Текст книги "Как я изобрел электричество"
Автор книги: Никола Тесла
Жанр: Биографии и Мемуары, Публицистика
Возрастные ограничения: +12
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 3 (всего у книги 15 страниц)
Глава 3
Мои последующие попытки…
Открытие вращающегося магнитного поля
В возрасте десяти лет я поступил в Реальную гимназию, которая была новым и достаточно хорошо оборудованным учебным заведением. В отделении физики были различные модели классических научных приборов, электрических и механических. Демонстрации и эксперименты, проводимые время от времени инструкторами, меня захватили и стали мощным стимулом для изобретательства.
«Реальная гимназия» (нем. Realgymnasium) – это тип средней образовательной школы, который существовал в Германии и других странах средней и восточной Европы в XIX и начале XX веках. Этот тип гимназии был ориентирован на прикладные науки и технику и предоставлял учащимся образование с более практичным уклоном, чем в классической гимназии.
Я также с большим увлечением занимался математическими исследованиями, и профессор часто хвалил меня за быстрые вычисления. Дело в том, что я мог визуализировать цифры и выполнять операции не обычным интуитивным способом, а так, как будто все происходило в реальной жизни. До определенной степени сложности для меня совершенно не имело значения, писал я символы на доске или вызывал их перед моим умственным взором. Но рисование от руки, которому были посвящены многие часы курса, было для меня невыносимым. Вспоминать об этом любопытно, поскольку большая часть членов моей семьи превосходно рисовали. Возможно, неприязнь была связана с тем, что я находил предпочтительным уединенное размышления. Если бы не несколько исключительно глупых мальчиков, которые вообще ничего не умели, я был бы самым отстающим учеником по этой дисциплине. Это было серьезной проблемой, так как в условиях тогдашней образовательной системы рисунок был обязательным, и эта неуспеваемость угрожала испортить мне дальнейшую карьеру. Отцу пришлось приложить много усилий, чтобы перевести меня из одного класса в другой.
Во время второго года обучения меня одолела идея создания устройства непрерывного движения с помощью постоянного воздушного давления. Инцидент с насосом, о котором я рассказывал, распалил мое воображение безграничными возможностями вакуума. Я был буквально одержим желанием приручить эту неиссякаемую энергию, но долгое время блуждал в темноте. Наконец мои усилия обрели форму в изобретении, которое предоставит мне возможность сделать то, что ни один другой смертный ранее не пытался.
Представьте себе цилиндр, свободно вращающийся на двух подшипниках и частично окруженный прямоугольной емкостью, которая к нему идеально подходит. На открытой стороне емкости установлена перегородкой, так что цилиндрический сегмент внутри ограждения делит ее на два отсека, которые обособлены друг от друга герметичными соединениями. Один из этих отсеков плотно закрыт и окончательно откачан, а другой остается открытым. Я полагал, что такая конструкция должна была привести к постоянному вращению цилиндра. Была создана деревянная модель, собранная с предельной осторожностью, и когда я подключил насос с одной стороны, она обнаружила тенденцию к вращению. Я был вне себя от радости.
Я мечтал достичь механического полета больше чем чего бы то ни было, хотя все еще не мог избавиться от дискредитирующих воспоминаний о том, как упал, прыгая с крыши с зонтом. В мечтах я ежедневно отправлялся по воздуху в далекие места, но никак не мог продумать до конца, на чем именно. Теперь у меня было что-то конкретное: летательный аппарат, состоящий всего лишь из вращающегося вала, машущих крыльев и бесконечно мощного вакуума! С тех пор я пускался в воздушные путешествия на комфортабельном и роскошном средстве передвижения, которым бы и царь Соломон не побрезговал. Прошло несколько лет, прежде чем я понял, что атмосферное давление действует под прямым углом к поверхности цилиндра и что небольшое вращательное усилие, которое я наблюдал, было вызвано утечкой. Хотя понимание приходило постепенно, оно вызвало у меня болезненный шок.
