施泰因梅茨:电气天才
这个人身材不高,身高不足5英尺,几乎是个侏儒。他是个驼背;他的脑袋也太大;由于严重的伤风,他的脸发肿。
施泰因梅茨
'名字?”美国一个官员吼道。他正在检查排成一行队要求进入美国的移民。“卡尔·奥古斯特·鲁道夫·施泰因梅茨。”那位身材矮小的人小声地说道。'职业?” ,那人用德语回答说:“数学和研究。”'你有钱吗?' ,那人没回答,但是他的那身寒酸的衣服说明了一切'你会讲英语吗?”'会一点。'不懂英语,'那位官员嘴里咕噜着把这几个字记了下来。“你在美国有工作吗?'“没有。”那人用德语轻声地回答说。
官员走到他的上司跟前。他指着施泰因梅茨汇说道:“不懂英语,没有钱,没有工作。此外,他还有病。”
上司点了点头说:“不准进入美国。'
官员向施泰因梅茨挥了挥手,示意要他到一间门上写有“扣留所”的屋子去。施泰因梅茨知道,这将意味着要把他打发回国。突然间,他听到一位跟他同船旅行的朋友的声音:“卡尔,卡尔!你到哪儿去?”
这位朋友有钱,并且英语也说得不错。只几分钟他便说得那两位官员同意准许施泰因梅茨进入美国。这是1889年6月的事。
1921年,电力先驱施泰因梅茨(3)与爱因斯坦(1)、尼古拉·特斯拉(2)和其他发明家在马可尼无线电台的合影。
天才解决一个问题
这位身材矮小的人到处找工作,想当个电机师,可是没有人肯给他一份工作,他身体看上去太虚弱,干不了整日辛苦的活计。
还有最后一个希望。家乡的一位朋友给他写了一封推荐信,把他推荐给鲁道夫·艾克迈耶家工厂的厂主。在这家工厂,一位职员把信拿进去交给厂主,说道:“他看上去象是个穷鬼。我于脆把他打发走得啦,你看行吗?”
幸运的是,回答是:“不,我要见见他。'艾克迈耶立即就喜欢上了施泰因梅茨,并且给了他一份工作。
这家工厂生产制帽机器,这些机器是艾克迈耶发明的。但是这位发明者现在对造一种大型的电动机发生了兴趣。可是他制作的所有原型都升温过高。他知道,问题出在电动机铁心的磁效应上。但是他不知道如何避免这个弊病。
施泰因梅茨乐于去设法解决这个问题。同托马斯·爱迪生不同,他不是用模型来研究。他的的工具是铅笔纸------还有他的头脑。他交叉着双腿坐在椅子上,一坐几小时地钻研有关磁力的所有已知的事实,一页又一页纸地进行演算。
他花了两年的时间,终于算出了艾克迈耶所需要的数学定律。他在1892年1月举行的一次电机工程师会议上宣读了他的报告的一部分。他的声音又高又细,用英语讲话仍然打磕巴。但是他的听众却激动不已。
又善良又忠诚
施泰因梅茨那时才27岁。他已经是一位很有名气的电气天才了。他作为一位热心肠的、不寻常的人物的名气也渐渐传开了。
一个严寒的冬日,工厂的一位工程师去施泰因梅茨小小的实验室去找他讨论一个问题。他发现这位个子不高的科学家穿着大衣,戴着皮帽,脚蹬靴子在工作,两只手都冻青了。
工程师禁不住问道:“施泰因梅茨先生,你干吗不把炉子生起来?'
施泰因梅茨微笑了一下。'这个嘛,'他说,“那里有只耗子生了几只小耗子,他们还太小,没法搬家。'
在他为艾克迈耶工作期间,通用电气公司获悉他很有才干。他们表示愿意给他一份重要工作,并且可以拥有自己的大实验室。施泰因梅茨很高兴。可是,一周之后,他说他不能接受这份工作。
“这是为什么呀?”通用电气公司的职员问道。
“艾克迈耶先生不希望我走,'施泰因梅茨回答说。“你们就是愿意出10倍的钱,也改变不了我的主意。艾克迈耶先生在我急需要工作的时候给了我工作。如果他现在需要我,那么留在他这里就是我的职责。”此后不久,通用电气公司买下了艾克迈耶的整个公司,从而把施泰因梅茨迁到了通用电气公司在斯克内克塔迪的新工厂。这是得到他的唯一办法。
使美国电气化
施泰因梅茨在到达斯克内克塔迪以后不久,便使美国电气工业有了长足的发展.那时候,电只能以直流电的形式使用----直流电是朝一个方向流动的电。直流电有个大缺点:它从发电机处最多只能输出到3英里远的地方。
施泰因梅茨认为这个问题可以通过使用交流电来解决。交流电就是来回流动的电流,即先朝一个方向流动,然后再朝另一个方向流动。但是谁也不知道怎样制造能生产这种交流电的电机和怎样制造输送交流电的电线。
交流电改变方向很快,通常是每秒120次。每次改变,它的能量从无增加到最大值。要把电流改变的力量计算出来看来似乎是不可能的。施泰因梅茨解决了这个问题。他的理论极艰深,能明白它的人寥寥无几。它行得通吗?
