一场百年前的电流之争

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一场百年前的电流之争

2013年01月09日 11:42  《能源》         我有话说

　　1912年，特斯拉和爱迪生同时被授予诺贝尔物理学奖，但两人都拒绝领奖，理由是无法忍受和对方一起分享这一荣誉。

　　文 | 本刊记者  张娜

　　爱迪生、直流电、通用电气、特斯拉、交流电、西屋电气……把这些看似不相干的词汇放在一起，配上一百多年前的一些老照片，似乎一切一下子变得生动起来。

　　世博会上的硝烟

　　爱迪生的新发明迅速在全世界传播开来，离不开一种至今沿用的媒介——世博会。

　　爱迪生首先尝到甜头是在1889年的巴黎世博会。这一次，华丽的巴黎世博会选择在晚上开幕，实则为了展示电的魅力。馆内馆外共有一千多个弧光灯大放异彩，使用电压为60伏，亮度从几百烛光到10000烛光不等，何等的豪华。一些文献记载，安装在埃菲尔铁塔上的探照灯有60000烛光，口径150厘米。巴黎的夜空从未那么耀眼。

　　这里面有爱迪生的功劳，场馆里，爱迪生公司的展台格外引人注目，虽然用铁栏杆把展台围了起来，但这些都挡不住爱迪生用2万个灯泡构建成那座14米高的灯柱“光明之王”的光芒。爱迪生公司展出的白炽灯从4烛光到250烛光共13个品种，工作电压均为110伏，并且详尽演示了白炽电灯生产的每个步骤和整个流程。众望所归的爱迪生拿到了当时的大奖。

　　从此电灯开始普及，更令人振奋的是，电力产业开始起步。而且速度之快让人难以想象。

　　仅仅过了4年，1893年的芝加哥世博会上，一场关于直流电和交流电的“电流大战”暗潮涌动。直流电一方是“世界发明大王”爱迪生和新组建的通用电气公司，交流电一方是初露头角的塞尔维亚移民科学家特斯拉和实力强大的威斯汀豪斯公司(即西屋电气的前身)。这就犹如两个旗鼓相当的同级别拳击手在进行一场酣畅淋漓的比赛，双方必须铆足了劲力保每战必胜。

　　类似于现在广告商们的大战，那场世博会照明权的争夺异常激烈，通用公司狠心将报价从最初每盏灯18.49美元一直降到5.95美元，导致整体报价总额从170万美元下降到不足45万美元，这或许已经到了爱迪生的底线，此后他便再不让步。而另一方的威斯汀豪斯公司则孤注一掷，断然以低于40万美元的报价赢得了世博会的照明权。合同于1892年5月23日正式签订，也就是从这一天起，直流电结束了一家独大的历史。

　　当2500马力的埃利斯蒸汽机驱动两台巨型的多相交流发电机，全场7万弧光灯和13万白炽灯一齐点亮，到处充斥着喜悦。

　　一张当时的老照片格外引人注目，照片上是一艘名为伊利诺伊的军舰模型，向四周喷射出四条白色的巨型水雾，把天空衬得如同白昼，仔细端详，你会发现，这不是水的效果，而是电，军舰上的探照灯。

　　其实，不仅仅如此，变压器已经把电轻而易举的送到了各个角落，比如：巴黎制造的直径45米电动喷泉流光溢彩，10公里外密歇根湖上的串串浮标都安上了100烛光的白炽灯泡，电动游船能直接在码头充电，电梯能把观众快速送到60米的顶层……

　　芝加哥世博会的作用不仅仅在于造就了一家新的交流公司，而在于从此改变了美国工业发展的道路，直流电在全美的霸主地位从此一去不复返，随即，交流电开始了对全球长达百年的统治。

　　交流电的转机开始了。苦于找不到尼亚加拉大瀑布水力发电理想方案的开氏温标创始人开尔文在世博会是目睹了交流电的壮举后，作为国际尼亚加拉瀑布委员会主任，与威斯汀豪斯公司一拍即合。三年后的1896年，尼亚加拉水电站落成，并开始向77公里外的布法罗送电。在随后的1901年布法罗世博会上，电首次成为领衔挂帅的主角。尼亚加拉瀑布5000马力机组发出的电流用11000伏高压线路送到世博园区，再降低到1800伏分配到各个展馆。

