Текст книги "Никола Тесла: кто он?"

Звездный час

Компания «Вестингауз Электрик» получала все новые заказы на системы переменного тока, в том числе на оснащение генераторами электростанции на Ниагарском водопаде – об этом речь впереди. С этим оказался связан очередной судебный скандал – противники Теслы попытались «заново изобрести» генераторы двухфазного переменного тока, – но справедливость снова восторжествовала. Тесла за ходом процессов уже не следил – его занимали совершенно другие материи. Четыре следующих года он посвятил доработке и развитию многофазной системы электропитания и получил еще 45 патентов (не считая выданных за границей).

Кроме того, Тесла открыл для себя новую интереснейшую тему – токи различной частоты и их свойства. В своей лаборатории он построил многофазные генераторы переменного тока, где фаз было уже не две и не три, а почти четыреста, и на этих установках получал токи частотой до 20 000 Гц. Оказалось, что для передачи энергии на расстояние такие токи годятся гораздо лучше, чем высокоэкономичная многофазная система с частотой в 60 Гц. Поэтому Тесла занялся изобретением трансформаторов для повышения и понижения напряжения высокочастотных токов.

Изучение высокочастотных токов показало, что даже при небольших индуктивности и емкости они дают резонанс в колебательном электрическом контуре, а посредством резонанса можно производить настройку цепи. Электрический резонанс во многом подобен механическому, когда в результате ритмических относительно легких толчков амплитуда колебаний начинает возрастать, – именно поэтому нельзя ходить по мостам в ногу: колебания моста могут стать настолько сильными, что все сооружение рухнет.

При помощи резонанса Тесла научился поднимать напряжение тока до очень высоких значений. Благодаря его наблюдениям в области резонанса стало возможным создание современного радио – а ведь он сделал их гораздо раньше признанных первопроходцев в этой области.

Токи сверхвысоких напряжений и частот обладали неслыханными доселе свойствами, и в 1890 году Тесла обнародовал свои открытия: он обнаружил, что высокочастотные токи обладают тепловым воздействием на живой организм, и предложил использовать их в медицине.

Тесла решил выяснить, каковы пределы частот и напряжений, при которых переменный ток опасен и безопасен. Опыты он ставил на себе. Он пропускал токи высокого напряжения и высокой частоты через пальцы, через руки, через все тело. Правда, при этом он соблюдал определенную осторожность – например, при высоком напряжении и частоте в 60–200 Гц всегда работал только одной рукой, чтобы ток не проходил через сердце, и требовал этого от своих ассистентов. Тогда же он разработал и другие основные правила техники безопасности при работе с высокими напряжениями, принятые до сих пор: ведь в природе электричества как таковой за последние сто лет ничего не изменилось.

В результате этих опытов Тесла заметил, что ток оказывает на живой организм двоякое действие: не только прогревает ткани, но и влияет на нервные клетки. Тесла выяснил, что нагревание вполне может приносить лечебную пользу, а воздействие на нервные клетки при частоте более 700 Гц прекращается – таковы пределы чувствительности человеческого организма: ведь и слух перестает воспринимать колебания свыше 2000 Гц, а глаз – частоты за пределами видимого спектра.

Тесла подумал, что тепловое воздействие тока вполне можно использовать в медицине. Это соображение послужило мощным толчком к развитию принципиально новой отрасли медицины – электротерапии, к которой прибегают врачи всего мира и в наши дни: это и самые разнообразные физиотерапевтические процедуры, и ультразвуковые исследования, и лечение ультразвуком. Первые такие аппараты Тесла сконструировал сам – и, разумеется, проверил их действие на себе.

Однажды, доведя напряжение токов высокой частоты до 2 000 000 В, Тесла обратил внимание, что металлический диск, покрытый краской, оказавшись поблизости от аппаратуры, мгновенно очистился – краска облетела с него облаком пыли, а диск засверкал, как новенький. Тогда изобретатель предположил, что точно так же при помощи токов безопасных частот можно очищать и человеческую кожу – только уже не от краски, а, например, от омертвевших клеток, микробов, сальных загрязнений. Так оно и оказалось – и теперь электротерапия применяется не только в медицине, но и в косметологии.

