第327章 科学巨匠
作品:《开局自爆:国家带我支援亮剑》 太原武宿机场,经过工兵部队的紧急扩建和修缮,已经初具规模,跑道旁,新建的机库和指挥塔楼矗立著,地勤人员正在紧张地忙碌。
今天,机场的气氛与往常不同,多了一份肃穆和期待。老总、沈舟,以及总部和太远方面的一些负责同志,都来到了机场跑道旁,翘首以盼。
天空中传来引擎的轰鸣声,一架涂著八路军徽章的c-47运输机,在几架p-51战斗机的护航下,出现在天际,缓缓降低高度,对准跑道,平稳地降落在跑道上,滑行到指定位置。
舱门打开,舷梯放下。首先下来的是一批神情激动、穿著朴素但眼神中充满求知慾的年轻学者和工程师,他们是早期通过各种渠道从海外归国、投身抗日的科技人才。
隨后,在工作人员的搀扶下,一位身材高瘦、穿著有些陈旧但依旧整洁的西服、满头银髮的老人,缓缓走下了舷梯。
正是尼古拉·特斯拉!
儘管年事已高,旅途劳顿,但当他踏上太原的土地,看到眼前前来迎接的人群,尤其是感受到一种与纽约酒店截然不同的、充满生机和希望的氛围时,老人的脸上露出了久违的、发自內心的笑容,甚至带著一丝孩童般的好奇。
老总大步上前,通过翻译,热情地握住特斯拉的手:“特斯拉先生,欢迎您,一路辛苦了,我代表八路军,代表大夏人民,热烈欢迎您的到来,您能在这战火纷飞的年代,不远万里来到我们这里,我们深感荣幸!”
沈舟也强压著內心的激动,上前用英语说道:“特斯拉先生,我是沈舟。欢迎来到大夏!希望这里能成为您新的家园和实现梦想的舞台!”
特斯拉看著眼前这位气质不凡的將军和这位年轻的、目光中充满敬仰和智慧的东方青年,显得有些激动,他通过翻译回答道:“感谢你们的盛情邀请!这里的空气……充满了活力,和我待过的任何地方都不同。我很期待在这里开始新的工作。”
简短的欢迎仪式后,特斯拉被安排到了太原城內一处相对安静、条件较好的院落休息,並配备了专门的医护人员、生活助理和翻译。八路军方面给予了这位科学巨匠最高规格的礼遇。
接下来的几天,特斯拉主要在休息和適应环境。沈舟虽然心急,但也知道欲速则不达,只是安排人带著特斯拉在太原城內及周边相对安全的区域参观,让他了解根据地的情况,感受这里的氛围。
特斯拉对看到的一切都充满兴趣:秩序井然的街道、精神饱满的士兵、努力生產的工人、以及人们脸上那种对未来的期盼,都给他留下了深刻印象。他隱约感觉到,这片古老的土地正在发生著某种深刻的变革。
几天后,见特斯拉精神恢復得不错,沈舟终於按捺不住,带著精心准备的问题,在翻译的陪同下,再次拜访了特斯拉。
寒暄过后,沈舟直接切入正题。他让隨行人员展开一块准备好的黑板,上面用中英文写著他思考已久、也是来自未来顾临川团队迫切想攻克的技术难题的核心要点。
“特斯拉先生,”沈舟的语气带著敬意和期待,“冒昧打扰。我们目前正在研究一项对未来能源应用至关重要的技术,想到了您在无线能量传输领域的卓越成就,特来向您请教。”
他指著黑板上的关键词:“我们设想的目標是:实现一种中远距离、高效率、可穿透一定障碍物的无线电能传输。
具体来说,是希望在一个相对开放的空间內(例如一个房间、一个车间甚至一个院落),部署一个中心能量发射装置,而空间內的用电设备,无需插线,就能自动地、持续地获得电能进行工作或充电。”