Едва я закончил курс в реальной гимназии, как на меня обрушилась опасная болезнь. Вернее будет сказать дюжина болезней, и мое состояние стало настолько безнадежным, что от меня отказались врачи. В течение этого периода мне разрешали постоянно читать. Я получал неучтенные книги из публичной библиотеки: классифицировал труды и готовил каталоги. Однажды мне передали несколько томов новой литературы, ничем не похожей на то, что я когда-либо читал раньше. Она заворожила меня настолько, что я полностью забыл о своем безнадежном состоянии. Это были ранние произведения Марка Твена и, возможно, именно им я обязан волшебным выздоровлением. Через двадцать пять лет, когда я встретился с мистером Клеменсом и мы подружились, я рассказал ему об этой истории и был поражен, увидев, как великий смехотворец разрыдался.
Настоящее имя Марка Твена – Сэмюел Клеменс. Он утверждал, что псевдоним был взят им в юности из терминов речной навигации. Когда Клеменс был помощником лоцмана на Миссисипи, выкрик «марк твен» (англ. mark twain, досл.: «метка двойка») означал, что согласно отметке на лотлине достигнута минимальная глубина, пригодная для прохождения речных судов, – 2 морские сажени.
Мои учебные занятия продолжились в высшей реальной гимназии в Карлстадте, Хорватия, где проживала одна из моих тетушек. Она была выдающейся леди, женой полковника, старого боевого коня, участвовавшего во многих сражениях. Я никогда не забуду тех трех лет, что провел в их доме. Ни в одной из крепостей в военные годы не было такого торжества дисциплины. Меня кормили, как канарейку. Все блюда были великолепны на вкус, но различить его было крайне трудно в силу ничтожного размера порции. Ломтики ветчины, нарезанные моей тетей, напоминали бумажные полотна. Когда полковник клал что-то существенное мне на тарелку, она быстро отнимала это и взволнованно говорила ему: «Осторожно, Нико очень нежный». У меня был невероятный аппетит, и я мучился, как Тантал.
Но я жил в атмосфере утонченности и художественного вкуса, довольно необычной для тех времен и условий. Земля в тех краях была низкой и болотистой. Меня не покидала малярийная лихорадка, хотя и потреблял огромное количество хинина. Иногда река поднималась и загоняла в дома армию крыс, которая пожирала все, даже пучки острого перца. Я был им даже рад. Благодаря умению разными способами сокращать поголовье вредителей, в сообществе за мной закрепилось незавидное звание крысолова. Наконец, мой курс был завершен, страдания закончились, и я получил аттестат зрелости, благодаря которому оказался на распутье.
Аттестат зрелости, также известный как диплом об окончании средней школы, или сертификат об образовании. Представляет собой официальный документ, выдаваемый учебным заведением, подтверждающий, что ученик успешно завершил программу среднего образования. Содержит информацию о его учебных достижениях и квалификациях.
Все эти годы мои родители ни на мгновение не сомневались в своем решении заставить меня пойти в духовенство, от одной мысли о котором меня охватывал ужас. Я глубоко заинтересовался электричеством под влиянием моего профессора физики. Он был изобретательным человеком и часто демонстрировал научные принципы с помощью собственнолично созданных аппаратов. Среди них мне вспоминается устройство в форме свободно вращающейся колбы с покрытием из фольги, которую приводило в движение подключение к статической машине. Мне невозможно передать ту силу чувств, которые я испытывал, наблюдая за демонстрациями этих загадочных явлений. Впечатления, которые я получал на тех уроках, вызывали во мне живой отклик. Я хотел знать больше об этой удивительной силе; я стремился к экспериментам и исследованиям и с болью в сердце пытался смириться с неизбежным.
Мартин Секулич был профессором физики в реальной гимназии, в которой обучался Никола Тесла. Он оказал важное влияние на молодого ученого, поддерживая его интерес к науке и физике. Устройство демонстрировало электростатические явления, такие как электростатический разряд и действие статического электричества. Фольговое покрытие может быть заряжено с помощью статической машины или генератора. Тогда между колбой и окружающей средой возникают различия в электростатическом заряде. Эти различия в заряде вызывают электростатические силы, запускающие вращение колбы.
