特斯拉：电气时代的开创者

1901年秋季下来，当特斯拉在监督其沃登克里弗实验室和塔的建设时，他相信他正在接近成功。他在1901年10月13日欢快地给凯瑟琳·约翰逊写信说：

13是我的幸运数字，因此我知道你会按我的愿望……光临华尔道夫酒店。如果你来的话，那么当我跨越海洋和大陆传输无线消息时，就算是砸锅卖铁，我也会让你得到有史以来最好的帽子……

我已经订了一个简单的午餐，你一定要同来。我们一定要让霍布森出现……我知道他喜欢我超过喜欢你。¹

1NT to Mrs. Johnson, 13 October 1901, in Seifer, Wizard , 272.

同时，特斯拉让摩根确信他正在取得进展。在11月向这位伟人总结其工作时，他自信地声称，他最新的专利涵盖了“在迄今所知的任何其他方法中都无法获得的几乎无限量电力的电效应”的产生。此外，他的专利还覆盖了高效传输技术。其他传输方法遭受的损耗与所覆盖距离的平方成比例，而特斯拉声称他方法的损耗要小非常多，仅仅是与距离成比例。特斯拉报告说：“仅这一项功能，就能把所有的竞争拦在门外。”²

2NT to JPM, 11 November 1901, LC.

然而这些声称很难抑止来自马可尼的竞争。正如我们在第十二章所见，马可尼已于1899年3月跨越英吉利海峡传输消息，这促使特斯拉开始了在科罗拉多斯普林斯的实验。七个月后，马可尼来到纽约并用其设备为美洲杯帆船赛提供报道，希望获取纽约报纸或美国海军的合同。马可尼没能成功获取海军的合同，他回到英国继续工作，试图增加传输距离，以及开发一种调谐发射器和接收器的方法以使它们能运作于一个特定的频率。到1900年初，他把覆盖距离提高到了297公里，并获得了一个关于调谐系统的英国专利（专利号7777，1900年），这个系统在其天线电路中使用特别缠绕的线圈。³

3Gavin Weightman, Signor Marconi's Magic Box: The Most Remarkable Invention of the 19th Century and the Amateur Inventor Whose Genius Sparked a Revolution (New York: Da Capo, 2003), 58–65, 75–76.

虽然马可尼公开坚称跨大西洋无线传输消息还是不可能的，但他私下决定，应当努力尽快达到这一目标。马可尼是担心其业务状况才做出这一决定的。尽管尽了最大努力，马可尼的无线电报和信号公司还是未能与英国或美国海军、邮政局，或伦敦劳埃德海上保险集团签署重大合同。尽管马可尼的股票被伦敦的投资者大肆哄抬，但微薄的设备销售还是意味着公司资本匮乏。为解决这些问题，马可尼认为需要有一个对他无线系统潜力的令人瞩目的证明；如果他能跨大西洋通信，那么他的公司不仅能在船–岸通信上建立垄断地位，还能开始与利润丰厚的电缆信息业务竞争。尽管公司的董事们最初反对这个大胆的计划，马可尼还是说服了他们跨大西洋通信是可行的，董事会于1900年7月批准了他的计划。

为担负起这件“大事”（马可尼对跨大西洋传输的说法），马可尼悄悄地建立了新站点。⁴ 他在英国康沃尔郡的波尔杜和美国南韦尔弗利特的科德角分别建立了一个站。在每个站，他都建造了一个由20根60米的天线杆组成的巨大圆形天线。马可尼1901年初在科德角查勘位置时，听到关于特斯拉计划的传言（特斯拉可能得到了摩根的支持），这一消息促使他加快努力。⁵

4Josephine B. Holman to Marconi, 31 December 1899 and 26 October 1900, Marconi Archives; Hong, Wireless , 59–61.

5Fleming, Principles of Electric Wave Telegraphy , 451; Hong, Wireless , 58, 72–73.

为跨越大西洋，马可尼意识到需要扩大其系统，不只是天线阵列的大小，还有发射器使用的电量。直到1900年，马可尼都一直依赖使用感应线圈和电池的小的发射器；然而，为跨越大西洋，他需要一个更为强大的发射器。为增加电力，马可尼寻求公司新科学顾问约翰·安布罗斯·弗莱明的帮助。弗莱明是伦敦大学学院电气技术系的彭德教授，曾与特斯拉在1892年他访问伦敦期间见过面。精通电气工程的弗莱明设计了一个带有25千瓦交流发电机、20 000伏特变压器以及高压电容器的发射器。这个电气设备不只是在大小上跟特斯拉在沃登克里弗的设备类似，弗莱明对电路的配置方式也类似于特斯拉在科罗拉多和沃登克里弗对其放大发射器所用的方式。采用弗莱明设计的这个新系统，马可尼和同事能够在波尔杜产生约2.5厘米长、手腕厚度的火花。⁶

