«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОМЕТЕЙ ДЖОН О`НЕЙЛ Часть первая. ЭНЕРГИЯ И СВЕТ Изобретателей, сравнимых с ним по масштабам решений даже только поставленных перед собой задач, история насчитывает единицы. Создав систему многофазных ...»

Оставить керосиновые лампы?

Система Теслы освобождала электроэнергетику от производственных пут.

Устройства, работающие на переменном токе, явно проще и удобнее в обращении;

напряжение в них легко изменяется с помощью элементарных трансформаторов.

Повышая его по методу Теслы до многих тысяч вольт и одновременно снижая силу тока, можно было практически неограниченно увеличивать пропускную способность линий.

Тесла сделал возможной дешёвую передачу энергии на огромные расстояния. Стало выгодным строить электростанции вблизи угольных копей или на больших реках и оттуда передавать энергию к местам потребления.

ТЕСЛА И ВЕСТИНГАУЗ

Рассчитывать на Эдисона не приходилось. Иным оказался Джордж Вестингауз, глава питтсбургской фирмы «Вестингауз Электрик», изобретатель знаменитого пневматического тормоза, а также множества электрических устройств, опытный делец.

Не привязанный к постоянному току (как был душой и бизнесом привязан Эдисон), он отлично разобрался во всём, что сулит ток переменный. Явившись в лабораторию Теслы, Вестингауз сразу взял быка за рога:

- Предлагаю за ваши патенты миллион наличными плюс патентные отчисления!

- Хорошо, - сказал Тесла.- Отчисления – по доллару с лошадиной силы.

- По рукам! Чек и контракт получите через несколько дней.

В этой сделке проявились два крупных характера, два инженера, наделённые даром предвидеть развитие техники, смело доверившиеся друг другу, стоящие выше мелочной коммерческой осторожности и придирчивой детализации. Сумма изобретательского вознаграждения была по тем временам рекордной: Вестингауз купил сразу сорок изобретений по 25 тысяч долларов за каждое и пригласил Теслу переехать в Питтсбург – стать на год консультантом фирмы по внедрению этих изобретений в производство. Так как в собственной компании Тесле всё равно приходилось время от времени заниматься подобными хлопотами, он решил пожертвовать Вестингаузу год своего времени.

Но в Питтсбурге Тесле пришлось иметь дело уже не с самим Джорджем Вестингаузом, изобретателем, способным понять другого изобретателя, а с инженерами фирмы, у которых были свои задачи, свои технические представления и нормы, считавшиеся незыблемыми. В частности, Тесла доказывал, что наиболее выгодна частота 60 циклов в секунду, а инженеры привыкли к 133 циклам и теориям Теслы верить не желали. Были и другие расхождения во взглядах практиков и «мечтателя», не столь принципиальные, но существенные и болезненные.

И Тесла уехал обратно в Нью-Йорк, отказавшись от предложенных ему расстроенным Вестингаузом 24 тысяч в год, от прекрасной лаборатории. При этом оба они были правы – и обуреваемый своими идеями, легкоранимый Тесла, и Вестингауз, считавший, что постепенно всё уладится, станет на свои места. Тесла впоследствии был рад, узнав, что в Питтсбурге проектирование устройств по его идеям не остановилось, а частота 60 герц принята в США как стандартная (и сейчас она в США стандартная; в СССР и большинстве других стран – 50 герц), но в Нью-Йорке он был снова свободен. Там за четыре года он подал сорок пять заявок и по всем получил патенты.

Из двух лабораторий на Пятой авеню сыпались изобретения, изумлявшие мир. В то же время между приверженцами постоянного и переменного токов назревал конфликт.

Компании Вестингауза и Томсон-Кустона ещё до Теслы занимались дуговыми лампами и другими осветительными приборами на переменном токе. Эдисон же утверждал, что переменный ток опасен из-за высоких напряжений. Появление Теслы и его изобретений только подлило масла в огонь. Когда судебные власти, в ведении которых была ньюйоркская тюрьма, выбрали для казни преступников на электрическом стуле переменный ток, Тесла был уверен, что это проделки Эдисона, пытавшегося ещё и таким способом дискредетировать своих конкурентов в глазах публики.

Вестингауз, внедрявший изобретения Теслы, переводил американскую энергетику на электрические рельсы переменного тока, это требовало больших капиталов. К несчастью, начинания Вестингауза совпали с очередной экономической депрессией, и вскоре его компания оказалась в тисках финансовых трудностей. Обострялась конкуренция, финансовые титаны начали битву за сферы влияния. Мелкие фирмы сливались в крупные;

компании Эдисона и Томсон-Кустона, основные конкуренты Вестингауза, объединились в могучую «Дженерал Электрик». Вестингаузу был брошен вызов. Он расширил своё дело, используя патенты Теслы, и оказался в ещё большей, чем прежде, зависимости от финансистов. Пришлось и ему объединяться с несколькими фирмами, хотя и помельче, в частности с «Косолидейтед Электрик Лайт Компани» и с «Ю.С. Электрик Компани». Но, независимо от этого вынужденного решения, финансовые воротилы потребовали, чтобы Вестингауз отказался от некоторых проектов и обязательств, которые, по мнению воротил мешали «оздоровлению» фирмы. И в первую очередь – от уплаты Тесле обременительного доллара с лошадиной силы.

Как этому ни противился Вестингауз, банкиры стояли на своём: «Либо вы будете платить Тесле, либо мы будем поддерживать вашу фирму».

Пришлось пойти на переговоры с Теслой. Не было оснований рассчитывать, что Тесла откажется от контракта или согласится на уменьшение платежей; к тому же гордость изобретателя была уязвлена спорами с питтсбургскими инженерами. С другой стороны, Вестингауз сознавал, что заключил с Теслой честную сделку и теперь пытается честно выпутаться из положения. Быть может, Тесла согласится в обмен на контракт занять какой-нибудь руководящий пост? Это в конце концов было бы выгодно для обеих сторон… Сейчас трудно определить точную стоимость контракта Теслы и Вестингауза. По приблизительному подсчёту, сделанному сотрудниками журнала «Электрикал Ворлд», патенты, проданные Вестингаузу, принесли бы Тесле к 1905 году свыше 12 миллионов долларов. Можно ли убедить человека добровольно отказаться от такой суммы?

Вестингауз явился в лабораторию Теслы и, как и в первое их свидание, приступил к делу без экивоков:

- От вашего решения зависит судьба компании, - сказал он.

- А если я откажусь от контракта, сохраните ли вы контроль над компанией, будете ли и дальше внедрять мои изобретения?

- Я считаю вашу многофазную систему величайшим открытием в электротехнике, изза этого и попал в затруднительное положение. Но я намерен продолжать дело и перевести всю энергетику на переменный ток… Мистер Вестингауз, - сказал Тесла. – Вы стали моим другом, вы поверили в меня и были на моей стороне, оспаривая мнение собственных инженеров, лишённых воображения. Выгоды, которые принесёт человечеству многофазная система, для меня важнее денег. Пусть же ваша компания продолжает существовать! Вот ваш экземпляр контракта, вот мой – я рву их, и больше не беспокойтесь о патентных о отчислениях.

Великодушие Теслы позволило Ветингаузу реорганизовать фирму. Она стала называться «Вестингауз электрик энд мануфактуринг компани», во многом способствовала переводу электроэнергетики США на переменный ток. В истории американской техники трудно найти другой пример такого изобретательского взаимопонимания и бескорыстия!

В 1938 году Теслу пригласили на юбилейное заседание памяти Вестингауза в Институте социального обеспечения иммигрантов. Тесла был уже стар, приехать не смог, но прислал в Институт письмо: «Джордж Вестингауз… взялся за мои идеи, связанные с переменным током, и выиграл битву против денежных тузов и предрассудков. Он был пионером большого масштаба, одним из тех благородных людей, которыми может гордиться Америка и к которым человечество должно испытывать глубокую благодарность».

