Текст книги "Никола Тесла. Изобретатель будущего"

Волны Герца или электростатические разряды?

Когда Тесла работал над своим осцилляторным трансформатором, он столкнулся с вопросом применения нового устройства. Очевидно было использовать его для исследования волн, обнаруженных Герцем, но в каком направлении вести исследования? Хотя теперь известно, что волны Герца могут использоваться для радиосвязи, это применение не было очевидно для Теслы или других ранних исследователей. Как и с любым новым явлением, существуют различные пути его применения, и выбор пути определяется знаниями и интересами исследователей{322}322
  Я осторожен в использовании понятий «радио» или «радиоволны», поскольку они были введены намного позже. Эдуар Бранли был первым, кто использовал слово «радио» в качестве префикса в 1897 году в «radioconductor», термине для разработанного им когерера для обнаружения электромагнитных волн. В 1907 году Ли де Форест использовал термин «радио», чтобы описать беспроводную телеграфию, и термин впоследствии был принят на вооружение ВМФ США, и он стал общепринятым к моменту первой трансляции в США в 1920-е годы.


[Закрыть].

Одним из возможных путей было сосредоточение на теоретических следствиях из открытия Герца. Несколько английских физиков и инженеров – Оливер Лодж, Оливер Хевисайд и Джордж Френсис Фицджеральд – изучили эксперименты Герца и сделали математический анализ, чтобы соединить результаты Герца с теорией Максвелла. Эта группа ученых, называвших себя «максвелловцами» (Maxwellians), была сосредоточена прежде всего на продвижении электромагнитной теории{323}323
  J. G. O’Hara and W. Pricha, Hertz and the Maxwellians (London: Peter Peregrinus, 1987); Bruce J. Hunt, The Maxwellians (Ithaca: Cornell University Press, 1991).


[Закрыть]. Так как Максвелл подчеркивал, что видимый свет и новые волны были эквивалентны, отличаясь лишь длиной волны, максвелловцы первоначально провели оптические эксперименты, чтобы определить, вели ли новые волны себя так же, как свет. Например, они пытались использовать линзы, сделанные из различных материалов (стекло и битум), чтобы сфокусировать новые волны так же, как световые волны. Хотя один из максвелловцев, Джон Перри, заявил в 1890 году о возможности использовать волны Герца для связи, максвелловцы предполагали, что любая система связи с использованием новых волн будет функционировать больше как система сигнальных огней, а не как электрический телеграф. Действительно, как отметил Сунгук Хонг, максвелловцы не интересовались существующей в начале 1890-х годов системой телеграфа и, следовательно, не были готовы преобразовать открытие Герца в беспроводную телеграфную связь{324}324
  Sungook Hong, Wireless: From Marconi’s Black-Box to the Audion (Cambridge, MA: MIT Press, 2001), 5–9.


[Закрыть].

Тесла следил за работой Герца и максвелловцев, читая электрические журналы, но у него не было ни желания, ни знаний и опыта, чтобы вмешиваться в сложные математические обсуждения максвелловцев. (Даже сам Герц не спешил участвовать в этих математических обсуждениях, в связи с чем Хевисайд отметил в 1889 году: «Я вижу, что Герц не максвелловец, хотя старается им стать»{325}325
  O’Hara and Pricha, Hertz and the Maxwellians, 1.


[Закрыть].) Однако Тесла, во-первых, решил меньше фокусироваться на электромагнитных волнах и больше на электростатических эффектах, создаваемых его аппаратом. Во-вторых, как амбициозный изобретатель, он стремился превратить это научное открытие в многообещающую новую технологию.

Когда ученые начинают исследовать новые явления, они часто начинают с уже существующих экспериментальных методов и затем развивают новые методы в процессе изучения явлений. Поэтому в то же время, когда максвелловцы начали проводить оптические эксперименты, Тесла стал изучать свой новый осцилляторный трансформатор, повторив эксперименты с катушкой Румкорфа. Ранее исследователи использовали катушку Румкорфа, чтобы изучить искры и эффекты электрического заряда, электростатические эффекты.

Распространенным опытом с катушкой Румкорфа было использование электрических искр для создания эффекта свечения газа. Чтобы провести этот эксперимент, исследователи использовали специальные стеклянные трубки, из которых откачивалась большая часть воздуха. Известные как трубки Гейслера, они имели по два платиновых электрода, и когда их соединяли с катушкой Румкорфа, под высоким напряжением газ ионизировался и начинал светиться{326}326
  Хотя такие трубки производились различными европейскими приборостроителями, лучшими считались трубки стеклодува Генриха Гейслера из Бонна, Германия. См.: Joseph F. Mulligan, ed., Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894): A Collection of Articles and Addresses (New York: Garland, 1994), 57–58n144, as well as Falk Muller, Gasentladungsforschung im 19. Jahrhundert (Berlin: Diepholz, 2004).


