Акционерное общество Вестингауза первым в Америке начало производство электрооборудования переменного тока и смонтировало ряд установок с высоковольтными линиями передачи. Но эти первые установки имели один существенный недостаток: они использовались для питания только осветительных ламп. Ясно, что потребление электроэнергии при этом резко возрастало лишь в вечерние часы. Для непрерывной работы в течение суток (а только она экономична и выгодна) этим станциям не хватало дневных потребителей электроэнергии, а ими могли быть только электродвигатели промышленных предприятий. Но эти электродвигатели, как и во всем мире, работали на постоянном токе. Естественно, что слух о патенте Теслы привел главу фирмы в Американский институт инженеров-электриков на лекцию молодого ученого-изобретателя. Некоторое время он обдумывал реальность услышанного, а затем решился на смелый шаг.
Вестингауз был человеком дела и привык прямо излагать свои мысли. Появившись в лаборатории Теслы, он, не тратя лишних слов, обратился к ученому и предложил выложить ему миллион долларов за все патенты, относящиеся к переменному току. Мало того, за те из них, которые еще только заявлены. Подобное предложение открывало перед Теслой перспективы применения своих изобретений, их совершенствования и обеспечивало материальную независимость.
Справка. Предложение Вестингауза поразило Теслу необычайной верой в будущее переменного тока. Ответ Теслы был весьма оригинальным: он попросил включить в соглашение обязательство платить ему… один доллар за каждую лошадиную силу, выработанную на генераторах и электродвигателях компании Вестингауза.
Тот согласился и сразу же выписал чек на миллион долларов.
Говорят, что в практике никакой капиталистической страны не было случая заключения соглашения на такую сумму в такое короткое время, причем обе стороны не проявили никакого интереса к формальным сторонам договора: магнат приобрел свыше 40 патентов Теслы, в среднем по 25 тысяч долларов за патент. Это была очень хорошая по тем временам оплата изобретений.
Для Теслы смысл этого соглашения был выше всех коммерческих расчетов. Он смотрел далеко вперед и видел будущее развитие техники. Он верил в это будущее и понимал значение своих изобретений. Вестингауз, в свою очередь, верил в этого необычайного человека. Довольные друг другом, они расстались, полные надежд на быстрое осуществление своих планов.
Вечером того же дня Тесла подарил половину полученной суммы инженеру Брауну, оказавшему ему в свое время помощь в создании "Тесла арк лайт компани" (компания "Свет дуговых ламп Тесла").
Чтобы быстрее приступить к производству электродвигателя переменного тока, Тесла в октябре 1888 года переехал из Нью-Йорка в Питсбург, где находились заводы Вестингауза. На этом настоял "питсбургский магнат", пригласивший Теслу в качестве консультанта. Все это освобождало собственную лабораторию Теслы от разработки промышленных конструкций, открыв возможность продолжать исследования в интересующих изобретателя областях.
Однако советы Теслы не были приняты заводскими инженерами, и надежды его в течение одного года разрешить все практические вопросы не сбылись. Тогда Тесла, несмотря на уговоры Вестингауза, отказался быть консультантом завода в Питсбурге.
Не помогло и предложение остаться на заводе в качестве управляющего всей разработкой промышленных образцов машин переменного тока с баснословно высоким окладом – 24 тысячи долларов в год. Тесла уже не нуждался в деньгах и, отказавшись от всех предложений, уехал в Нью-Йорк (правда, все равно Тесла оставался консультантом на заводах своего друга Вестингауза в течение еще многих лет).
Впоследствии Тесла писал:
"За год, проведенный в Питсбурге, я не сделал никакого вклада в электротехнику. Я не чувствовал себя свободным в этом городе, зависимость и связанность мешали мне работать. Для того чтобы созидать, я должен быть абсолютно свободен. Когда я освободился от ситуации, создавшейся в Питсбурге, идеи и изобретения снова хлынули в мою голову, как Ниагара…".
Между тем в Питсбурге продолжалась разработка конструкций электрических машин переменного тока. Инженерам компании пришлось убедиться в правильности соображений Теслы и принять в качестве стандартной частоту переменного тока в 60 периодов в секунду. Это доставило Тесле большую радость и удовлетворение (надо сказать, что этот стандарт сохранился в США и до настоящего времени).
И уже с 1890 года гигантская задача, поставленная "питсбургским магнатом", – перевести все электрооборудование промышленности США на переменный ток – успешно осуществлялась. Электрики-практики того времени утверждали, что основой расцвета компании в эти годы было использование приобретенных у Теслы патентов.