ВЫСОКАЯ ЧАСТОТА

Работая над многофазной системой, он изучил довольно широкую область частот и заметил, что по мере их увеличения оборудование становится всё легче, всё меньше на него требуется железа, и решил исследовать такие частоты, при которых, как он считал, можно будет обойтись вообще без железа и магнитной цепи. В этой мысли его утвердили работы Максвелла, особенно опубликованный незадолго перед тем «Трактат об электричестве и магнетизме»(1873г.; следствие из этих работ – существование электромагнитных волн, электромагнитного поля, а также электромагнитная природа света), и опыты Герца с метровыми радиоволнами.

Тесла уверился, что интересные открытия поджидают его на каждой ступеньке частотной шкалы, что, плавно повышая частоту электрических колебаний вплоть до светового диапазона, он в конце концов получит свет прямым способом, гораздо более эффективным, чем с помощью ламп накаливания, где полезное излучение буквально тонет в тепловом.

И он изготовил многополюсные динамомашины переменного тока. 384-полюсная машина давала частоты до 10 тысяч герц, при которых электроэнергия передавалась на большие расстояния ещё лучше, чем при 60-герцевом стандарте. Такие токи было сложно трансформировать, но Тесла решил и эту задачу: сконструировал высокочастотные трансформаторы без железных сердечников, только с «воздушными», состоящие лишь из концентрических первичной и вторичной обмоток. Впоследствии их окрестили «катушками Теслы». В них возбуждались колебания с частотой до 150 килогерц, напряжения до 7 миллионов вольт, пробивавшие воздушный промежуток шириной в два дюйма. И нашёл для таких высоковольтных устройств надёжную изоляцию, ставшую потом общеупотребительной: погрузил аппаратуру в масло.

Одновременно он разработал высокочастотный генератор без вращающихся частей – с возвратно-поступательным движением поршня, приводимого в движение паром или сжатым воздухом. Эта машина давала ток с недостижимой в обычном генераторе стабильной частотой 20 тысяч герц и навела Теслу на серию новых экспериментов, о которых подробный рассказ впереди, - на важные, но опасные и отчасти комичные эксперименты с механическими колебаниями. А попутно – на идею электрочасов, которую, впрочем, ни развивать, ни патентовать он не стал, считая её пустяком.

Гигантские напряжения при высоких частотах Тесла сумел получить, доводя электроколебания до резонансов, подбирая для этого значения двух основных параметров контура, ёмкости и индуктивности, настраивая контур. Достигнут резонанс – значит каждая новая порция энергии, введённая в цепь, подхлёстывает электровибрации, быстро повышает их амплитуду. А заблаговременно проведённые расчёты показали Тесле, что резонансы на высоких частотах достигаются при небольших ёмкостях и индуктивностях.

Несколько лет спустя он рассказывал: «Первый вопрос, требовавший ответа, был – можно ли в природе получить чисто резонансный эффект? Теория и эксперимент утверждали, что это невозможно: по мере увеличения амплитуд потери в колеблющихся телах и в окружающей среде быстро возрастают и гасят колебания, которые в противном случае нарастали бы до бесконечности. И это хорошо, иначе самый невинный эксперимент был бы страшно опасен. Но, в строгом соответствии с законами природы, резонанс можно довести до поразительного эффекта – уменьшая потери!»

Дело тут, правда, было не только в умении снизить потери в цепи (это умел не он один), а ещё и в том, что Тесла вовремя вспомнил полузабытое другими электротехниками открытие лорда Кельвина ещё в 1856 году. Кельвин доказал, что при разряде конденсатора электричество не просто стекает с пластины на пластину, пока постепенно не исчезнет разность потенциалов, а некоторое время мечется между пластинами, причём энергия переходит в тепловую и рассеивается. И частота этого возвратно-поступательного движения зарядов – сотни миллионов циклов в секунду.

Разработанные Теслой в 1890 году способы настройки электрических цепей стали решающей предпосылкой создания «беспроволочного телеграфа» и современного радио.

СВЕТСКАЯ ЖИЗНЬ

Высокий, изящный, безупречно одетый, как говорится, с печатью европейской культуры, столь почитавшейся тогда в Новом Свете, к тому же молодой и богатый, Тесла теперь был желанным гостем в самых «аристократических» домах Нью-Йорка, считался завидным женихом. Но на женщин он не смотрел, от приглашений отказывался, почти всё время проводил в одиночестве. У него был свой столик в укромном уголке ресторана «Уолдорф-Астория», там он обедал, прячась от любопытных.

Он прочитал несколько лекций с демонстрацией удивительных опытов, например разрядов длиной в целых пять дюймов, языков голубого пламени, свидетельствовавших о напряжении в десятки тысяч вольт, - но стремился к одному: продолжать без помех свои эксперименты. У него было множество идей, со временем они свелись в три широкие области применения: способ беспроволочной передачи энергии, новый вид освещения и беспроволочная передача сообщений. Причём, всеми тремя проблемами Никола хотел заниматься одновременно, поскольку они были не изолированы друг от друга, а, наоборот, тесно переплетались, были отдельными нотами на необъятной шкале частот переменных токов. И он работал – в таком сумасшедшем темпе, какого не вынес бы обычный человек. На сон опять, как в студенческие годы, отводилось пять часов в сутки.

Его осаждали просьбами о новых лекциях и всё более настойчивыми приглашениями в «свет». Он вежливо отказывался, пока у него не нашли ахиллесову пяту: гения оказалось возможным заполучить, если проявить интерес не к его персоне, а к его исследованиям, если терпеливо внимать его рассуждениям об ослепительном будущем переменного тока.

Тесла стал бывать на приёмах как почётный гость и даже сам задавал обеды в «Уолдоры-Астории». А так как он никогда ничего не делал вполсилы, то уж если устраивал обед – тщательнейшим образом заботился о блюдах, о сервировке и прочем.

Получить приглашение на приём к Тесле значило приобщиться к кругу избранных. Сам он садился во главе стола и управлял церемонией: пробовал каждое блюдо и нередко отсылал то или иное обратно. А затем вёл гостей в лабораторию, где давал полную волю своей склонности к театральным эффектам. Фантастические приборы, сиявшие таинственным светом трубки и колбы, треск и шипение языков пламени, запах озона, расплавляющиеся прямо в руках металлические стержни – всё это уже наводило кое-кого на мысль о силах ада, о сговоре изобретателя с потусторонним миром.

Тесла пропускал сквозь себя высокочастотные токи колоссального напряжения. Этот трюк он продумал давно; как всегда, мысленные эксперименты провёл задолго до лабораторных. Единственное различие между грозным электричеством и безопасным светом, рассуждал он, заключается в частоте: частота промышленных токов 60 герц, световых волн – миллиарды герц. Следовательно, где-то в этом диапазоне свойство электромагнитных колебаний вызывать болезненные ощущения должно исчезнуть. Где?

Нервы воспринимают до 700 импульсов в секунду, следовательно, точка безопасности должна находиться вблизи этой частоты.

Динамомашины Теслы давали частоты от нуля до 20 килогерц. Касаясь пальцами токоведущих наконечников при частотах свыше 700 герц, Тесла в конце концов перестал ощущать боль. Но по силе ток был ещё чересчур велик, мог нагреть и повредить ткани без предупреждающих болевых сигналов. Тогда, применив трансформаторы с воздушным сердечником, Тесла в тысячи раз повысил напряжение в сети, а силу тока соответственно снизил до пределов, безопасных для тканей. Затем осторожно проверил теоретические рассуждения – опять на себе: пропустил высокочастотные токи сначала между двумя пальцами, потом по всей руке, затем от одной руки к другой, сквозь грудную клетку и, наконец, по всему телу, сверху вниз. Если из тела выскакивала искра, в точке контакта ощущалось покалывание, от которого, впрочем можно было избавиться, держа в руке какой-нибудь металлический предмет. Искра выскакивала из металла, а для экспериментатора ток стал совершенно неощутимым и безопасным.

Пройдя сквозь Теслу, такие токи (их мощность была достаточно высока – пропорциональна силам, умноженным на напряжение) пплавили проволоку, зажигали лампы накаливания и вакуумные трубки.