　　会场外的较量

　　1901年，布法罗世博会。美国总统麦金莱9月5日中午12时来到布法罗世博会广场，对欢呼的人群发表了著名演说，“世博会是进步的计时员……每届世博会不论大小都有助于文明的提升”。这是对世博会最精辟和经典的评价。但就在麦金莱演讲的第二天下午4点，极端无政府主义者柯佐罗兹在音乐厅当众朝总统腹部连开两枪。1901年10月29日，刺客柯佐罗兹被处决，所用刑具正是“电流战争”的直接产物——电椅。

　　电椅的发明者是爱迪生，其目的是为了证明交流电的危险。当时，在众目睽睽下，爱迪生对一头从动物园跑出来的大象实施了电刑。

　　应该说这场“电流大战”是爱迪生发动的，或者说也是一种自我保护。当时，直流电是全美唯一的国家标准，爱迪生的地位是不容挑战的。但是，直流电的弊端逐渐显露了出来，传输距离非常短，发电厂只能覆盖1.6公里内的用户，为了减少电阻必须不断将铜线加粗，纽约市到处可见沉重下垂的电缆和密如蛛网的导线。1888年爱迪生公司总用户为112万盏电灯，而不同功率的发电厂就高达1700个。

　　当时，年轻的特斯拉初到美国给爱迪生打工时便提出了交流电方案，但爱迪生并没有采纳。

　　1884年，特斯拉第一次踏上美国国土，来到了纽约。除了前雇主查尔斯·巴奇勒所写的推荐函外，他几乎是一无所有。这封信是写给托马斯·爱迪生的，信中提到：“我知道有两个伟大的人，你是其中之一，另一个就是这个年轻人了。”爱迪生雇用了特斯拉，安排他在爱迪生机械公司工作。特斯拉开始为爱迪生进行简单的电器设计，他进步很快，不久以后解决了公司一些非常难的问题了。特斯拉完全负责了爱迪生公司直流电机的重新设计。

　　1919年，特斯拉撰文写道：“如果他完成马达和发电机的改进工作，爱迪生将提供给他惊人的5万美元(如计入通货膨胀，相当于现在的一百万美元)”。特斯拉的工作持续了将近一年，几乎将整个发电机重新设计了，使爱迪生公司从中获得巨大的利润和新的专利所有权。当特斯拉向爱迪生索取5万美元时，据传闻爱迪生回答他：“特斯拉，你不懂我们美国人的幽默”，就此违背了自己的诺言。这笔奖金的金额相当于公司创始资本，而以特斯拉当时每周18美元的薪水，他需要工作53年才能赚到。当特斯拉要求加薪至每周25美元遭到拒绝后，他辞职了。从此，他开始关注于交流电系统的设计。

　　或许，当时的爱迪生怎么也没有想到，这样一位略显瘦弱的留着两撇招牌式小胡子的年轻人会给他带来如此多的麻烦，并被冠以“电力商业化之父”的美称，名声开始与自己齐名。

　　当1912年，特斯拉和爱迪生同时被授予诺贝尔物理学奖时，两人都拒绝领奖，理由是无法忍受和对方一起分享这一荣誉。

　　当威斯汀豪斯从特斯拉手中买走交流电专利后，一切都变得没那么平静了。交流电能够通过变压器将电压升高到几十万伏并以极小损耗传输到远方，然后将高压降低送到用户。这是一场几乎将直流电体系推倒重来的革命。

　　爱迪生为了维护直流电的绝对主导地位，断言称交流电不安全，他常说，“直流电如一条小河，平静地流向大海。交流电像一股恶浪，狂暴地撞向峭岩。”为证明这一理论，爱迪生多次当众用交流电将猫、狗和马电死，那头大象也就很巧合地成为了这场“电流大战”的牺牲者。

　　更为滑稽的是，爱迪生用威斯汀豪斯公司的交流发电机为纽约市政府制造了美国第一部电椅。当威斯汀豪斯抗议纽约政府违反人道并诉诸法庭时，爱迪生出庭作证说电椅是处决囚犯的首选途径，致使纽约政府胜诉。此后哪个犯人处死了，公众便说“被威斯汀豪斯了”。

　　从那个时候起，虽然爱迪生不愿意承认，实则已经是交流电的天下了，直流电在慢慢退出战争。当时力挺爱迪生的纽约市作为这场技术之争的战场已经投资安装了多套爱迪生所主张的直流设备，因此，这些设备与蓬勃发展的交流电网络持续并存且运行多年。直至1927年，也就是爱迪生80岁的时候，纽约市才决定更换交流设备。

　　从此，直流电开始了长达百年的蛰伏。