特斯拉：电气时代的开创者

特斯拉从汉堡搭乘“奥古斯塔·维多利亚号”客轮，于1892年8月27日回到纽约。¹ 回来后，他就把实验室和住处都换了。为了扩大实验室，他把它从格兰德街搬到了第五大道南33—35号（今天的拉瓜迪亚广场），在那里他占了一栋普通工厂建筑的四楼。他的新实验室位于华盛顿广场的正南方，“处在风景如画的被称为法国区的那一带的中心，该区充满着廉价的餐馆、红酒铺子和饱经风霜的住宅”。9月下旬，特斯拉从阿斯特豪斯酒店搬到了百老汇和第六大道之间27街的格拉克酒店。格拉克酒店建于1888年，花费了一百万美元，是一幢雄伟的11层防火建筑，配备有电梯、电灯和几间豪华餐厅。²

1“Mr. Nikola Tesla,” Electrical Engineer (NY), 31 August 1892, p. 202 in TC 5:145.

2特斯拉从阿斯特豪斯搬到格拉克酒店的时间是基于1892年9月12日和27日致GW信件的信头；在9月27日的信中NT要求把设备运往第五大道南。关于第五大道南的新实验室，参见：Walter T. Stephenson, “Nikola Tesla and the Electric Light of the Future,” The Outlook , 9 March 1895, pp. 384–386, on 384 in TC 9:116–118. 关于格拉克酒店，参见：“Mr. and Mrs. Gerlach Assign. Owners of Hotel Unable to Carry Heavy Debts Any Longer,” New York Times , 3 June 1894 and Moses King, King's Handbook of New York City, 1893 , 1:230. 格拉克酒店建筑还在，现在被称为无线电波大厦，参见：“The Beautiful New York City Where Tesla Spent 60 Years of His Life,” http://www.teslasociety.com/beautifulnyc.htm .

一回到纽约，特斯拉就热切地想跟进其关于高频发明的新愿景，但是他也觉得有必要改善多相电动机，并用尽一切办法说服威斯汀豪斯对之进行推广。由于特斯拉已经撕掉了与西屋的合约，因此公司没有义务与他合作，但他很想确保其多相系统在美国不被忽视。在与甘兹公司和欧洲其他电气公司的工程师交谈后，特斯拉清楚地了解到欧洲人正于采用二相或三相电流的电力传输系统的开发上快速前进。

当特斯拉1889年离开西屋时，他的前助手查尔斯·F. 斯科特接受了基于特斯拉的专利继续开发可销售的电动机的任务。然而，在斯科特和西屋其他工程师还没来得及履行任务的时候，公司就进入了破产管理程序，并且乔治·威斯汀豪斯1890年和1891年的多半时间都在奔波于帮公司取得新融资（参见第七章）。

在等待公司的财务状况得到缓解的同时，斯科特和同事们就未来多相系统的频率和相位做了几个决定。在短期之内，他们决定建造采用60赫兹交流电的二相系统。这样做，他们就能兼顾电动机和照明系统的负载，这是因为他们能够把二相电流分离成两个独立的适合照明电路的单相电流，而60赫兹的频率也不会在白炽灯中造成明显的闪烁。他们打算过些时候再建造更适合于工业应用的三相30赫兹动力系统。特别要说的是，斯科特发现有可能用其特制的“T”变压器来连接二相发电机和三相电动机。因此，就有可能在单一网络中用三相60赫兹交流电同时服务于照明和动力负载。³

3Passer, The Electrical Manufacturers , 280–281; Thompson, Polyphase Electric Currents , 181–182.

以上所述就是到1892年初西屋的技术状况，那时乔治·威斯汀豪斯终于稳定了公司，并能够开始思考他的公司应当用交流电做些什么。尽管威斯汀豪斯拥有特斯拉多相交流电的美国专利权，然而他在1892年的多半时间里并没有特别关注多相系统的开发。相反，由于采用单相133赫兹的照明系统已有现成的市场，因此他对于推行单相交流电更感兴趣。⁴

4Lamme, An Autobiography , 60– 61; Passer, The Electrical Manufacturers , 279.

西屋公司采用单相交流电以及特斯拉的分相电动机在科罗拉多州的特柳赖德（Telluride）金矿安装了其第一个电力传输系统。由于不能就近取得动力，矿主要求西屋在6公里外的一条溪流安装一个涡轮机，并沿着崎岖的地形铺设一条3000伏特的通往矿区一台100马力电动机的交流电力线路。斯科特报告称，特柳赖德系统满负载时传输电力的能效为83.5%，并自豪地夸耀说：“这一领域的工作正快速地从实验研究转入实际工程当中。”⁵ 但特柳赖德系统只是一个采用单相交流电把电力传输数公里的孤立的电厂；跟劳芬–法兰克福线路和正在欧洲开展的其他工作比起来，特柳赖德系统只能算是小儿科。

5Charles F. Scott, “Long Distance Transmission for Lighting and Power,” Electrical Engineer 13 (15 June 1892): 601–603; Franklin L. Pope, “Electricity,” Engineering Magazine , August 1892, pp. 710–711 in TC 5:139.

威斯汀豪斯于1892年春决定争取1893年芝加哥世博会电气照明的合同以便能集中推广单相交流电，而不是前景看似远大但尚未被证实的多相交流电。威斯汀豪斯之所以这样做，是因为他需要采取一些引人注目的行动以重整其作为主要电气制造商的地位。许多人认为曾经几乎破产的西屋公司将会是电器制造行业一个非常小的角色。同时，由于爱迪生通用电气与汤姆孙–豪斯顿电气公司已于1892年2月合并组成通用电气（GE），因此西屋现在面临着一个更为强大的对手。1892年5月，西屋以大大低于通用电气的报价赢得了向世博会提供电气照明的合同。由于世博会要用200 000盏白炽灯装饰其场馆，因此这是一个西屋公司展示交流电可被用于整个城市照明的大好机会。⁶

6Jonnes, Empires of Light , 247–261.