[Закрыть]. В экспериментах с осцилляторным трансформатором Тесла соединил свою катушку с трубой Гейслера и обнаружил, что труба сильно светилась вокруг каждого электрода, в то время как середина оставалась сравнительно темной. Эти темные места были ранее изучены британским химиком сэром Уильямом Круксом{327}327
  William H. Brock, William Crookes (1832–1919) and the Commercialization of Science (Burlington, VT: Ashgate, 2008), 236-37.


[Закрыть].

Работая с трубками Гейслера, Тесла сделал важное открытие. Когда он приложил контактные выводы своего осцилляторного трансформатора к двум сферам, искра проскочила в том месте, где промежуток между шарами был самым маленьким, пробежала по обеим сторонам сфер, угасла наверху и возникла вновь в самом узком месте. Современные ученые называют этот эффект «лестницей Иакова», и его часто можно наблюдать в аппарате, используемом сумасшедшими учеными в ужастиках и в научно-фантастических фильмах. Но что особенно потрясло Теслу, так это то, что каждый раз, когда произведенная катушкой искра гасла, пробежав по сферам, лежащие поблизости трубки Гесслера загорались и гасли в унисон с искрой. Он также заметил, что трубки не горели, когда они были расположены перпендикулярно выводам индукционной катушки. Чтобы трубки горели, они должны были располагаться параллельно с выводами и искрой. Это дало Тесле подсказку, что трубки загорались под воздействием электрического поля, произведенного искрой, а не электромагнитными волнами. Если бы это волны вызывали свечение трубки, рассуждал он, то расположение не имело бы значения. Тесла повторил эксперимент с вакуумными трубками без электродов и с удивлением обнаружил, что они также светились{328}328
  «A Talk by Nikola Tesla», New York Times, 24 May 1891, and «Tesla’s Experiments with Alternating Currents of High Frequency», Electrical Engineer, 27 May 1891, p. 597, both in TC 3:34-35.


[Закрыть].

Эти наблюдения убедили Теслу, что Герц и максвелловцы заблуждались. Тесла считал, что, хотя катушка Румкорфа создавала большое количество заряда и генерировала электромагнитные волны, большая часть энергии в аппарате шла на электростатические эффекты, а не на электромагнитные волны. Насколько он понимал, наращивание заряда создавало электрическое поле в пространстве вокруг катушки, и когда искра гасла, напряжение этого поля резко возрастало, вызывая свечение трубок Гейслера. По данным Теслы, электростатические «толчки», а не волны Герца заставляли трубки светиться.

В своей лекции по высокочастотным явлениям (описанной в следующей главе) в мае 1891 года Тесла дал ясно понять, что не согласен с Герцем и Лоджем. «Многие исследователи были захвачены энтузиазмом и страстью к открытиям, но в своем рвении достичь результатов некоторые из них были введены в заблуждение, – писал он. – Начав с идеи получения электромагнитных волн, они, возможно, слишком внимания уделили изучению электромагнитных эффектов и пренебрегли исследованием электростатических явлений… Однако есть мнение – как я полагаю, довольно твердое, – что в таких случаях большая часть энергии излучается в космос. В свете экспериментов, которые я описал выше, так больше считать не будут. Я могу спокойно утверждать, что… количество непосредственно излучаемой энергии очень небольшое»{329}329
  NT, 1891 Columbia lecture, 173–74.


[Закрыть].

Учитывая, что теперь известно, что интерпретация электромагнитных волн максвелловцев верна – это написано во всех учебниках по физике и электротехнике, – может показаться смешным, что Тесла решил бросить вызов этой интерпретации. Однако следует иметь в виду несколько вещей. Во-первых, Тесла следовал за известным в науке принципом: не предлагать новую теорию, если старая теория объясняет основную суть явления. Во-вторых, в своей интерпретации максвелловцы по большей части математически описывали электромагнитные явления и впоследствии использовали математику, чтобы предсказать новые явления. Теслу не интересовали математические расчеты, и, что более важно, они не казались ему убедительными. Для него имели значение только те явления, которые он мог создавать и наблюдать в своей лаборатории.

Неудивительно, что следующим шагом Теслы после того, как он заметил свечение трубок Гейслера от работы осцилляторного трансформатора, стало превращение этого явления в захватывающее зрелище. Однажды в процессе ночной работы он отправил своих сотрудников купить поесть в 3 часа утра. Когда они возвратились, они нашли Теслу стоящим посреди лаборатории, держащим в каждой руке по длинной стеклянной трубке, никак не соединенных с его высокочастотной катушкой. «Если моя теория верна, – сказал им Тесла, – когда мы включим рубильник, эти трубки станут огненными мечами». Он велел погасить свет в комнате и включить рубильник, и тут же стеклянные трубки ярко вспыхнули.