ПОЕЗДКА В ЕВРОПУ

Сначала он решил прочитать в Европе всего две лекции: одну в Институте электроинженеров в Лондоне и вторую в Международном инженерном обществе в Париже. Но в Лондоне его ждал такой успех, что знаменитый физик Джеймс Дьюар, поддержанный целым научным комитетом, попросил Теслу повторить лекцию в королевском обществе. Тесла не любивший менять свои планы, было отказался, тогда Дьюар подвёл его к святыне, к собственному креслу Фарадея, усадил в это кресло и велел принести ещё одну святыню – бутылку виски, початую тоже самим Фарадеем. Четверть века никто к этой бутылке не прикасался, первому после Фарадея из неё налили Тесле. И он сдался.

На заседании Королевского общества председательствовал лорд Рэлей. Когда Тесла продемонстрировал свои эксперименты, внушавшие учёным не меньшее благоговение и трепет, чем светским профанам, Рэлей объявил, что Тесла обладает великим даром – открывать фундаментальные научные истины, поэтому должен сосредоточить свои усилия на какой-нибудь одной крупной проблеме. Тесла поблагодарил глубокоуважаемого председателя, но доброму его совету в дальнейшем не последовал.

Несмотря на свой талант и проницательность учёного, Рэлей не понял главного: что для божьей милостью изобретателя Теслы, с его разносторонностью, сосредоточиться на одной проблеме было невозможно.

Спустя две недели Тесла прочитал ещё две лекции, на этот раз в Париже, и опять с триумфом. Интересно, что думали тамошние администраторы компании Эдисона, видя, от услуг какого инженера они отказались?

В лекциях 1892 года, озаглавленных «Эксперименты с переменными токами высокого потенциала и высокой частоты», Тесла описал, в частности, свои изобретения, только сейчас, почти век спустя входящие в жизнь, а некоторые из них, например, лампочки накаливания с одним питающим проводом, ещё ждут своего часа. На своих лекциях Тесла показывал электромоторы, к которым ток подавался тоже по одному проводу, вообще «беспроволочные» лампы и светящиеся трубки… А главным экспонатом была чувствительная электронная лампа – прототип всех современных. Изобретатель предсказал тогда, что этот прибор позволит принимать беспроволочные телеграфные сообщения через Атлантический океан.

Возвратившись после второй лекции в гостиницу, Никола получил известие, что его мать тяжело больна. Он бросился на вокзал, вскочил в готовый к отправлению поезд. К матери он приехал после полудня, ещё успел застать её живой. Вечером она умерла.

Тесла заболел, пролежал несколько недель. Выздоровев, заехал к сестре Марице в Пляски, затем в столицу Сербии Белград, где его встретили как национального героя.

Во время болезни Тесла размышлял о своём образе жизни за последнее время и остался недоволен. Он плохо использует свои возможности. В годы верности своей когдато разработанной жизненной программе он успевал гораздо больше, чем после мая года, став светским человеком. Кроме того, год пропал на заводе Вестингауза. Нет, больше он не потеряет ни минуты!

ОБУЗДАНИЕ НИАГАРЫ

Один из его экспонатов – металлическое крутящееся яйцо. Оно лежало на небольшой круглой подставке, покрытой бархатом; Тесла щёлкал выключателем, и яйцо становилось «на попа», на заострённый конец, и начинало стремительно вращаться. Публике нравилось чудо, но вряд ли она понимала, что это просто иллюстрация принципа вращающегося магнитного поля, возбуждаемого многофазными переменными токами.

Показывали также на выставке стеклянные трубки Теслы, ни к чему не подключенные и вдруг загоравшиеся «волшебным» образом.

Но гвоздём программы был ток под напряжением в миллион вольт, который Тесла безбоязненно пропускал сквозь себя. Восемь лет назад Эдисон объявил высоковольтный переменный ток смертельно опасным, теперь наступил час победного ответа Теслы Эдисону.

Всё это была, конечно, театральщина, трюки, но они немало способствовали росту популярности Теслы.

Следующим его грандиозным достижением стало обуздание Ниагарских водопадов.

Их энергетический потенциал – от 4 до 9 миллионов лошадиных сил, и сначала его планировали использовать механически, прямо на месте, с помощью водяных колёс.

Однако вскоре стало очевидным, что гораздо рациональнее преобразовывать энергию в электрическую с помощью динамомашин, приводимых от водяных колёс, и распределять по ближайшим районам. В ней нуждался большой промышленный город Буффало, расположенный в 22 милях от водопадов, её можно было бы передавать даже в НьюЙорк… Занималась всем этим «Катаракт Констракшн Компани». Её президент Эдвард Дин Адамс организовал Международную ниагарскую комиссию под председательством знаменитого лорда Кельвина, которая должна была выбрать лучший проект. Для победителя установили награду – 8 тысяч долларов.

Вознаграждение не удовлетворило Вестингауза, его компания отказалась участвовать в конкурсе. Лорд Кельвин склонялся в пользу постоянного тока. На конкурс было представлено около двадцати проектов: ни один из них комиссия не одобрила, ни одному не присудила премию. Наступила великая путаница, впрочем, обычная в таких случаях но в конце концов чаша весов склонилась в пользу идей Теслы.

Компания Вестингауза предложила Адамсу двухфазную систему Теслы, компания «Дженерал Электрик» - трёхфазную. В октябре 1893 года Адамс объявил, что строить электростанцию будет Вестингауз, а линию передачи до Буффало – «Дженерал Электрик». При этом предусматривалась трансформация двухфазного тока от генераторов в трёхфазный для передач – ещё одно свидетельство гибкости многофазной системы. Что же касается лорда Кельвина, то он переменил своё мнение о переменном токе.

В 1895 году было закончено строительство электростанции мощностью 15 тысяч лошадиных сил – рекордной для того времени. В 1896 году была готова линия электропередачи, и энергия, извлечённая из Ниагарских водопадов, привела в действие промышленные агрегаты в Буффало. Удача была столь велика, что компания Вестингауза установила на водопадах ещё семь генераторов, доведя общую мощность до 50 тысяч л.с.

Вторую такую электростанцию тоже на переменно токе построила впоследствии «Дженерал Электрик». Сегодня электростанции Ниагарских водопадов, использующие систему Теслы, соединены с энергосетью Нью-Йорка. А вскоре опыт Ниагары привёл к созданию аналогичных систем в Нью-Йорке – для наземных железных дорог и трамваев, для подземки, для электрификации железных дорог.

СООБЩЕНИЕ В «ЭЛЕКТРИКАЛ РЕВЮ»

В июле 1894 года в интервью издателю журнала «Ворлд» Тесла заявил: «Вы сочтёте меня беспочвенным мечтателем, но я уверен в возможности передачи беспроволочных сообщений по всему земному шару. Таким же образом можно будет передавать и электроэнергию».

За зимние месяцы он спроектировал и построил передающую и приёмную станции;

они уже работали на небольших расстояниях, в лаборатории и в пределах города.

Решающий эксперимент, который, возможно, дал бы Тесле приоритет в изобретении радио, был запланирован на весну 1895 года, но 13 марта здание, где находилась лаборатория Теслы, к тому же не застрахованная, сгорело. Сгорели приборы, оборудование, а главное – записи и дневники изобретателя.

(А.С. Попов ссылался на приоритетные работы Теслы, и неоднократно. В частности, в докладе «Телеграфирование без проводов» 29 декабря 1899 года: «Употребление мачты на станции отправления и на станции приёма для передачи сигналов с помощью электрических колебаний не было, впрочем, новостью: в 1893 году в Амрике была сделана попытка передачи сигналов известным электротехником Николаем Тесла».) Лаборатория была собственностью «Тесла Электрик Компани», принадлежавшей Тесле и Брауну. Теперь вложенный в неё капитал погиб, а собственные средства Теслы были на исходе. Правда, он получал небольшие патентные отчисления из Германии за многофазные двигатели и динамо-машины, этих денег хватило бы ему на жизнь, но не для дальнейших исследований.