Впервые Тесла рассказал о своих новых изобретениях слушателям-профессионалам из Американского института инженеров по электротехнике на лекции в мае 1891 года. Лекция называлась «Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение к методам искусственного освещения».

Между тем переменный ток продолжал завоевывать позиции в мире электротехники, и вскоре Тесле представился удобный случай показать результаты своих экспериментов широкой публике. Компания «Вестингауз Электрик» получила заказ на электрификацию Всемирной Колумбовской выставки в Чикаго в 1893 году, примерно в одно время с которой состоялся и Всемирный конгресс электротехников. На выставке Тесла демонстрировал свои эффектные изобретения, в том числе вышеупомянутое «Колумбово яйцо». Прибор этот представлял собой плоскую металлическую сковородку, находившуюся в зоне действия катушек, создававших вращающееся магнитное поле; на сковородке лежало выточенное из меди яйцо. При пропускании тока через обмотки катушек яйцо начинало двигаться – встав на острый конец, оно быстро вращалось и, словно юла, ездило по окружности подставки. Выступая перед посетителями выставки, Тесла пропустил через себя высокочастотный ток в 100 000 В – к ужасу зрителей, которым заранее сообщили, что преступников в знаменитой тюрьме Синг-Синг казнят током не выше 2000 В.

Тесла выступил не только перед праздными зеваками, но и перед делегатами Конгресса электротехников, среди которых был цвет тогдашней науки и инженерии. Достаточно сказать, что почетным председателем Конгресса был Герман Людвиг фон Гельмгольц.

Можно сказать, что первая половина 90 годов XIX века была звездным часом Теслы, периодом акме, как называли это древние греки. К нему наконец-то пришла слава. Каких-то пять лет назад он был нищим нью-йоркским безработным и копал канавы за два доллара в час – а теперь стал властителем дум, самым настоящим волшебником, автором изобретений, о которых лишь недавно человечество не смело и мечтать. Он был необычайно популярен. Политики хотели сделать его живой рекламой своих партий, интеллектуалы справедливо считали интереснейшим собеседником, дельцы наперебой рвались завязать полезное знакомство, а матроны мечтали выдать за него своих красавиц-дочерей.

Тем не менее именно в этот период Тесла был особенно одинок. Летом 1889 года умер его единственный близкий друг Антони Жигети, и Тесла признавался в письмах родным, что чувствует себя в Америке чужим и никак не может привыкнуть к здешнему образу жизни. Даже обедал он только в одиночестве (не считая приемов), в ресторанах заранее заказывал столики, стоявшие в укромных уголках, а к женским чарам оказался до обидного равнодушен.

О его работе и вообще о том, что делается в его лаборатории (это была большая новая лаборатория на Южной Пятой авеню, 33–35), тоже никто ничего не знал. Знали только, что он проводит там почти все время, на отдых, как и раньше, отводит всего три-четыре часа в сутки, причем днем: он предпочитал работать по ночам, когда ему никто не мешал, в одиночестве или с одним-двумя помощниками. Тесла уже наметил себе три направления дальнейшей деятельности: беспроводная передача энергии, более экономичная, чем многофазная система, беспроволочная передача сообщений и новые виды освещения. Все это были разные грани его новых открытий в области высоких частот. После лекции 1891 года Теслу постоянно приглашали выступить с научными докладами – не только в Новом, но и в Старом Свете, но ему жаль было тратить на это время.

А вот на популяризацию своих открытий Тесла времени не жалел. Ради этого он даже изменил своим привычкам и иногда устраивал в ресторане отеля «Уолдорф-Астория» званые обеды для «узкого круга». Слава об этих обедах гремела по всей стране, добиться приглашения на них значило подтвердить свое законное место в американской элите. Но Тесла устраивал эти обеды он вовсе не потому, что ему не хватало общения – после таких приемов он приводил гостей в свою лабораторию и читал им увлекательные лекции о своих изобретениях.

