今天我们来说说特斯拉,不是那个红遍全球的美国电动车品牌,而是一位伟大的科学家,传说他为了作实验,把地球上炸了个大坑,这就是著名的通古斯大爆炸。
尼古拉.特斯拉
通古斯大爆炸是1908年6月30日上午7时14分发生在俄罗斯通古斯河附近的巨大爆炸事件。爆炸的TNT当量约为15到20百万吨,威力大约是广岛核弹的1000倍。关于通古斯爆炸原因的假说很多,其中“通古斯大爆炸由特斯拉的沃登克里弗塔无线电能传输实验造成”,这一传言为很多人所熟知。
为什么会出现“是特斯拉的实验造成了通古斯大爆炸”这样的说法呢?还得从特斯拉的全球无线电能传输构想和他为此建造的沃登克里弗塔说起。
特斯拉:从无线电能传输到粒子武器
特斯拉一生发明无数,最华彩的乐章是交流输电系统和无线电的发明,由他设计完成的尼亚加拉水电站带领美国进入了真正的电气时代。不仅如此,他也拍摄了世界第一张X射线照片,发明了第一台无线控机器、发动机火花塞、霓虹灯等等。同时他还预言:未来人类将用天线接收太阳能,通过电能控制天气变化,所有国家都将纳入全球广播系统(有人说这是互联网模型)——可谓是真正的“预言帝”[6]。
虽然特斯拉成就非凡,他最终的梦想——全球无线电能传输却遭到了失败,导致他晚年的落魄,留下了无尽的传说。
1、特斯拉线圈
特斯拉线圈是无线输电实验设备的基础。这种谐振变压器电路是特斯拉在1891年发明的[7],可以生成高压低电流的高频交流电。特斯拉线圈通常包括两组(或是三组)耦合谐振电路,通过初级的谐振电路向变压器次级传递能量。也就是说,交流电源先通过高压变压器给电容充电,当电容电压达到放电器的放电阈值时,放电器打火,高压电容和初级线圈形成高频振荡器,向次级传送能量。特斯拉正是利用它制造了大名鼎鼎的人工闪电和无线通信设备。
特斯拉线圈原理图
2、无线能量传输
特斯拉在雷雨中得到了灵感,发现闪电就是一种电能的无线传输,于是他希望利用人造闪电来实现全球无线电能传输的梦想。他改进了特斯拉线圈,发明了放大发射机。这是一种空气芯多级谐振的变压器,可以产生极高的电压。空气在高压作用下电离成为导体,在发送和接收的两个导体间形成人工闪电,从而输送电能。
1893年在哥伦比亚世博会上,特斯拉展示了他的无线磷光照明灯,没有任何导线链接的灯泡神奇地发出了光芒,震撼了所有在场的观众[8]。后来,特斯拉先后在科罗拉多斯普林斯和沃登克里弗建设高塔,并在长岛点亮了25英里(约40千米)外的氖气探照明灯。
但无线传输终究有很难跨越的鸿沟,因为无线能量传输的对象是电能而不是电信号。无线电波的弥散对于无线通信并非坏事,但给无线输电带来很大的困难——随着空间距离增大,电能传输会迅速衰减,传输效率无法得到保证。
特斯拉在纽约长岛建造的沃登克里弗塔
虽然高塔并没有实现特斯拉的全球输电设想,却启发他提出了粒子束武器的概念。
3、粒子武器
沃登克里弗塔曾被美国媒体称为“百万美元的废物”。但事实上,如果把地球电离层看做线圈,全球传输并非不可能,只是存在效率问题。如今美国军方的主动极光工程(HAARP),通过巨大的天线阵列向电离层发出高频电波,激发部分电离层,以研究电离层在发展无线电通讯增强技术和监视技术的潜力,就来源于特斯拉的设想。
不过,说到让特斯拉披上神棍外衣的发明,那就非远距打击(teleforce)莫属。这是一种带电粒子束发射器,最初发表在1934年7月11日的《纽约太阳报》和《纽约时代周刊》上它由特斯拉线圈和特制开放性真空管组成,根据特斯拉的设想,它可以把液态的钨或汞粒子加速到音速的48倍,通过静电斥力把粒子定向射出。
远距离打击原理图
在了解了特斯拉和他的沃登克里弗塔以后,我们可以发现,将通古斯大爆炸和特斯拉联系起来,更多的是生拉硬拽。首先,1908年,也就是通古斯爆发的当年,沃登克里弗塔已基本停用,很难进行大规模的实验。此外,怀疑特斯拉导致通古斯大爆炸的“证据”之一是:通古斯所在纬度与特斯拉的电塔所在纬度相同。但实际上,电塔建造地纽约长岛和科罗拉多与通古斯在纬度上并不接近。此外,远距离无线电力传输的定向性很差,所以利用它实现远距离精确打击很困难,而且由于无线电能传输的弥散性,以当时的技术水平,即使沃登克里弗塔曾瞄准通古斯发射过高聚能电磁波,也无法以可观的能量到达远在一万千米以外的俄罗斯。
尽管特斯拉的实验几乎不可能造斯爆炸,但科学界至今仍未确定通古斯大爆炸的原因。不过,对岩土成分的研究为答案的破解带来了曙光。
1997年,中国科学院高能物理研究所的侯泉林、马配学,通过对通古斯地区的沉积层样品分析发现样本中元素异常,以此推测是地外物质增加引起的,很可能是陨石撞击造成。无疑,特斯拉的许多发明改变了世界,但我们也要对他有个清晰的认识,科学是需要客观态度的。
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