«С бурным ликованием, – вспоминал Тесла, – я размахивал ими вокруг своей головы. Мои работники не на шутку испугались, настолько новым и поразительным было зрелище. Они не знали о моей теории беспроводной передачи света, и на мгновение они подумали, что я был кем-то вроде фокусника или гипнотизера». После этого эксперимента Тесла осознал, что беспроводное освещение было возможно и что у него было шоу, способное захватить воображение зрителей и привлечь новых инвесторов{330}330
  M. K. Wisehart, «Making Your Imagination Work for You», 64.


[Закрыть].

Глава vii
Настоящий мастер
(1891)

В один прыжок Тесла занял место в ряду таких людей, как Эдисон, Браш, Элиу Томсон и Александр Грейам Белл. Всего лишь четыре или пять лет назад, попытав силы во Франции, этот подросток из туманной горной области на границе Австро-Венгрии высадился на наши берега, совершенно неизвестный и бедный во всех отношениях, за исключением гения, упорства и храбрости.

Джозеф Ветцлер, журнал Harper’s Weekly, июль 1891

Расторгнутые контракты, разбитые сердца

Зимой 1890–1891 года Тесле, вероятно, пришлось задуматься о том, как снискать общественный интерес и финансовую поддержку своим изобретениям, поскольку его главный покровитель, Вестингауз, был в глубокой финансовой яме. Благодаря инновационной производственной линии переменного тока ежегодные продажи компании Westinghouse выросли с 800 000 долларов в 1887 году до 4,7 миллиона в 1890 году{331}331
  «Statement from the Westinghouse Company», Electrical World 17 (24 January 1891): 54.


[Закрыть]. Поскольку продажи быстро росли, Westinghouse должна была увеличивать технический штат и расширять свои фабрики. В то же время Westinghouse вслед за компаниями Edison General Electric и Thomson-Houston начала скупать мелкие компании и участвовать в бурных патентных тяжбах. Вестингауз частично финансировал эту экспансию, вложив в компанию 1,2 миллиона долларов из собственных средств, а также влез в долги. К середине 1890 года фирма сделала дополнительный краткосрочный заем на сумму 3 миллиона долларов, общая стоимость ее имущества составляла приблизительно 11 миллионов, а оборотный капитал – 2,5 миллиона долларов.

Беда случилась в ноябре 1890 года, когда обвал крупнейшей лондонской брокерской фирмы Baring Brothers поверг кредиторов в финансовую панику и побудил кредиторов Вестингауза потребовать возврата денег. Westinghouse Company была передана во внешнее управление в связи с неплатежеспособностью, и Джордж Вестингауз изо всех сил пытался спасти компанию в последующие два года. После того как ему не удалось получить поддержку от питтсбургских банкиров, Вестингауз обратился к банкиру с Уолл-стрит Огюсту Бельмону, который создал комитет влиятельных инвесторов, чтобы реорганизовать компанию{332}332
  Carlson, Innovation as a Social Process, 290-91; Jonnes, Empires of Light: Edison, 215-37.


[Закрыть].

По словам Джона О’Нила, биографа Теслы в 1940-х годах, инвесторы, поддержавшие эту финансовую реорганизацию, настаивали, что для сохранения контроля над свой компанией Вестингауз должен был разорвать контракт с Теслой об уплате роялти в размере 2,50 доллара за лошадиную силу с каждого произведенного двигателя. О’Нил утверждал, что инвесторы настаивали на расторжении контракта во избежание выплаты Тесле многомиллионных лицензионных платежей и что эти деньги могли бы поддерживать большую часть его последующих исследований{333}333
  O’Neill, Prodigal Genius, 78-82. In Empires of Light (224), Джоннс предположил, что банкиры также были обеспокоены тем, что Вестингауз заплатил Тесле значительные гонорары и тратил деньги, защищая патенты Теслы в суде. Я не нашел никаких доказательств того, что Вестингауз платил Тесле в 1890–1891 годах. Никаких существенных патентных споров, связанных с патентами на электродвигатель Теслы, не было до конца 1890-х годов.


[Закрыть].

Однако в контексте событий начала 1891 года маловероятно, что выплата роялти Тесле была основным камнем преткновения в процессе реорганизации компании. По условиям контракта 1888 года с Теслой, Пеком и Брауном Вестингауз заплатил бы 105 000 долларов к 1891 году, из которых Тесла получил бы приблизительно 47 000. Поскольку существовало лишь несколько систем распределения переменного тока, которые могли использовать двигатели Теслы, Вестингауз продал совсем немного двигателей и, вероятно, не заплатил значительных лицензионных платежей до 1891 года. Кроме того, учитывая, что инженеры компании Westinghouse не решили технических трудностей, связанных с моторными проектами Теслы (см. главу Х), ни у Вестингауза, ни у банкиров не было причины переживать, что выплаты роялти Тесле могли бы составить миллионы долларов{334}334
  Benjamin Garver Lamme, Electrical Engineer: An Autobiography (New York: G. P. Putnam’s Sons, 1926), 60-61; Henry G. Prout, A Life of George Westinghouse (London: Benn Brothers, 1922),
  121-25.


