斯坦梅茨——科学家的心思你别猜~

趣味科研 Janthy

光亮柔顺的大背头,精致小巧的眼镜,深邃的眼神里激荡着知识的浪花,冷峻的轮廓上彰显着科学的严谨。再加上一缕不羁的胡须,照片中的斯坦梅茨(Charles Proteus Steinmetz)俨然一位上世纪八九十年代的典型科学家的形象。 ? ?

不认识?没关系,大家应该都听过这样一个故事。

“20世纪初,美国福特公司正处于高速发展时期,客户的订单快把福特公司销售处的办公室塞满了。突然,福特公司一台电机出了毛病,几乎整个车间都不能运转了。公司调来大批检修工人反复检修,可怎么也找不到问题出在哪儿。福特公司的领导火冒三丈,别说停一天,就是停一分钟,对福特来讲也是巨大的经济损失。这时有人提议去请着名的物理学家、电机专家斯坦梅茨帮助。

斯坦门茨仔细检查了电机,然后用粉笔在电机外壳画了一条线,对工作人员说:“打开电机,在记号处把里面的线圈减少16圈。”人们照办了,令人惊异的是,故障竟然排除了!生产立刻恢复了!

福特公司经理问斯坦梅茨要多少酬金,斯坦门茨说:“不多,只需要1000美元。”1000美元?就只简简单单画了一条线!斯坦梅茨看大家迷惑不解,转身开了个清单:画一条线:1美元;知道在哪儿画线:999美元。福特公司经理看了之后,不仅照价付酬,还重金聘用了斯坦梅茨。”

——摘自维基百科

▲科学技术就是第一生产力

斯坦梅茨Charles Proteus Steinmetz(1865年4月9日 - 1923年10月26日;原名:Karl August Rudolph Steinmetz)是德国出生的美国数学家和电气工程师,联合学院教授。曾获斯克内克塔迪联合学院博士学位、哈佛大学名誉博士。1901~1902年任美国电机工程师学会主席。他是美国艺术与科学学院院士,曾获富兰克林学会的克雷松金质奖章。

斯坦梅茨一生共获得了200多项专利技术,出版了13本书发表了60篇文章。其提出的交流电滞后理论、稳态电路理论以及瞬态理论成为了交流电领域中的权威知识。斯坦梅茨与托马斯·爱迪生同为美国电力创始人之一,并用数学理论解释了交流电原理,促进了美国的电力工业飞速发展。

左至右:恩斯特·朱利叶斯·伯格,本尼迪克特,阿尔伯特·爱因斯坦,未知,斯坦梅茨,AN Goldsmith,A.Malsin,欧文朗缪尔。新不伦瑞克省,新泽西州
从小就是天才

斯坦梅茨出生于德国的布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫),由于父亲以及祖父的遗传,他遭受着侏儒症、驼背以及髋关节发育异常的折磨。由于出生即带有残疾,自幼受人嘲侮,但他意志坚强,刻苦学习。还在中学的时候,他的装订工父亲就非常骄傲地把斯坦梅茨的作业和试卷都装订成册。1882年于布雷斯劳大学就读,展现出惊人的学习能力,六年内共学习了理论物理,化学,电气工程,专业攻读高等数学和医学。此外,他还是经济学的学生。后于1888年入苏黎世联邦综合工科学校深造,也是在此时期发现了自己对电气工程的喜爱。1889年赴美,改名“查尔斯”并选择了中间名“ Proteus ”。Proteus是奥德赛的一个聪明的驼背角色,知道很多秘密,而斯坦梅茨觉得这个名字适合他。

刚到美国后,斯坦梅茨在纽约市Yonkers的Rudolph Eickemeyer公司工作(据说是由于这家公司员工都说德语),并在此期间重点研究了交流电中的磁滞现象。斯坦梅茨发表了一篇关于磁滞的文章,这个文章被AIEE(美国电气工程师协会)注意到,同时也引起了通用电气公司的注意,并于1893年加入通用电气,搬到马萨诸塞州的林恩,与汤姆森一起工作。

▲交流电磁滞后图

在加入通用电气(当时在美国的两个最佳工作地点之一)之后,斯坦梅茨,Louis Bell和汤姆森开发了第一个商用三相交流电力系统,并用数学理论中的向量法解释了交流系统,自此宣告了从特斯拉以来与直流电竞争中的彻底胜利。

▲1921年由Elihu Thomson和Steinmetz 1895(加利福尼亚州Folsom)设计的早期交流发电机

此后斯坦梅茨一边工作(对抗那些试图开发比爱迪生更好的白炽灯的德国人),一边教书。直到晚年又设计了能产生1万安电流、10万伏电压的高压发电机;研制成保护高压线的避雷器、高压电容器。他还开发了人工雷电装置。他一生的研究领域涉及发电、输电、配电、电照明、电机、电化学等方面。最后于1923年10月26日在纽约州的舍内克塔迪逝世。