В 1892 году Тесла получил известие о тяжелой болезни матери и решил все-таки поехать в Европу.

В феврале-марте 1892 года он выступил в Лондоне перед Институтом инженеров-электриков и в Париже перед Международным обществом инженеров. В этих лекциях под общим названием «Эксперименты с высокочастотными переменными токами высокого напряжения» Тесла рассказал о множестве своих открытий – в том числе о неоновых и других газовых, а также люминесцентных лампах. Однако самым важным изобретением была чувствительная электронная лампа, прообраз электронных ламп двадцатого столетия.

После второй парижской лекции Тесла вернулся в гостиницу – и обнаружил сообщение о том, что дни его матери сочтены. Он успел в Госпич в последний момент – приехал днем, а Джука скончалась следующей ночью.

После смерти матери Тесла тяжело заболел. Очередной нервный срыв уложил его в постель на полтора месяца.

За время болезни Тесла переосмыслил свою жизнь и пришел к неутешительным выводам. Он дал себе зарок больше никогда не поддаваться соблазну стать «знаменитостью», не тратить времени на мирскую суету и полностью посвятить себя науке. Однако исполнить данное себе обещание удалось не сразу – чтобы оправиться после болезни, Тесла позволил себе самый продолжительный отпуск, пожалуй, за всю жизнь. Из Госпича он поехал погостить к родственникам, затем в Будапешт, оттуда в Белград, где удостоился аудиенции у императора. Обратная дорога в Нью-Йорк пролегала через Пруссию, где Тесла встретился с Гельмгольцем и его учеником Генрихом Герцем, чтобы изложить им свои соображения по беспроводной передаче энергии.

В августе 1892 года Тесла вернулся в Нью-Йорк. Европейское турне лишь умножило его славу Теслы, и ему пришлось участвовать еще в нескольких почетных церемониях, но в конце концов он отказался принимать приглашения и, переехав в отель «Герлах», стал вести уединенную жизнь. Именно тогда, в 1893 году, ему пришлось заниматься делами, связанными с Колумбовской выставкой в Чикаго, а затем и участвовать в проектировании электростанции на Ниагарском водопаде. В начале 1893 года Теслу пригласили выступить с лекцией в Институте Франклина в Филадельфии и в Национальной ассоциации электрического освещения в Сент-Луисе. Тесла назвал эту лекцию, ставшую классической, «О свете и других высокочастотных явлениях». В длинном вступлении он, рискуя впасть в метафизику, говорил о том, насколько уникален орган зрения у животных и человека, превозносил зрение как едва ли не единственный источник знаний. Кроме того, он сформулировал и принципы беспроводной связи, а также о различных осветительных системах – отчасти он повторил то, что уже излагал в Лондоне и Париже, но за последний год сделал и новые открытия, например, приблизился к созданию лампы дневного света. Но самым важным из его наблюдений было то, что помимо видимого света лампы излучают еще и абсолютно черное излучение (т. е. ультрафиолет), а также некие «весьма особые» лучи, которые загадочным образом оставляли тенеобразные следы на металлических пластинках, заключенных в непрозрачные футляры. Эти лучи Тесла предполагал изучить в самое ближайшее время. Очевидно, он едва не открыл рентгеновское излучение – нередко случается, что одно и то же открытие делают несколько ученых одновременно. Немецкий физик Филипп фон Ленард, в будущем лауреат Нобелевской премии, тоже заметил это явление в том же 1893 году и даже оспаривал первенство Рентгена; Тесла приоритетов оспаривать не стал и лишь сообщил о своих наблюдениях.

