真爱之声 | 线上家长会

特斯拉和爱迪生哪里不一样?


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欢迎收听《真爱之声》,我是今天的主播,上海真爱梦想公益基金会秘书长宿宿。

同学们,上周听完洗手的历史,你们都记住了什么?很多小朋友告诉我,他们记住了伤寒玛丽,记住了伤寒玛丽上厕所不洗手,可是她做的饭菜特别好吃…… 我想说的是从赛麦尔维斯医生发现洗手可以防止感染开始,到人们普遍用经常洗手的方式来防止细菌和病毒感染,中间还经过了很多年,不断有人通过实验和研究来证明它。很多时候,科学都是先来源于假设,然后经过严谨实验和反复验证,最终假设才能变成科学。

今天要讲的故事里有一个大家相当熟悉的人,我们现在用的电灯是他发明的,这样的发明他有一千多个,人们都称他为“发明大王” ,他就是爱迪生。爱迪生的传奇故事,同学们一定都耳熟能详了。如果你还知道爱迪生有什么其他特别的故事,可以在本篇推文的末尾留言处进行留言。


 

不过宿宿老师今天要讲的故事的主人公并不是爱迪生哦,而是爱老师曾经的好搭档,也是他后来的死对头 —— 尼古拉·特斯拉。

如果说爱迪生是位美国学困生、后来靠自学成才,是标准的天才型选手,那么特斯拉则是妥妥的一枚学霸:他生在塞尔维亚,先后在祖国的格拉茨理工大学和捷克的布拉格大学查尔斯-费迪南德大学分校学习了物理学、数学和机械学。 26岁的特斯拉加入爱迪生电话公司巴黎分公司,当年就设计出了第一台感应电机模型,引起爱迪生的关注。28岁,他来到美国,加入爱迪生在美国的实验室,从此开始和大发明家“相爱相杀” 。

大家知道,爱迪生在试了1600多种材料之后,最终将钨丝用于灯丝,做出耐用的电灯泡。他认准一个方向便在实验室里反复做实验,行不通那就继续试,直到成功。而爱迪生这种靠反复实验来搞的创造发明,特斯拉有点儿看不上,他觉得那样效率低,很难做出了不起的发明。


 

特斯拉喜欢先在头脑中构思,直到他认为自己搞清楚了,才开始去用进行实验。对特斯拉来说,在“头脑中做实验” 并非空想,而是靠自己的想象力和知识贮备为实验打下基础。

爱迪生是直流电动机的发明人,这种电动机运作起来容易产生很大的电火花,并不安全。一般工程师最多想想直流电动机容易产生火花怎么办?怎么改良部件?怎么保护自身安全等等。而特斯拉并不这样想,他考虑的是直流电机为什么会产生火花?

于是他在自己的脑袋里就开始了这样的实验: 电流怎样从直流电动机一边的导线进去,经过哪几个步骤,然后从另一边的导线出来——这几个步骤的目的是什么?把这里面的问题搞清楚之后,特斯拉意识到:电流是在交流转直流的过程中产生电火花的,那么去掉这个转化过程不就彻底解决电火花的问题了吗?顺着这个思路再想下去,为什么不能直接用交流电呢?如果使用交流电,那么机器该怎样运转呢?


 

在补充了相应的知识作为原料之后,他想到:只要有一个旋转磁场,就能让这个电动机把电能转化为机械能,驱动有轨电车之类的大型设备了。把这些都想明白之后,特斯拉才开始干,这就是后来改变世界的“交流电动机” 。

在头脑里做实验的最大好处就是用最低的成本进行试错,和用很快的速度改进想法。因为头脑中的时间、空间、材料都可以任意调整和补充,实验运行和改善速度都挺快。而且正是因为没做出什么实体的东西,发明家的注意力不会被各种设备的细节和缺陷给带跑,可以始终聚焦在寻找发明背后的原理上。

当然,不要以为这样在头脑中做的实验就很简单。从特斯拉开始想象发明交流电动机,到他在想象中不断调试各种机器,最后推演出背后的原理,用了整整五年的时间,但这五年所做的不仅仅是改善直流电发电机,而是创造了一个全新划时代的机器。


 

大家知道,直流电虽然稳定,但是不能变压,这就导致了直流电只能传输距离很短。爱迪生想每隔一英里建一个发电厂来解决这个问题,但那样的话用电成本极高,他发明的电灯最终只能是有钱人家的奢侈品。特斯拉交流电机的好处在于,它让发电厂生产的电可以升压成高压电,那样便于远距离传输,而当电到达用户所在的社区时,又可以降压成民用电,这就是我们现代电网的基本原理。

从爱迪生的公司离职后,特斯拉自己当老板,成立了特斯拉电灯与电气公司,在投资人的支持下,和提供直流电供电的爱迪生杠上了。这场“电流之战” 持续了八年,最后特斯拉以更低成本的交流电赢得了竞争,更确立了电力行业的标准,也让爱迪生失去了自己电气公司的控制权,公司名字里的“爱迪生” 都被去掉,改成了“通用电气公司” 。对,就是现在依然鼎鼎大名的通用电气。


 

看懂这个故事的同学们已经知道,我们今天要说的不是“头脑里做实验” PK“实验室里做实验” ,而是我们思考问题的时候,关键要多问几个为什么” ,而不是一味纠缠在怎么办” 上面。

当然,生活中的特斯拉其实非常潦倒,相比爱迪生现在的名气,特斯拉是不世出的天才,也是被遗忘的伟人。这是为什么呢?

除了交流电,特斯拉还获得了1000多项发明专利,后人在他留下来的笔记里,发现他已经想到了无线电传输,想到了手机、想到了机器人技术和人工智能。这些七十多年之后纷纷应验的预言,在他的时代,由于技术能力等各方面的原因,只能停留在他天才的想象里。


 

相比之下,特斯拉喜欢从假设到验证,爱迪生更擅长从验证到产品。社会公众当然更容易记住做出产品的人,而不是想明白原理的人。但那些能想明白原理的人也一直活在很多人心里,像硅谷钢铁侠伊隆马斯克为他的电动汽车品牌起名特斯拉,就是纪念这位电气科学杰出的探索者,这个被世人遗忘、偏偏又如神一般存在的物理学家。

我们这期节目不是为了颂神,而是要告诉同学们,科技从一个假设到实验验证再到产品做出来,要经历漫长的过程,这是基本的一条科学认知思维。如果我们从小就能形成系统的科学认知思维,就会随着年龄的增长,越来越有能力解决自己生活、学习中遇到的种种问题、压力和挑战,照顾好自己,甚至有余力去帮助他人。

祝福大家。



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