[Закрыть]. Двигатели Теслы действительно были коммерчески успешны в конце 1890-х годов, но в начале 1891 года не было никаких шансов на успех.

Более вероятно, что инвесторы настояли на расторжении контракта с Теслой, потому как считали, что Вестингауз потратил слишком много денег и сил на развитие новой технологии. Как жаловался один питтсбургский банкир, «г-н Вестингауз выбрасывает столько средств на эксперименты и так щедро платит за техническое обслуживание и патентные права, что мы берем на себя довольно большой риск, предоставляя финансирование, о котором он просит. Мы должны, по крайней мере, знать, на что он тратит наши деньги»{335}335
  Francis E. Leupp, George Westinghouse: His Life and Achievements (Boston: Little, Brown, 1918), 159.


[Закрыть]. В то же время инвестиционный комитет, созданный Бельмонтом, хотел иметь больший вес в делах реорганизованной Westinghouse Company. Считая Вестингауза «умным и зрелым техническим специалистом», у которого не хватает такта и понимания большого бизнеса, банкиры стремились ограничить его власть{336}336
  Charles Fairchild to Henry L. Higginson, 6 May 1891, Box XII-3, Folder 1891 CAC, Henry L. Higginson Papers, Baker Library, Harvard Business School, Boston; Carlson, Innovation as a Social Process, 291.


[Закрыть]. Следовательно, просьба расторгнуть контракт с Теслой, вероятно, была в большей степени вызвана желанием банкиров обуздать Вестингауза и в меньшей степени – страхом, что лицензионные платежи Теслы выльются в миллионы.

С большой неохотой Вестингауз пришел к Тесле с просьбой расторгнуть контракт и помочь ему сохранить контроль над компанией. По словам О’Нила, Тесла разорвал контракт на самом его пике, демонстрируя свою лояльность Вестингаузу{337}337
  O’Neill, Prodigal Genius, 81-82. Первоначальный контракт был заключен между Вестингаузом и Теслой, Пеком и Брауном. Поскольку Пек умер в 1890 году, Тесле было необходимо убедить Брауна поддержать его решение разорвать контракт.


[Закрыть]. И все же вполне вероятно, что Тесла думал и о собственном будущем с точки зрения того, кто будет управлять его патентами. Если бы Тесла сохранил контракт, ему пришлось бы вместо Вестингауза вести переговоры с инвесторами, и они могли не быть столь благосклонны к вложению денег в развитие или продвижение его изобретений. О’Нил предположил, что Тесла предпочел продолжать неофициальное сотрудничество с Вестингаузом и верить, что питтсбурсткий магнат продолжит тем или иным образом поддерживать его. (Например, см. главу XIV.) Для Теслы личная преданность значила больше, чем юридический контракт{338}338
  Во время дачи показаний в 1903 году в защиту патента на электродвигатель переменного тока Теслу спросили, получал ли он материальную выгоду от патентов. Он ответил: «Хотел бы я ее получать». См.: NT, Motor Testimony, 153-54.


[Закрыть].

Примерно в то же время, когда он разорвал свой контракт с Вестингаузом, Тесла столкнулся с неменьшим личным разочарованием. Проработав с Теслой на протяжении девяти лет, Жигети в 1890 году уехал, чтобы развивать то, что, он думал, станет его собственным великим изобретением: новый компас для управления судами. Когда пять или шесть месяцев спустя Жигети возвратился, Тесла сказал ему, что в изобретении компаса его уже опередил сэр Уильям Томсон, и это побудило Жигети уехать во второй раз в 1891 году. Тесла считал, что в этот раз Жигети уехал на юг, возможно в Южную Америку, в поисках другого проекта изобретения. Тесла был глубоко уязвлен тем, что Жигети покинул его, как он сказал двадцать лет спустя: «Я очень хотел видеть его, потому что очень хотел быть рядом с ним»{339}339
  Там же, 235, 163-64.


[Закрыть]. На примере Жигети мы видим, что Тесла привязывался к людям и стремился к близкой дружбе; мы исследуем этот аспект жизни Теслы далее в главе XII.