▲Steinmetz和Thomas Edison在人为雷击之后检查材料和绝缘体

故事讲到这里,可以说是很精彩励志了。
而斯坦梅茨也像其他天才科学家一样,有些不走寻常路,故事也因此精彩了许多。

奇怪的科学家

斯坦梅茨曾是个社会主义的忠实粉丝。

早在德国布雷斯劳读大学时期,斯坦梅茨就已加入社会民主党,担任该党党报《人民之声》的编辑,一干就是四年。可当时德国并不能接受社会主义的光荣洗礼,而且斯坦梅茨还是犹太人。最终在1888年,斯坦梅茨由于参与了一起极端的社会主义活动而遭受德国警方调查,被迫逃离德国前往瑞士。(而康奈尔大学的罗纳德教授认为斯坦梅茨最终决定离开他的家乡,更主要是因为他在布雷斯劳大学的学费欠款以及他父亲,继母和他们的女儿在家里的生活充满了紧张。)

他是如此地忠于社会主义原则,甚至到了拒绝接受哪怕稍高一点儿的薪水的地步。

晚年,他作为社会主义者参加国家公职的竞选,但没有成功。

尽管他早些时候对社会主义的努力和兴趣,但到了1922年,斯坦梅茨得出结论,社会主义在美国将永远无法实现,因为该国缺乏“强大,集权的有权威人士的政府”,而且“只有一小部分的美国人今天接受这个观点”。

斯坦梅茨热衷于教育事业,为当时的大学教育提出了改革性意见,包括但不限于增加上课时间、改善学校伙食、增加学校护士、移民儿童特殊班以及免费教科书,强调学生实验的重要性等等。他在联合学院当电气工程系主任时,还与学生一起创建了无线电台2XQ,学生们通过“无线电话”播放音乐会(有人声称这是美国第一个播放的公共娱乐节目)。

他还是个古怪的人。

在斯坦梅茨提出磁滞理论轰动美国电气工程界后,通用公司有意招纳这位科学人才。尽管斯坦梅茨有意去类似通用电气这样更大的平台进行科学研究,但他拒绝抛弃他的老东家。于是通用管理层不得不收购了他的原公司,从而让他成为通用的一员。(当然也是由于通用对Eickmeyer公司的变压器专利非常感兴趣。)

Steinmetz在通用电气Schenectady

在通用电气公司工作时,有人告诉他实验室里严禁吸烟。无论是出于尊重他人还是实验安全,这都是个非常合情合理的提醒。可他当时就不乐意了,对着那人咆哮了起来:“不让抽烟,咱就再见!”最后,通用公司不得不规定:实验室里严禁吸烟,斯坦梅茨除外。

斯坦梅茨住在温德尔路自己设计的房子里。里面有一个温室,养着各种各样“丑”的植物和动物,例如各种奇形怪状的仙人掌和一些爬行动物。

Steinmetz在他的小木屋内

他还特别喜欢汽车和飞机。底特律电动车特别设计了一款允许他从后座开的车。而他本人也创建了美国第一个滑翔机俱乐部(虽然这个俱乐部开发的滑翔机原型没有一个是可以用“飞行”来定义的)。

他还是个老好人。为了不打扰取暖设备里的一窝老鼠,在冬天宁可自己在屋里冷得发抖。

当然还有更精彩的故事。

是这样的。

斯坦梅茨特别喜欢孩子,但是由于家族遗传病的原因,他不想让自己的后辈也遭此磨难,于是他一生都没有结婚。

然而故事并没有结束。

他特别喜欢自己勤劳又忠实的实验室助理海登(Joseph LeRoy Hayden),于是在海登向他宣布将要结婚并且要寻找自己的住处时,斯坦梅茨给他提了个建议:

? ? ?“不如你们一大家子都搬到我这个大房子里来住吧,我亲爱的海登。”

? ? ? ?海登喜出望外:“为什么不呢,这真是一件大好事!”

可海登的新妻子科琳不太高兴,哪有去别人家结婚生活的?

于是斯坦梅茨又苦口婆心地和科琳进行了沟通,科琳最后同意了。因为她可以“run the house as I see fit”。

刚开始合居的日子有些尴尬,不过一段时间之后大家发现这样也挺好的。特别是海登有了三个孩子之后,斯坦梅茨成为了三个孩子的“祖父”,因为他合法收养了约瑟夫·海登当他的儿子。如此,斯坦梅茨不仅有了孩子,甚至直接有了孙子。一家人其乐融融,斯坦梅茨很喜欢他的三个孙辈,“entertaining them with fantastic stories and spectacular scientific demonstrations”。

▲从右至左:Steinmetz和“儿媳妇”科琳以及一对不明身份的夫妇在温德尔街的门廊前

哦对了。

斯坦梅茨还是个终身不可知论者。

(文章综合自维基百科、Edison Tech Center)

有趣 呵呵呵 嘿嘿

5

发表评论

0/500

    全部评论

  • “不让吸烟,咱就再见!”这老头有意思!牛人牛不牛只拼实力!

    回复