Я уже готовился к долгому путешествию домой, когда мне пришло сообщение о необходимости отправиться на охоту, потому что того требует мой отец. Это было странно, поскольку он всегда выступал против подобных развлечений. Но через несколько дней я узнал, что в том районе бушует холера, и, воспользовавшись возможностью, вернулся в Госпич вопреки желанию родителей. Невероятно, насколько люди были невежественны относительно причин этой кары, которая поражала страну каждые 15–20 лет. Они полагали, что смертоносные вещества передаются по воздуху, заполняя его едкими запахами и дымом, а сами пили зараженную воду и повально умирали. Я подхватил эту ужасную болезнь в день своего прибытия и, даже пережив кризис, остался прикован к постели на девять месяцев. Я практически не мог двигаться. Моя энергия полностью иссякла, и во второй раз я оказался на пороге смерти. В одном из припадков, который казался последним, мой отец ворвался в комнату. Я до сих пор вижу его бледное лицо, и слышу голос, которым он пытался меня подбодрить, – абсолютно безнадежный.
«Возможно, – сказал я, – я могу выздороветь, если ты позволишь мне изучать инженерию».
«Ты пойдешь в лучшее техническое учебное заведение в мире», – торжественно ответил отец, и я знал, что он говорит искренне.
У меня с души упал камень, но в этом облегчении было бы мало смысла, не исцелись я в итоге благодаря горькому отвару особенного боба. Я вернулся к жизни, что твой Лазарь, к полнейшему изумлению окружающих.
Мой отец настоял, чтобы я провел год на свежем воздухе, занимаясь физическими упражнениями. Большую часть этого времени я бродил по горам с охотничьем снаряжением и пачкой книг. Это общение с природой укрепило меня как физически, так и умственно. Я размышлял, планировал и обдумывал множество идей, как правило иллюзорных. Видение было достаточно ясным, но знание принципов было очень ограниченным. Например, меня посетила идея доставлять письма и посылки через моря по подводному трубопроводу, в сферических контейнерах достаточной прочности для сопротивления гидравлическому давлению. Насосная станция, предназначенная для прокачивания воды через трубу, была точно рассчитана и спроектирована, и все другие детали были тщательно продуманы. Только вот была одна деталь, незначительная такая, которую я легко отбросил. Я предположил произвольную скорость воды и с удовольствием сделал ее высокой, чтобы добиться грандиозной производительности. И все это подкреплялось безупречными расчетами. Однако последующие размышления о сопротивлении трубопроводов потоку жидкости заставили меня сделать свое изобретение общественным достоянием.
Еще одним из моих проектов было построить кольцо вокруг экватора, которое бы свободно перемещалось. Его вращение могли бы останавливать реактивными силами, тем самым обеспечивая скорость путешествия около тысячи миль в час, недостижимую на железной дороге. Читатель улыбнется. План был трудновыполним, я признаю, но далеко не так плох, как у одного известного профессора из Нью-Йорка. Он, да будет вам известно, хотел выкачать воздух из зон с тропическим климатом в умеренные широты, полностью забыв о том, что Господь предоставил для этой цели гигантскую машину.
Еще один проект, гораздо более важный и привлекательный, заключался в том, чтобы получать энергию от вращения Земных тел. Я открыл, что предметы на поверхности Земли, из-за суточного вращения планеты, перемещаются одновременно и по направлению движения, и против него. Из этого следует, что имеется большое изменение импульса, которое можно было бы использовать самым простым образом для получения движущего усилия в любом населенном пункте мира. Я не могу найти слов, чтобы описать, как разочаровало меня осознание своего положения: я был, Архимедом, который тщетно искал неподвижную точку во Вселенной.
