Так он впоследствии и поступал. Всемирная выставка 1893 года в Торонто стала уже его личным триумфом. И здесь, в Канаде, Никола продемонстрировал такие опыты, что у зрителей по спине поползли мурашки… Но всё это было позже.
Эскиз к патенту Теслы на систему освещения. 1891 год.
Пока же Тесла из Парижа отправился на родину, в Хорватию. Здесь он впервые за последние годы (и, как оказалось, последний раз в жизни) навестил матушку Георгину и сестру Марицу. Оставив родным денег и попрощавшись, Тесла вернулся во Францию, чтобы уже в Марселе подняться на борт парохода, отплывающего в Америку.
Но главные события 1889 года для Теслы были ещё впереди.
34. Его изобретения
Осматривая экспонаты Всемирной выставки, Тесла пытался уловить изобретательские тенденции. Над чем работают коллеги? Что их привлекает более всего? Не имея возможности общаться с инженерами из противостоящего эдисоновского лагеря, Тесла лишь издалека присматривался к их работам. Среди них не было главного – разработок в области переменного тока высокой частоты. Поле для деятельности оказалось девственно чистым.
Именно с высокочастотными токами Тесла экспериментировал с конца 1888 года. В 1889 году, воспользовавшись эффектом вращающегося магнитного поля, он построил первый высокочастотный генератор и получил ток высокого напряжения и высокой частоты. Затем Тесла увеличил частоту переменного тока с тысячи до сотни тысяч герц.
Семь наиболее плодотворных для Николы Теслы лет пришлись на 1888–1895 годы. Он работал самозабвенно, почти ни на что не отвлекаясь. Изобрёл и воплотил в металле механический осциллятор, позволяющий измерять токи высоких и сверхвысоких частот. Придумал новую систему освещения на переменном токе, в которой использовался всего один медный провод – вторым проводом служила земля. Разработал новый метод передачи электрического сигнала на расстояние, то есть, по сути, изобрёл радио до Маркони и Попова. Наконец, создал множество уникальных измерительных приборов, позволяющих исследовать природу электричества.
Газонаполненные лампы Теслы. 1893 год.
35. Трансформатор Теслы
Наиболее выдающимся изобретением Теслы тех лет стал резонансный трансформатор, который практически в неизменном виде используется до сих пор. Речь о приборе, получившем название «трансформатор Теслы» (как ни странно, но это единственное изобретение, носящее его имя).
Для самого Теслы изобретение резонансного трансформатора сделалось событием судьбоносным, поскольку вся его дальнейшая жизнь в той или иной степени связана с исследованиями токов сверхвысокого напряжения и сверхвысокой частоты. А резонансный трансформатор и есть источник таких токов.
Воспользовавшись известными на тот момент знаниями о колебательных контурах, газоразрядниках и располагая мощным воздушным конденсатором, Тесла построил трансформатор, способный генерировать ток частотой до сотни тысяч герц и напряжением в несколько миллионов вольт. Переменный ток таких параметров был совершенно не исследован. Тесла первым занялся этим направлением. Опубликование результатов исследований стало настоящей научной сенсацией. Токи высокой частоты представлялись обывателям природным феноменом, обладающим невероятными свойствами. Тесла умело использовал свои демонстрации, чтобы усилить «эффект чуда».
Тесла в своей лаборатории. 1893 год.
Эксперименты с электричеством требовали немалых затрат. И Тесла, который в то время был богатым человеком, проводил исследования на собственные средства. Но… насколько бы могло хватить его денег?
36. Безопасное электричество
Ток высокой частоты привлекал Теслу своей принципиальной безопасностью для человека. Эдисон либо не знал, либо не хотел знать, что высокочастотный ток не проникает в человеческое тело (и в другие биологические тела), не поражает внутренние органы, не убивает всё живое, как токи низкой частоты или постоянный ток. Так был открыт «скин-эффект», позволивший создать линии электропередач высокой частоты, где потери энергии сведены к минимуму.
Начиная с 1896 года внимание Теслы как изобретателя и исследователя сосредоточилось именно на токах высокой частоты. В результате он нашёл такие возможности переменного тока, которые до сих пор до конца не исследованы (а Тесла результаты многих своих изысканий уничтожил, полагая, что они могут повредить человечеству и стать причиной глобальных техногенных катастроф).
