取得了「電力運送」的專利

特斯拉 (Nikola Tesla) 取得了「電力運送」的專利
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2003年5月）

特斯拉（Nikola Tesla）

電是現在大多數人視之為生活中理所當然的一環，一般大眾都將愛迪生 (Thomas Edison) 和電傳輸過程的發明與聯想在一起，但其實現在所採用的電傳輸方法主要應歸功於特斯拉的努力。

特斯拉於1856年7月誕生在克羅埃西亞利卡區 (Lika)的史密里安 (Smiljan)，父親是塞爾維亞東正教會的牧師。他就讀過奧地利葛拉茲理工學院 (Polytechnic Institute in Graaz, Austria)，以及布拉格大學(University of Praque)，最初想不顧家人期待他追隨父親神職事業的希望，專攻物理和數學，但他很快地著迷於電學，而於1881年匈牙利電話公司當電機工程師，開啟了他的生涯，他在那裡最先設計感應馬達的概念。

1882年2月，特斯拉發現了轉動磁場的效應，可廣泛應用於使用交流電的電器上。

他花了一點時間在巴黎的歐陸愛迪生公司，設計發電機，並於1883年建造出一種感應馬達的原型，使其成功地運轉。

隔年，特斯拉去美國，在愛迪生實驗室找到了工作，但他們兩人很快地因直流電或交流電的使用問題意見相左。愛迪生認同直流電，它持續地往同一方向流動，不像交流電每秒改變50或60次方向。交流電壓可使用變壓器增高的方式，使電流相對應地降低，以減少長距離輸電的電阻熱耗損；而在直流電系統中，輸電耗損需每2哩就得增設一個輸電站。

特斯拉發展出發電機、電動機和變壓器的多相交流電系統，終於獲得了40項美國基本專利。美國實業家威斯汀豪斯（George Westinghouse）買下了他所有的專利權，決定在美國供應特斯拉系統，最後它憑靠著技術上的優勢勝出，成為20世紀的標準電力系統。

1888年5月，特斯拉在獲得一項電傳輸的專利後，接著於1893年在芝加哥哥倫布紀念博覽會中示範交流電。之後，他於1895年在尼加拉瓜大瀑布設計第一個水力發電廠，完成了他的終身夢想。

特斯拉坐在位於科羅拉多泉的實驗室，其放大發射台產生的電壓高達數百萬伏特，電弧光約長7公尺（23呎）。

1899年，特斯拉在科羅拉多泉市 (Colorado Springs)建造了一個實驗站，以高電壓，高頻率的電以及其他現象作實驗，來產生無線電波，可以無線傳輸好幾哩。他也在此做了他認為最重要的發現：地面駐波，證明了地球可做為一個導體，會如音叉一樣對於某特定頻率的電振動產生反應。

特斯拉於1891年發明了特斯拉線圈，現在廣泛使用於收音機、電視機以及其他的電器設備上。他得到摩根（Pierpont Morgan，美國銀行家）的財務支援，於1901-1905年間在美國長島首黑村 (Shoreham,Long Island) 建造了沃登克里弗實驗室（Wardenclyffe laboratory，銀行家律師沃登提供興建土地）和其著名的通訊塔，高187呎，上面有直徑68呎的圓屋頂。它原預定用來做為第一個傳播系統，將信號和電力無線傳播至全球各地。它的放大發射台是曾建造過最大的特斯拉線圈，可以發電30萬瓦，據報導可以產生130呎長的閃電。但特斯拉在通訊塔完工前和摩根鬧翻了，整個未完成的建築也在1917年被拆除。

特斯拉其他的發現還包括有日光燈、無葉片渦輪機、無線通訊、無線電力傳輸以及遙控。然而至今大多數的歷史書籍都還說收音機是馬可尼（Guglielmo Marconi，義大利發明家）發明的，許多電器產品是「愛迪生公司」發明的，即使他們都使用特斯拉-威斯汀豪斯的交流電系統，而這些疏忽使得特斯拉的擁護者稱呼特斯拉為「被遺忘的科技之父」。特斯拉談及他那時代那些懷疑者時說：「目前是他們的，但未來，對於我實際所做的，是我的。」

雖然特斯拉有許多（已被認定和未獲認定）成就，但他真是一個古怪的人，而且他的怪異行徑隨著年齡增加而更加明顯。他總是帶著白色手套，難得跟人握手，因為他的病菌恐懼症越來越嚴重。他從不住在3的倍數之旅館房間和樓層，畏懼女人配戴珍珠耳飾，堅持用餐時要用大量餐巾，以用來一絲不苟地擦拭他的銀餐具。在他生命末期，他做出死亡射線的奇異主張，說它可讓整支軍隊瞬間消失，且能和外星通訊。

特斯拉於1943年1月7日在他最後居住長達10年之久的紐約客旅館辭世，幾乎身無分文。死後9個月，美國最高專利法庭判定無線傳輸和廣播之父應該是特斯拉，而不是馬可尼，這對已故的發明家來說算是有點遲來的勝利。

原文刊載於物理雙月刊2012年6月號34卷第3期，感謝楊信男教授同意授權刊載。

系列文章100篇已集結成冊，由五南出版，書名為《物理奇才奇事》。