Лекция имела шумный успех, однако сам Тесла вспоминал, что предложение о беспроводной передаче энергии и информации было встречено в штыки и он не сумел донести до слушателя большую часть своих соображений (хотя текст лекции занимает несколько десятков страниц). Тем не менее это документальное свидетельство того, что Теслу вполне можно считать одним из отцов-основателей радио, ведь он первым заявил о возможностях беспроводной связи и подробно разъяснил, что именно для этого требуется. История изобретения радио и роль в этом Теслы заслуживает отдельной книги. Когда волею судеб изобретателем радио стал считаться Маркони (и Попов – в России и впоследствии в СССР), Тесла не стал заявлять о своем приоритете: он ведь излагал только теорию и не продемонстрировал соответствующую установку (хотя на лекциях он показывал лампу, которая загоралась, принимая сигналы от передатчика). Он оспорил первенство Маркони – возможно, под влиянием минутного порыва, – гораздо позднее, спустя несколько десятилетий, и в 1943 году Верховный Суд США вынес вердикт по делу «США против Маркони» вынес вердикт в пользу Теслы и аннулировал патент Маркони, срок действия которого на тот момент все равно уже истек. Так что на вопрос «Кто изобрел радио?» можно дать два ответа. Первый – никто и все сразу. Второй – Никола Тесла.

В Рождество 1893 года Тесла познакомился с четой Джонсонов, которые стали для него второй семьей. Роберт Андервуд Джонсон был заместителем редактора журнала «Сенчури» и собирался писать статью о Тесле. Роберт и его супруга Кэтрин держали своего рода салон для интеллектуалов, у них в гостях часто бывали и Теодор Рузвельт, тогда кандидат в мэры Нью-Йорка, и композитор и пианист Игнаций Падеревский, и Марк Твен, и Редьярд Киплинг, и множество других знаменитостей, но Тесла не просто пополнил их «коллекцию», но и стал близким другом дома. Кэтрин Джонсон принимала в его жизни горячее участие – пожалуй, как никакая другая женщина, кроме матери. Видимо, ее чувства были отнюдь не только дружескими, однако Тесла учтиво, но твердо сопротивлялся всякому сближению. У него никогда не было романтических отношений с женщинами, кроме одного юношеского увлечения, которое так ничем и не кончилось, и отношения с Кэтрин также не вышли за рамки пусть и тесной, но все же дружбы между леди и джентльменом. Кэтрин окружила его материнской заботой и даже пыталась женить, однако и эти попытки Тесла мягко, но настойчиво пресекал. Женщины интересовали его только как собеседницы.

Тесла продолжал упорно работать. Осенью 1893 года, после невероятного успеха компании «Вестингауз Электрик» (и лично Теслы) на Колумбовской выставке, именно эта компания получила заказ на разработку проекта Ниагарской электростанции.

В 1895 году Ниагарская электростанция была готова. Для своего времени это было самое масштабное электротехническое сооружение, и практически все оборудование на нем проектировалось и создавалось по патентам Теслы. Позднее, в самом начале ХХ века, «Дженерал Электрик» построила там же и вторую электростанцию – тоже на переменном токе, тоже на основе изобретений Теслы.

Постройка Ниагарской гидроэлектростанции лишь приумножила славу Теслы. Мартин опубликовал о нем статью в «Сенчури», после чего хлынула лавина публикаций в профессиональных и популярных изданиях – все они утверждали, что именно Тесла изобрел все необходимое для создания величайшего электротехнического предприятия в истории, именно его трудами был осуществлен этот проект, а в «Нью-Йорк Таймс» даже напечатали его портрет.

Так сбылась детская мечта Теслы – он сумел покорить Ниагарский водопад.