Однако период процветания сменился в Америке Великой депрессией, и множество мелких компаний во избежание краха должно было слиться с более крупными объединениями. Вестингауз был не в состоянии в одиночку бороться с конкурентом, и компания его приняла к себе ряд более мелких фирм.
В этой ситуации союз двух выдающихся личностей Америки – Вестингауза и Теслы – прошел испытание на прочность. Чтобы устоять в конкурентной борьбе, новая укрупненная компания "Вестингауз" должна была отказаться от многих принятых на себя ранее обязательств и, в частности, от соглашения с Теслой.
К этому времени в одних только США общая мощность электрооборудования переменного тока, созданного на основе патентов Теслы, превысила 12 млн лошадиных сил. Самый скромный подсчет показывал, что компания обязана была уплатить изобретателю по соглашению 10–12 млн долларов.
Однако выплатить изобретателю то, что было обещано Вестингаузом, компания оказалась не в состоянии. Ее финансовый совет потребовал расторжения соглашения, но Вестингауз упорно не хотел нарушать своего слова, данного Тесле. Тесла мог обратиться в суд и добиться выполнения обязательств компании. Трудно было рассчитывать на то, что изобретатель сам откажется от своих прав, тем более что компания выросла и окрепла за счет реализации его патентов.
Магнат был вынужден лично обратиться к Тесле. Изложив положение дел, он сказал, что ответ Теслы решит судьбу компании и его, Вестингауза, личную. И Тесла решительно спросил, следует ли ему "уничтожить" контракт в обмен на распространение по миру "его" многофазной системы? Утвердительный ответ Вестингауза решил исход сделки. Позднее Тесла писал, что в этом разговоре он сам заметил:
"…Вы видели во мне то, чего не видели другие. Вы поверили в меня тогда, когда другие отвернулись от меня и моих изобретений. Это большая плата за все то, что я дал фирме, хотя и дал я немало. С этими словами я достал из сейфа текст соглашения и, разорвав, бросил его в корзину для бумаг…".
Вестингаузу казалось, что, избавившись от необходимости выплатить такую огромную сумму, он преодолел все препятствия на пути двухфазного тока. Но в это самое время в Берлине набирал силы могучий противник двухфазного тока. Простота конструкции и большая экономичность трехфазного электродвигателя говорили о том, что именно трехфазному току принадлежит будущее. И с 1891 года трехфазная система начала распространяться по всему миру.
"Детище" Теслы – переменный ток с его многофазностью (и особенно двухфазный и трехфазный) – в момент своего зарождении должен был выдержать трудную борьбу с постоянным током. Следующим триумфом переменного тока – и двухфазного, и трехфазного – стали Всемирная электрическая выставка и конгресс электриков, проведенные в Чикаго в 1893 году в честь 300-летия со времени открытия Америки Колумбом.
На выставке Тесла имел свой стенд, где он демонстрировал многие свои изобретения и, в частности, один из остроумнейших приборов, созданных им для демонстрации возможности получения механического вращения с помощью вращающегося магнитного поля.
Прибор этот представлял собой плоскую металлическую "сковороду", находившуюся в зоне действия катушек, создававших вращающееся магнитное поле. На "сковороде" лежало выточенное из меди и латуни яйцо. При пропускании тока через обмотки катушек яйцо начинало двигаться, сначала беспорядочно, а затем, встав на острый конец, быстро вращалось как вокруг своей оси, так и по окружности "сковороды".
Но в эти годы Тесла был уже очень далек от вопросов, связанных с первым своим изобретением. Творческая мысль увела его далеко-далеко и открыла перед ним новое, необозримое поле для исследований. Оценивая работы Николы Теслы в области многофазных токов, выдающийся американский ученый Эдвин Армстронг отмечал: "…только одного этого открытия многофазных токов и индукционного мотора было бы достаточно, чтобы обеспечить имени Тесла вечную славу, даже если бы он, кроме этого, ничего не сделал".
Но сделал он еще многое…
Этот удивительный экспериментатори блестящий лектор (1892 год)
1 февраля 1892 года Тесла сошел с парохода в Лондоне и был встречен выдающимися учеными, членами Королевского общества. 3 февраля в зале Лондонского института инженеров-электриков Тесла прочел свою первую в Европе лекцию о токах высокой частоты. Свыше трех часов продолжалась эта невиданная демонстрация, изумившая присутствующих своей новизной и неожиданностью. Гениальный ученый предстал перед слушателями как удивительный экспериментатор и блестящий лектор.
Продолжая развивать свои мысли о необходимости самого широкого использования электромагнитных волн, Тесла говорил:
"Подобно тому, как в природе все представляет собой прилив и отлив, волновые колебания, как и во всех промышленных отраслях переменные токи, то есть движение электрических волн, будут править всем…".
