Провода окончательно поработили человечество. Современные города тонут в паутине кабелей — на земле, под землей и в воздухе тянутся бесконечные километры окутанных в резину медных змеек. Стоит выйти на улицу и поднять голову вверх — и вы увидите витиеватые проводные соединения между столбами линий электропередач, а мимо проедет трамвай с поднятым пантографом. Безумство соединительных кабелей только усиливается в офисах крупных организаций — стандартные распределительные щитки здесь становятся похожи на инопланетных существ с вьющимися щупальцами. За примером даже ходить далеко не надо — нужно всего-то заглянуть под компьютерный стол, где лежит сетевой фильтр с подключенными адаптерами колонок, зарядниками для сотовых телефонов и фотоаппаратов, шнурами питания монитора и системного блока…
Тем временем техника-то уже несколько лет идет по пути миниатюризации, отказа от интерфейсных кабелей и перехода на мобильные источники питания вроде аккумуляторов. Причем продвинулись производители в этой области достаточно далеко — беспроводные сети очень популярны в офисах и обычных домах, многочисленная компьютерная периферия перешла на радиочастотные интерфейсы.
В общем, количество проводов с каждым годом уменьшается. Единственное, что остается неизменным, — это назойливый провод питания. Каким бы продвинутым ни был сотовый телефон, его придется заряжать при помощи проводного адаптера. Как долго бы ни проработала мышка от двух пальчиковых батареек, когда-нибудь их придется сменить (и, как правило, они садятся в самый ответственный момент). А более требовательная техника вроде телевизоров пока и вовсе не в состоянии избавиться от проводов питания. Все мы к этому давно привыкли и воспринимаем как данность, но ведь так не может продолжаться вечно! К счастью, ученые понимают проблему и работают не покладая рук над созданием беспроводных технологий передачи энергии.
Правда, если немного покопаться в истории, можно обнаружить занятный факт: «проблемы проводов» уже давно не существовало бы, если бы люди былой эпохи проявили чуть меньше скептицизма и не пожалели денег на исследования одного-единственного человека. Да-да, мы говорим о величайшем сербско-американском физике, инженере, изобретателе в областях электроники и радиотехники — Николе Тесле. Работу этого ученого в свое время не оценили (а все результаты его трудов и секреты гениальных изобретений пропали после смерти Теслы при необъясненных обстоятельствах), и вот современникам приходится восстанавливать разработанные более ста лет назад технологии по крупицам. Некоторые подвижки и даже работающие устройства уже существуют, но на их популяризацию и внедрение уйдет еще немало времени — слишком уж топорно выглядят современные изобретения для массового рынка… Но давайте начнем с начала.
Властелин молний, черный маг, повелитель электричества
Мифическая слава Теслы происходит из двух источников. Во-первых, шло грандиозное бизнес-сражение компаний Эдисона (различные устройства на постоянном токе) и Вестингауза (переменный ток). Можно сказать, что на рубеже XIX–XX веков зарождался современный капиталистический рынок, причем именно в США. В ход шли все методы борьбы за экономическое выживание — вплоть до физических фокусов и представлений перед публикой и громких газетных заголовков.
Тесла, судя по всему, был человеком очень мечтательным, с необъятной интуицией и богатой фантазией. Настолько богатой, что, читая отрывки из его многочисленных пресс-конференций и интервью, которые он давал для привлечения новых потоков финансов, можно вообразить Теслу эдаким полумифическим персонажем и техномагом. Однако отличительная черта почти всех его выступлений на публике — недосказанность.
Фото: Mary Evans Picture Library/Mary Evans Picture Library/East News
Например, в 1899–1900 годах проводилась исследовательская экспедиция в Колорадо-Спрингс — этот регион славился постоянными и частыми грозами. Тесла со своей командой инженеров исследовал молнии и строил первые экспериментальные установки громадных размеров для получения мощных электрических разрядов, имитирующих молнии (искровой разряд в атмосфере). Именно тогда начала складываться репутация Теслы среди далекого от науки населения США как о «властелине молний», «черном маге электричества» и т. п. Разработав конструкцию большого высокочастотного излучателя, Тесла действительно смог получать напряжения от 12 до 20 млн вольт (по данным разных источников) и токи в тысячи ампер. Это действительно было конструкторским, инженерным достижением. Попутно Тесла подтвердил перспективное применение нескольких замечательных свойств сильных электростатических полей: осаждение тумана, очистка поверхностей от ржавчины, грязи, краски. То есть миллионвольтовые схемы, разработанные Теслой, действительно открывали новые пути исследования микроволновых (высокочастотных) токов.
