Потери – потерями, но Тесла заявил, что по памяти восстановит все свои открытия. Тесле была оказана финансовая помощь со стороны компании "Ниагарские водопады". Ее глава Эдвардс Адамс передал Тесле 100 тысяч долларов на обустройство новой лаборатории. И уже осенью этого же года – года триумфа и потерь – Тесла в новой лаборатории исследования возобновил. А в конце следующего года Тесла демонстрировал передачу радиосигнала на расстояние в 48 километров.
Интерес к молниям (1890-е годы)
Известно, что молнии будоражили мысли Теслы с раннего детства. Взоры Теслы-ученого все чаще обращались к молниям, явлению, фактически слабо изученному. Его ищущую натуру не мог не беспокоить факт существования этого замечательного явления – земного электричества. Да еще без пользы для людей. Не случайно он проявил интерес к городку Колорадо-Спрингс в штате Колорадо, ибо на карте магнитного поля Земли там находилась зона повышенной магнитной активности.
И вот в мае 1899 года Тесла создает небольшую лабораторию, финансовым спонсором которой стал владелец отеля в этом курортном городке. Выбирая это место для своих дальнейших исследований, Тесла учел три обстоятельства: геомагнитную активность этого места, частые грозы и горное плато на высоте 2000 метров.
Эти три обстоятельства приблизили исследования Теслы к разгадке природы молнии – ее электрической активности. Для изучения грозовых явлений он сконструировал специальное устройство по улавливанию атмосферного электричества в виде молний и иных электрических разрядов.
Справка. Как Тесла оказался в Колорадо-Спрингс? Было начало 1899 года, когда совершенно неожиданно пришло "блаженство успеха". В апреле 1899 года, когда "агония неудач" достигла своего апогея, Тесла нашел в утренней почте письмо со штампом небольшого местечка, затерявшегося в ущельях Скалистых гор.
Писал один из многочисленных поклонников Теслы – Ленард Куртис, инженер-электрик, работавший на электростанции курорта "Компания колорадских источников". Он предлагал Тесле переехать в Колорадо, где обещал обеспечить земельным участком для лаборатории и электроэнергией от станции, на которой работал. Но самым соблазнительным в письме было описание частых гроз с мощными молниями.
Предложение Куртиса было заманчиво, но где взять денег для осуществления задуманного? К счастью, владелец отеля "Уолдорф-Астория", где Тесла жил уже много лет, считал его своим личным другом и, узнав о приостановке опытов из-за отсутствия средств, вручил ему 30 тысяч долларов. С радужными надеждами на успех задуманного эксперимента в мае 1899 года Тесла с небольшим штатом своих сотрудников приехал в Колорадо.
Место, рекомендованное Куртисом, – "Колорадские источники" – располагалось на высокогорном обширном плато. Тесла был поражен исключительной чистотой горного воздуха, несравненной красотой неба, прекрасным видом на цепь высоких гор и, самое главное, изумительной тишиной и уединенностью местности.
Сразу же закипела работа по сооружению небольшой лаборатории и оборудованию ее требуемой установкой. На входных дверях сооружаемого здания Тесла распорядился сделать надпись из дантова "Ада": "Оставь надежду всяк, сюда входящий!"
Именно здесь он смог, изучая изменения электрического уровня Земли, вызванного грозовыми разрядами в земной атмосфере, замерять его потенциал и выдвинуть ряд новых гипотез. Именно здесь интуиция Теслы навела его на мысль – вторую его "стойкую привязанность" в "делах с электричеством". Речь идет о возможности передачи больших мощностей электроэнергии без проводов на большие расстояния.
Один из экспериментов в лаборатории был направлен на создание "усиливающего передатчика тока" в виде огромного резонансного трансформатора с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц. На башне-мачте в шестьдесят метров располагался металлический шар, на который подавался этот мощный электрический потенциал. И тогда от шара исходили длинные молниеподобные разряды, гром от которых был слышен за десятки километров.
На основании экспериментов Тесла сделал заключение о том, что устройство позволяет генерировать электромагнитные волны, которые от передатчика сферически распространяются во все стороны, причем с возрастающей интенсивностью. Волны огибают Земной шар и сходятся на противоположной стороне Земли в определенной точке – где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.
Так родилась гипотеза: наша планета является великолепным проводником электричества, и через земную атмосферу можно передавать энергию на любые расстояния (не правда ли, что из этой гипотезы, вероятнее всего, вырос эксперимент с Тунгусским феноменом?!).