但西屋的报价是如此之低，以至于工程师们不得不设计出更大的发电机并以较之以前更高的电压来运作。世博会的一份历史资料讲道：

西屋电气制造公司以远低于成本的价格获得了这个重大服务合同。按照惯常的做法，他们必须设计出更经济同时也更为灵活的系统。他们做到了。他们在不到六个月的时间里设计和建造了较以往更大的机器，并采用了完全不同的线路，在其中体现出交流传输系统的原理。在这个系统中，价值数十万美元的铜线被省了下来，这是因为可以用细导线以高电压向目的地输送电流，然后在用电点使之降压。⁷

7Trumbull White and William Ingleheart, The World's Columbian Exposition: Chicago, 1893 (Philadelphia: Monarch Book Company, 1893), 305–306.

西屋不仅要考虑世博会新照明设备的设计，还不得不做出新的白炽灯。1892年10月，在一场漫长的诉讼战之后，法院支持了爱迪生最初的电灯专利并做出了有利于通用电气的裁决。作为回应，西屋的工程师设计出一种新塞灯（stopper lamp）以避开爱迪生的专利。尽管新灯的效率不及爱迪生的电灯，但也能让西屋完成芝加哥世博会的工程。

因此，当特斯拉1892年8月末回到纽约时，他发现威斯汀豪斯并没有怎么想要去推广他的电动机或多相系统。威斯汀豪斯并不反对多相系统，而是认为它不是那时所要追求的最紧迫的技术。威斯汀豪斯太过专注于设计满足世博会照明合同所需的发电设备和电灯，甚而没有去想要在世博会上谋一个展位来展示特斯拉的电动机。⁸ 然而，特斯拉很想确保他电动机最好可能的版本得以在世博会上展出。他在9月中旬告诉威斯汀豪斯说：

8正如怀特和英格尔哈特注意到的：“西屋的人很迟才表示要参加展览，这是因为他们担心这个重大的白炽灯合同会占用他们全部的时间和资金。”参见：The World's Columbian Exposition , 316.

如果我能想办法挤出时间的话，今天晚上我就打算亲自去匹兹堡。我必须就快速实施我……电动机的某些改进一事与施密德先生［总负责人］商讨。在展览会之前把电动机打造得高度完美是极其重要的，因而也务必要做到……请让你的员工尽其所能帮助我。我坚信在电动机当中，没有电刷和换向器的电动机是能获得持久成功的唯一形式。引进其他形式，在我看来则是……浪费时间和金钱。⁹

9NT to GW, 12 September 1892, LC.

在得知特柳赖德系统用的只是单相电流后，特斯拉感到其多相设计的改善工作变得愈发紧迫起来，并在几周后向西屋请求借几个变压器以及能产生二相或三相电流的发电机。¹⁰ 特斯拉可能也研究了如何就多利沃-多布罗沃尔斯基在法兰克福发电机和电动机中所用的Y形连接衍生出专利。同时，特斯拉还研究了如何在使用二相电流和三相电流这两者之间进行权衡。尽管在专利中他强调了三相电流，然而他在与欧洲工程师的讨论中听到的很多说法，足以让他意识到二相电流在电力传输的某些情况下可能要更好。

10 See NT to Westinghouse Electric Co., 27 September and 2 December 1892, LC.

正当特斯拉为其多相电动机以及与威斯汀豪斯的关系烦恼时，曾在19世纪80年代帮助把德国资本注入美国铁路的德国金融家亨利·维拉德（Henry Villard）找到了他。维拉德是1889年把各爱迪生公司整合为爱迪生通用电气一事背后的驱动力量。但是在1892年组建通用电气的谈判中，他被汤姆孙–豪斯顿的查尔斯·科芬击败了，科芬成了通用电气的总裁。¹¹ 维拉德愈挫愈勇，仍决心要在电气行业夺得一席之地。1892年秋，维拉德带着某种计划找到了特斯拉。尽管他们在通信中没有透露，维拉德的计划可能涉及有轨电车、对特斯拉多相系统的推广或者甚至是对围绕着西屋公司而建立的其他电气公司的整合——这些都是维拉德过去几年中所考虑过的想法。

11 [Oswald] Villard, Memoirs of Henry Villard , 2 vols. (Westminster: Archibald Constable, 1904); Alexandra Villard de Borchgrave and John Cullen, Villard: The Life and Times of an American Titan (New York: Nan A. Talese/Doubleday, 2001); Carlson, Innovation as a Social Process , 291–297.

不管这个计划是什么，它引起了特斯拉的兴趣，不过这也意味着要说服威斯汀豪斯一起干。然而，特斯拉无法说服威斯汀豪斯，正如他在1892年10月向维拉德解释的：

我尝试了用各种方法去说服威斯汀豪斯先生，并努力让他了解到我们上一次谈话的意义。但到目前为止还没有取得有希望的结果，而且我得到的印象是，跟进这件事所要花的时间将超出我现在所能挤出来的时间。

意识到这一点，并且也仔细考虑了成功的机会与可能性，我得出的结论是我不能投身于你所筹谋的大业当中。目前我正在从事另一项发明，就算只取得部分成功也将从根本上改变当前的电气照明系统，而我需要全力以赴地专注于这件事。¹²

12 NT to H. Villard, 10 October 1892, Henry Villard Papers, MS Am 1941–1941.3, Houghton Library, Harvard University.

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