Однако по приезде из Колорадо в Нью-Йорк была задумана обширная статья для журнала Century, посвященная результатам колорадских экспериментов. Как часто всплывает при изучении биографии Теслы и его трудов, со статьей возникли проблемы. Она больше напоминала философский трактат или научно-фантастический роман, нежели научное сообщение о новых результатах. А надо сказать, многие фантасты начала XX века в своих романах предсказывали будущие технологии.
Второй причиной славы и популярности Теслы является фундаментальное общественное явление. В период между мировыми войнами США уже стали самой сильной мировой державой. Но все относились к американцам как ко вчерашней колонии. Это порождало сильнейший комплекс неполноценности. Особенно худо было с наукой. В Европе наука развивалась многие столетия, даже тысячелетия. По части инженерной работы американцы делали просто чудеса в плодотворных условиях стремительно развивающегося рынка, а вот для научных успехов требовалось зарождение собственной научной школы, традиций и опыта. На все это требовалось значительное время, поэтому политические деятели и стратеги стремились заполучить ученых других стран. Для этого нужен был авторитет, который и пытались заполучить как можно скорее — для этого чрезмерно пиарились достижения (часто необъективные) собственных ученых и инженеров. Не случайно многие историки физики отмечают многочисленные попытки выдвижения Теслы и Эдисона в нобелевские лауреаты, а также серьезное давление на факт признания Плутона планетой, ведь открытие было сделано американским астрономом Персивалем Лоуэллом.
Молодые годы
Никола Тесла появился на свет в селе Смиляны 10 июля 1856 года в семье сербского православного священника Милутина Теслы. Сегодня Смиляны находятся на территории Хорватии, а в то время это местечко размещалось в имперской Австро-Венгрии.
В 1862 году отец Николы был повышен в сане, и семья Теслы перебралась в город Госпич, находившийся в шести километрах от Смилян. На новом месте Никола закончил начальную школу и трехлетнюю нижнюю реальную гимназию. Осенью 1870 года он поступил в Высшее реальное училище, расположенное в городе Карловац.
К первому периоду жизни Николы Теслы в Госпиче относится любопытный эпизод, который, вероятно, определил тягу Николы к электричеству. Говорят, что в десятилетнем возрасте будущий ученый гладил пушистую черную кошку, сидя на крыльце дома. Никола заметил, что между его пальцами и шерстью кошки проскакивают искорки, хорошо заметные вечерней порой. Мальчик спросил находившегося рядом отца о природе этих искр. Тесла-старший ответил, что искры, вероятнее всего, — «родственники» молний. Ответ отца навсегда запал в душу впечатлительного мальчика, наглядно показав ему, что электричество (о котором Никола тогда еще ничего не знал) может быть и «ручным» как домашнее животное, и «диким» словно грозовая молния.
В 1873 году происходит событие, которое окончательно перевернуло всю жизнь Николы Теслы. Получив в июле 1873-го сертификат зрелости, Никола решает вернуться к родителям. В Госпиче свирепствовала эпидемия холеры, и Никола заболел. К этому времени юноша вполне созрел для принятия ответственного решения: пойти не по отцовским стопам, а выучиться на инженера. В Карловаце Никола много занимался математикой и физикой. Особенно его впечатлил профессор Мартин Секулич, преподававший физику. Этот профессор показывал в действии собственное изобретение — покрытую оловянной фольгой лампочку, которая быстро вращалась, будучи подключенной к статической машине. «Невозможно передать чувство, которое я испытал, глядя на демонстрацию этого удивительного явления. Каждый показ эхом отзывался в моем сознании», — вспоминал позднее великий серб.
Именно нежелание Николы становиться священником и вызвало достаточно серьезный спор между отцом и сыном. Некоторые источники даже связывают болезнь Николы с резким неприятием Милутина сыновьего решения, якобы, Никола так впечатлился, что от большого огорчения слег. На самом деле, все обстояло куда прозаичнее, что не отменяет всей серьезности положения Николы.