Проблема Архимеда заключается в том, что древнегреческий ученый искал способ выполнять механические операции, используя только движение и вес предметов, без привлечения внешних сил. Он стремился найти «неподвижную точку», или точку опоры, с которой можно было бы начать механические действия. Он стремился создать механические устройства, чтобы выполнять полезную работу и поднимать тяжести с помощью принципов физики.
После года на свежем воздухе меня отправили в Политехническую школу в Граце, Штирия, которую выбрал мой отец. То было одно из старейших и лучших учебных заведений. Я с нетерпением ожидал поступления и начал свои учебные занятия под хорошими руководством и с твердым решением добиться успеха. Мое предыдущее обучение было выше среднего благодаря занятиям, которые проводил мой отец и тем возможностям, которые мне предоставлялись. Я овладел несколькими языками и прочитал множество книг в различных библиотеках, усваивая более или менее полезную информацию. Впервые, я мог самостоятельно выбирать предметы, а потому рисование вскоре было забыто.
Благодаря своей эйдетической памяти Тесла выучил восемь языков: сербскохорватский, английский, чешский, немецкий, французский, венгерский, итальянский и латынь.
Я решил сделать родителям сюрприз и в течение всего первого года обучения регулярно начинал работу в три часа утра и продолжал ее до одиннадцати часов вечера. Исключением не были ни воскресенья, ни праздничные дни. Поскольку большинство моих одноклассников легко относились к учебе, довольно естественно, что я достиг больших успехов. В течение того года я сдал девять экзаменов, и профессора считали, что я заслуживаю более престижных знаков отличия, чем просто самые высокие оценки. Вооруженный великолепным аттестатом, я вернулся домой на непродолжительный отдых, ожидая триумфа, и был огорчен тем, что мой отец не придал большого значения результатам моих трудов. Мои амбиции серьезно пострадали от его отношения. Позднее, после смерти отца, я испытал сильную боль, обнаружив пакет писем, которые прислали ему мои профессора. Они предупреждали отца, что, если он не заберет меня из учебного заведения, я умру от переутомления.
После этого я в основном посвятил себя физике, механике и математическим исследованиям, проводя свободное время в библиотеке. Моя принципиальная позиция заключалась в том, чтобы всегда заканчивать начатое. Это часто приводило меня в затруднительные ситуации. Однажды я взялся за чтение произведений Вольтера и с ужасом обнаружил, что этот монстр, не иначе как выпивая по 72 чашки черного кофе в день, породил порядка ста объемных томов в мелком шрифте. Я не жалею о потраченном времени, но помню, как был рад, отложив в сторону последний том. Мой вердикт на тот момент был таков: «Больше никогда!»
Мои результаты на первом году обучения принесли мне признательность и дружбу со стороны нескольких профессоров. Среди них были профессор Рогнер, преподававший арифметику и геометрию; профессор Пешль, с кафедры теоретической и экспериментальной физики, и доктор Алле, который преподавал интегральное исчисление и специализировался на дифференциальных уравнениях. Этот ученый был самым ярким лектором, которого я когда-либо слышал. Он заинтересовался моими успехами и, что очень меня радовало, часто оставался в аудитории на час или два, давая мне задачи. Я объяснил ему свою концепцию летающей машины: не абстрактную фантазию, а устройство, придуманное исходя из здравых научных принципов. Я заявил, что ее существование станет возможным благодаря моей турбине и скоро будет представлена миру. Оба профессора, Рогнер и Пешль, были необычными людьми. Первый совершенно особым образом выражал свои мысли: когда он это делал, начиналась буря, за которой следовала долгая и неловкая пауза. Профессор Пешль был методичным и всегда тщательно подготовленным немцем. Его ноги и руки были огромны, как лапы медведя, но все эксперименты он проводил искусно, с часовой точностью и без промахов.
Несмотря на то что Тесла мечтал о летающей машине, он не достиг конкретной реализации этой идеи в форме работающего устройства в будущем. Однако его интерес к вопросам полета и воздушной технике сохранялся, и он продолжал исследования и эксперименты, связанные с этой областью научных знаний.
