斯克内克塔迪的巫师查尔斯·普罗特厄斯·斯坦梅茨(Charles Proteus Steinmetz)

2020-06-20 23:13:12

他站着只有四英尺高,他的身体被背部的隆起和弯曲的步态扭曲了,他发育迟缓的躯干给人一种头、手和脚太大的错觉。但他是科学思想家中的巨人,将阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)、尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)和托马斯·爱迪生(Thomas Edison)视为朋友,他对数学和电气工程的贡献使他成为那个时代最受欢迎、最容易认出的人之一。

20世纪初,可以看到查尔斯·施泰因梅茨(Charles Steinmetz)穿着西装,戴着大礼帽,在纽约斯克内克塔迪(Schenectady)的街道上兜售他的自行车,或者坐着独木舟沿着莫霍克河漂流,跪在临时桌面上,在纸上草草写下笔记和方程式,有时会被吹到水里。斯坦梅茨嘴唇上似乎粘着一支黑石帕纳特拉雪茄,当孩子们一看到他就退缩了-他相信,被这个带有德国口音的“古怪的、侏儒般的人物”吓坏了。这样的经历对施泰因梅茨来说更加痛苦,因为他一生中最渴望的是家庭和孩子。但斯坦梅茨知道他的畸形是先天性的(他的父亲和祖父都患有脊柱后凸,一种上脊椎的异常弯曲),他选择了不结婚,担心把他的畸形遗传给后代。

卡尔·奥古斯特·鲁道夫·施泰因梅茨1865年出生于德国布雷斯劳(现波兰弗罗茨瓦夫),成为布雷斯劳大学数学和化学专业的一名优秀学生,但在当局对他参与社会党产生兴趣后,他被迫逃离这个国家。他于1888年抵达埃利斯岛,几乎被拒之门外,因为他是一个侏儒,但与施泰因梅茨同行的一位美国朋友让移民官员相信,这位年轻的德国博士是一个天才,他的存在有朝一日会让整个美国受益。再过几年,施泰因梅茨就会证明他的美国朋友是对的。

到达后不久,他去了纽约扬克斯的Eickemeyer和Osterhold公司工作,他通过一个数学方程式(后来被称为迟滞定律或斯坦梅茨定律)识别并解释了支配电力损失的现象,导致交流和直流电力系统都取得了突破。美国正进入电气工程的黄金时代,当托马斯·爱迪生和通用电气得知施泰因梅茨在扬克斯用电动马达做什么时,该公司于1892年收购了埃克迈耶和奥斯特霍尔德公司,获得了施泰因梅茨的所有专利和服务。

施泰因梅茨把自己的名字美国化为查尔斯·施泰因梅茨。他选择Proteus作为他的中间名-德国的教授们亲切地给他起了这个绰号,以表彰这位变形的海神。在希腊神话中,普罗提厄斯是一个居住在洞穴里的先知老人,他总是回到他的人形--驼背。施泰因梅茨非常喜欢这种比较。

1894年,他来到了斯克内克塔迪,在接下来的30年里,他一直把这里称为家,他对通用电气的影响是立竿见影的。施泰因梅茨利用复杂的数学方程,发展了分析交流电路中数值的方法。他的发现改变了工程师们对电路和机器的看法,并使他成为几十年来电学领域最知名的名字。

不久,当时最伟大的科学头脑前往斯克内克塔迪与这位多产的“小巨人”会面;这些会面的轶事至今仍在工程学课堂上流传。1965年,在“生活”杂志发表了一篇关于施泰因梅茨的报道后,其中一篇出现在“生活”杂志的信件页上。杰克·B·斯科特写信讲述了他的父亲在密歇根州迪尔伯恩的亨利·福特的鲁日河工厂与斯克内克塔迪巫师的遭遇。

福特的电气工程师无法解决他们在巨型发电机上遇到的一些问题,他把斯泰因梅茨叫到了工厂。一到,斯坦梅茨就拒绝了所有的帮助,只要了一本笔记本,一支铅笔和一张婴儿床。根据斯科特的说法,斯坦梅茨听着发电机的声音,连续两天两夜在记事本上草草写下计算结果。第二天晚上,他要了一架梯子,爬上发电机,在发电机一侧画了一个粉笔记号。然后,他告诉福特持怀疑态度的工程师去掉标记处的一块板,并更换磁场线圈上的16个绕组。他们做到了,发电机发挥到了极致。