Организм Теслы, недавно перенесший лихорадку в болотах Карловица, был ослаблен, потому в постели Никола провалялся очень долго. Врачи даже предполагали самое худшее, однако затем произошло действительно странное. Очнувшись в один из дней долгой болезни, Никола обратился к отцу с настоятельной просьбой позволить ему поступить в училище. Милутину не оставалось ничего, как дать утвердительный ответ. И свершилось чудо — Никола поправился всего за несколько дней.
Однако страшная болезнь не прошла бесследно. Во-первых, у Теслы появилась маниакальная боязнь подцепить какую-нибудь заразу. Впоследствии он стал часто мыть руки, а если во время обеда на столе он замечал муху, то незамедлительно делал официанту новый заказ. Во-вторых, Николу стали посещать видения в виде вспышек света. «Сильные вспышки света скрывали картины реальных объектов и попросту заменяли мои мысли», — записывает Тесла в свой дневник.
Но эти вспышки зачастую появлялись не просто так, а сопровождая видение будущих изобретений. У Теслы был необычный дар — он в уме мог представить какой-либо прибор либо устройство, мысленно оттестировать его, чтобы затем воплотить в реальности уже полностью готовым к эксплуатации. В этом плане Никола разительно отличался от другого знаменитого изобретателя — Томаса Эдисона, с которым Теслу впоследствии сведет судьба. Эдисон тратил очень много времени на эксперименты, на доработку изобретений, в то время как Тесла проводил тесты в своей голове, работе которой «позавидовал» бы любой современный компьютер.
Первый или нет? Какая разница!
Давайте попробуем как можно более объективно оценить труды Николы Теслы и понять, какую важную роль он сыграл во второй мировой промышленной революции начала XX века.
Условно можно разбить трудовую жизнь Теслы на два периода: до пожара в его лаборатории в Нью-Йорке в марте 1895 года и после.
До этого события изобретения Теслы уверенно можно назвать крайне эффективными, полезными и остроумными. Многие достоверно подтверждены патентами и статьями. Здесь очень важно попытаться представить, в каком состоянии пребывало научно-инженерное общество того времени. В XIX веке открытия Эрстеда, Ампера, Ома, Фарадея, Максвелла и других ученых привело многих к четкому осознанию, что за электромагнетизмом будущее. Огромное количество блестящих умов по всему миру было занято исследованием применения электрических и магнитных явлений. Если в одной стране один человек доходил до какого-нибудь технического открытия, то в другой точке земного шара в это же время нечто похожее вполне мог сконструировать другой. Поэтому споры о том, кто был первым, не утихают и по сей день. Хотя почему бы просто не определить, что первыми были несколько людей? Разве это умаляет их заслуги?
Фото: East News
Так многократно случалось впоследствии и с наследием Николы Теслы. Например, достоверно известно, что в 1891 году он продемонстрировал на практике применение радиосвязи с помощью передающего устройства с резонанс-трансформатором. Это подтверждает и знаменитая радиоуправляемая модель лодки Теслы. Сложно представить, но еще в конце XIX века человечество увидело дистанционное управление модели катера. Конечно, возникают споры, кто был первым — Тесла или русский физик Александр Попов, создавший радио примерно в то же время.
Также достоверно известно о факте создания Теслой в 1890-х годах «лучевых трубок», питаемых от резонансных трансформаторов его собственной конструкции и испускающих, как теперь они называются, рентгеновские лучи. До сих пор обсуждается вопрос приоритета столь выдающегося открытия, за которое Вильгельм Рентген в 1901 году получил Нобелевскую премию. Однако сам Тесла не претендовал на открытие.
Кроме того, Тесла, будучи сторонником теории существования электроэфирной среды, исследовал возможность создания каналов в эфирной среде, по которым можно было бы передавать огромные электрические импульсы. По всем признакам эта идея опередила свое время почти на полвека. Теперь подобное явление называется плазменным шнуром. Однако никаких свидетельств о каком-либо четком и обоснованном результате Теслы нет, лишь об идее и пробных экспериментах.