Тесла работал в лаборатории Колорадо-Спрингс девять месяцев и экспериментально подтвердил вывод: с наибольшей эффективностью энергию следует передавать путем "ее отражения от Земли и ионосферы".
Он даже вычислил, что необходимая для этого частота составляет около 8 герц (данную гипотезу Тесла подтвердил, но экспериментально это было доказано лишь в… 1950 году; она была взята на вооружение американскими военными при создании энергетического оружия – геофизического и климатического).
Здесь Тесла вел дневник с заметками об опытах в лаборатории. Он был опубликован под названием "Заметки в Колорадо-Спрингс", 1899–1900". Судя по "Заметкам…", Тесла экспериментами был удовлетворен. Но его творческое начало искало применения на практике наработанных там итогов.
Не ожидая окончания монтажа лаборатории, Тесла начал наблюдения за грозами, действительно исключительно частыми и сильными в этой дикой местности. "Многие из них, – писал Тесла об увиденных им молниях, – напоминали огненные деревья со стволом, направленным вверх или вниз. Мне не удалось установить способ их образования и создать их искусственным путем".
Восторгам Теслы не было конца: он узнал о молниях много неизвестного. Вскоре, по его словам, он "знал о молниях больше, чем знает о них сам Бог". Его не огорчило и то, что, как бы в отместку за попытку похитить у Прометея его тайну, однажды в грозу воздушной волной от удара молнии разметало почти законченное здание лаборатории. Такое вмешательство природы, задержавшее окончание монтажа оборудования, даже порадовало Теслу: он имел случай проверить некоторые свои предположения, прошедшая гроза полностью их подтвердила. Наблюдение за этими приборами показало, что потенциал Земли непрерывно колеблется. Тесла с интересом занялся изучением этих явлений, пытаясь найти их объяснение. Особенно значительны были эти колебания в период гроз и разрядов молнии.
От внимания Теслы не ускользнул один очень странный, на первый взгляд, факт: приборы отмечали более сильные колебания потенциала Земли при отдаленных разрядах, чем при разрядах, происходивших вблизи от них.
Тесла долгое время размышлял над этим явлением. Он вспомнил, что еще при подготовке к лекции в Институте Франклина и Национальной ассоциации в Сен-Луи у него появилась мысль, которую он тогда отбросил как невероятную, – о возможности использовать саму нашу планету для передачи электроэнергии на далекие расстояния. Сделать это было возможно, лишь создавая в Земле стоячие волны, вызывая их появление изменением потенциала Земли.
Может быть, именно это явление и наблюдал он сейчас здесь, в "Колорадских источниках"? Инстинктивно Тесла чувствовал, что в ближайшие дни найдет объяснение странным наблюдениям и оно подтвердит его прежние догадки. Наконец, во время одной из гроз разгадка была найдена. Тесла так описал это открытие:
"Третьего июля – я никогда не забуду этой даты – я получил первое неопровержимое экспериментальное доказательство истины, имеющей огромное значение для прогресса человечества.
Через почти регулярные интервалы времени возникали длительные грозовые разряды. Как я и думал, немного погодя показания прибора появились вновь, становясь все сильнее, и, пройдя через максимум, постепенно спадали и снова прекращались. Впоследствии аналогичные наблюдения были выполнены моим ассистентом… и вскоре собранные сведения позволили неопровержимо установить истинную природу этого чудесного явления. Не оставалось никаких сомнений – я наблюдал стоячие волны".
Одна из важнейших задач, разрешить которую Тесла стремился в Колорадской лаборатории, заключалась в получении ясного ответа на вопрос: является Земля электрически заряженным телом или нет? Если бы ответ на этот вопрос был отрицательным, замысел Теслы оказался бы невыполненным. Однако наблюдение явления стоячих волн в Земле ясно указывало и на наличие электрического заряда Земли.
Выяснение этого факта позволило Тесле осуществить эксперимент, имевший весьма важное значение для возможного осуществления его дальнейших планов. Можно ли создавать искусственно, путем мощного разряда стоячие волны в Земле, вызывать в ней резонансные колебания и затем использовать их для различных целей?
Тесла глубоко продумал этот весьма сложный опыт. В высоком деревянном здании лаборатории с раскрывающейся, как у астрономических обсерваторий, крышей был смонтирован "усиливающий передатчик": огромное заборообразное основание, мачта, возвышавшаяся на 60 метров над землей и заканчивавшаяся медным шаром диаметром в 1 метр.