亨利·福特非常激动,直到他从通用电气公司拿到了一张金额为10,000美元的发票。福特承认施泰因梅茨的成功,但对这个数字犹豫不决。他要了一份详细的账单。

尽管他在职业上取得了成功,但斯坦梅茨的生活中存在着空虚,他采取了一种策略来纠正这种空虚,这有助于确保他作为“波西米亚科学家”的声誉。他在Schenectady的头几年是在通用电气工程师的“单身汉圈子”里度过的,徒步旅行、划独木舟和尝试摄影。斯坦梅茨与其中一名实验室助理成为亲密朋友,他是一位名叫约瑟夫·勒罗伊·海登(Joseph LeRoy Hayden)的年轻瘦小的金发男子,当时他们开发了第一盏磁弧灯,后来被用来照亮街角。海登开始为施泰因梅茨做饭,很快就在老板的实验室里放了一张婴儿床,这样他就可以在马拉松式的工作时间里打盹了。当海登宣布他打算结婚并在附近找一套公寓时,施泰因梅茨有了一个想法。

到20世纪初,施泰因梅茨已经开始在温德尔大道(Wendell Avenue)上建造一座大房子,这座房子位于通用电气高管居住的地区。作为一名珍稀植物收藏家,他让人设计了一个温室和一个实验室,他计划在那里尽可能多地工作,以避免进入办公室。豪宅建成后,施泰因梅茨在温室里种满了兰花、蕨类植物和仙人掌(他喜欢它们奇怪的形状),并专注于他一直想要的动物动物群。就像一个淘气的男孩一样,他对任何致命的东西都很着迷,他收集了鳄鱼、响尾蛇和黑寡妇蜘蛛。发明家古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)曾向斯坦梅茨问及他的吉拉怪物。“他死了,”斯坦梅茨回答说。“他太懒了,吃不下东西。”

很快,施泰因梅茨每天晚上都会在家中与海登和他的妻子科琳(Corine)共进晚餐。科琳是一位胖乎乎、圆脸的法裔加拿大人。房子对斯坦梅茨来说太大了,海登夫妇怀疑可能会发生什么。最后,斯坦梅茨转向科琳。

约瑟夫·海登(Joseph Hayden)对此表示完全支持。这将使他们长时间的工作变得更加方便,而且房子提供了他和科林自己永远负担不起的空间。海登开始珍视施泰因梅茨的怪癖,他明白这位波西米亚科学家真的渴望有一个属于他自己的家庭。科琳很不情愿,但施泰因梅茨轻轻地把她累垮了。

“如果我们搬去和你一起住,”她最后告诉他,“我必须按照我认为合适的方式来管理房子。”

“当然可以,亲爱的,”斯坦梅茨回答,强忍着笑容。科琳·海登随后概述了他们同居的条件-施泰因梅茨只愿意支付他那部分支出。无论他和她丈夫的工作有多重要,她都会按固定的时间表准备和供应饭菜。男士们只需放下所有东西,坐到桌子旁就可以了。施泰因梅茨同意科林的所有条件。

这种生活安排,尽管开始时有些尴尬,但很快就蓬勃发展起来,特别是在海登夫妇开始生孩子-乔、米奇和比利-以及斯坦梅茨合法收养约瑟夫·海登作为他的儿子之后。海登的孩子们有一位祖父,“爸爸”施泰因梅茨,他确保他们在一个充满奇迹的家庭中长大。生日聚会包括液体和气体在本生燃烧器中爆炸,这些气体散落在房子周围装饰性的地方。施泰因梅茨的身高并不比在他的实验室和温室里跑来跑去的孩子们高多少,他给他们讲了龙和小妖精的故事,并用他从水桶里各种钠和氢的混合物中召唤出的烟花来说明这些故事。

1922年,托马斯·爱迪生来拜访斯坦梅茨。到那时,爱迪生几乎已经聋了,斯坦梅茨用摩尔斯电码在爱迪生的膝盖上敲出了一条信息。爱迪生笑容满面,两人在茫然不知所措的记者面前继续沉默的交谈。