Адамс, глава моргановской группы, построившей Ниагарскую гидростанцию, дал Тесле взаймы 40 тысяч долларов на льготных условиях, чтобы организовать новую компанию. А затем, поражённый грандиозными планами изобретателя, идеей беспроволочной передачи электроэнергии и сообщений, предложил Тесле своё дальнейшее сотрудничество.

Такое соглашение дало бы компании помощь могущественной империи Моргана, упрочило бы финансовое будущее Теслы, как с своё время Эдисона. Но Тесла отверг этот союз. Чем он руководствовался, неизвестно. Известно только, что он никогда не был практичным человеком. Сорока тысяч долларов ему должно было хватить на три года исследований, а что будет дальше – он не заботился, веря, что изобретения принесут ему миллионы.

Около года ушло у него на оборудование лаборатории. Почти ничего из того, что ему требовалось, нельзя было просто купить: всё делалось по заказам, под его руководством.

Весной 1897 года он был готов снова испытывать свои беспроволочные приёмники и передатчики. В июле появилась статья в «Электрикал ревю»:

«Почти каждый изобретатель в области телеграфии грезил о беспроволочной связи.

Время от времени в физических журналах публиковались заметки об экспериментах, свидетельствовавших о том, что с проводами в один прекрасный день будет покончено, но именно на долю мистера Николы Теслы выпало создать теоретические основы и экспериментально доказать, что эта возможность не за горами… Мы получили заверение от мистера Теслы, что электрическая связь без проводов свершившийся факт. Он уже сконструировал и передающий аппарат, и приёмник, чувствительный к сигналам независимо от земных токов и направления компасной стрелки. Естественно, мистер Тесла отказался объяснить все детали своего изобретения, но дал понять, что использует так называемое «электростатическое равновесие». Если это равновесие нарушено в какойнибудь точке земли, возмущение может быть отмечено в любой другой точке. Он сказал, что уже осуществил беспроволочную связь между удалёнными друг от друга точками, что это потребовало ничтожной затраты энергии и остаётся лишь усовершенствовать аппаратуру, чтобы добиться передачи на любое расстояние».

Приёмник был установлен на катере, шедшем по Гудзону, передатчик – в 25 милях от приёмника, в новой лаборатории Теслы на Хаустон-стрит, причём возможности приёмника этим расстоянием не ограничивались. Через два месяца, 2 сентября 1897 года, Тесла получил на своё изобретение патенты №645576 и №649621 с описанием основных особенностей радиопередающей радиопринимающей схем. Теперь можно было подумать о публичной демонстрации этих изобретений. Она состоялась в Мэдисон-сквер гарден.

ПЕРЕДАЧА СООБЩЕНИЙ И ЭНЕРГИИ БЕЗ ПРОВОДОВ

В 1879 году Дэвид Эдвард Хьюз заметил, что, когда в доме возникает электрическая искра, он слышит треск в телефонной трубке, и объяснил это взаимодействием угольного порошка с металлической мембраной: под действием электрических волн мембрана слегка прогибалась и сжимала угольный порошок, уменьшая его сопротивление. В 1884 году профессор Долбир из колледжа Тафта соорудил демонстрационную установку на том же принципе. Волны возбуждала электроразрядная катушка. В 1885 году Эдисон послал сообщение из движущегося поезда. Проволока, натянутая на одном из вагонов параллельно телеграфной линии в нескольких футах от неё, позволила перекрыть этот промежуток с помощью того самого индуктивного эффекта, который создаёт помехи в телефонных линиях, перепутывая соединения абонентов, если провода расположены близко друг к другу.

Но всё это были «фокусы», не имевшие практических последствий. Ещё один тип беспроволочной связи - «фотофон» разработал Белл в 1880 и 1881 гг. Фотофон передавал голос посредством светового луча. Передатчиком было тончайшее зеркальце, которое вибрировало под действием голоса и посылало солнечный зайчик на приёмник-колбу, заполненную специальным веществом, сопротивление которого менялось в зависимости от интенсивности освещения.

Свои эксперименты Тесла начал в 1889 году, через год после великого открытия Герца, и в 1890 году изобрёл электронную лампу – предшественницу сегодняшних радиоламп. В 1892 году он уже демонстрировал её в радиоустановке на лекциях в Лондоне и Париже. Это зафиксировано в анналах Королевского общества в Лондоне и Обществе электроинженеров в Париже. Тесла говорил: «Если в пространстве происходит какое-нибудь неуловимое движение, щётка должна его обнаружить. Я надеюсь, она найдёт практическое применение в телеграфе. С помощью такой щётки можно будет посылать сообщения через Атлантику…»

«Щёткой» Тесла называл поток электронов в лампе. Электроны ещё не были открыты, а Тесла уже описал их природу, столь чувствительных, что дюймовый магнит отклонял их поток, луч, на расстояние до шести футов. Будете ходить вокруг лампы – луч двинется за вами. Пальцем шевельнёте, мускулом дрогнете – луч и на это отзовётся… На той же лекции, в 1892 году, Тесла показал слушателям лампы, горевшие без подводящих ток проводов («беспроволочный свет»), и мотор, работающий без подвода энергии («беспроволочная энергия»). А в 1893 году, собрав обширный материал, дававший ему уверенность в успехе, сообщил о своих планах Съезду Национальной ассоциации электрического освещения в Сент-Луисе и Франклиновскому институту в Филадельфии, продемонстрировав беспроволочную передачу сигналов. Он устанавливал в зале резонансную катушку с электронной лампой или лампой, наполненной газом, и заставлял их реагировать на сигналы, посылаемые издалека другой катушкой.

Эти опыты, однако, свидетельствовали пока лишь о местном эффекте, Тесле же нужен был мировой масштаб. «…Несколько слов об идее, постоянно занимающей мои мысли и касающейся нас всех. Я имею в виду передачу сигналов, а может быть, даже энергии на любое расстояние без проводов. Я всё более убеждаюсь в осуществимости этих идей. В самом деле, что этому мешает?

Мы уже знаем, что электрические колебания могут передаваться по единственному проводнику. Почему же не воспользоваться для этой цели Землёй? Расстояние не должно нас пугать. Утомлённому путешественнику, считающему верстовые столбы, Земля представляется огромной, астроному, чей взор устремлён в небеса, наша планета кажется пылинкой. Такой же, я полагаю, она должна представляться и электротехнику, который знает, с какой скоростью распространяются электрические возмущения.

Чрезвычайно важно выяснить, какова электрическая ёмкость земного шара, каким может быть его заряд. Хотя у нас нет доказательств возможности существования заряженных рядом других тел, заряженных с противоположным знаком, всё-таки весьма вероятно, что Земля как раз такое тело. Каким бы образом она в давние времена не отделилась от большей массы, - а это общепринятый взгляд на её происхождение, - она должна была сохранить свой заряд; так всегда бывает при механическом разделении… Если мы сможем установить период колебаний земного заряда при его возмущении, связанном с действием противоположно заряженной цепи, это будет фактом величайшей важности, который послужит ко благу всего человечества. Я надеюсь определить этот период с помощью электрического осциллятора или источника переменных токов. Один полюс этого источника будет соединён с землёй, например с городской водопроводной сетью, другой – с изолированным телом больших размеров. Возможно, противоположный заряд имеют верхние проводящие слои атмосферы или мировое пространство, вместе с Землёй образующие конденсатор большой ёмкости. В этом случае частота колебаний будет очень мала, и для эксперимента подойдёт мощная динамо-машина переменного тока. Изменяя частоту тока и наблюдая за потенциалом изолированного тела, а также следя за возмущениями в разных точках земной поверхности, можно определить резонанс.