Когда ток был включен, раздался характерный треск разрядов, вскоре принявший зловещие размеры. Звуки становились громче и громче и напоминали артиллерийскую канонаду. Из шара, укрепленного на мачте, выскакивали все более и более крупные искры, которые вскоре превратились в голубые, а затем синие нити. Но вот нити уступили место огненным стержням толщиною с руку, и, наконец, появились разряды молнии длиной до 45 метров. Раздался гром, который слышали, как потом рассказывали очевидцы, на расстоянии до 25 километров.
В итоге работ Тесла решил, что явилось подтверждение возможности вызвать в Земле явление электрического резонанса и получить стоячие волны. Он предполагал, что распространение возникших в ней волн происходило от "Колорадских источников" по всем направлениям, все расширяющимися окружностями, доходя до поверхности земли.
Они с якобы возрастающей интенсивностью сходились затем в точке, диаметрально противоположной Колорадо, где-то между южной оконечностью Африки и юго-западным углом Австралии. Возвращаясь обратно в "Колорадские источники", эхо волны вновь усиливалось осциллятором ("усиливающим передатчиком").
Но что могло дать это для практических целей? Тесла не имел ответа пока на этот вопрос. Он хорошо представлял себе самые разнообразные возможности использования тех токов высокой частоты, которые собирался передавать стоячими волнами для освещения, нагрева, управления, передвижения электрического транспорта на земле и в воздухе, действия телеавтоматов. Но главное – как получить из Земли переданную энергию, что даст такая ее передача, чего это будет стоить? Нет, пока Тесла не имел ответа ни на один из этих вопросов.
Ранней осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк с огромным запасом новых наблюдений, множеством фотографий с невиданными в лабораторных условиях разрядами.
Искренние друзья его, обрадованные достигнутыми результатами, просили скорее опубликовать научную статью, обосновывающую возможность осуществления передачи электроэнергии без проводов через Землю на любые расстояния. Его многолетний друг Джонсон предложил опубликовать в редактируемом им журнале "Сенчури мэгэзин" такую статью и вскоре получил ее от Теслы.
Но что это была за статья? Философские рассуждения, картины далекого будущего – и ни одного факта, ни одного солидного научного доказательства осуществимости проекта!
Джонсон трижды возвращал Тесле его статью, пока не добился от него того варианта, который и был помещен в июньском номере журнала за 1900 год под названием "Проблема увеличения запасов энергии человечества, со специальными рекомендациями по использованию энергии Солнца".
Сколько поистине пророческих мыслей высказал в ней Тесла! Часть из них прямо или косвенно затрагивала вопросы, связанные с "тремя феноменами" – энергетические ресурсы, возможность создания "самодействующих" автоматов и машин, обладающих "мозгом", и принцип избирательности и возможности управления автоматами на любом расстоянии; передача электроэнергии без проводов в любую точку Земного шара…
И еще десятки мыслей, самая главная из которых – беспредельный оптимизм, вера в могущество человеческого разума.
Но как бы ни было разнообразно содержание этой статьи, Тесла не сказал в ней самого главного: имеет ли он конкретный технический план осуществления передачи энергии на расстояние без проводов?
…Тем не менее появившаяся в американском журнале статья по результатам пребывания Теслы в Колорадо-Спрингс произвела огромное впечатление. Снова имя Теслы не сходило со страниц печати. Опытами ученого в октябре 1899 года заинтересовался Джон Морган. Глава всемирно известного банкирского дома не отличался филантропией и не стал бы обращать внимания на прожектерские мечты, но опыты Теслы не могли не потрясти даже его воображение. Вскоре ученый был приглашен в дом Моргана.
Неизвестно, эта ли страсть Моргана или далеко идущие расчеты на огромные прибыли, которые обещало осуществление планов Теслы в случае их реальности, привели банкира к решению оказать помощь в осуществлении замысла о всемирной передаче электроэнергии.
В конце 1899 года Морган узнал о финансовых затруднениях Теслы и предложил изобретателю 150 тысяч долларов. Так Морган принял участие в осуществлении замыслов Николы Теслы.
Вероятно, Тесла думал, что Морган может стать для его дел "вторым" Вестингаузом? Но перед Вестингаузом лежали все сорок конкретных патентов Тесла. Перед Морганом на журнальном столике лежал только номер "Сенчури мэгэзин" со статьей, полной радужных надежд вдохновенного ученого-мечтателя.
…Тесла возвратился в Нью-Йорк осенью 1899 года. И там в 1902 году он завершил строительство лаборатории, научного городка и 47-метровой башни с медным полушарием наверху. Все это "научно-техническое богатство" Тесла разместил на купленной земле в местечке Уорденклифф на острове Лонг-Айленд в 60 километрах севернее Нью-Йорка. Сам Тесла поселился там же, в небольшом коттедже.