Новые лампы для всего света

После потери Жигети и разрыва контракта с Вестингаузом Тесла начал работать еще усерднее, чтобы развить и довести до всеобщего сведения то, что он узнал о новых свойствах высокочастотных явлений. Тесла больше не мог рассчитывать на поступление роялти от Вестингауза и теперь должен был вызвать интерес к своим новым изобретениям, чтобы привлечь инвесторов. Следуя бизнес-стратегии, которой он научился от Пека – «патентовать-продвигать-продавать», – Тесла в первой половине 1891 года зарегистрировал несколько патентных заявок, опубликовал несколько статей в электротехнических журналах и выступил со второй важной лекцией.

Экспериментируя со своим осцилляторным трансформатором, Тесла применял свои открытия об электростатических «толчках» к разработке новых форм электрического освещения. Каким-то образом электростатические разряды передавали энергию через пространство; как можно использовать эти разряды для создания новых изобретений? Сегодня, когда мы знаем, что Маркони превратил открытия Герца в беспроводную телеграфную связь, может сначала показаться странным, что Тесла решил сосредоточиться на освещении, а не на системе связи. Все же этот выбор был целесообразен по нескольким соображениям. В течение многих лет ученые были озадачены тем, как трубки Гейслера преобразовали электричество в свет без тепла. До введения электрического освещения искусственное освещение – от свечей, масляных ламп или газовых светов – подразумевало пламя и производство тепла; как получалось, что трубка Гейслера не вырабатывала тепло? Одновременно Максвелл подчеркнул в своей теории, что свет и электричество были связаны; почему бы не развивать эту идею и не искать способы преобразовать электричество непосредственно в свет?

Первым шагом Теслы в этом направлении был эксперимент, в котором тонкий изолированный провод начинал извиваться и сверкать, когда его присоединяли к одному из контактных выводов его осцилляторной катушки. По мнению Теслы, быстрое движение и потоки света в проводе были результатом электростатических толчков, вызывающих интенсивные колебания в молекулах провода. Чтобы увеличить интенсивность этого процесса, Тесла поместил тонкий платиновый провод в вакуумной лампе, и она начала вращаться, создавая световой конус.

Тесла знал, что платиновый провод накаливался не потому, что металл имел высокое сопротивление, но потому, что он использовал очень тонкий провод. Однако подозревая, что он получит еще лучшие результаты, используя материал с более высоким сопротивлением, Тесла последовал примеру Эдисона при создании лампы накаливания в 1879 году и заменил платиновый провод на углеродный. Вместо того чтобы использовать нить (как сделал Эдисон в своей лампе), Тесла сформировал из углеродного волокна маленькую сферическую капсулу, которую поместил на конце одного провода; при соединении с одним из контактных выводов его осцилляторного трансформатора высокочастотный ток высокого напряжения вызывал накаливание капсулы и она начинала отбрасывать яркий свет{340}340
  Тесла экспериментировал с другими высокопрочными, тугоплавкими (например, жаропрочными) материалами, включая рубиновые трубки. Поскольку рубиновые трубки используются в лазерах, некоторые биографы Теслы утверждали, что Тесла изобрел лазер; см.: Seifer, Wizard, 87 and Hunt and Draper, Lightning in His Hand, 236-37.


[Закрыть]. Чтобы сфокусировать свет от светящейся капсулы, Тесла добавил металлический отражатель снаружи лампы. Так как эта лампа должна была быть соединена с источником питания только одним проводом – обычным лампам накаливания требовалось два провода, – Тесла сразу увидел коммерческий потенциал в этой углеродной капсульной лампочке, так как эта конструкция позволяла вполовину уменьшить проводное соединение, необходимое для электрического освещения, и он запатентовал несколько вариаций{341}341
  «Tesla’s System of Electric Lighting with Currents of High Frequency», Electrical Engineer, 1 July 1891, p. 9 in TC 2:47; NT, «System of Electric Lighting», U. S. Patent 454,622 (filed 25 April 1891, granted 23 June 1891); NT, «Electric Incandescent Lamp», U. S. Patent 455,069 (filed 14 May 1891, granted 30 June 1891).


[Закрыть].

Выступление в колумбийском университете

К весне 1891 года Тесла понял, что все его новые устройства – его высокочастотный генератор переменного тока, осцилляторный трансформатор и новые лампы – составляли технологическую платформу, на основе которой он мог сделать ряд громких заявлений: что Герц и максвелловцы уделяли слишком много внимания электромагнитным волнам, что высокочастотный переменный ток мог быть сразу преобразован в свет и что он был на пороге революции в электротехнической промышленности благодаря своим новым лампам.