6洪性旭认为，正是由于弗莱明设计了一个这样强大的系统，马可尼才得以能完成跨大西洋传输（Wireless , 53–88）。跟特斯拉一样，弗莱明用了一个常规变压器来抬升电流和为大电容器充电。当电容器放电时，振荡电流被送往功能类似于特斯拉放大发射器的另一个变压器。不过不像特斯拉那样在放大发射器次级线圈和高架终端之间加入了一个额外的线圈，弗莱明是加入了另一个电容器和最后一个变压器以在电流进入空中之前对之进行抬升。为了对波尔杜的传输设备与特斯拉在科罗拉多斯普林斯所用设备的相似性有一个认识，可比较一下波尔杜站内部的照片（Hong, Wireless , p. 75, fig. 3.6）与科罗拉多斯普林斯的内部（参见图13.3）。马可尼声称，以这种方式使用特斯拉线圈并没有什么新奇的，而这个电路是受到了奥利弗·洛奇和费迪南德·布劳恩的专利的启发；参见：G. Marconi, “Syntonic Wireless Telegraphy,” lecture delivered at the Society of Arts, 15 May 1901, MS 159, Marconi Papers. 也可参见：Weightman, Marconi's Magic Box , 91.

弗莱明于1901年8月安装了这个新的发射器，但还没来得及测试，狂风就刮倒了波尔杜的天线阵。马可尼很快更换了这个阵列，但接着另一场风暴摧毁了科德角的天线阵。马可尼仍然决定进行跨大西洋测试，并于11月底跟乔治·坎普（George Kemp）和P. W. 佩吉特（P. W. Paget）航行到纽芬兰的圣约翰。马可尼选择圣约翰是因为它是北美离英国最近的点（3500公里）。在离开英国之前，马可尼已指示波尔杜的话务员从12月11日开始每天下午三点至六点之间以摩尔斯码发送“SSS”。

马可尼和同事于1901年12月6日到达圣约翰。通过采用悬挂在冬季暴风中飞行的风筝下的一根天线，以及一个敏感的受话器，马可尼和坎普在12月12日和13日听到了“SSS”信号。12月14日，马可尼发布了一个新闻公告，第二天的周日报纸立马就广泛报道了他的成就。⁷

7Weightman, Marconi's Magic Box , 101.

在《纽约时报》中，马可尼跨大西洋信号的新闻占据了头版。报纸称马可尼的成就是“近代最精彩的科学发展”，并包含了一篇他的传记。由于特斯拉曾“暗示过‘通过大地和大气发电报’的可能性”，因此报纸也问了特斯拉的感想。特斯拉不仅提醒报纸说他几年前就讨论过无线电报的可能性，还暗示说电力的传输比起只能发送几个短的消息更加重要。为使报道更为圆满，《纽约时报》让T. C. 马丁来做结语，马丁是《电气世界》的编辑，能在更大的背景中谈论马可尼的成就。马丁热切地称赞马可尼为新生的青年科技天才，并表示说，他对于马可尼成功跨越大西洋既惊讶又高兴。关于他的前朋友特斯拉，马丁指出，尽管特斯拉设想过无线电报，但不幸的是，他未能完成其设想并成为跨越大西洋的第一人。马丁评论说：“在大约八年前我出版的一本关于特斯拉工作的书里，有他的一篇演讲，他在演讲中对无线电报给予了相当的关注。他清楚表达了对这件事的信念，让我也跟着相信了。而现在，我只能感到遗憾。特斯拉先生，在这件事上思考和实验了那么多，这件事上的许多工作都是源于他的首创，然而他却未能完成这个精彩的壮举。”⁸

8See “Wireless Signals across the Ocean,” “Signor Marconi's Career,” “Nikola Tesla's Researches,” and “T. C. Martin's Views,” all in New York Times , 15 December 1901.

在接下来的几周里，怀疑论者质疑马可尼是否确实听到了组成“S”的摩尔斯码的三个点。正如对手无线发明家李·德弗雷斯特在日记中指出的：“马可尼先生使出了一个妙招。不管他听到的三个点是来自英国，还是像特斯拉听到的消息那样是来自火星，如果我还有那么一点先见之明的话，我想我们在一段时间之内都不会再收听到跨大西洋消息。在这个行当中，就像在所有其他发明中一样，进步应当是缓慢的增长和进化，而非这种从一百英里到两千英里的巨大跳跃。”⁹

9Lee de Forest, Father of Radio: The Autobiography of Lee de Forest (Chicago: Wilcox & Follett, 1950), 129.

由于赫兹波应该是像光波一样沿直线传播，其他科学家不禁好奇，这个波怎么会沿着地球的曲度走而没有飞入太空呢？（我们现在把这一现象归因于无线电波被电离层中的肯涅利–亥维赛层反射这一事实，不过这个层直到1924年才被发现。）急于听到三个点的马可尼和坎普，有没有可能只是听到了大气的爆裂声却把它想象成了来自波尔杜的信号？并且请注意，这一事件并无独立目击证人。听到信号的唯有两人，马可尼和助手坎普；因此，大家不得不相信马可尼的话，即他听到了跨大西洋信号。¹⁰

10 关于马可尼听到的可能（或可能不）是什么的现代技术讨论，参见：John S. Belrose, “Fessenden and Marconi: Their Differing Technologies and Transatlantic Experiments during the First Decade of this Century” (paper presented at International Conference on 100 Years of Radio, 5–7 September 1995), http://www.ieee.ca/millennium/radio/radio_differences.html .