То же самое касается и известных домыслов о познании шаровых молний Теслой. На уровне разговоров и интервью упоминаний много. По словам самого Теслы, его не интересовало это понятное ему явление, так как оно являлось побочным атрибутом при создании мощных искровых разрядов, которыми Тесла надеялся передавать электричество без проводов. Тем не менее явление ни тогда, ни сейчас однозначно не объяснено.
12 октября 1887 года — важная дата в карьере Теслы. В этот день он опубликовал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. Это важнейшее открытие способствовало тому, что впоследствии именно в честь Николы Теслы назвали единицу измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.
Работая на Вестингауза, Тесла запатентовал множество различных применений самых разных многофазных систем переменного тока. До изобретения так называемого асинхронного двигателя переменный ток не находил широкого применения, поскольку не мог использоваться в ранее существовавших электродвигателях, работающих на постоянном токе.
Зарядка для хвоста
Беспроводная передача энергии уже получила применение в некоторых областях. Так, большинство электрических зубных щеток давно используют метод индукционного связывания по вполне понятным причинам — любые контакты с водой могут привести к короткому замыканию, а сгоревшая по вине зубной щетки квартира вряд ли добавит популярности производителям. Конструкция в меру проста, как и все гениальное: в нижней части щетки размещается одна магнитная катушка, в подставке — вторая. При установке щетки в подставку магнитные поля катушек начинают взаимодействовать и заряжать встроенные аккумуляторы.
| Суждено ли Марину Солячичу стать Николой Теслой 21 века? Будем надеяться, что ему удастся коммерциализировать технологию WiTricity, нам очень надоели провода. |
Выставка CES 2009
в начале 2009 года пестрила решениями на основе индукционного связывания. Многочисленные производители решили упростить процесс подключения к зарядным устройствам — то есть мы постепенно все же переходим в беспроводную эпоху. Отличным примером новой концепции можно считать наработки компании
Powermat
, которая представила целую линейку устройств для беспроводной зарядки различной техники. Powermat предлагает всем желающим купить индукционный коврик и приемники для самых популярных устройств — док-станцию для
Apple iPod
, корпуса для смартфонов, заглушки для ноутбуков и цифровых камер. После подключения приемника остается положить заряжаемое устройство сверху коврика — и все, зарядка началась. Конечно, от подключения самих ковриков Powermat к розеткам питания избавиться не удастся, но по крайней мере количество проводов сократится втрое.
Еще одним открытием выставки CES 2009 стала технология eCoupled
, созданная компанией
Fulton Innovation
. Уже в этом году на рынке появятся различные рабочие инструменты (дрели, отвертки и даже фонарики) с бесконтактными док-станциями. Все это, конечно, хорошо и здорово, но назвать индукционное связывание идеальной технологией для ближайшего будущего не получится. Да, пользователи самой разной мобильной техники избавятся от необходимости подключать провод к самим девайсам, смогут положить сразу все плееры и фотоаппараты на один-единственный коврик и начать зарядку, избавившись от охапки проводов, — но до рая на Земле все равно еще далеко. Хотелось бы заходить в квартиру, кидать телефон на диван, ставить сумку с камерой на пол и раскрывать ноутбук на столе, автоматически начиная зарядку — безо всяких там проводов и дополнительных устройств. Но, увы, пока нам остается лишь ждать пришествия более продвинутой технологии, способной увеличить радиус действия беспроводных зарядников.
| Индукционные передатчики беспроводной энергии смогут работать через стену, остается уменьшить диаметр катушек и разработать стандарты. |
Если верить команде из Массачусетского технологического университета (MIT), состоится это совсем скоро. Над исследованиями в области индукционно-резонансного связывания там работает группа ученых под управлением профессора физики Марина Солячича. Говорят, как-то раз господин Солячич проснулся ночью из-за того, что его сотовый телефон разрядился и начал подавать назойливые сигналы, и одолела его бессонница. Всю ночь Марин с раздражением думал о беспроводном зарядном устройстве, которое бы приступало к зарядке телефона, как только он бы заходил домой, — и на следующее же утро приступил к разработке такого устройства. На основе метода индукционно-резонансного связывания, разумеется.
«Проще всего объяснить этот метод так, — рассказывает господин Солячич. — Представьте себе ряд бокалов с вином, наполненных до разного уровня (таким образом, все они вибрируют на разной частоте). Если певец задает ноту, которая совпадает с частотой одного из бокалов, он поглощает звук и начинает вибрировать. Все остальные при этом остаются неподвижными. Точно так же и магнитное поле связывается и начинает передавать энергию лишь магнитному полю на такой же частоте».