斯坦梅茨的名气只是在他和海登一家住在温德尔大道上的那几年里才增长的。当一位社会党市长上任时,施泰因梅茨担任斯克内克塔迪教育委员会主席,并在实施更长的上课时间、学校膳食、学校护士、移民子女特别班和分发免费教科书方面发挥了重要作用。

1921年的一个星期五下午,施泰因梅茨跳上他的电动车,前往莫霍克营地度周末,他在那里建了一座小房子,俯瞰着维埃勒河。当他到达时,他发现闪电损坏了大楼,打碎了一面巨大的银色玻璃镜。他整个周末都在煞费苦心地重建镜子,把碎片放在两块玻璃之间。一旦组装完毕,他就研究了图案,并确信破碎的镜子揭示了闪电放电的路径。回到通用电气,他带来了一台巨大的仪器,然后又带来了另一台。在晚上的几个奇怪的时间里,有雷鸣般的撞车声。这座城市充斥着各种猜测。斯克内克塔迪的巫师到底在28号楼做什么?

1922年3月,记者应邀来到通用电气,聚集在施泰因梅茨建造的一个模范村庄前。在爱迪生亲眼目睹的喧闹和爆炸性的示威中,斯坦梅茨揭开了一台12万伏闪电发生器的面纱。以表演者的姿态,他拨动开关,制造出闪电,将大块木头劈成碎片,摧毁了一座白色小教堂的尖顶,并劈开了一棵微型树木。记者们惊叹不已。第二天,“纽约时报”的一个标题宣称,“摩登魔王随意投掷灯光。”施泰因梅茨的工作导致了用来保护电力设备免受雷击的措施。

但据斯坦梅茨的传记作者乔纳森·诺顿·伦纳德(Jonathan Norton Leonard)说,在斯坦梅茨生命的末期,“他的科学工作已经变得很像一个男孩在玩机器。”那时,斯坦梅茨因其在该领域的贡献而赢得了电气工程师的尊重,但在他成名的巅峰时期,斯坦梅茨只是情不自禁地对那种他在职业生涯早期会鄙视的伪科学感到高兴。普罗提厄斯是他一生中最快乐的人。

1923年秋天,施泰因梅茨和他的家人乘火车向西旅行,停下来看了大峡谷、约塞米蒂和好莱坞的演员道格拉斯·费尔班克斯。这次旅行让这位58岁的科学家筋疲力尽,10月26日,回到温德尔大道的家中,他的孙子比利用托盘给他送来了早餐,却看到斯坦梅茨一动不动地躺在床上,身边放着一本物理书。医生说,在他睡觉的时候,他的心脏衰竭了。斯克内克塔迪的巫师不见了。

书籍:约翰·温斯罗普·哈蒙德。查尔斯·普罗提厄斯·斯坦梅茨:传记。凯辛格出版社,2006。罗纳德·克莱恩。斯坦梅茨:工程师和社会主义者。约翰·霍普金斯大学出版社,1998年。弗洛伊德·米勒。驯服闪电的人:查尔斯·普罗特厄斯·斯坦梅茨(Charles Proteus Steinmetz)。麦格劳-希尔,1962年。乔纳森·诺顿·伦纳德。洛基:查尔斯·普罗提厄斯·施泰梅茨的一生。道布尔迪,1929年。贝蒂·M·阿德尔森。“侏儒的生活:他们从公众好奇心到社会解放的旅程”。罗格斯大学出版社,2005年。沃尔特·海因斯·佩奇,亚瑟·威尔逊·佩奇,“世界的工作:我们时代的历史”,第8卷。Doubleday,Page&;Co.,1904年出版。

文章:“现代魔王随意投掷闪电。”“纽约时报”,1922年3月3日。“作为‘变形人’,他改变了自己的形状”,“生活”,1965年4月23日。“致编辑的信。”生活,1965年5月14日。“查尔斯·斯坦梅茨:联盟的电气巫师。”联合学院杂志,1998年11月1日。“发明家斯坦梅茨。”www.yonkershistory.org。