Тесла сообщил о своих первых результатах в журнале Electrical Engineer в феврале 1891 года, и ему сразу же был брошен вызов в ответной статье Элиу Томсона. Он также работал с высокочастотными токами, но в его экспериментах устройства работали на частоте 10 000 оборотов, и таким образом Томсон не всегда наблюдал те же эффекты, что и Тесла. Не желая ни в чем уступать друг другу, Тесла и Томсон препирались в ряде статей, опубликованных в электротехнических журналах в марте и апреле 1891 года{342}342
  NT, «Phenomena of Alternating Currents of Very High Frequency», 128 in TC 2:119-22; Elihu Thomson, «Notes on Alternating Currents of Very High Frequency», Electrical Engineer, 11 March 1891, 300 in TC 2:137; NT, «Experiments with Alternating Currents of High Frequency», Electrical Engineer, 18 March 1891, 336-37 in TC 2:140-41; NT, «Phenomena of Alternating Currents of Very High Frequency», Electrical World, 21 March 1891, pp. 223, 225 in TC 2:148-50; Elihu Thomson, «Alternating Currents of High Frequency – A Reply to Mr. Tesla», Electrical Engineer, 1 April 1891, pp. 386-87 in TC 2:152-53; and NT, «Phenomena of Currents of High Frequency», Electrical Engineer, 8 April 1891, pp. 425-26 in TC 2:157-58.


[Закрыть].

В ходе этой схватки с Томсоном Тесла, вероятно, осознал необходимость радикальных действий, чтобы закрепить за собой лидерство в исследовании высокочастотных явлений. Возможно, потому, что весной 1890 года Томсон выступал с лекцией в Институте инженеров-электриков, в которой представил основные идеи своей теории о явлениях переменного тока, Тесла решил снова выступить перед институтом. Так же как тремя годами ранее он представил этой аудитории свой двигатель с вращающимся магнитным полем, теперь Тесла выступил перед институтом с рассказом о высокочастотном переменном токе. По всей вероятности, его выступление включили в весеннюю программу 1891 года, так как Вильям Энтони был президентом института и приятелем Теслы, а T. C. Мартин работал председателем Комитета института по научным публикациям и организации заседаний{343}343
  Лекцию Томсона 1890 года, также в Колумбийском университете; см.: «Phenomena of Alternating Current Induction», Electrical Engineer (London), 25 April and 2 May 1890, 332-35, 345-46 in TC 2:60-65; «Annual and General Meeting of the American Institute of Electrical Engineers», Electrical World 17 (9 May 1891): 344 in TC 2:166; «Chairmen of the Institute’s Committees», Electrical Engineering 53 (May 1934): 828-31, on 830.


[Закрыть].

Так же как в 1888 году, Тесла защитил свои изобретения, подав патентные заявки до лекции. В конце апреля и в начале мая он зарегистрировал две патентные заявки в США на высокочастотное освещение лампами накаливания, а за день до лекции он подал заявки на получение патентов в Великобритании, Франции, Германии и Бельгии{344}344
  NT, «System of Electric Lighting», U. S. Patent 454,622 (filed 25 April 1891, granted 23 June 1891); NT, «Electric Incandescent Lamp», U. S. Patent 455,069 (filed 14 May 1891, granted 30 June 1891). Частичный перечень зарубежных патентов теслы см. в Catalogue of Tesla’s Patents (Belgrade: NTM, 1987). Французкий патент был заявлен 9 мая 1891 года, а немецкий датирован 20 мая 1891 года.


[Закрыть].

Выступление Теслы состоялось вечером 20 мая 1891 года в Колумбийском университете в Нью-Йорке в лекционном зале имени Теодора Дуайта, декана юридического факультета. Несмотря на то что электротехнический факультет был создан в 1889 году на базе Колумбийской школы горнорудного дела, у факультета не было собственной аудитории, и два преподавателя по электротехнике, Френсис Крокер и Майкл Пупин, с помощью лекции Теслы, по всей видимости, стремились привлечь внимание к своему новому факультету. Чтобы обеспечить электропитание, Тесла установил свой высокочастотный генератор переменного тока в электрическом цехе колледжа (скромное кирпичное здание называлось «хлев») и привел его в действие электродвигателем. С помощью переключателя на сцене Тесла мог регулировать скорость двигателя и таким образом управлять частотой, вырабатываемой его генератором переменного тока{345}345
  В 1891 году Колумбийский университет имел свой кампус на 49-й улице между Мэдисон-авеню и Четвертой авеню. С 1857 по 1891 год, хотя Юридическая школа номинально была частью Колумбийского университета, его единолично руководил Дуайт как частной школой; поэтому во всех описаниях лекции Теслы сообщается, что она проводилась в помещении профессора Дуайта. См.: Robert A. McCaughey, Stand, Columbia: A History of Columbia University in the City of New York, 1754-2004 (New York: Columbia University Press, 2003), 138-40, 182-83. Об истории электротехнического факультета Колумбийского университета см.: Michael Pupin, From Immigrant to Inventor (New York: Charles Scribner’s Sons, 1922), 276-85 and James Kip Finch, A History of the School of Engineering, Columbia University (New York: Columbia University Press, 1954), 68-70.