1894年,在尼亚加拉瀑布城,通用电气公司建造了一台交流电发电机,想看看它是否能把电流送到26英里外的布法罗。开关打开以后,电线嗡嗡嗡地响起来;破天荒头一遭,一座大城市用上了从很远的地方输送来的电。
在这之后不久,电力就被输送到横跨大陆数千英里的地方。美国的电气化开始了!
年轻人的朋友
通用电气公司给了施泰因梅茨----他此时已改名叫查尔斯·普罗蒂厄斯·施泰因梅茨----以充分自由,让他以自己的方式去解决他选择的任何问题。他迫不及待地给自己每天的工作加码,总是排得满满的。
他租了一所大的旧房子,他称之为自由厅。他在厅内设了个实验室,他任何时间都可以在那里工作。
施泰因梅茨热爱年轻人,喜欢种种有趣的事。“来点焰火怎么样?'孩子们来看他时,他会提出这样的建议,接着,他便从实验室里拿出一罐子白色晶体,撒一些晶体到水桶里。晶体形成的气体会迅速膨胀成气泡,气泡又爆炸成彩色的火焰,使孩子们高兴。
后来,他的一位朋友携妻儿同他一起住在他建造的一所房屋里。从这时起,他便和他收养的“家庭'共享天伦之乐了。
他是协和学院最受欢迎的教师,他在那里教电机工程。通过他,通用电气公司自己也变成了一所“学校”。他是照亮公司工程师们的头脑的火焰。
但是施泰因梅茨关心的还不仅仅是科学。他对斯克内克塔迪的公立学校也关怀备至。在他当政官员的两年时间里,就建起了8座学校。
研究闪电的大师
施泰因梅茨在他生命即将结束时又取得了一项成功。他征服了电力工业的大敌-------闪电。
每场雷雨都会招致断电情况,但是闪电的力量极大,发生的时间又难于捉摸,因此要进行有关闪电的实验几乎是不可能的。
1920年夏天的一天,在施泰因梅茨与这个敌人进行的斗争中大自然帮了他的忙,他发现他的湖畔小屋遭到闪电的破坏。他真是喜出望外!现在他可以着手弄清楚闪电走过的道路了。
闪电击中了门廊附近的一棵树,沿着那棵树向下去,然后在冲向一个金属灯的途中击碎了一块窗玻璃。它顺着电线系统穿过了一堵墙,然后在一面镜子的银质镜背上放了电。“那面镜子是我们最重要的线索,施泰因梅茨对埃米尔说,埃米尔是实验室的助手,当时和他一起在湖边,
施泰因梅茨趴在地上度过了那个周末,寻找玻璃的小碎片,并象拼图玩具那样把小玻璃片拼在一起,他把玻璃片拼好之后,来在两块玻璃板之间,用胶带把边缘封起来,烧焦的电击痕迹留在镜子的银质镜背面上。
瞧,埃米尔!看到闪电击中什么地方了吗?熔化的银子形成带状流向边缘,看到熔化了的银子了吗?我们量一下电击点到熔化了的银带端点的距离,就能算出电击的力量。'
他从此处着手,钻研了两年。全市的人都知道正在进行一件了不起的事。风闻施泰因梅茨正在试图制造出闪电来!
1922年施泰因梅茨邀请爱迪生和其他一些人观看一个实验。客人们看到一台奇特的机器有两层楼高。机器上有一排排玻璃板架子,一个摞一个。玻璃板上覆盖着金属片。搞这些玻璃板是为增高电压,使其达到很高的撞击力量。准备了两个铜质圆顶形的东西,以便在闪电出现时把它传输过去。
施泰因梅茨走进实验室时,客人们停止了谈话。为了增加点戏剧色彩,还在两个铜质圆顶形的东西中间放了个村庄的模型。施泰因梅茨点了一下头,有人便打开了开关。当玻璃板开始充电时,人们听到一种嗡嗡声。客人们绷起劲儿准备着。
接着,它来了-------只见一道强烈的闪光过后,随即是一声雷鸣般的巨响。模型村庄顿时化为乌有!施泰因梅茨开始安详地解释这是怎么一回事。
他用他的人造闪电进行实验,终于搞成功了一种避雷装置,它能以和闪电同样的速度工作;能为电开辟一条道路,使它无害地进入地下而不是进入电力系统。
一年以后,孜孜不倦的施泰因梅茨溘然长逝了。他没有留下多少财产,仅有的财产的大部分留给了他收养的那个“家庭”,他们曾经给了他极大的欢乐。但是他的天赋却给科学、给用电的人们、给他的学生以及给他的城市--斯克内克塔迪--的学校里的孩子们留下了许多伟大的礼物。
施泰因梅茨(Steinmetz,Charles Protells)德裔美国电机工程师。美国艺术与科学学院院士。1865年4月9日生于德国的布雷斯劳(今波兰的弗罗茨瓦夫)。1901 ~1902 年任美国电机工程师学会主席。