特斯拉:从无线电能传输到粒子武器
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。
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。
特斯拉在纽约长岛建造的沃登克里弗塔
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[9],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[10]。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。
远距打击(teleforce )原理图
虽然特斯拉提出的概念极度超前地预言了如今的粒子武器,但它一直是一种设想,没有直接证据证明这种设备真的存在过。他曾向自己的祖国前南斯拉夫推销这种发明,提出了建设死亡射线设备的地点,后来又为美国国防部和英国做出了方案[11],但都没有得到采用。最终成为了情报局的收藏品。