沈舟儘量用通俗的语言描述,並用手势比划著名:“这不同於现在已有的、距离极短、需要紧密接触的电磁感应式充电。我们追求的是……更像您当年在沃登克里弗塔实验中设想的那样,但规模更小、更实用、更安全,能够为日常电子设备乃至某些特定军事装备供电。”
特斯拉听著翻译的转述,原本有些疲惫的眼睛渐渐亮了起来,露出了感兴趣的神色。这个问题,显然触动了他內心深处最执著也最遗憾的领域——无线输电。
他没有立即回答,而是站起身,走到黑板前,仔细看著上面的关键词,陷入了沉思。房间里一片寂静,只有窗外隱约传来的操练声。
几分钟后,特斯拉转过身,摇了摇头,通过翻译说道:“沈,你的这个设想,非常大胆,也很有吸引力。这確实是无线电力传输应该努力的方向。但是……”
他话锋一转,语气变得现实而严谨:“以目前……不,甚至在未来三十年內,普遍存在的材料科学和电子技术水平来看,要实现你描述的这种『空间充电』效果,几乎是不可能的。主要的瓶颈在於几个方面:”
特斯拉拿起粉笔,在黑板上快速写下一连串公式和草图,虽然年迈,但动作依旧流畅,显示出其深厚的功底。
“第一,能量发射端的效率与聚焦。要实现一定距离的传输,发射装置需要產生足够强的交变电磁场。这需要大功率的高频振盪器。
但更大的问题是,如何让能量定向、聚焦传输,而不是向四面八方散射?那样效率极低,且会对周围环境造成不可预测的干扰,甚至危险。
这需要非常复杂和精密的天线阵列和波束成形技术,目前的材料和技术难以实现小型化和高效率。”
“第二,能量接收端的灵敏性与效率。在开放空间中,接收设备捕获到的能量密度会隨著距离急剧衰减。
要实现实用化,接收器必须非常灵敏,能够从微弱的电磁场中高效地提取能量,並將其转换为可用的直流电。
这需要极其高效的射频-直流转换电路,对二极体、电容等元件的性能要求极高,目前的半导体技术远远达不到。”
“第三,也是最重要的,安全与干扰问题。”特斯拉的表情变得严肃,“大功率的电磁波在空间中传播,会对生物体產生什么影响?会不会干扰其他电子设备?如何控制其作用范围,避免对非目標区域造成影响?
这些安全问题不解决,任何实际应用都无从谈起。而解决这些问题,需要更深入的生物电磁学研究和更精密的控制技术。”
他放下粉笔,看著沈舟,语气带著科学家的审慎:“所以,沈,不是理论上行不通。在理论上,麦克斯韦方程组早已指明了可能性。
我的沃登克里弗塔实验,某种程度上也验证了远距离传输的可行性。但真正的障碍在於工程实现!
在於材料!在於元器件!没有能够在高频、大功率下稳定工作的特殊磁性材料、没有低损耗的介电材料、没有高效快速的开关器件和检波器件……这一切都只是空中楼阁。”
沈舟认真地听著,频频点头。特斯拉的分析一针见血,直接指出了问题的核心——工程瓶颈,尤其是材料瓶颈。
这和他与顾临川在现代遇到的困难是完全一致的!现代的无线充电技术,也正是在材料、晶片和算法上寻求突破。
但沈舟要的,恰恰就是理论指导!是方向!是绕过已知弯路的思路!
他深吸一口气,对特斯拉说:“特斯拉先生,您分析得非常透彻!工程和材料的困难,我们完全理解。
但是,我们想请教您的,正是拋开这些当前限制,纯粹从物理原理和理论创新的角度,您认为,要实现这种技术,最有潜力的技术路径是什么?”
他进一步引导:“比如,是应该继续深入研究更高频率的电磁波的传输和接收特性?还是应该探索某种新型的、比如基於磁共振耦合的非辐射式能量传输模式?或者,在能量波的调製、编码方式上,有没有可能进行革新,以提高传输效率和安全性?”