Мысль эта явилась в те годы замечательным предсказанием. И это случилось всего лишь через пять лет со времени открытия явления вращающегося магнитного поля!
Сотни изумленных зрителей стали свидетелями не только свечения ламп, но и пуска и остановки электрических двигателей на значительном расстоянии. Затем Тесла демонстрировал возможность нагрева под действием токов высокой частоты различных предметов. Все это могло быть использовано для широких практических целей и открывало перед электротехникой огромные перспективы.
Далее Тесла показал, как газовая среда (например, воздух) по мере разрежения превращается из изолятора в проводник, и чем ниже давление газа, тем легче он пропускает электричество. Можно было бы, говорил он, использовать сильно разреженные верхние слои атмосферы для передачи электроэнергии на весьма далекие расстояния без существенных потерь. Позднее Тесла разработал конструкцию такого передающего устройства и получил на него патент не только в США, но и в России.
Справка. То, что в верхних слоях атмосферы разреженный воздух обладает проводящими свойствами, прекрасно подтверждается современной практикой полетов самолетов на больших высотах. Различные неполадки с электрическим зажиганием, вызванные проводимостью воздуха, удалось устранить только тогда, когда это почти забытое предположение Теслы было принято во внимание.
Из оправданного предположения Теслы об изменении изоляционных свойств газов по мере их разрежения следует, что земной шар представляет собой гигантский конденсатор: верхние слои разреженного воздуха служат одной заряженной обкладкой его, нижние слои при нормальном давлении представляют изолятор, а сама Земля – вторую заряженную обкладку.
Эта мысль вызвала разработку грандиозного проекта использования электрического заряда Земли.
Справка. Занимаясь теорией света, Тесла провел множество опытов по применению различных тугоплавких материалов в качестве электродов для своих ламп. За этим наблюдением таятся замечательные явления, на которые обратил внимание Тесла. В нем заложен принцип разгона мельчайших частиц вещества, циркулирующих между электродом и стеклянной колбой и накапливающих энергию (предвидение ученого).
Известно, что принцип разгона частиц применен в современных установках – циклотронах, бетатронах и др., предназначенных для получения так называемых элементарных частиц с большими энергиями, с помощью которых производятся исследования внутреннего строения атомных ядер. Хотя эти установки и основаны на иных способах разгона, сама идея разгона частиц для придания им больших энергий в зародыше содержится уже в лекциях Николы Теслы (еще одно предвидение ученого).
Тесла не только высказал предположение о существовании корпускулярного излучения Солнца и потока космических частиц, но и вычислил их энергию, найдя ее напряжение равным сотням миллионов вольт. Эти данные близки к современным исследованиям (и снова предвидение ученого).
По Тесле, в земной атмосфере, представляющей одну из обкладок конденсатора, эти потоки частиц вызывают электрический заряд, который, в свою очередь, служит причиной самых различных атмосферных явлений – северных сияний, дождей, бурь и других изменений погоды. В то же время заряд наружной обкладки конденсатора вызывает соответствующие изменения как в изолирующем слое (непосредственно прилегающем к Земле слое атмосферы), так и в электрическом заряде Земли.
Как известно, эта догадка Теслы находит свое подтверждение в современных исследованиях космического излучения: именно от Солнца к Земле идет поток материальных частиц (корпускул), наряду с радиоизлучением Солнца оказывающий огромное влияние на метеорологические явления в атмосфере. От Земли же навстречу идет свой поток частиц, доходящий до Солнца ("космическое" предвидение ученого).
Но "атмосферные догадки" – еще не доказательство, и мысль Теслы была встречена с большим недоверием. "Этот чудак полагает, что на Землю действительно сыплется мусор Вселенной, имеющий к тому же сказочные запасы энергии", – писал о нем один из журналов в Америке.
Действительно, только в наши дни техническими средствами, созданными в СССР и США, оказалось возможным поставить во всей широте изучение поднятых Теслой вопросов с "космическим мусором".
В "лондонской лекции" Тесла вновь возвратился к проблеме экономного освещения и возможности конкуренции между различными источниками света. Он объяснял:
"Ни в одной отрасли электротехнической промышленности усовершенствования не являются столь значительными, как в области получения света. Каждый ученый, анализируя современные варварские методы освещения и недопустимые потери, неизбежные даже в лучших системах, должно быть, задает себе вопрос: каким же может быть свет будущего? Будет ли его давать твердое накаленное тело, как в современных лампах, или раскаленный газ, фосфоресцирующее тело, или какое-то подобие горелки, но значительно более эффективное?"