Используя метод резонанса, команда Солячича собрала установку с двумя настроенными на одинаковую частоту катушками на расстоянии двух метров друг от друга. Одну из катушек подключили к источнику энергии, она начала передавать энергию на вторую и легко «подожгла» 60-ваттную лампу без использования проводов! Ученые уже предложили самую эффективную комбинацию в рамках используемого метода: две медные катушки диаметром 60 см и магнитное поле на частоте 10 МГц смогут обеспечить беспроводную передачу энергии на расстояние до 2 метров. Технологию назвали WiTricity
(от двух английских слов — «Wireless» и «Electricity»). Что ж, остается только довести технологию до ума — в данный момент команда уже ищет пригодный материал для уменьшения диаметра катушек и повышения эффективности.
| Технология Fulton eCoupled позволит заряжать мобильную технику прямо в автомобиле, положив ее на заведомо отведенное место. | Коврики Powermat и соответствующие приемники для техники будут продаваться за 25-30 долларов, вполне приемлемо для перспективной технологии будущего. |
| Война токов |
Об этом редко пишут в учебниках истории, но на заре эры электричества произошла самая настоящая «война токов» с участием лучших умов своего времени и немалых финансовых вложений. Так называемый «король изобретателей» Томас Эдисон вступил в противостояние с Николой Теслой по поводу использования постоянного или переменного тока.
С самого начала своей деятельности Никола Тесла ратовал за использование переменного тока в генераторах и электродвигателях. Изобретатель обладал достаточными математическими знаниями и мог подтвердить все преимущества от использования переменного тока. Однако теоретик и экспериментатор Томас Эдисон к тому времени уже успел «захватить Америку» при помощи генераторов и ламп на основе постоянного тока — его технологии работали при малой нагрузке и в общем-то всех устраивали. Разумеется, американскому изобретателю не хотелось остаться в стороне и потерять свою славу — тем более что вызов ему бросил «какой-то сербский иммигрант». Эдисон сделал все возможное, чтобы опорочить имя Николы Теслы и унизить его изобретения: распространял информацию о частых фатальных экспериментах с переменным током, выступал с резкими заявлениями, публично убивал животных при помощи тока и даже тайно заплатил Гарольду Брауну за создание первого в истории электрического стула.
Судя по всему, Никола Тесла с его спокойным характером не обращал особого внимания на выходки Эдисона. Быть может, именно это привело к тому, что создатели огромной гидроэлектростанции Ниагара-Фоллс выбрали переменный ток Теслы в качестве единственного генерируемого и передаваемого типа энергии. Когда в ноябре 1896 года Ниагара-Фоллс успешно передала электричество от гидроэлектрических генераторов в индустриальный район Буффало, Томас Эдисон окончательно осознал свой провал. Однако два изобретателя так и остались кровными врагами до конца жизни — они отказались разделить на двоих Нобелевскую премию, предложенную им за совместный вклад в развитие электричества, а позднее Никола Тесла отказался и от медали Эдисона за вклад в науку.
Как русский инженер дал подсказку Тесле
В 1895 году компанией Вестингауза была пущена первая в мире гидроэлектростанция — Ниагарская ГЭС. Не вижу никакой проблемы в том, чтобы признать и ошибки Теслы. На сегодняшний день по всему миру используется трехфазная система тока, которую изобрел в 1890 году русский инженер, один из основоположников электротехники Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Тесла же считал наиболее экономичной двухфазную систему.
На выставке 1891 года во Франкфурте-на-Майне Тесла познакомился с изобретением Доливо-Добровольского и, осознав бесспорные преимущества трехфазной системы, отправился обратно в США — переделывать систему Ниагарской ГЭС. Доливо-Добровольский несправедливо забыт на фоне громкой полумифической славы Теслы, поэтому считаю важным его упомянуть. Но этот факт нельзя относить к унизительным по отношению к Тесле, это абсолютно нормальный путь развития изобретений человечества. Таким образом, к заслугам Теслы уверенно можно приписать достаточно быстрое усвоение европейской концепции трехфазной передачи тока и трехфазных электромоторов и построение указанных систем в США.