Вокруг открытий Теслы бытует множество самых невероятных легенд. Причиной тому – сам изобретатель. Склонный к мистификациям, он демонстрировал публике эффектные «технические фокусы», но не объяснял их сути. И распоряжался результатами своих исследований исключительно по собственной воле, что, наверное, всё-таки справедливо – создатель имеет право решать судьбу своих творений. Хотя многие политики будут против, мало ли в нашей истории учёных, которых за их же открытия… лишили свободы? Тесла в конце жизни в буквальном смысле ходил по опасной грани. Но всё же его не тронули. Не посмели.
Публичная демонстрация опыта Теслы. 1899 год.
37. Лечение током
В памяти журналистов и инженеров-электротехников остался жестокий эксперимент Эдисона, в ходе которого изобретатель убил переменным током собаку (кстати, Эдисон повторял этот бесчеловечный опыт многократно). И в сознании обывателя зафиксировалась аксиома: переменный ток смертельно опасен.
В американском павильоне на Всемирной выставке 1893 года в Торонто Тесла представил доказательства безопасности переменного тока. Да какие доказательства! Это была не просто демонстрация, а публичный опыт с потрясающим воображение эффектом.
При огромном стечении народа Никола подсоединил к своему телу выводы от генератора сверхвысокого напряжения. Ассистент по команде Теслы дал ток, повернув рубильник. И по телу изобретателя устремился электрический ток напряжением в… 2 миллиона вольт! Затем Тесла взял в руки две лампочки накаливания (да, да, эдисоновские). И эти лампы загорелись, хотя ни к чему не были подключены.
Публика замерла от ужаса и восторга. А Тесла продолжал свои эксперименты. Он взял в руки лампу, разбил её у цоколя и извлёк нить накаливания. Затем снова соединил колбу с цоколем. И повреждённая, совершенно пустая лампа… засветилась.
Демонстрация Теслой феномена флуоресцентного свечения.
Самое же потрясающее заключалось в том, что в ходе этих публичных демонстраций Тесла улыбался и выглядел абсолютно здоровым. Когда ток был отключён, зрители могли убедиться лично: с Теслой ничего не произошло…
Фокус с пустой лампой так и остался загадкой. А вот пропускание по телу тока огромных напряжения и частоты впоследствии дало начало новому способу лечения людей от некоторых болезней. Эта область медицины называется электротерапией.
38. «Телеавтоматы»
Забегая немного вперёд, вспомним ещё один публичный эксперимент Теслы, наделавший много шума. Речь о разработанном им дистанционном управлении – заметим, задолго до изобретения радио.
В 1898 году Тесла пригласил на очередную демонстрацию журналистов и интересующихся электротехникой людей, пообещав им небывалое зрелище. Когда публика собралась, Никола показал им несколько электромеханических игрушек – моторную тележку и модель судна с электрическим двигателем постоянного тока, работающего от гальванической батареи (да, снова эдисоновской конструкции). Эти игрушки сам Тесла называл «телеавтоматами».
Кораблик был пущен по воде Гудзонова залива. Затем Тесла включил свой загадочный аппарат. Повернул переключатель и… судёнышко двинулось налево, потом направо. Пошло прямо, затем остановилось. Сделало круг и возвратилось к берегу.
Тесла вытащил кораблик из воды. Журналисты бросились к нему с расспросами. Как?! Как это всё происходило? Чем управлялся кораблик, посредством каких сил? Тесла лишь с улыбкой ответил: «Всё это электричество и магнетизм. Большего сказать, увы, не могу».
В ответ на восторженную газетную статью с описанием демонстрации дистанционного управления из враждебного Тесле лагеря Эдисона раздалось глухое обвинение в фальсификации. Мол, механический программный автомат, вроде примитивной заводной игрушки. Тесла манипулировал выключателем, который, скорее всего, ничего не переключал… Вот именно – «скорее всего».
Тот самый дистанционно управляемый кораблик Теслы.
39. Землетрясение
Иногда эксперименты Теслы были довольно опасными. И не только для самого изобретателя. (Никола всегда ставил опыты лишь над самим собой. Как человек глубоко верующий, он не подвергал мучениям подопытных животных, не говоря уже о человеке.)
В ответ на восторженную газетную статью с описанием демонстрации дистанционного управления из враждебного Тесле лагеря Эдисона раздалось глухое обвинение в фальсификации. Мол, механический программный автомат, вроде примитивной заводной игрушки. Тесла манипулировал выключателем, который, скорее всего, ничего не переключал… Вот именно – «скорее всего».