Это произошло на втором году моего обучения, когда нам поступила динамо-машина Грамма из Парижа. Машина имела ламинированный магнит в форме подковы и обмотанный проводами якорь с коммутатором. Она была подключена и демонстрировала различные эффекты токов.
Динамо-машина (также называемая динамо) – это электрогенератор, который преобразует механическую энергию в электрическую в форме постоянного тока (DC). Этот тип генератора работает на основе принципа электромагнитной индукции, который был открыт Майклом Фарадеем в 1831 году.
Когда профессор Пешль проводил опыты, запуская машину как двигатель, щетки очень сильно искрились, что доставляло проблемы. Я предположил, можно работать с двигателем без этих устройств. Но профессор заявил, что это невозможно, и оказал мне честь, дав провести лекцию на эту тему. В конце моего выступления он заметил: «Мистер Тесла может достичь больших результатов, но здесь он что-то изменить бессилен. Это было бы эквивалентно превращению постоянной тяги, подобной гравитации, во вращательное усилие. Это схема вечного движения, невозможная идея». Но инстинкт – это нечто, что превосходит знание. Мы несомненно наделены какими-то особо тонкими фибрами, способными воспринимать истины, когда логическая дедукция или другое волевое усилие мозга бесполезны. Некоторое время, задавленный авторитетом профессора, я колебался, но вскоре убедился, что прав, и принялся за задачу с огнем и безграничной уверенностью, свойственной молодым.
Я начал с того, что сначала представлял в уме машину постоянного тока, запускал ее и следил за изменяющимся потоком токов в якоре. Затем я представлял альтернатор и изучал происходящие процессы аналогичным образом. После этого я представлял системы, включающие двигатели и генераторы, и работал с ними различными способами. Изображения, которые я видел, казались мне совершенно реальными и осязаемыми. Весь мой оставшийся срок обучения в Граце прошел в интенсивных, но тщетных усилиях решить проблему, которая под конец уже начала казаться мне нерешаемой.
В 1880 году я отправился в Прагу, Богемия, исполняя желание отца закончить образование в университете там. Именно в этом городе я предпринял решительный шаг: отделил коммутатор от машины и начал изучать явления с новой стороны. Результат все еще не был достигнут.
Тесла, проводя опыты, отделил коммутатор от машины, вероятно чтобы исследовать поведение электрического тока в более абстрактной и изолированной форме. Он мог пытаться понять электрические явления и действия тока, не привязываясь к конкретной машине или генератору. Это был один из шагов в его научных исследованиях, которые позднее привели к разработке идеи переменного тока и другим важным открытиям в электротехнике.
В следующем году в моих взглядах на жизнь произошла внезапная перемена. Я осознал, что мои родители слишком многим жертвуют ради меня, и решил освободить их от этого груза. Волна распространения американской телефонии только что докатилась до европейского континента, и систему предполагалось установить в Будапеште, Венгрии. Это сулило мне перспективную работу, тем более, что друг нашей семьи руководил этим предприятием. Именно там я испытал сильный нервный срыв, о котором говорил.
То, что я пережил в период болезни, превосходит все мыслимое. Я никогда не жаловался на зрение и слух. Например, мог четко различать объекты, расположенные вдали, когда другие не видели и намека на них. Несколько раз в детстве я спасал дома наших соседей от огня, когда слышал слабый треск, который не тревожил их сон, и звал на помощь.