[Закрыть].

Свое выступление перед многочисленной заинтересованной аудиторией, говоря на «чистом, нервном английском языке», Тесла начал с замечания о прогрессе современной науки, признав эфир средой, в которой перемещаются невидимые волны, но отметил, что точный характер электричества был все еще неизвестен. Тесла предложил рассмотреть электростатические явления как эфир под деформацией, а динамическое электричество или токи – как «явления эфира в движении». Ссылаясь на работу Герца и Лоджа, Тесла сообщил аудитории, что яркое свечение в трубках Гейслера было вызвано не электромагнитными волнами, а электростатическими «толчками»{346}346
  Joseph Wetzler, «Electric Lamps Fed from Space, and Flames That Do Not Consume», Harper’s Weekly 35 (11 July 1891): 524 in TC 3:104–6; «Tesla’s Experiments with Alternating Currents of High Frequency», Electrical Engineer, 27 May 1891, p. 597 in TC 3:35.


[Закрыть].

В поддержку этих заявлений Тесла продемонстрировал серию опытов. Когда он увеличивал число оборотов осцилляторного трансформатора, дуговая лампа начала «петь» – издавать высокочастотные звуки. Затем Тесла продемонстрировал, как его катушка может генерировать множественные столпы света, искры и языки электрического пламени. Далее он показал, как высокочастотный ток мог использоваться для подсветки трубки Гейслера и его новых ламп{347}347
  NT, 1891 Columbia lecture, 155–87.


[Закрыть]. «В этот момент, – сообщал журнал Electrical Review, – г-н Тесла казался настоящим фокусником. И не имело значения, лежали ли лампы на столе или были соединены контактным выводом с одним из полюсов катушки или оратор брал в каждую руку по лампе и дотрагивался ими до полюсов катушки… в каждом случае появлялись светящиеся нити к наивысшему восхищению зрителей»{348}348
  «Alternating Currents of High Frequency», Electrical Review, 30 May 1891, p. 185.


[Закрыть].

Чтобы аудитория смогла оценить полный потенциал использования высокочастотного переменного тока для электрического освещения, Тесла предложил захватывающий дух опыт. Под потолком были подвешены два больших цинковых листа на расстоянии приблизительно пятнадцати футов друг от друга, которые соединялись с осцилляторным трансформатором. В аудитории приглушили свет, Тесла взял в каждую руку по длинной наполненной газом трубке и встал между двумя листами. Когда он размахивал тонкими трубками, они светились, заряженные электростатическим полем между пластинами. Как объяснил Тесла, высокочастотный ток позволял иметь беспроводное электрическое освещение, иметь лампы, которые можно свободно перемещать по комнате{349}349
  NT, 1891 Columbia lecture, 187-90. Тесла отразил основную идею этой демонстрации в патентной заявкой, поданной перед проведением лекции; см.: «System of Electric Lighting», U. S. Patent 454,622 (filed 25 April 1891, granted 23 June 1891).


[Закрыть].

Эта демонстрация стала сенсационной и обсуждалась во всех статьях, посвященных выступлению Теслы в Колумбийском университете. Восторженный идеей освещения без тепла или пламени, Джозеф Ветцлер в своей статье, опубликованной в Harper’s Weekly, предсказал, что светильники Теслы «принесут волшебную сказку в наши дома». «Трудно оценить значение этих странных явлений в то время, – вспоминал Тесла позже. – Когда я демонстрировал свои трубки публике, их воспринимали с изумлением, которое невозможно описать»{350}350
  Wetzler, «Electric Lamps Fed from Space», 524; NT, My Inventions, 82.


[Закрыть].

Чтобы аудитория убедилась в безопасности высокочастотных токов, вслед за демонстрацией беспроводного освещения Тесла показал свой физиологический эксперимент. Поднеся медный шар к одному из контактных выводов осцилляторного трансформатора, Тесла отрегулировал напряжение катушки так, чтобы поток света выходил из другого вывода катушки. Добившись напряжения в катушках в 250 000 вольт, Тесла поднес второй медный шар к другому выводу катушке, пропустив ток через свое тело. Благодаря поверхностному эффекту ток оставался на поверхности его тела и не причинял никакого вреда{351}351
  С помощью медных шаров Тесла защищал свои руки от ожогов. Хотя об этом не упоминается в опубликованном тексте лекции в Колумбийском университете, это описано в газетных репортажах о лекции; см.: «A Talk by Nikola Tesla», New York Times, 24 May 1891 and «Tesla’s Experiments with Alternating Currents of High Frequency», 597, both in TC 3:34-35.