沈舟的问题,显然问到了特斯拉的心坎上。这位一生痴迷於探索电磁奥秘的天才,眼睛越来越亮,脸上甚至浮现出一种近乎痴迷的神情。
“拋开材料限制?只谈理论路径?”特斯拉喃喃自语,似乎在脑海中快速推演著。他重新拿起粉笔,在黑板上画出了更加复杂的场分布图和等效电路。
“频率的选择很关键……太低,波长太长,难以聚焦;太高,大气衰减和器件损耗又会剧增……微波段,或许是平衡点……但如何產生稳定、纯净的大功率微波源是个难题……”
“非辐射模式……磁共振……是的,这是一个非常有趣的方向!如果发射端和接收端调谐到相同的共振频率,理论上可以在中距离上实现较高的能量传输效率,而且对非共振物体的影响较小,可能更安全……但如何实现强耦合、如何克服失谐……q值必须非常高……”
“调製和编码……这涉及到信息与能量的结合……或许可以用某种扩频技术,將能量『隱藏』在噪声中,提高抗干扰能力和安全性……但这需要极其复杂的信號处理……”
特斯拉完全沉浸在了理论的海洋中,时而快速书写公式,时而停下来凝视思考,时而激动地比划著名,向沈舟阐述他的想法。
他提出的某些概念,如强调共振耦合的重要性、对特定频段的偏好、对能量与信息结合传输的设想,竟然与后世无线充电技术的发展方向有著惊人的暗合!
沈舟越听越兴奋,赶紧让旁边的记录员详细记录下特斯拉的每一句话、每一个草图。这些都是无价之宝!是跨越了时代的天才直觉!
討论了近两个小时后,特斯拉似乎有些疲惫,但精神依旧亢奋。他放下粉笔,对沈舟说:“沈,你提出的这个问题,非常有挑战性,也让我想起了很多年轻时的构想。
虽然目前实现困难重重,但理论上的可能性是存在的。我需要一些时间,更系统地整理一下我的思路,或许可以尝试构建一个更完整的数学模型。”
沈舟大喜过望,连忙说道:“太好了!特斯拉先生,非常感谢您的指导!我们不需要您立刻解决所有问题,您能愿意深入思考这个方向,为我们指明理论路径,就已经是巨大的帮助了!”
他趁机提出请求:“我们这里有一个初步的实验室,虽然条件简陋,但有一些基础的仪器和设备。
如果您有兴趣,我们可以为您配备助手,支持您进行一些理论计算和简单的小功率原理性验证实验。所有的研究经费和资源,由我们全力保障!”
特斯拉看了看窗外,又看了看眼前这位对前沿科技充满热情且提供全力支持的年轻人,心中涌起一股久违的创作衝动。在纽约的困顿和失落,似乎在这里找到了宣泄的出口。
“好吧,”特斯拉点了点头,脸上露出了笑容,“这个课题確实有点意思。反正我现在主要的实验设备还在运输途中,正好可以利用这段时间,研究一下这个『空间充电』的问题。这让我感觉……又回到了在科罗拉多斯普林斯实验室的日子。”
“太感谢您了!”沈舟激动地握住特斯拉的手。他知道,一颗至关重要的种子已经播下。只要特斯拉愿意投入精力,以他那天马行空又严谨无比的思维,必定能在这个领域提出超越时代的见解。
接下来的日子,特斯拉在適应新环境的同时,开始著手研究沈舟提出的无线充电课题。
沈舟为他配备了最好的翻译和几名有物理、无线电基础的年轻研究员作为助手,並儘可能提供了当前条件下所能获得的最好的计算工具和研究资料。
特斯拉时而伏案疾书,推导复杂的电磁场方程;时而在黑板上画满各种奇特的线圈结构和场型图;时而与助手们討论,解释他的构想。
沈舟则定期前去拜访,一方面是关心特斯拉的生活和健康,另一方面也是不断將特斯拉的理论进展记录下来,並適时地提出一些来自现代知识的、引导性的问题,激发特斯拉更多的灵感。
与此同时,沈舟自己也投入了紧张的工作。他將与特斯拉討论的要点、草图、公式,以及自己基於未来知识的理解,详细地整理成一份份的报告。
他计划在下次返回现代时,將这些宝贵的“特斯拉原始思路”带给顾临川。
他相信,结合特斯拉超越时代的理论直觉和现代先进的材料与工艺,完全有可能在无线充电领域实现重大突破,甚至可能比原定时间表提前很多年!
一旦中远距离无线电能传输技术取得实质性进展,其军事意义將无可估量!
想像一下,前沿阵地的侦察设备、通信器材可以无需布线、无需频繁更换电池而持续工作;隱蔽的监听站、自动化武器站可以获得“无形”的能源补给;
甚至未来,小型无人机、单兵装备的续航能力將得到革命性提升!
这不仅仅是便利,更是一种顛覆性的战场优势!
穿越了半年,技术开始反哺!