Две версии сопровождают работу Теслы в этой лаборатории. Одна из них – оптимистическая, а вторая гласит о якобы крахе этого научного центра ученого-изобретателя-инженера Теслы.
Справка. Изготовление необходимого оборудования затягивалось, поскольку якобы финансировавший его промышленник-миллионер Джон Морган разорвал контракт с Теслой. Он узнал, что вместо практических целей по развитию освещения Тесла планирует в тайне от него заниматься исследованиями беспроволочной передачи электричества. И другие промышленники не захотели иметь дела с Теслой.
Тесла якобы вынужден был прекратить строительство, закрыть лабораторию и распустить штат сотрудников. А расплачиваясь с кредиторами, он вынужден был продать земельный участок. Башня оказалась заброшенной и простояла до 1917 года, когда федеральные власти заподозрили, что немецкие шпионы используют ее в своих целях. И эту якобы недостроенную башню взорвали (о другой версии, более вероятной и положительной, речь пойдет дальше).
Но интенсивная работа в научном городке снова привела Теслу к очередным открытиям и даже к трагического звучания экспериментам далеко за пределами Америки. Одна из его загадок и через сто лет остается необъяснимой, если только действительно Тесла принимал участие в ее появлении.
Речь идет о Тунгусской катастрофе в сибирской тайге…
Глава 3. Интуиция ученого-практика
Сразу после 1900 года и с момента начала строительства лаборатории, башни и городка под Нью-Йорком время имеет четкие контуры плодотворной работы Теслы над все новыми и новыми изобретениями. Даже небольшой обзор научных работ и изобретений Теслы говорит о его экстраординарной способности "объять необъятное". Но сейчас речь пойдет преимущественно о четырех областях его "великих открытий".
Похоже, Тесла смог разрешить, в отличие от классической геометрии, задачу с собственной "квадратурой круга". Четыре стороны этого условного квадрата – это "переменный ток", "теория полей", "радиопередача" и "электромагнитный резонанс". До него они не были обоснованы как единое целое – во взаимосвязи и взаимодействии.
На практике Тесла доказал экономичность двухфазовой системы перед постоянным током, построив в Штатах несколько промышленных электроустановок. И среди них знаменитую Ниагарскую ГЭС (1895).
С 1889 года Тесла приступил к работе с токами высокой частоты и высоких напряжений. Его усилиями были созданы основополагающие механизмы электротехники – техники высоких частот. А это – электромеханический генератор ВЧ и ВЧ-трансформатор, известный как "трансформатор Теслы" (1891).
Изучая влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм, Тесла продвинул электротехнические аппараты для медицинских целей по всему миру.
Теперь это называется электротерапия – удаление сыпи, очистка пор, уничтожение микробов, внутримышечное прогревание…
Дружба с "питсбургским магнатом"
(1880-1890-е годы)
В июле 1888 года в лаборатории Николы Теслы на Пятой авеню появился необычайно подвижный для своей тучной фигуры мужчина с крупным выразительным лицом. Это был Георг Вестингауз, один из наиболее ярких деятелей среди американских капиталистов. Его личные качества, по воспоминаниям Николы Теслы и других лиц, немало способствовали развитию техники и распространению многих передовых изобретений.
Справка. Сын кузнеца, владельца небольшой мастерской земледельческих машин, Георг Вестингауз с юных лет интересовался техникой, проводя все свободное время в кузнице. Природная сметка и изобретательность рано проявились в нем, и уже в пятнадцать лет он изобрел паровую машину, основанную на ротационном принципе, то есть работающую подобно ротору паровой турбины.
В 1863–1865 годах Вестингауз принимал участие в Гражданской войне против рабовладельческого Юга, а по окончании войны начал работать в мастерских одной крупной железнодорожной компании США, где изобрел приспособление для подъема на рельсы сошедших с них вагонов. В 1866 году двадцатилетний Г. Вестингауз организовал в Питсбурге собственные вагоноремонтные мастерские, а в 1869 году сделал свое главное изобретение – автоматический воздушный тормоз для железнодорожных вагонов. Годом позднее он создал Акционерное общество воздушных тормозов Вестинтауза. Вскоре воздушные тормоза получили широкое распространение как в США, так и в странах Европы. Огромные прибыли Общества сделали его одним из наиболее могущественных капиталистических объединений США, а Вестингауза – весьма влиятельным лицом. Сам он продолжал работать в качестве главы фирмы, проявляя незаурядный талант организатора и изобретателя.