[Закрыть]. Тесла завершил свое трехчасовое выступление словами, что он поставил много интересных экспериментов в своей лаборатории, но сожалел, что не мог их все продемонстрировать, так как вышло время его выступления. Как шоумен, Тесла знал, как важно оставлять аудиторию слегка голодной, обещая им еще больше.

Как и лекция 1888 года, выступление в Колумбийском университете имело большой успех. «Все, кто посетил блестящую лекцию г-на Теслы в среду вечером, – отметил Electrical Review, – будут помнить этот случай как одно из величайших научных удовольствий в своей жизни»{352}352
  «Alternating Currents of High Frequency», Electrical Review, 30 May 1891, 184 in TC 3:37.


[Закрыть]. О лекции сообщили все технические издания, а также нью-йоркские газеты. Письменная версия лекции – подготовленная в течение нескольких недель после выступления – была широко переиздана, и выдержки появились в журнале Literary Digest{353}353
  NT, «What Is Electricity?» Literary Digest 3 (18 July 1891): 319-20 in TC 3:137-38.


[Закрыть]. По большей части пресса была взволнована не только сенсационными демонстрациями, но также и коммерческим потенциалом беспроводного электрического освещения Теслы. Его эксперименты с высокими частотами, казалось, показали, что переменный ток был «Эльдорадо для инженера-электрика», посредством которого будет возможно производить свет эффективно и без потерь от тепла или огня{354}354
  «Alternating Current Phenomena», Engineering, 12 June 1891, p. 710 in TC 3:46.


[Закрыть]. «Невозможно прочитать газету эпохи г-на Теслы, не восхитившись четкостью изложения и изобретательностью ума, сквозившего повсюду, – отметили Telegraphic Journal и Electrical Review. – Казалось, что мы наконец-то нашли прогрессивное средство преобразования энергии в любую форму, которую пожелаем, и доступной в отличие от ныне существующих. И нам следует отдать должное г-ну Тесле за вклад в покорение этих вершин»{355}355
  «Tesla’s Experiments», Telegraphic Journal and Electrical Review 29 (24 July 1891): 93-94 in TC 3:142-43.


[Закрыть]. В высшей степени уверенный в способности Теслы перейти от теории к практике, журнал Electrical Engineer писал: «Мы полагаем, что потребуется сравнительно короткое время, чтобы с помощью указанного метода представить общественности практические детали, необходимые для широкого применения такой системы»{356}356
  «Mr. Tesla’s New System of Illumination», Electrical Engineer, 1 July 1891, p. 11 in TC 3:48.


[Закрыть].

Хотя пресса была впечатлена творческими достижениями Теслы, не все в электротехнических кругах поддались очарованию Теслы. В частности, английский журнал Industries поставил перед изобретателем задачу: «Мы полагаем, однако, что любой, кто прочитал многочисленные статьи г-на Теслы, испытывает затруднения в понимании часто неопределенных и идиоматических заявлений, которыми они изобилуют. Мы не считаем зазорным просить электротехника, занимающего такое видное положение, какое снискал г-н Тесла в Америке, исключить пассажи, которые могут умалить его репутацию, и позволить нам восхищаться им еще больше. Мы уверены, что, если бы г-н Тесла исключил призрачные идеи об электромагнитной теории света, рассуждения о работе Герца и доктора Лоджа из своей работы, он сделал бы свои занимательные эксперименты более понятными»{357}357
  «Mr. Tesla’s High Frequency Experiments», Industries, 24 July 1891, p. 86 in TC 3:169.


[Закрыть].

Тем не менее лекция в Колумбийском университете способствовала утверждению Теслы как одного из ведущих электротехнических изобретателей в Америке, всего лишь через несколько лет после его приезда в Нью-Йорк. «В один прыжок, – ликовал Ветцлер, – Тесла занял место в ряду таких людей, как Эдисон, Браш, Элиу Томсон и Александр Грейам Белл. Всего лишь четыре или пять лет назад, попытав силы во Франции, этот подросток из туманной горной области на границе Австро-Венгрии высадился на наши берега, совершенно неизвестный и бедный во всех отношениях, за исключением гения, упорства и храбрости»{358}358
  Wetzler, «Electric Lamps Fed from Space», 524.


[Закрыть].

Насладившись ролью преуспевшего бедного иммигранта, Тесла решил, что настало время стать гражданином США. В июле 1891 года он подал заявку на натурализацию в суд по гражданским делам Нью-Йорка. В графе «бывшая национальность» он указал «австриец», а в качестве профессии – «инженер-строитель», отразив обучение в Граце{359}359
  «Naturalization Record of Nikola Tesla», 30 July 1891, Naturalization Index, NYC Courts, http://www.footnote.com/spotlight/1093.


[Закрыть]. Со студенческих времен в Австрии Тесла проделал длинный путь.