但尽管存在这些怀疑，马丁仍然判定马可尼是一时的风云人物，他应当替马可尼“说话”以表明马可尼“不是个骗子”。为此，马丁在1902年1月13日美国电气工程师学会（AIEE）的年度晚宴上把这位年轻的意大利人安排为贵宾。马丁曾是AIEE的主席和多次活动的主持人，他很容易说服学会的领导给马可尼这个荣誉。然而，由于不是每个人都相信马可尼的声明，马丁发现很难让工程届人士都来出席晚宴，因此他不得不求助伊莱休·汤姆孙支持这一活动。汤姆孙认可马克尼的消息传开后，马丁才得以让华尔道夫–阿斯托利亚酒店阿斯特长廊的300个座位满座。¹¹

11 TCM to [Elihu Thomson], 17 October 1919, in Abrahams and Savin, Scientific Correspondence of Elihu Thomson , 354–355; David O. Woodbury, Beloved Scientist , 235–236; Gordon Bussey, Marconi's Atlantic Leap (Coventry: Marconi Communications, 2000), 65.

为使晚宴成为一个真正难忘的晚上，马丁努力确保处处都能彰显马可尼的成就。菜单上特别印有马可尼两个灯塔的天线草图，在其中信号“S”以三个点的形式一路跨越大洋。宴会厅的每一头都悬挂有两块大的写字板，上面用电灯组成的字母拼写出“波尔杜”和“圣约翰”。在两个写字板之间的连接导线上，灯泡被三个一组地按一定间隔放置，这种设计代表了闪过大西洋的三个点，而这些灯泡在晚宴期间也会定期闪烁。¹²

12 Menu from annual dinner of AIEE, 13 January 1902, MS 159, Marconi Archives; “Annual Dinner of the Institute at the Waldorf-Astoria, January 13, 1902, in honor of Guglielmo Marconi,” Transactions of the American Institute of Electrical Engineers , 1902, 93–121, http://earlyradiohistory.us/1902wt.htm .

虽然特斯拉就住在华尔道夫，但他实在是无法让自己参加向马可尼致敬的晚宴，因此那天晚上他选择了出城。主持人马丁说明了特斯拉的缺席，并宣读了他的一封信。在信中他祝贺了马可尼，但有意识地避免提及有一个消息被发送过了大西洋。

在读了几封祝贺信之后，马丁邀请马可尼向众人致辞。马可尼概述了到目前为止在其系统上所取得的成就——在英国已有70艘船配备了无线电，还有20个海岸站。他描述了在纽芬兰的实验，包括在寒冷的天气中让风筝飞行时遇到的问题。在谈到希望将来无线电报能比已有的海底电缆让消息收发更廉价之后，马可尼端起杯子向学会致酒作结。

马可尼讲话之后是汤姆孙和哥伦比亚大学教授迈克尔·普平的评论。两人都强调，尽管马可尼成就的证据还很有限，但由于认识和信任马可尼，他们相信马可尼的话。正如普平表示的：“在科学工作中，直到看到证据之前，我们是不相信任何东西的。我相信马可尼先生把有名的三个点传过了大西洋，但我必须要说明的是，我相信他是因为我认识他这个人。要是我不认识他这个人，我不会相信他，因为马可尼先生提供的证据从纯科学的视角看还不足够强大；但因为我认识他，我相信他的声明。”普平提供了对马可尼的工作在电磁波、物理、数学和工程方面的分析。在此过程中，他回击了特斯拉通过大地传输信号的想法：

我还听到有人说，“数年前我考虑过通过摇动大地的电荷来传输无线信号”。确实，我们任何一个人都能想到那样的方案，我们任何一个有发明经验的人都能在提笔之间想到那样的方案，因为任何人都知道电波能传输无限远，那也就是在数学和物理上是可能的。但工程方面又如何呢？我对这个人说：“给我一个你意图以之摇动大地电荷的设备的工程规格，我就相信你；在此之前一切免谈。”

而现在马可尼先生所做的正是：他写出了一个设置设备、摇动大地电荷并在收发站之间传输信号的规格。¹³

13 Three previous quotes are from the 1902 Marconi dinner.

由于马丁的努力，AIEE晚宴帮助马可尼在公众眼中树立了无线电报发明者的地位。不管怎样，马可尼知道他在纽芬兰的跨大西洋工作还不能算是充分的证据，于是他开始了第二个证明其系统的演示。1902年2月，他搭乘客轮“费城号”从英国前往美国，船上配备了一台马可尼无线系统。在越洋航行期间，马可尼周期性地收听到来自波尔杜的摩尔斯码消息，并邀请船长和大副收听消息，还在一张海图上记录下收听到消息的时间和地点。这张在“费城号”上有目击证人的图比起在纽芬兰收到的信号，更好地证明了马可尼的系统可以横跨大西洋传输消息。¹⁴

14 Weightman, Marconi's Magic Box , 122–126; Bussey, Marconi's Atlantic Leap , 70–74.