Описал Тесла и опыт, являющийся предвестником созданного уже в наши дни электронного микроскопа. Нанеся на стеклянную колбу фосфоресцирующий состав, он наблюдал на нем увеличенное изображение находившегося в центре колбы раскаленного шарика. Не имея возможности объяснить это явление, Тесла все же обратил на него внимание, но упомянул об этом наблюдении лишь вскользь.
Спустя пятьдесят лет на основе описанного Теслой явления и был построен прибор для изучения электронной эмиссии, что, в свою очередь, стало исходным моментом для создания электронного микроскопа.
Заканчивая лекцию, Тесла указал на огромное, необъятное поле деятельности для электриков, желающих развивать эту многообещающую отрасль знания. И снова высказывал свое кредо гражданина Вселенной:
"Моим главным стремлением при изложении этих данных было выделить открытые явления и особенности, а также выдвинуть те идеи, которые, как я надеюсь, послужат отправными пунктами для следующих отправных пунктов…".
Новые мысли лавиной обрушились на слушателей, не успевавших следить за частностями и воспринимавших все величие замысла как нечто, пришедшее из далекого будущего. Шумные выражения восторга и овация всех присутствующих были наградой лектору.
Зал института не мог вместить всех желающих услышать Теслу. Поэтому после лекции руководители Королевского общества обратились к гостю с просьбой повторить свое сообщение на следующий день в парадном зале общества, но Тесла, не любивший восторженных выражений слушателей, наотрез отказался от второй лекции. Было известно, что не в характере этого человека менять свои решения, и не было никакой надежды уговорить его выступить вторично. Однако…
Однако президент Королевского общества недаром поручил вести переговоры с Теслой известному шотландскому физику профессору Королевского института Джемсу Дьюару, который был известен своей невероятной настойчивостью в достижении цели.
Он пригласил Теслу в зал Королевского общества, усадил его в "кресло Фарадея" – священную реликвию английской науки – и снова повторил все свои доводы о необходимости прочесть лекцию. Дьюар указал и на то, что ни один ученый со дня смерти Фарадея не удостаивался чести, оказанной Тесле, – сидеть на этом "священном месте всех физиков".
Во время разговора Дьюар достал из шкафа начатую бутылку виски, недопитую в свое время Фарадеем, также хранившуюся здесь как реликвия, и угостил Теслу из стакана, к которому не прикасались ничьи губы после смерти гениального английского физика. Такие почести не могли не тронуть Теслу, и он согласился прочитать лекцию, но несколько иного содержания.
Экстренное, внеочередное заседание Королевского общества 4 февраля 1892 года проходило под председательством выдающегося физика, секретаря общества Джона Рэлея, так же, как и другие слушатели, пораженного опытами и мыслями Теслы. И он подчеркивал: "Вы на редкость одаренный ученый. Мой совет: сосредоточьте усилия на одной из Ваших великих идей, разработайте ее до конца, дайте миру возможность воспользоваться ею как можно скорее. Что же касается Ваших стремлений решать все вопросы, так сказать, с космическим размахом, то, право же, время для этого еще не пришло. Вы хотите от нас слишком многого…".
Космический масштаб? А как быть с предупреждением матери – только единство цели и действий? Но он – ГЕНИЙ, ни с чем не сравнимый диапазон рожденных и выношенных им идей был присущ всему его творчеству! Не в этом ли и триумф, и трагедия великого ученого?! Совет Рэлея был подобен тому, как если бы ему, Тесле – ученому-изобретателю-конструктору, посоветовали заниматься только уже созданным им, а не углубляться в "дебри электричества". Тесла, понимая, что может, хотел прорываться "сквозь тернии к звездам".
Правда, иногда Тесла "открывал целые континенты", существовавшие лишь в его воображении. Но и по пути к ним, к этим "фантастическим странам", он сумел сделать множество больших и малых открытий.
Вся жизнь Николы Теслы, ученого-изобретателя-конструктора, показывала, что он не занимался усовершенствованием уже найденного, а стремительно уходил вперед. Только такой образ существования устраивал Теслу – в движении мысли вперед.
В середине февраля Николу Теслу встречали как величайшую знаменитость в Париже. 18 февраля он повторил для членов Французского физического общества и Международного общества электриков свою первую лондонскую лекцию, и она снова имела шумный успех. Опыты произвели необычайное впечатление и дали огромный материал для работ французских физиков. Множество статей во французских, русских, немецких и австрийских журналах описывали опыты Теслы и излагали его оригинальные мысли.