Пожар в лаборатории

Именно в этот момент, на вершине славы, Теслу постигло несчастье. В марте 1895 года сгорела его лаборатория. У Теслы начался долгий период финансовых трудностей. Тем не менее он не пал духом – уже вечером после пожара он взялся за восстановление записей и чертежей, а вскоре нашел подходящее помещение для новой лаборатории на Ист-Хьюстон стрит, 46–48. Создание новой лаборатории оказалось возможным благодаря помощи руководителя Ниагарского проекта Эдварда Дина Адамса, который выделил Тесле средства из капитала Ниагарской компании. Лаборатория заработала спустя всего четыре месяца – в июле 1895 года, а уже к осени работа в ней шла прежними, как до пожара, темпами. Интересно, что пока она не была готова, Тесла некоторое время работал в лабораториях Эдисона, который тоже публично выразил ему сочувствие. В своих воспоминаниях Тесла пишет о случившемся сухо и немногословно: «Успех неизменно сопутствовал работе до тех пор, пока мою лабораторию не уничтожило пожаром в 1895 году. Это бедствие во многом отбросило меня назад, и в тот год большую часть времени мне пришлось посвятить планированию и восстановлению. Однако, как только позволили обстоятельства, я вернулся к работе».

Весной 1897 года Тесла наконец собрал устройство для беспроводной связи и испытал его – столько времени у него ушло во многом потому, что никаких готовых деталей, разумеется, не было, ему пришлось все изготавливать в собственной мастерской. Если бы не пожар, он бы сделал это намного раньше.

Тесла запатентовал свое долгожданное детище в сентябре 1897 года – по сути дела, это патенты на современное радио в том виде, в каком мы пользуемся им и в наши дни. А побочным продуктом системы беспроводной связи стали радиоуправляемые автоматы.

В 1898 году на ежегодной выставке в Мэдисон-сквер-гарден среди экспонатов Теслы было первое в истории радиоуправляемое судно. Но Тесла мечтал создать автомат, во всем подобный человеку: «Сделан автомат из мяса и костей, или из дерева и стали, разница невелика, если только он может выполнять все функции, которые от него требуются как от разумного существа», – писал он. Так было положено начало новой отрасли техники, которую Тесла назвал «телеавтоматикой».

Следующей его целью было создание глобальной системы управления «разумными автоматами» – на основе все того же явления резонанса: он собирался передавать энергию сквозь Землю, сделать всю планету каналом связи и линией электропередач. Но пока что он ни с кем не делился своими планами. Еще в феврале 1896 года он тайно от всех, даже от собственных ассистентов, поехал в Колорадо-Спрингз подыскивать место для новой лаборатории и полигона для экспериментов по беспроводной связи, которые пришлось отложить из-за пожара.

Параллельно Тесла занимался опытами с ультразвуком, механическими колебаниями и явлениями механического резонанса, в том числе так называемого избирательного резонанса. Кроме того, он исследовал те самые «особые» (рентгеновские) лучи, о которых упомянул в Филадельфийской лекции. Весной 1896 года Тесла опубликовал первую из десятка статей о рентгеновских лучах (естественно, тогда они еще не носили этого имени), где предложил использовать их для обнаружения опухолей и воспалений в организме человека. А Рентген проводил свои опыты при помощи резонанс-трансформатора Теслы. Эксперименты Теслы с рентгеновскими лучами сразу же привели к эффектным результатам. Ему первому удалось получить снимки черепа с расстояния в 12 метров. Тесла придумал и особую установку для получения рентгеновского излучения. Опыты он ставил на себе, однако, как ни странно, на его здоровье это практически не сказалось – у него заметно ослабел иммунитет, и только. Некоторое время Тесла был уверен, будто рентгеновское излучение совершенно безвредно, и пересмотрел эту точку зрения только после несчастного случая в своей лаборатории, когда один из сотрудников заболел лучевой болезнью.

В конце 90-х годов у Теслы началась темная полоса. Финансовые его дела были в расстройстве, он подхватил тяжелую инфлюэнцу и долго не мог оправиться, настроение было мрачное. Тесла замкнулся в себе, перестал общаться с родственниками и старыми друзьями, даже не отвечал на письма сестер. Но вскоре ему улыбнулась удача.

Искусственные молнии и Уорденклиф

В апреле 1899 года Тесла получил письмо – ему предлагали земельный участок под лабораторию в Колорадо-Спрингз, куда уже было проведено электричество от местной электростанции. В мае Тесла уже переехал туда. Он лично следил за строительством лаборатории и немедленно, не дожидаясь окончания работ, приступил к изучению молний – это давно его занимало.