С 1889 года Никола Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Как мы говорили в начале, он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высоких частот и высокочастотный трансформатор, создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.
Фото: NIKOLA TESLA MUSEUM/Science Photo Library/East News
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла, разумеется, уделял внимание и вопросам техники безопасности. Впоследствии многим исследователям и инженерам крайне пригодился богатый накопленный опыт Теслы в этой очень важной теме. Исследуя вопросы безопасности, Николе Тесле приходилось экспериментировать и с собственным телом, чтобы лучше понять, как переменные токи различной частоты и амплитуды воздействуют на человеческий организм. Им были впервые сформулированы правила при работе с ВЧ-токами, которые применяются и сегодня. Например, Тесла на личном примере убедился, что электрический ток частотой выше 700 Гц безболезненно протекает по поверхности тела и не вредит тканям. Кроме того, инженер разработал первые электротехнические аппараты для медицинских исследований, которые стали популярны во всем мире. Электротерапия используется до сих пор: например, для очищения пор, удаления сыпи и пр. Бактерии, как оказалось, быстро погибают под воздействием электричества, и Тесла первым обнаружил, что таким образом можно легко и просто очищать загрязненные поверхности.
130 лет назад, 10 марта 1891 года, инженер запатентовал надежный способ получения токов «Метод управления дуговыми лампами». Это изобретение очень пригодилось в радиосвязи для устранения помех от шумно работающей дуговой лампы.
Лодка с дистанционным управлением
Радиоуправляемая лодка Теслы
Предложено в: 1907
В 1898 году во время электрической выставки Тесла продемонстрировал (маленькое) радиоуправляемое судно, которое он мог маневрировать над водой. При этом он развлекал публику, создавая впечатление, будто лодка подчиняется голосовым командам зрителей. В действительности, однако, он управлял лодкой, используя радиочастоты. Он назвал эту технологию «телавтоматика».
Для многих из присутствовавших там в тот день это был момент чистой магии. С другой стороны, немногие видели в нем потенциальную военную машину. Тесла получил патент США на это 1 июля 1898 года.
О башне Теслы
С 1896 года Тесла, видимо, решил, что главной целью его жизни должна стать идея о беспроводной передаче электричества в любую точку планеты.
Заручившись финансовой поддержкой американского промышленника Джона Моргана, ученый построил огромную башню Ворденклифф, впоследствии ставшую символом мифической стороны жизни Николы Теслы. Это была экспериментальная беспроводная передающая станция, построенная для телекоммуникации по всему миру. Тесла к тому моменту уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.
Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Дальнейшие эксперименты в этой построенной лаборатории убедили его в том, что можно передавать электроэнергию, если задействовать верхние слои атмосферы. В будущем Тесла планировал сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.
Как заявлял Тесла в интервью тех лет, он открыл основные принципы и якобы остается только развивать их коммерчески. К сожалению или к счастью, необузданные фантазии Теслы так и не увидели свет. Во-первых, практически все биографы подтверждают факт испуга Джона Моргана, когда тот узнал о реальных планах Теслы на башню и прекратил финансирование проекта в 1905 году. Промышленник (вне зависимости от конечного успеха проекта) боялся, что если электричество бесплатно будет везде, то рухнет вся система обеспечения энергией населения и производства, от углеводородов до ГЭС и ТЭЦ впоследствии.
Новых инвесторов Тесла найти не сумел — по аналогичным Моргану причинам. И башня осталась заброшенной. Кстати, эта информация очень важна при рассмотрении явления Тунгусского метеорита. К моменту его «падения» башня уже больше двух лет пребывала в бездействии. Этот факт серьезно противоречит теориям о том, что тунгусское диво — дело рук Николы Теслы.
Незавершенная башня была снесена в 1917 году, в разгар Первой мировой войны, так как могла служить, по мнению многих историков того времени, для радиопередачи информации немецкими связистами.
Машина землетрясений
Большинство экспериментов Теслы были удивительными и опасными. Во время очередного опыта ученый разрушил свою лабораторию и даже вызвал землетрясение. И все это при помощи устройства, весом около килограмма, под названием осциллятор колебаний.
