特斯拉：电气时代的开创者

特斯拉很自豪于他的多相电动机以及电力传输的想法，并为写这些专利申请倾注了大量精力。他沉迷于开发完整的电力传输系统的理念，在这个系统中必须把电动机和发电机彼此精心匹配。特斯拉深信，以开发整个系统的方式，他将能生产出高效的电动机和发电机，也就是它们能在可能的范围内产生最大的输出。⁵⁰

50 NT, Motor Testimony, 160.

然而布朗，特斯拉那具备技术头脑的支持者，并不完全相信系统化做法是开发交流电动机最好的方式。特斯拉的多相计划要求有四根甚至六根导线布在发电机和电动机之间，这让布朗很不安。的确，19世纪70年代末安装的布拉什弧光灯照明系统曾用过四根或更多导线连接灯泡和发电机，然而鉴于铜线的高成本，19世纪80年代末的电气工程师们在电气照明方面已转向二线制或三线制。⁵¹ 特斯拉的多相系统与当前西屋和汤姆孙–豪斯顿建造并运行的二线制交流电系统根本不能匹配。由于他的多相电动机被设计成以四线或六线运作，所以要把特斯拉的多相电动机简单地连接到已有的电气系统是不可能的。如果中心电站要想用特斯拉的多相系统，那么它们必须从头开始安装特制的发电机和布线网络。因此，特斯拉可能认为他的多相系统是完美的，不过在布朗看来，其商业潜力有限。⁵²

51 Carlson, Innovation as a Social Process , 87–88.

52 NT, Motor Testimony, 160, 173–174, 210.

1887年9月，就在特斯拉展示了鞋油盒电动机之后，布朗问特斯拉能否设计一个能在已有单相电路上工作的交流发电机，也就是只需用两根导线连接到发电机上的电动机。由于那时特斯拉一心扑在多相电力传输系统的理念创建上，所以他没有意识到有人会想要工作在已有交流线路上的电动机。⁵³

53 Ibid., 329.

然而，几天之内，特斯拉就开始向布朗展示了能以两根导线使用单相交流电的电动机。在这些电动机中，特斯拉把输入的交流电分到两个支路电路上，然后用一些技术使一个支路上的电流与另外一个支路上的异相。为改变一个电流的相位，特斯拉在进入电动机的一个支路电路上放置了电阻线圈、电容和感应线圈。两个电路被分别连接到电动机定子中处于相对位置的线圈，并且其中异相的电流产生了旋转磁场。布朗表示担心额外的设备例如电阻线圈会产生热浪费并降低电动机的效率，特斯拉就通过在定子线圈中采用两种导线而把它们移除了。通过在一套定子线圈中使用低电阻的粗导线，而在另一套线圈中使用高电阻的细导线，他生成了两个异相电流，并进而产生了就像多相电动机中那样的旋转磁场。⁵⁴

54 See NT, Motor Testimony, 159, 174–175, 230, 289, 369–372. 对多种此类技术的一个总结，可参见：NT, Patent 511,560.

布朗被特斯拉做出这么多分相电动机的能力打动了，他鼓励特斯拉为这些想法准备专利申请。布朗着眼于电气公用设施行业的发展，他感到能加入到已有电力分配网络中的交流电动机的专利会有价值。然而，特斯拉有不同意见，他争辩说需要想出跟多相电动机一样高效的分相设计。特斯拉显然是痴迷于他理想的多相系统，并对于系统如何从一处向另一处传输电能非常感兴趣。特斯拉坚信他能提高分相电动机的效率，然而在做到之前，他只会提交多相发明的专利申请。结果，特斯拉决定不准备为他在1887年秋建造的分相电动机申请专利。⁵⁵

55 NT, Motor Testimony, 316–318, 329.

因此，在接下来的几个月里，特斯拉继续准备多相申请，而关于分相电动机，他对律师佩奇只字未提。不过，1888年4月，佩奇向特斯拉问起过这些电动机。当与特斯拉一起准备一个用变压器调节两个电流之间相位关系的申请时，佩奇碰巧询问道这个申请中描述的电动机能否以两根导线运行。特斯拉回忆道，当他回答是的时候，“佩奇先生惊奇地看着我，并让我做更全面的解释。我记得很清楚，因为当时几乎吓死我了”。佩奇不敢相信特斯拉不知道社会上对实用交流电动机日益增长的需求，并且惊异于他不想透露他已经发明了一个二线制电动机这一事实。同时，特斯拉担心如果佩奇知道了他的二线制设计，他就不会认真对待自己的多相系统。据佩奇的回忆，特斯拉“故意不让我知道这些［二线制］电动机的信息，是害怕如果我知道多相电动机能像任何其他电动机那样在单个电路上运行，我就不会相信这个发明［也就是多相系统］能落到实处，并因而不会起草出有力的专利主张”。⁵⁶

56 引文出自：NT, Motor Testimony, 308–309, 420. 也可参见：NT, Motor Testimony, 164–166, 175, 208, 310, 416–417, 423.