Если же частота окажется чересчур высокой и динамо-машина не подойдёт, надо будет построить специальный электрический осциллятор. Как бы то ни было, я уверен, что реальны, достижимы такие электрические возмущения, чтобы зафиксировать их в любой точке земной поверхности». (Выступление на съезде Национальной ассоциации электрического освещения.) На лекции во Франклиновском институте Тесла повторил эти же соображения, добавив: «Если бы удалось мощной аппаратурой возбудить быстрые вариации земного потенциала, то заземлённый провод, поднятый на некоторую высоту, пересекался бы током, который можно было бы усилить, подсоединив свободный конец провода к специальному телу…Этот эксперимент большого научного значения легче всего осуществить, пожалуй, на судне в открытом море. Если таким способом и не удастся передавать энергию, то возможность передачи сигналов не вызывает никакого сомнения».

То есть, Тесла описал антенну, заземление, цепь, содержащую изменяемые индуктивность и ёмкость, передающую и приёмную установки, настроенные в резонанс друг с другом, и, наконец, детекторы на основе электронных ламп. Громкоговоритель он изобрёл ещё раньше.

Когда Герц проводил эксперименты для доказательства идентичности природы света и длинных электромагнитных волн, он пытался также получить более удобные для его целей короткие волны. Первые радиотехники подражали Герцу, не задумываясь над тем, какие волны наиболее пригодны для радиосвязи. Все изобретатели беспроводной связи, кроме Теслы, вообще не представляли себе, что волны могут быть разной длины, и стремились лишь найти средство передачи сигналов из одного пункта в другой. Никто из них не думал о радиовещательных системах, описанных Теслой в 1893 году.

НЕВЕДОМЫЙ СВЕТ В СТЕКЛЯННЫХ ТРУБКАХ

Тесла не изобрёл идею электрического резонанса, она уже соднржалась в математическом описании конденсаторного разряда, опубликованном лордом Кельвином, и отвечала физической природе переменных токов. Но Тесла превратил её из «таинственного» математического построения в сверкающую физическую реальность, впервые практически осуществил резонанс, подобрав нужные ёмкости и индуктивности, разработал способ усиления резонанса посредством индуктивного соединения двух настроенных цепей и, наконец, получил резонанс в цепи, настроенной на четверть длины волны источника первичного тока.

Это была гениальная находка! Если взять четвертьволновую катушку и ввести её в резонанс, то один конец провода останется электрически нейтральным, а с другого посыплется дождь миллионовольтных искр, как будто спокойные воды Ниагары, достигнув уступа, обрушились в пропасть. Четвертьволновая катушка – это электрический аналог зубца камертона, обычного часового маятника или вибрирующего язычка музыкального инструмента. Сейчас электрический маятник кажется простой вещью, но изобрести его мог только человек широко и научно мыслящий, не эмпирик, не ремесленник, который лишь случайно набредает на что-нибудь стоящее.

Высоковольтная катушка с одним нейтральным концом решила кучу проблем. Так, например, Тесле долго не удавалось найти надёжный способ изоляции высоковольтной вторичной обмотки трансформатора от низковольтной первичной. Теперь, полностью сняв напряжение с одного конца вторичной обмотки, Тесла смог подсоединить его либо непосредственно к концу первичной, либо заземлить, тогда как другой конец продолжал метать молнии.

В лаборатории было полно разных катушек. Тесла обнаружил, что, если зарядить одну из них, рассчитанную на определённую длину волны, с ней начнут взаимодействовать рассыпая искры, другие, настроенные либо на ту же волну, либо на одну из её высших гармоник. Это была наглядная передача энергии на расстояние. Тесла понял, в чём тут дело, и решился на эффектный эксперимент – демонстрацию. Под потолком лаборатории, вдоль всех стен, он велел натянуть на изоляторах проволоку и подсоединить её к одному из вибраторов. Затем приготовил две стеклянные трубки длиной около трёх футов каждая и диаметром в полдюйма, слегка откачал из них воздух и заглушил. Затем велел потушить свет. «Как только я дам сигнал, включайте вибратор», - сказал он своим помощникам.

Стоя посреди комнаты, он давал последние указания. Один из лаборантов держал руку на рубильнике вибратора.

- Включайте! – скомандовал Тесла. И комнату залило бело-голубое сияние. Кудесник размахивал лучами, светящимися стеклянными трубками, ни к чему не подключенными, как бы не получавшими никакого питания извне. Это было в 1890 году. Такими светильниками Тесла в первую очередь оснастил свою лабораторию.

СВЕТИЛЬНИК – ЗЕМНОЙ ШАР

Свечение фотосферы, наружной газообразной оболочки солнечного диска, было, как тогда считала наука, обусловлено колебаниями молекул. Зимний закат в будапештском парке навёл Теслу на мысль о вращающемся магнитном поле, об использовании переменных токов и об универсально- космической роли электрических колебаний в явлениях природы. Множество его изобретений основано на этой натурфилософской идее.

Тесла задумал усовершенствовать технологию самой природы, раскачивая молекулы электрическими силами. Пламя, которое вырывалось из его высоковольтных катушек, было, по мнению Теслы, связано с молекулярными колебаниями воздуха. И если, замкнув газ в ограниченном пространстве, суметь привести его молекулы в колебательное движение с помощью электрических сил, удалось бы получить и «холодный свет».

Тесла знал об опытах английского физика Вильяма Крукса. Крукс экспериментировал с вакуумными трубками, исследовал электрическую проводимость газов в стеклянных сосудах при разных давлениях, начиная с атмосферного и кончая глубоким вакуумом.

Ток был высоковольтный, от индукционной катушки. Тесла полагал, что эти же опыты, но с высокочастотными токами, дадут новые результаты, очень важные. И не ошибся.

Активизируя электричеством газовые молекулы, он получил четыре разновидности электрических ламп: трубки, в которых светилось твёрдое тело, люминесцирующие вещества, разряжённые газы, газы под атмосферным давлением. Пропуская высокочастотные токи через газы при различных давлениях, Тесла получал световые эффекты, превзошедшие все известные ранее. Меняя составы в трубках, он менял цвет и интенсивность свечения и пришёл к мысли, что не вся энергия излучается в видимой части спектра.

В этих экспериментах в 1889 году Тесла заложил основы флуоресцентного освещения (ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, преобразованных в видимый свет), изобретение которого принято датировать чуть ли не полустолетием позже, а также впервые изготовил неоновые светящиеся трубки, к тому же в форме букв и других фигур.

В экспериментах с лампами-трубками, по оси которых натягивалась проволока, и с частично вакуумированными трубками Тесла обнаружил, что газ проводит высокочастотный ток лучше, чем металл. Это наблюдение стало отправным для многих эффектных опытов, которые, казалось, противоречили законам электричества. Один из поразительнейших для того времени опытов выглядел так. Длинную стеклянную трубку, из которой частично откачивали воздух и заглушали её концы, помещали в ещё более длинную медную трубку. В стенке медной трубки делали вырез, чтобы было видно, что творится в стеклянной трубке. Затем медную трубку включали в высокочастотную цепь.

Стеклянная трубка сразу же «загоралась», а по медной ток не шёл: он шёл по стеклу и разрежённому газу. «Газ – это проводник, способный проводить электрические импульсы любой частоты, - утверждал Тесла. – И если частоту промышленного тока удастся электрораспределительную сеть. Изоляторами в ней служили бы металлические трубы, а проводником – газ, который питал бы электроэнергией фосфоресцирующие светящиеся трубки и другие приборы».

В 1914 году Тесла предложил систему освещения: весь земной шар вместе с окружающей его атмосферой должен был стать в ней одной гигантской лампой. Чем выше над Землёй, тем воздух разрежённее, тем он лучше проводит электричество при высоких частотах, как и в вакуумированных трубках. Пример – северное сияние. Значит, стоит только пропустить по верхним слоям атмосферы электрический ток подходящей силы и частоты, и … Правильность этих предположений подтвердилась в наши дни, когда на больших высотах у самолётов стали барахлить высоковольтные системы зажигания и ухудшилось искрообразование на электродах свечей, а вокруг токоведущих проводов появилась корона – свидетельство утечки тока.

Каким именно образом можно подвести высокочастотный ток к верхним слоям атмосферы, Тесла не объяснял. Утверждал только, что не видит здесь никаких практических трудностей.