Тот самый дистанционно управляемый кораблик Теслы.
39. Землетрясение
Иногда эксперименты Теслы были довольно опасными. И не только для самого изобретателя. (Никола всегда ставил опыты лишь над самим собой. Как человек глубоко верующий, он не подвергал мучениям подопытных животных, не говоря уже о человеке.)
В том же 1898 году в своей нью-йоркской лаборатории на Хаустон-стрит, 46, Тесла затеял загадочный опыт, связанный с исследованием стоячих электромагнитных волн. На металлической чердачной балке Никола установил какой-то прибор, судя по всему, генератор стоячих волн. Когда изобретатель включил устройство, на близлежащей улице, раздался непонятный низкочастотный гул. Стены зданий затряслись, зазвенели окна. Эффект распространился на соседние улицы, и вскоре огромный район Нью-Йорка был охвачен паникой. Бешено лаяли собаки. Люди в страхе выбегали из домов. Соседи Теслы вызвали полицию, но, когда стражи порядка подъехали к лаборатории (никто и не сомневался, что причиной беспорядков являлся именно Тесла), землетрясение прекратилось – так же внезапно, как и началось.
В руках Теслы светящаяся лампа.
Вышедший к полиции Тесла спокойно сообщил: да, это устроил именно он. Но сейчас нет причин волноваться, прибор уничтожен. Тесла понял, что продолжение эксперимента может иметь катастрофические последствия…
Что случилось на самом деле, так и осталось тайной. Скептики склонны полагать, что Нью-Йорк подвергся воздействию природного катаклизма. Мол, это и в самом деле было настоящее землетрясение… Удивительно, но ни одна сейсмическая станция планеты подземных толчков в этом районе не зафиксировала.
40. Невосполнимые утраты
Но вернёмся в 1895 год… 13 марта в нью-йоркской лаборатории Николы Теслы на Пятой авеню случилась беда. В результате короткого замыкания в офисе «Тесла Арк Лайт Компани» начался пожар. Огонь быстро распространился по деревянным перекрытиям. И через 20 минут пламенем была охвачена вся лаборатория. Сгорели все приборы, все изобретённые на тот момент Теслой устройства и, что самое ужасное, все расчёты и чертежи. Список утрат оказался чудовищным. И хотя Тесла старался держаться мужественно, заявив сбежавшимся журналистам, что может восстановить все свои изобретения по памяти, стало ясно: от этого удара он оправится не скоро.
Именно после постигшей изобретателя катастрофы странности характера Теслы приобрели гипертрофированные формы. Он словно обиделся на весь мир. Замкнулся, сделался мнительным и скрытным, держа в тайне свои разработки. Тесла вёл жизнь затворника, никого к себе не подпуская и ни с кем не сближаясь.
Не сломал ли этот пожар Теслу психологически? Некоторые историки науки склонны считать, что на характере Теслы сказались не только пережитые им ужасные неудачи, но и те опыты, которые он ставил над самим собой. Воздействие тока высокой частоты на человеческий организм и сегодня исследовано далеко не полностью. А Тесла подвергал себя воздействию токов многократно. Не исключено, что это могло отразиться на его психике.
Никола Тесла на фоне катушки В4-трансформатора в своей лаборатории на Хаустон-стрит.
41. Лаборатория на Хаустон-стрит
И тут выяснилось, что у миллионера Николы Теслы денег… кот наплакал. Всё, что у него было, Тесла потратил на приобретение электротехнического оборудования и проведение исследований. И для восстановления утраченной лаборатории у него попросту нет средств.
Помощь пришла, откуда Тесла её совсем не ждал. Один из поклонников его таланта, замечательный спортсмен, в будущем победитель Олимпийских игр Эдвард Адамс, узнав о бедственном положении Теслы, отправился к Вестингаузу.
Джордж Вестингауз, сам блистательный инженер, сочувствовал Тесле, хотя и был обижен его отказом продолжать сотрудничество. Однако положение Николы становилось все более трудным. А на Ниагаре ускоренными темпами шли работы по проведению подземного водоотвода для строящейся Ниагарской ГЭС, сердцем которой служили генераторы переменного тока конструкции Николы Теслы… Электростанция готовилась вот-вот дать первый ток, а один из её главных создателей останется не у дел? Нет, этому не бывать.
Генераторы конструкции Теслы производства компании «Вестингауз» на Всемирной выставке в Чикаго. 1893 год.