佩奇一旦恢复了镇静，就开始准备为特斯拉的分相电动机获取有力的专利。当时情况复杂，因为在专利局的那个多相系统的宽泛专利申请将于1888年5月1日公布。预见到这一点，佩奇就一直忙着准备另外六个多相具体发明的申请，并且需要在宽泛专利公布前提交这些剩下的申请。⁵⁷ 如果赶不及的话，专利审查员就会拒绝这些具体的设计，理由是这些发明已经包含在宽泛专利里。此外，佩奇已经在包括英国和德国在内的其他国家提交了专利申请，而他现在也会有所担心，因为国外的多相专利必须基于美国专利的涵盖范围。如果佩奇修订多相专利申请以包含特斯拉的分相电动机，那他就要冒显著推迟国外专利的风险。为理顺这些复杂的问题，佩奇匆忙去了一趟华盛顿的专利局，回来后就起草了二线制电动机申请并让特斯拉检查。⁵⁸

57 这些申请包括：“System of Electric Distribution,” U.S. Patent 390,413 (filed 10 April 1888, granted 2 October 1888); “Dynamo Electric Machine,” U.S. Patent 390,414 (filed 23 April 1888, granted 2 October 1888); “Regulator for Alternate-Current Motors,” U.S. Patent 390,820 (filed 24 April 1888, granted 9 October 1888); and “Dynamo-Electric Machine,” U.S. Patent 390,721 (filed 28 April 1888, granted 9 October 1888).

58 NT, Motor Testimony, 416, 418, 426.

从特斯拉不情愿为分相电动机申请专利中能很容易得出结论，像其他发明者一样，特斯拉在对其工作的商业潜力的认识上也容易走入盲区。例如，伊莱休·汤姆孙没有完全领会开发使用变压器的单相交流电系统的重要性，而只是在赞助人查尔斯·A. 科芬的督促下才于1885年提交了专利。⁵⁹

59 Carlson, Innovation as a Social Process , 251–252. 亚历山大·格雷厄姆·贝尔对其电话的商业潜力的认识也不敏感，而是受到了赞助人暨未来的岳父加德纳·G. 哈伯德的指引；参见：Carlson, “The Telephone as a Political Instrument” and Carlson, “Entrepreneurship in the Early Development of the Telephone: How Did William Orton and Gardiner Hubbard Conceptualize this New Technology?” Business and Economic History 23 (Winter 1994): 161–192.

然而，分相电动机的经历也显示出特斯拉发明家风格的一个甚至更为强烈的特征。特斯拉迫切地想开发多相系统，是因为其中体现了一个理想的原理。在他整个交流电动机工作中，他被交流电系统中的对称性深深地吸引着：正如当转子切割穿越发电机磁场时能产生几个交流电，多相交流电也能经由旋转磁场在电动机中产生运动。特斯拉能够在多相系统中把握与使用这种理想的对称性，但在分相电动机中他做不到这一点。的确，他能用各种巧妙的技巧把电流分路，不过技巧始终比不上采用美妙的原理。

我们将会看到，纵观特斯拉的职业生涯，他的强项是识别一个宏大的想法，并追求围绕这个想法去开发一个系统。这种做法的困难在于，这意味着特斯拉期望商人和消费者适应他的基于理念的系统，而不是他特斯拉调整系统以适应社会的需求和愿望。在这个多相还是分相电动机的例子中，这意味着特斯拉认为社会应当采用他那美妙的多相系统，就算要把已有的二线制单相系统替换为多相系统所需的更昂贵的四线制网络也在所不惜。相对于理念来说，特斯拉几乎不会考虑实际问题和成本。在这里，特斯拉就像史蒂夫·乔布斯，后者经常告诫工程师们不要担心成本，而是要设计出带有全新功能的“棒极了的产品”。⁶⁰

60 Walter Isaacson, Steve Jobs (New York: Simon & Schuster, 2011), 110.

跟布朗和佩奇分歧纷争的结果是，特斯拉最终申请了两组专利：一组涵盖了他的多相多线制电动机与系统的想法，而另一组则涵盖了更实用的分相二线制电动机。不幸的是，特斯拉推迟了分相申请的提交，而这个推迟削弱了其专利申请的优先权，并导致了此后长达15年的专利诉讼。然而我们将看到，特斯拉的这些既涵盖宽泛原理又涵盖实用设计的专利，为支持者们在与电气制造商谈判时提供了强有力的筹码。