Новое изобретение Теслы создавало колебания, которые можно было настроить на частоту вибраций любого предмета, например, здания. Создавался резонанс, который приводил к быстрому разрушению здания и формированию подземный толчков.
Осознав потенциальную опасность своего изобретения, гениальный серб прекратил эксперименты и уничтожил осциллятор.
По принципу резонатора Теслы работает современный отбойный молоток.
Возможна ли вообще беспроводная передача энергии?
Не умаляя заслуг Николы Теслы в целом, можно предположить, что он не мог полностью понимать природу явлений в своих экспериментах. Как и у любого из первопроходцев на рубеже веков, у него не было в распоряжении достаточной научной базы.
Например, Тесла предлагал создать так называемую стоячую волну огромной длины в грунте, используя Землю как огромный проводник. Мол, это для нас земной шар чрезвычайно велик, а для электромагнитной волны это просто проводник. И с этим не поспорить, но проблема такого гигантского проводника в его неоднородности: слишком много различий в зависимости от состава почвы, влажности и т. д. Зато неизменна одна характеристика — высокое сопротивление. Кроме того, много энергии уйдет на поворот диполей в поляризуемых веществах, перемагничивание доменов, различного рода «паразитных» излучений и т. д. Неоднородность массива Земли неизбежно исказит фронт волны до неузнаваемости, так что КПД такой «беспроводной» передачи энергии очень низок, потери были бы огромны. То же самое и с передачей высокочастотного сигнала по воздуху — потери огромны (вспомните, как быстро затухает сигнал Wi-Fi при удалении от передатчика). Чего уж говорить о передаче на сотни и тысячи километров? Передача электричества по медному проводу неспроста распространена во всем мире — это очень эффективный способ.
Возможно, потратив огромные средства, реально осуществить планы Теслы с помощью огромного количества передающих башен. Но на эти же деньги можно построить атомные или солнечные электростанции, теория и конструкция которых понятны и ясны.
Как показывает практика, ненаправленная беспроводная передача худо-бедно работает на расстоянии в несколько километров.
Фото: East News
Тесла, безусловно, толковый инженер, и он попал в струю лавины открытий в области электромагнетизма. Вполне вероятно, убежденно уверовав в идею беспроводного электричества, он сделал ее своей основной целью, для которой, естественно, были нужны большие деньги. В этом ему сильно помогла мистификация, которая и довела общество того и сегодняшнего времени до нездорового преувеличения роли Теслы в технологическом прогрессе.
Тот же Доливо-Добровольский сделал для мировой промышленности гораздо более важную прикладную вещь — трехфазный асинхронный электродвигатель, но много ли кто о нем знает и помнит?
Но значение Теслы все равно велико: он сыграл важнейшую роль в жизни многих изобретателей и ученых как источник вдохновения. Обладая нерядовой фантазией, он действительно косвенно указал на важные открытия последующих десятилетий.
Невидимые корабли
Еще один секретный военный проект, в котором принимал участие гениальный изобретатель, имел цель сделать американские корабли невидимыми для вражеских радаров. При помощи установок Теслы предполагалось создавать вокруг кораблей электромагнитные экраны, непроницаемые для любого излучения.
Стоит отметить, что ученый был противником войн, считая, что их причина – это разность военного потенциала стран. Чтобы сохранить мир, необходимо выровнять эти потенциалы. Поэтому Тесла передавал свои военные разработки разным странам. Известно о его сотрудничестве с Германией, СССР, Америкой, Англией. Возможно, именно таким нетривиальным способом гениальный ученый пытался предотвратить войны.
Тесла-мифотворец
Человек, живший почти век назад, едва ли мог на самом деле владеть технологиями, способными удивить современных людей. Все же научно-технический прогресс с тех пор шагнул невероятно далеко. Как только дело доходит до предметных вопросов («При каких условиях?», «Какое КПД?»), магия исчезает. То, что на первый взгляд грозило уничтожить экономику, в крайнем случае превращается в нечто забавное, но бесполезное.
Очень многие свои замыслы Тесла сводил к так называемым каналам распространения энергии, которые по факту являются обычными пробоями воздуха при очень высоких напряжениях из-за лавинной ионизации и возросшей, как следствие, проводимости. Его мечты использовать высокочастотные токи самыми разными способами произошли от того, что он обнаружил, что такими воздух пробивается легче.