И вскоре Адамс приехал к Тесле в отель, где тот жил, с хорошей новостью. «Ниагарская энергетическая компания» и Джордж Вестингауз, один из совладельцев предприятия и руководитель строительства ГЭС, решили выделить Тесле 100 тысяч долларов на восстановление сгоревшей лаборатории.
Осенью лаборатория на Хаустон-стрит начала работу. Тесле удалось восстановить многое из утраченного. История его выдающихся изобретений продолжалась.
42. Ниагара
История первой в мире ГЭС на Ниагарском водопаде началась в 1853 году, когда власти штата Нью-Йорк дали разрешение на сооружение отводного канала «Ниагарской Гидроэнергетической и Добывающей Компании». Строительство продолжалось почти три десятилетия. И в 1881 году электростанция дала первый ток, использованный для освещения каскадов водопада и близлежащего посёлка. Компанией в тот момент руководил Джекоб Шёлькопф, который и осуществил возведение первой ГЭС. А в качестве источника тока на станции использовалась динамо-машина постоянного тока конструкции Томаса Эдисона.
В 1883 году та же компания (изменившая название на «Ниагарскую энергетическую компанию») наняла выдающегося инженера и владельца собственной компании, изобретателя пневматического железнодорожного тормоза, известного производителя электротехнического оборудования Джорджа Вестингауза, чтобы он построил на Ниагаре новую ГЭС, гораздо более мощную.
Вестингауз с энтузиазмом взялся за работу – в его активе имелись великолепные разработки Теслы. В 1894 году на ГЭС были смонтированы 10 трёхфазных генераторов переменного тока конструкции Николы Теслы общей мощностью в 75 мегаватт. А в 1896 году электростанция вступила в строй.
Генераторы переменного тока Ниагарской ГЭС.
Даже по нынешним критериям Ниагарская ГЭС – сооружение величественное. Для её постройки Вестингаузу пришлось пробивать в скальных породах гигантские туннели-водоотводы, чтобы подать водяной поток на лопасти турбин. А мощности ГЭС хватило на то, чтобы полностью электрифицировать город Буффало, расположенный в 32 км от водопада.
В конце XIX века Ниагарскую ГЭС называли «восьмым чудом света».
43. Без проводов
Ввод в эксплуатацию Ниагарской ГЭС стал триумфом и для Вестингауза, и для Теслы. Споры с Эдисоном с этого момента стали сходить на нет. А потом пришло время «великого примирения». Эдисон подписал договор с компанией Вестингауза о поставке машин переменного тока.
Но «война токов» тем не менее не закончилась. Просто противостояние перешло в иную фазу – молчаливого неприятия и коммерческой конкуренции. Не угасла и вражда между Эдисоном и Теслой. Они словно не замечали друг друга. Эдисон ещё допускал пренебрежительные высказывания о Николе, но Тесла просто игнорировал фигуру Эдисона.
Отголосками былой конфронтации двух гениев стали события 1915 и 1917 годов. В 1915 году Нобелевский комитет присудил самую престижную премию планеты сразу двум изобретателям – Эдисону и Тесле. И оба отказались от премии, посчитав невозможным встречу друг с другом на церемонии вручения… Однако в 1917 году Тесла принял «медаль Эдисона» из рук самого Томаса. И тогда все заговорили об окончательном примирении. Однако… они так и не помирились.
В лаборатории Теслы в Колорадо-Спрингс.
Между тем в 1896 году Тесла занялся реализацией новой идеи – передачи электрической энергии на расстояние без проводов. В 1899 году он провёл успешный эксперимент по передаче энергии на расстояние 48 км. И это было не что иное, как создание радио – задолго до изобретения Маркони и Попова. Правда, Теслу не интересовали радиоволны как средство связи. Он занимался беспроводной доставкой энергии – от генератора переменного тока к лампе накаливания.
44. В Колорадо
В мае 1899 года Тесла внезапно закрыл свою нью-йоркскую лабораторию и отправился в городок Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. Этот переезд в самое сердце континента оказался не случаен. Местная энергетическая компания испытывала некоторые сложности с вводом в строй электростанции, на которой стояли генераторы Вестингауза, сконструированные Теслой. И было вполне логичным пригласить для консультаций самого изобретателя. Теслу соблазнило географическое расположение городка – он находится на высоте 2000 м над уровнем моря, в центре возвышенности. Здесь очень часты грозы. И Никола решил поэкспериментировать с природными разрядами.