第五章 人工闪电

马克·吐温亲身体验

特斯拉对威斯汀豪斯说，“我和西屋公司的合作不再是最重要的事情，我现在在格兰街的一家实验室里开展我的研究，现在我对高频变电的设备，非常感兴趣……。”

的确，特斯拉的研究，已经远远走过交流电，早已进入高频变电研究。

1890年11月，特斯拉在格兰街实验室第一次利用一只线圈制造了5厘米长的放电火花，制造出了振荡变压器，也被称之为特斯拉线圈。特斯拉用它制造出了最著名的人造闪电，因此特斯拉被称为“闪电大师”。

特斯拉线圈集中展示出特斯拉在电磁学方面的深厚功力，在当时全世界对交流电还处于懵懂状态的时候，他已经把电流与电压应用到游刃有余的程度。

马克·吐温听到特斯拉的新发明，来到他的实验室。

特斯拉在罗伯特·约翰逊家里遇到了美国著名的幽默大师、小说家马克·吐温。他对马克·吐温讲起自己的一段往事。他在戈斯皮奇读高中的时候，患了重病，医生已经对他放弃治疗了，他每天读德语翻译的马克·吐温小说，渐渐地，他痊愈了。马克·吐温听了，热泪盈眶。

他们成了好友，马克·吐温经常来特斯拉的实验室看望他。

马克·吐温看着实验室里有几个立柱型用铜线缠绕的新装置，问特斯拉：“这是什么？”

特斯拉头也没抬地回答说：“那是我研究的一个新发明，暂且把它称为特斯拉线圈吧。”

马克·吐温怔怔地望着特斯拉说：“这个做什么用？”

特斯拉走了过来，指着特斯拉线圈说：“我准备用它来制造出人工闪电。”

马克·吐温不解地看着特斯拉。

特斯拉在凌乱的桌面上腾出一个空间，拿出一张纸和一支笔画了一张简单的草图解释给马克·吐温听：“特斯拉线圈实际上是一对变压器线圈，或者说是一个谐振变压器。特斯拉线圈能够产生高达上百万伏的电压，这比我们日常生活和工作中所遇到的高得多。它通入低交流电，连接一个电容器，形成一个初级线圈。电容器再连接两个金属球，加上一个绕起来的导线，产生电感，这是第一级的初级线圈。第二级线圈称为次级线圈，也是一个感应线圈，比初级电感要大，上端可以添加金属针或者是金属球，这样的装置就能够与大地构成一个等效电路。特斯拉线圈实际上就是两个等效电容的回路。”

马克·吐温似懂非懂地点点头，然后用求助的眼光望着特斯拉。

特斯拉接着说：“从原理上来讲，特斯拉线圈的电容能量是依照初级电源所给的负荷来设计它最后能够产生的放电效果。电源给初级线圈的电容器充电，使初级线圈上的电压变大，这样就击穿连接电容器与初级线圈上的金属球，造成初级线圈短路，电流就只能在初级电路中流动。

“初级线圈和电容器形成了振荡电路，这如同荡秋千。当秋千荡起来之后，能量在重力势能和动能之间来回转化。一个坐在秋千上的人可以重达九十千克，而一个推动秋千的瘦弱的男孩的体重只有二十千克，男孩仅用零点五千克的推力。假如男孩准确地计算推动秋千的时间，将时间定在恰巧秋千飞离男孩的时刻，并且男孩保持零点五千克的推力，最后，男孩不得不住手，否则秋千上的人会被推到九霄云外去的。电路设计的能量在电场和磁场之间来回转化，有时电压特别高，有时电流特别大，电压最高时电流为0A（安），电流最大时电压为0V（伏），这样反复地来回转化，就形成了振荡电路。

“当初级和次级两个线圈的振荡频率相等时，就会发生电谐振。电谐振是能量转化效率最高时的表现。初级线圈能量通过互感，转移到次级线圈的能量上，次级线圈会储存一部分能量。由于次级线圈的电压比初级线圈的电压高很多，就要放电，人造闪电也就由此产生。”

马克·吐温是否真的明白了，不得而知，他对特斯拉说：“如果能够造出人造闪电，那你就是世界上最伟大的电气大师了。”

马克·吐温看着特斯拉制作的新装置，想亲自来体验一下。

特斯拉告诉马克·吐温不要玩太久，马克·吐温站在平台上，平台在振荡器的作用下发生振动，他对这种新体验兴奋不已，赞美之声脱口而出：“它会使你充满活力，朝气蓬勃。”

特斯拉告诉他不要在平台上停留太久：“克莱门斯，你在上面有一会儿了，现在下来吧。”

马克·吐温回答说：“我又不是一位胖女人。我很享受。”

特斯拉坚持说：“克莱门斯，你最好下来。你最好听我的。”

马克·吐温笑着说：“你不能用起重机把我拉下来吧？”

马克·吐温继续沉醉在这个小仪器的兴趣中，“我现在十分享受，我要继续待在这上面。特斯拉，看看这儿，你不知道你制造的这个设备多奇妙，能使疲惫的人精神抖擞……”

马克·吐温又在平台上待了几分钟。突然，他停止说话，紧咬下唇，站立身体，迅速而僵硬地从平台上走下来。

“特斯拉，快，洗手间在哪儿？”马克·吐温高喊了一声“妈呀！”拎着衣服冲进了拐角处的房间。

看着马克·吐温远去的身影，特斯拉说道：“克莱门斯，我早叫你下来的，你就是不听。”

从此，振荡器有通便作用在实验室成员们之间成为笑谈。