К идее превратить весь земной шар в гигантский светильник Тесла вернулся в двадцатых годах. Но тогда у него уже не было средств для экспериментов, и он воздержался от дальнейших объяснений. Я не раз спрашивал его о деталях этого грандиозного замысла, но Тесла упорно отмалчивался. Тогда я сказал, что пишу статью о единственном способе, который, как мне представляется, не противоречит известным физическим законам: «Ваши светящиеся трубки – мощные источники ультрафиолетовых и рентгеновских лучей – могут ионизировать воздух на больших расстояниях.

Вертикальный столб ионизированного воздуха станет проводником высокочастотного тока с Земли в верхние слои атмосферы…»

- Если вы опубликуете этот план, - ответил Тесла, будьте любезны сообщить, что он принадлежит вам, а не мне!

Впоследствии я узнал ещё об одной идее Теслы, возможно, имевшей отношение к его проекту. Он обратил внимание на то, что Земля и верхние слои атмосферы, хорошие проводники, в сочетании с приземным слоем воздуха, изолятором, образуют сферический конденсатор. Следовательно, при периодической зарядке и разрядке Земли в стратосфере возникнут электрические токи, которые заставят воздух светиться. Впрочем, не исключено, что были у Теслы и другие планы.

ЛАМПОЧКА ТЕСЛЫ

Лампочка Теслы действительно походила на Солнце в миниатюре: тугоплавкий шарик был его твёрдым ядром, а окружающий газ – фотосферой. Можно представить себе, как он был счастлив, когда зажигал это «солнце»! Взявшись одной рукой за вывод высокочастотного трансформатора, пропуская ток через себя, он поднимал в другой руке ослепительно светящуюся стеклянную колбу и стоял так посреди лаборатории, как статуя Свободы.

Он понял, какие перспективы открывает это явление. Каждый прилив электрических волн, вздымавшихся в раскалённом ядре-шарике, вызывал бурный ливень частичек, разлетавшихся с колоссальной скоростью. В лампе они достигали стеклянной стенки и отражались назад. Солнце, рассуждал Тесла, тоже раскалённое тело, несущее большой электрический заряд, оно излучает ливни из крохотных частичек, ливни колоссальной энергии. Но ни у Солнца, ни у других звёзд нет стеклянных колпаков, поэтому частички улетают в окружающее пространство и постоянно бомбардируют Землю, разрушая всё, что им попадается на пути, подобно тому как в колбе они расплавляют и распыляют самые тугоплавкие материалы. Тесла считал, что, в частности, северное сияние – результат такой бомбардировки. Материалы его экспериментов но обнаружению космических частиц, к сожалению, не сохранились, но есть публикация, что он их действительно обнаружил, измерил их энергию и нашёл, что они движутся с колоссальными скоростями, обусловленными электрическим потенциалом Солнца – многими сотнями миллионов вольт.

В те годы никто не верил в существование космических частиц; сообщения Теслы всерьёз не принимались. Когда Беккерель в 1896 году открыл радиоактивность солей урана, Тесла попытался объяснить возникновение космических лучей процессами радиоактивного распада радия, тория, урана и других элементов, предсказал, что другие элементы тоже можно сделать радиоактивными, если бомбардировать их этими лучами.

Его правота подтвердилась спустя несколько десятилетий: были открыты космические лучи, доказано, что это поток стремительно мчащихся частичек материи с энергией в миллиарды электрон-вольт. Выяснилось также, что космические лучи разрушают встречные атомы, создавая ливни из их осколков. В 1934 году Федерик Жолио-Кюри открыл, что искусственную радиоактивность можно вызвать и в обычных материалах, бомбардируя их частицами… Лампочка Теслы стала прообразом циклотрона – устройства для разгона заряженных частиц магнитным полем. Вещества, которые не удавалось расплавлять в обычных тогдашних лабораторных печах, легко распылялись на атомы в лампе-дезинтеграторе Теслы, направлявшей на объект мощный поток дезинтегрирующих частичек, концентрируя их со всех сторон сферическим рефлектором-колбой. Получалась как бы трёхмерная лупа, разрушавшая вещество заряженными частицами, выполнявшая ту же задачу, которую сегодня решают тяжёлые установки для расщепления атомов. Она была эффективна и в то же время проста, легка, так как разрушаемый материал сам поставлял частицы, осуществлявшие дезинтеграцию.

Ещё одно современное изобретение, прототипом которого надо считать молекулярную лампочку Теслы, - точечный электронный микроскоп. Он увеличивает объекты в 10 – раз сильнее, чем электронные микроскопы традиционного типа, которые, в свою очередь, раз в 50 мощнее микроскопов оптических. В точечном электронном микроскопе заряженные частицы вылетают по строго прямым направлениям из крошечного активного пятнышка на рассматриваемом образце, находящемся под большим напряжением, и вырисовывают на сферической поверхности стеклянного шара структуру той микроскопической области, откуда они вылетели. Степень получаемого увеличения ограничивается главным образом размерами стеклянной сферы: чем больше её диаметр, тем больше увеличение. Поскольку электроны намного «мельче» световых волн, они позволяют увидеть объекты, недоступные световым лучам.

Доводя разряжение в лампах до глубокого вакуума, Тесла получал на их шаровой поверхности фосфоресцирующие изображения того, что происходило с разрушающимся центральным шариком, и рассказал об этих экспериментах на лекциях весной 1892 года.

Вот что он говорил:

«Невооружённому глазу весь электрод представляется равномерно блестящим, но в действительности по его поверхности непрерывно движутся пятнышки, нагретые до… высокой температуры… и это значительно ускоряет процесс разрушения… Откачайте воздух из колбы до такой степени, чтобы не могло быть яркого разряда, а был слабый.

Теперь начинайте медленно и осторожно поднимать напряжение. В определённый момент на поверхности шара появятся несколько фосфоресцирующих пятнышек. Очевидно, эти места подвергаются более интенсивной бомбардировке, чем другие; это обусловлено неравномерным распределением плотности электрического тока, зависящей, в свою очередь, от впадин и выступов на электроде. Светящиеся пятна на шаре всё время меняют своё расположение, что свидетельствует о быстром изменении поверхностной конфигурации электрода».

Признание заслуг Теслы в изобретении электронного микроскопа было бы со стороны учёных актом естественной справедливости. То, что он не упомянул электрон, тогда ещё не открытый, а приписал эффект электрически заряженным атомам, нисколько не умаляет его проницательности.

Газовые лампы излучали как видимые, так и невидимые лучи – ультрафиолетовые:

«чёрный» свет. Если при смене фосфоресцирующих веществ возрастало одно излучение, другое уменьшалось, но так, что их суммарная интенсивность примерно сохранялась. А некоторую их несбалансированность приписывали тепловым потерям.

В 1892 году Тесла обнаружил в молекулярной лампе с шариком- электродом ещё третье излучение, «особого рода», которое оставляло тени на фотопластинках, хранившихся в металлических контейнерах. С помощью этого излучения Тесла немедленно воспроизвёл опыты Рентгена, когда тот объявил в декабре 1895 года об открытии икс-лучей.

Результаты оказались очень похожими, хотя получены были при разных обстоятельствах.

Тесла и в этом случае не думал о приоритете, не заявлял никаких претензий. Он просто продолжал экспериментировать. И пока другие исследователи повторяли опыты Рентгена, поднося просвечиваемые предметы непосредственно к трубкам, Тесла уже получал рентгенограммы, в частности, черепа на расстоянии сорока футов от трубки.

Итак, за два года: электровакуумная лампа и лампочка накаливания высокой эффективности, высокочастотные и высоковольтные токи, соответствующая аппаратура.

И, кроме того, космические лучи, искусственная радиоактивность, дезинтегрирующий луч заряженных частиц или разрушитель атомов, электронный микроскоп и «излучение особого рода». Четыре явления из этих пяти были потом «переоткрыты», принесли другим учёным Нобелевские премии. Имя Теслы при этом никто не упоминал.