Он задумал создать систему передачи энергии, рядом с которой великолепная многофазная система устарела бы в одно мгновение. Для этого, по мысли Теслы, было достаточно создать в Земле стоячие волны – и «поймать» их с другой стороны земного шара. Но прежде Тесла экспериментально убедился в том, что Земля электрически заряжена:. во время очередной сильной грозы он зарегистрировал стоячие волны, вызванные изменением электрического потенциала Земли.

Теперь можно было задуматься и над тем, чтобы при помощи мощных искусственных разрядов создавать в Земле стоячие волны по своей воле. Эксперимент шел полным ходом, когда прекратилась подача электричества – оказалось, что Тесла сжег генератор на ближайшей электростанции, плохо защищенный от перегрузок. Тесла сам отремонтировал генератор, продолжил опыты и в итоге пришел к выводу, что вызвать в Земле явление электрического резонанса и получить стоячие волны вполне возможно.

Итак, искусственные стоячие волны в Земле получены, планету можно превратить в исполинский осциллятор – но зачем они, собственно, нужны? Тесла уже давно придумал, как при помощи этих волн передавать токи высокой частоты – для всевозможных нужд, – однако как именно уловить «пучности» волн и раздобыть из Земли переданную энергию, он не знал. Тесла не представляет себе, как осуществить свой план технически – и вообще что делать дальше. Такого с ним раньше, пожалуй, не случалось. Несмотря на то, что эффектные и зрелищные опыты с искусственными молниями снова привлекли к Тесле благосклонное внимание публики, в его научной деятельности наступил кризис.

Именно тогда его деятельностью заинтересовался миллионер и предприниматель Джон Пирпонт Морган. В результате длительных переговоров Тесле удалось убедить его финансировать строительство новой лаборатории и «радиогородка» на Лонг-Айленде – системы «Всемирной телеграфии» и «Всемирной передачи энергии». Это было 1 марта 1901 года.

«Радиогородок» Теслы располагался на незастроенном участке земли площадью в 80 га под названием Уорденклиф, неподалеку от железнодорожной станции. Тесла рассчитывал, что Уорденклиф станет радиотехнической столицей мира, и планировал в ближайшем же будущем выстроить станцию и для беспроводной передачи энергии – у Ниагарского водопада.

Проект башни-антенны высотой в 60 метров с медной полусферой на верхушке, уходящей под землю на 40 метров, создал архитектор У.Кроу, он же уговорил одну из крупнейших строительных фирм воздвигнуть это неслыханное сооружение. Фирма построила башню по расчетам Кроу безо всяких гарантий, тамошние инженеры были уверены, что она не простоит и года – однако расчеты оказались точными, и башня просуществовала полтора десятка лет, а потом ее взорвали, потратив немало динамита. Когда башня была готова, Тесла переселился в домик неподалеку, где и прожил несколько ближайших лет. Он рвался поскорее все закончить, щедро платил рабочим за сверхурочные часы, а сам зачастую чуть ли не трое суток проводил без сна за налаживанием оборудования. Спешил он, в частности, еще и потому, что в самом начале строительства узнал из журнальной статьи о планах Маркони наладить свою систему беспроводного телеграфа – на основании его, Теслы, изобретений. Было от чего прийти в ярость – и стремиться обойти наглого конкурента.

Пока строилась станция, Тесла с увлечением занимался популяризацией своего нового проекта. Он опубликовал статью «Всемирная система передачи энергии на расстоянии», где рассказал о невероятных выгодах, которые сулит человечеству его проект. Казалось бы, эти выгоды были всем очевидны, однако строительство радиогородка затянулось, а затем и вовсе приостановилось из-за недостатка финансирования. Тесле было некогда следить за экономическим положением в стране – и он, возможно, даже не знал, что грянул кризис и Морган понес колоссальные убытки. Пусть и не сразу, но очень скоро Морган перестал финансировать проект.