В 1899 году, когда мне было за сорок, и я проводил эксперименты в Колорадо. Грозовые раскаты были слышны на расстоянии 550 миль. Предел слуха моих ассистентов едва достигал 150 миль. Таким образом, мое ухо было более чем в тринадцать раз более чувствительным. Но и это было ничто по сравнению с той остротой слуха, которой я обладал при нервном напряжении. В Будапеште я мог услышать тиканье часов на расстоянии трех комнат от меня. Муха, севшая на стол, вызывала глухой звук в моем ухе. Подъезжающая на расстоянии нескольких миль карета отзывалась в моем теле такой дрожью, что боль становилась невыносимой. Свист паровоза на расстоянии двадцати или тридцати миль вызывал такие сильные вибрации скамьи или стула, на котором я сидел, что вытерпеть это было невозможно. Земля под моими ногами непрерывно дрожала. Мне приходилось подпирать кровать резиновыми подушками, чтобы получить хоть подобие отдыха. Ревущие звуки издалека и поблизости часто напоминали человеческую речь, что могло бы меня серьезно напугать, не умей я разложить их на случайные составляющие. Солнечные лучи вызывали такие сильные удары в моем мозгу, что оглушали меня. Мне приходилось собирать всю силу воли, чтобы пройти под мостом или другой конструкцией, – такое давление это создавало на череп. В темноте у меня возникало впечатление, будто я обладаю чувствами, схожими с теми, что есть у летучей мыши. Мне казалось, что я могу обнаружить объект на расстоянии 12 футов по странному ползучему ощущению на лбу. Мой пульс варьировался от нескольких до 260 ударов, и все ткани тела дрожали от судорог и толчков, что давалось мне тяжелее всего. Известный врач, который ежедневно давал мне большие дозы бромида калия, назвал мою болезнь уникальной и неизлечимой.
Я вечно сожалею о том, что меня в то время не наблюдали эксперты по физиологии и психологии. Я отчаянно цеплялся за жизнь, но не ожидал выздоровления. Кто поверит, что такая безнадежная телесная развалина когда-нибудь превратится в человека с потрясающей силой и стойкостью? Человека, способного работать почти 40 лет практически без единого перерыва и ощущать себя до сих пор крепким и свежим душой и телом? Такова моя история. Сильное желание жить и продолжать труд, а также помощь преданного друга и атлета сделали это чудо возможным. Мое здоровье восстановилось, и вместе с ним вернулись силы в ум и тело. Когда я полностью восстановился, мне стало даже жаль, что это сражение подошло к концу. Вновь став энергичным, я вернулся к задачам. Я относился к работе над ними не как к чему-то обыденному: для меня это был священный клятвенный обет, вопрос жизни и смерти. Я знал, что погибну, если потерплю неудачу. Теперь я ощущал, что победа уже близка. В тайных уголках мозга скрывалось решение, но я еще не мог выразить его словами.
Тот вечер навсегда остался в моей памяти. Я гулял со своим другом в городском парке и читал стихи. В том возрасте я знал целые книги наизусть и мог повторить их слово в слово. Одной из них был «Фауст» Гете. Солнце только что зашло и напомнило мне о великолепном отрывке:
Когда я произнес эти вдохновляющие слова, идея пришла мгновенно, словно молния, и мне вдруг открылась истина. Палкой я нарисовал на песке диаграммы, которые спустя через шесть лет буду рисовать во время своего выступления перед Американским институтом инженеров электротехники.
Мой спутник их сразу же понял. Образы, которые я видел, были невероятно четкими и ясными. Они были прочны, как металл и камень, настолько отчетливы, что я сказал ему: «Видишь мой двигатель здесь; смотри, как я включаю реверс». Я не мог описать свои эмоции.
Вероятно, это речь про лекцию Теслы перед Американским институтом инженеров электротехники (англ. American Institute of Electrical Engineers, AIEE), одной из важнейших инженерных организаций того времени. Она состоялось 16 мая 1888 года в Колумбийском университете в НьюЙорке. В рамках этой лекции Тесла презентовал свой новаторский электромеханический двигатель на переменном токе.
Пигмалион, видя, как его статуя оживает, не мог быть более глубоко тронут. Разгадку тысячи загадок удивительной природы вещей, которую я мог бы обнаружить случайно, я отдал бы за ответ на вопрос, который нашел сам – вопреки всему и с риском для жизни.
Правообладателям!
Это произведение, предположительно, находится в статусе 'public domain'. Если это не так и размещение материала нарушает чьи-либо права, то сообщите нам об этом.