РОЖДЕНИЕ РОБОТОВ

Впрочем, иногда лучше было обойтись без них – в интересах его соседей. Когда он, например, в 1896 году ставил ничем не примечательный, рядовой опыт с механическим вибратором, на территории десятка близлежащих городских кварталов вдруг что-то загремело, начались толчки, как при землетрясении. В окнах повылетали стёкла, из лопнувших труб хлынула вода, в квартирах сдвинулись вещи, на предприятиях сорвались со своих мест многотонные станки… Это был резонанс. Но увлечённый экспериментом Тесла ничего не слышал, не замечал даже, что и его лаборатория ходуном ходит, и, лишь когда к нему ворвались полицейские (по уже богатому опыту они знали, где следует прежде всего искать причины местных бедствий), разбил установку кувалдой: вибратор был пневматический, и такой, что его нельзя было мгновенно отключить от ресивера.

Был у Теслы и демонстрационный механический вибростенд, стоя на котором каждый желающий мог на себе испытать различные частоты и амплитуды. И ощущения эти были «не лишены приятности», но в течение некоторого времени, а затем вибрации начинали действовать, как сильнейшее слабительное. Один гость, весьма уважаемый, как его ни уговаривал Тесла, ни за что не желал сойти со стенда.

- Я давно не чувствовал себя таким бодрым!

- Мне кажется, с вас довольно… - Ни в коем случае! Я наслаждаюсь!

- И всё же прошу вас сойти.

- Вы меня краном не стянете!

- Как вам угодно. Но помните: я предупреждал… Тесла не успел договорить – последовало всё, о чём он предупреждал.

В исследованиях механических колебаний Тесла зашёл так далеко, что подумывал, не основать ли новую науку – телегеодинамику. Со временем, говорил он, можно будет научиться посылать мощные силовые импульсы через весь земной шар и с их помощью обнаруживать самые удалённые объекты. В конце 30-х годов, перед началом второй мировой войны, он объявил, что телегеодинамика позволит обнаруживать вражеские подводные лодки и другие суда, даже если они стоят на якоре с остановленными моторами, а геологам эта наука поможет определять строение Земли на больших глубинах и находить полезные ископаемые. Теперь это предсказание полностью оправдалось.

На первой ежегодной электрической выставке в сентябре 1898 году, в центре большого зала Мэдисон Сквер гарден стоял большой бак с водой. В баке ходила модель корабля, которой Тесла собирался управлять на расстоянии, по радио.

Радиокоманды передавались двум электромоторам. Один мотор работал на винт, другой – на управление. Судёнышко могло двигаться вперёд, давать задний ход, останавливаться, поворачивать в любую сторону. На его мачтах зажигались электрические лампочки, тоже по радиокомандам. Посетители выставки высказывали пожелания – и Тесла заставлял модель выполнять нужный маневр. Пульт управления находился в дальнем конце огромной арены.

Тесла опять стал героем дня. Описания его экспериментов печатались в газетах на первых страницах. Понятно было, что это замечательное достижение. Только мало кто осознавал тогда всю его важность, всё значение нового фундаментального принципа – телеуправления; но одна его перспектива кое у кого сразу же воспламенила воображение:

военная перспектива.

Шла испано-американская война. Американское судно «Мэн» было взорвано в кубинском порту. Вальдемар Кемпферт, тогда студент, а впоследствии научный редактор газеты «Нью-Йорк Таймс», сказал Тесле:

- Я думаю, что такое же судно, только больших размеров, можно начинить динамитом и взорвать в любую секунду простым нажатием телеграфного ключа… Как раз в то время Эдисон сконструировал электрическую торпеду, получавшую питание по длинному кабелю. Тесла тоже предложил правительству своё изобретение для военно-морских целей, но думал он, как обычно, не о конкретном аппарате, а в целом о принципе.

- Вы видите не просто радиоуправляемую торпеду, - сказал он Кемпферу. – Перед вами первенец расы механических существ, которые возьмут на себя в будущем самую тяжёлую человеческую работу.

В июньском номере журнала «Сенчури мэгэзин» за 1990 год Тесла писал: «Каждая возникающая в моём мозгу мысль, каждый поступок убеждают меня в том, что я только автомат, наделённый способностью двигаться и реагировать соответствующими действиями на внешние раздражения, улавливаемые моими органами чувств… Подобные соображения совершенно естественно привели меня к идее сконструировать автомат, который реагировал бы на внешние обстоятельства точно так же. Очевидно, он должен иметь источник энергии, органы передвижения, управления и чувств… Остаются ещё функции роста, размножения и, конечно, разума… Однако способность роста мне кажется несущественной, поскольку машины можно выпускать, так сказать, взрослыми. О размножении тоже можно не заботиться: если речь идёт о механических моделях, оно заменяется обыкновенным процессом производства… И из чего сделан автомат – неважно, лишь бы он был способен выполнять задачи, требуемые от него, как от разумного существа. А для этого ему нужно нечто, соответствующее мозгу, который бы управлял его действиями и помогал находить решения в определённых обстоятельствах, решения, основанные на знаниях, логике и опыте. В последнем случае я могу использовать собственный разум, передать автомату собственную способность к пониманию и логическому рассуждению. Такова духовная предистория моего изобретения, так родилась новая отрасль, для которой предлагается название «телеавтоматика», означающая искусство дистанционного управления действиями автоматов».

Чтобы придать автомату какую-то индивидуальную сущность, говорил Тесла, его нужно будет настроить на радиоволны определённой частоты, передаваемые со станции управления. Другие автоматы не будут реагировать на эти сигналы. Тесла подчёркивал, что уже сконструированные автоматы обладают «чужим» умом – умом оператора, посылающего им приказы. Но можно изобрести – и он, Тесла, намерен это сделать – автомат, который будет иметь «собственный» разум, то есть автомат, который, будучи предоставлен самому себе, сможет реагировать на внешние воздействия, как разумное существо. Он сможет следовать проложенным курсом или подчиняться приказам, понимать, что следует и чего не следует делать, приобретать опыт, накапливать впечатления, которые определённым образом будут влиять на его дальнейшее поведение.

Через 15 лет он рассказал (в неопубликованном заявлении) о своём опыте конструирования автоматов и о своих безуспешных попытках заинтересовать радиоуправляемыми устройствами как военное ведомство, так и промышленные концерны:

«Идея сконструировать автомат… возникла у меня давно, но вплотную я не занимался ею до 1893 года, пока не начал исследования по беспроволочной связи. В течение последующих двух или трёх лет я сконструировал несколько автоматических механизмов, управляемых по радио. Наконец в 1896 году я сконструировал машину, способную выполнять множество операций… Фотографии машины и её описание я опубликовал в «Сенчури мэгэзин» в 1900 году, затем в других журналах, а её публичная демонстрация в начале 1898 года вызвала большую сенсацию, чем любое другое моё изобретение. В ноябре того же года я получил на неё патент, причём главный эксперт специально приезжал в Нью-Йорк, чтобы увидеть машину своими глазами: сотрудники Патентного бюро не верили моим заявкам… Когда я позвонил одному официальному лицу в Вашингтон, чтобы предложить своё изобретение правительству, этот чиновник только расхохотался. К сожалению, я последовал совету моих патентных поверенных и запатентовал своё изобретение, сославшись только на передатчик и детектор хорошо известного типа, фактически же мои радиоуправляемые судёнышки управлялись несколькими оригинальными передающими контурами сразу… Чаще всего я делал приёмные антенны в виде замкнутых петель, потому что разряды моих высоковольтных передатчиков так сильно ионизировали воздух в помещении, что это влияло на работу небольших приёмных антенн. Антенны же из петель менее чувствительны к подобным помехам (теперь они получили большое распространение). Хотя такие петли улавливают гораздо меньше энергии, чем обычные антенны или длинные заземлённые провода, зато они нейтрализуют ряд существенных недостатков современных беспроволочных аппаратов.

При публичной демонстрации моего изобретения посетителям предлагалось задавать по ходу показа простые вопросы и автомат отвечал им условными знаками. В то время это казалось чудом, хотя всё объяснялось очень просто: ответы через автомат давал я сам.

Несколько позже я сконструировал другое телеавтоматическое судёнышко. Оно управлялось посредством многовитковой антенны, запрятанной в корпус, было водонепроницаемым и могло даже погружаться в воду… Эти автоматы, управляющиеся оператором в пределах прямой видимости, были, конечно, лишь первыми ступенями в искусстве телеавтоматики. Следующим логическим шагом должен быть переход к управлению автоматическими механизмами за пределами видимости и на большом расстоянии от пункта управления. Я в своё время предлагал использовать в военных целях такие механизмы. Важность этой идеи теперь признана, насколько я могу судить по сообщениям печати. Обычно в них идёт речь о некоторых достижениях, якобы сенсационных, однако, с моей точки зрения, не содержащих никакой новизны. Так, например, существующее радиооборудование позволяет поднять в воздух беспилотный самолёт, заставить его летать по намеченному курсу и выполнить задание на расстоянии в несколько сот миль от места взлёта (хотя, насколько это мне известно, сейчас ещё не существует аппаратуры, обеспечивающей телеуправление с удовлетворительной точностью). Я посвятил много лет изучению этой проблемы и разработал способы, позволяющие без труда решать и более сложные задачи.

…Будучи ещё студентом, я изобрёл летательный аппарат, совершенно непохожий на существующие. Принцип, положенный в основу изобретения, был абсолютно реален, но осуществить проект тогда не удалось: не было двигателя с достаточной удельной мощностью. Теперь я решил и эту проблему и конструирую воздушные корабли, у которых не будет ни несущих поверхностей, ни элеронов, ни пропеллеров, ни других внешних элементов и которые, обладая неимоверными скоростями, сделаются, вероятно, в недалёком будущем мощным аргументом в пользу поддержания мира. Подобную машину будут поддерживать в воздухе и увлекать вперёд чисто реактивные силы, а управлять ею можно будет по радио. Имея необходимое оборудование, подобный снаряд удастся поднимать в воздух и обрушивать почти в любой заданной точке, расположенной хоть на расстоянии в несколько тысяч миль. Но я не собираюсь останавливаться на этом».

Как видим, Тесла описал радиоуправляемую ракету – изобретение, повторенное во время второй мировой войны. Секрет ракетного аппарата Теслы умер вместе с изобретателем, если только его нет в архиве Теслы, опечатанном после его смерти правительственными чиновниками. Впрочем, это маловероятно, поскольку Тесла, стремясь сохранить свои тайны, не доверял свои самые важные мысли бумаге, а полагался на свою память.

«Телеавтоматы, - продолжал он в том же заявлении, - в конце концов начнут действовать так, как будто у них есть собственный разум, и их появление вызовет революцию. Уже в 1898 году я предложил представителям большого промышленного концерна изготовить и продемонстрировать на выставке автомобиль, который мог бы самостоятельно выполнять разнообразные маневры, в том числе и требующие немалого соображения. Однако моё предложение в то время сочли химерическим, и из него ничего не вышло».

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ

Тесле нужна была новая лаборатория, больше, лучше оборудованная. А 40 тысяч долларов, полученные от Адамса, иссякли. Тесла верил, что его патенты по радиосвязи в скором времени приобретут практическую ценность и тогда у него будет сколько угодно денег. Но пока их не было.

Леонард Е. Кэртис из «Колорадо-Спрингс Электрик Компани» услышал о задуманных Теслой грандиозных экспериментах с небывало высокими напряжениями и пригласил изобретателя в Колорадо-Спрингс, обещая там подходящий участок земли и электроэнергию. Пришла помощь и от Джона Джейкоба Астора, друга Теслы, владельца отеля «Уолдорф-Астория». Астор дал 30 тысяч долларов, чтобы Тесла мог принять приглашение Кэртиса.

В 1899 году Тесла и несколько его сотрудников прибыли в Колорадо с планом заменить многофазную систему более совершенной, перейти от десятков тысяч вольт к миллионам.

Лабораторию в Колорадо, похожую на большой амбар, увенчивала деревянная башня с мачтой, на которой был укреплён медный шар, соединённый проводом с аппаратурой в лаборатории. Мачта состояла из секций, её высоту можно было регулировать. С помощью этого сооружения – изменяемой ёмкости – и весьма сложного по тем временам оборудования Тесла установил, во-первых, что Земля заряжена до чрезвычайно высокого потенциала и, во-вторых, что она обладает каким-то особым механизмом для его удержания. 5 мая 1904 года в журнале «Электрикал Ворлд энд Инжинир» Тесла писал:

«Колорадо издавна славится высокой активностью природного электричества, и для своих наблюдений я нигде не нашёл бы лучших условий. Воздух здесь сух и разрежён, вода под жарким солнцем испаряется, как в котле, грозы случаются то и дело и сопровождаются свирепыми разрядами. Как-то за два часа я зарегистрировал около 12 тысяч разрядов в радиусе около 50 км… 3 июля 1899 года (мне никогда не забыть этого дня!) я получил первое неопровержимое доказательство истины, имеющей огромное значение для прогресса человечества.

Плотная масса сильно заряженных облаков скопилась на западе, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она понеслась над равнинами. Разряды возникали через почти равные промежутки времени. Я уже научился быстро оперировать своими приборами и приготовился к наблюдению. Расстояние до грозы увеличивалось, показания приборов становились всё слабее, пока сосем не исчезли.

Немного погодя показания появились вновь, становясь всё сильнее, и, пройдя через максимум, стали утихать. То же самое повторялось много раз через регулярные интервалы времени. Гроза, по расчётам, удалилась километров на триста, однако странные явления продолжались с неубывающей интенсивностью. Впоследствии то же самое наблюдал мой ассистент Фриц Левенстайн. Не оставалось никакого сомнения – это были стоячие волны.

По мере удаления источника возмущений воспринимающая цепь улавливала сменяющие друг друга узлы и пучности.

Стала очевидна чрезвычайная важность этого факта для передачи энергии.

Открывалась возможность не только передавать телеграфные сообщения без проводов, что я понял уже давно, но и заставить слабый человеческий голос звучать над всей планетой. Более того: почти без потерь, на любые расстояния в пределах земного шара могли быть переданы неограниченные количества энергии».

Чтобы лучше понять суть проблемы, занимавшей Теслу, представьте себе полную ванну. В ней можно возбудить волны, в том числе стоячие, и можно довести их до резонанса так, что вода начнёт выплёскиваться из ванны и брызги достигнут потолка. То же и с нашей планетой, «заполненной» электричеством: волны в ней, в экспериментах Теслы, возбуждались разрядами молний. Ритмически раскачивая эту среду с помощью высокочастотных колебаний большого потенциала, её можно довести до резонанса, до гигантских амплитуд (результатом чего могут быть, в частности, такие же разрушения, как и в хрестоматийной истории с солдатами, идущими по мосту).

Тесле уже в его ранних экспериментах удавалось генерировать сверхвысокие напряжения, возбуждая электрический резонанс в настроенных на определённую частоту цепях. Теперь он обнаружил, что это можно сделать и со всем земным шаром, рассматривая его как колебательный контур, как комбинацию из конденсатора и индукционной катушки.

ГРОМОВЕРЖЕЦ ИЗ КОЛОРАДО

- Когда я дам сигнал, включите ток, но не более, чем на одну секунду, - сказал Тесла своему сотруднику Кольману Чито.

Сам изобретатель встал за дверью так, чтобы видеть и распределительный щит, и вершину мачты.

- Начнём, -скомандовал Тесла.

Чито включил рубильник и тотчас множество молний, волосообразных разрядов появилось на обмотках на обмотках вторичной катушки и на вершине мачты.

- Великолепно! Ещё раз и подольше! – крикнул Тесла.

Раздалось нечто, напоминающее артиллерийскую канонаду. Лаборатория озарилась голубоватым светом, всё оборудование испускало огненные иглы, ощущался запах озона.