Очень многое из того, что приписывают сегодня Тесле, основывается на совпадениях названий, по большинству незнакомых неподготовленному слушателю, но не на использовании собственно его разработок.
Самые популярные мифы, связанные с Теслой, такие как Филадельфийский эксперимент (в котором корабль ВМС США в 1943 году исчез с радаров и появился в другом месте), создание электромобиля в 1931 году, разработка так называемых «лучей смерти» (то есть лазеров и мазеров) и, конечно, Тунгусский феномен, основаны на догадках и домыслах. Так что важно определиться: кто вы и чего хотите от наследия Теслы?
Если вы хотите пищи для фантазии, то мифологическая сторона жизни Теслы — крайне интересное чтение. Но если вы хотите разобраться в его истинном, безусловно богатом наследии, то придется получить техническое образование и читать его публикации, которые остались, причем в солидном количестве. Они написаны на профессиональном техническом инженерном языке. Тогда вы точно почувствуете, что верить можно только фактам и доказательствам, среди которых, безусловно, нет места «по словам очевидцев».
Тунгусский метеорит: что это было?
Современные ученые наконец разобрались в изобретении Николы Теслы столетней давности
Луч смерти
Известно, что в 1930-х годах Тесла работал над созданием оружия под названием «Луч смерти», способного защитить границы любого государства от вражеского вторжения и функционировавшего на принципиально новом типе энергии. По задумке Теслы, луч, размером в стомиллионную долю человеческого волоса, должен был плавить двигатели самолетов на расстоянии 400 километров.
Есть мнение, что в середине 1930-х годов ученый продал свое изобретение руководству СССР. Однако эти сведения не подтверждены.
Борьба за выживание
В апреле 1882-го Тесла направляется в Париж, где встретил Чарльза Бечлора, управляющего Континентальной компании Томаса Эдисона. В эту компанию его и приняли на работу.
Весной 1883 года Теслу направили в Страсбург. Там он следил за возведением электростанции, попутно занимаясь выявлением дефектов, допущенных при строительстве. В Страсбурге Никола пробыл долго, потому успел сконструировать двигатель, работающий от переменного тока. Устройство было показано меру города Баузену, но тот так и не нашел для молодого ученого спонсоров.
Спустя год Тесла, возвратившись в Париж, попытался получить причитающиеся ему премиальные в размере 25 тысяч долларов, но вскоре понял, что платить ему никто не собирается. Задетый за живое, Никола уволился. А весной 1884 года Тесла отправился в Америку.
Встреча с Эдисоном оказала на Теслу неизгладимое впечатление — американец казался сербу «колдуном» от электричества. Отремонтировав динамо-машины на первом пароходе с электрическим освещением (океанский лайнер «Орегон»), Тесла добился уважения и доверия со стороны Эдисона, обладавшего весьма непростым характером. Однако шанса заинтересовать Эдисона переменным током у Николы не было — «колдун» свято верил в постоянный ток, испытывая крайнюю степень неприязни к другим, более известным апологетам переменного тока (в их число входил знаменитый инженер-электрик и изобретатель Элайхью Томсон).
Более того, и Бечлор, и Эдисон не считали Теслу своей ровней. Так, согласно одной истории, Бечлор отказался поднять сербу жалованье, сказав, якобы, что «в лесу полно таких людей, как Тесла. Я могу нанять их сколько угодно за восемнадцать долларов в неделю». Сам Эдисон тоже не преминул воспользоваться житейской неопытностью Теслы, заявив тому, что обещанные 50 тысяч долларов за реконструкцию оборудования — всего лишь «американская шутка». Впрочем, вскоре Эдисон наверняка пожалел, что разозлил «парижанина» — собственная компания Теслы стала серьезнейшим конкурентом компании Эдисона.
Горячее время
С открытием в Будапеште американской телефонной станции Тесла получает возможность вплотную заняться изучением многих прогрессивных изобретений того времени. По долгу службы Никола проверяет и ремонтирует телефонные линии, а также изучает изобретения Эдисона: многоканальный телеграф и индукционный углеродный дисковый динамик (последний можно и сейчас отыскать в телефонных трубках). Экспериментируя с формой динамика, Тесла создал конусообразный репродуктор, повторяющий и усиливающий сигналы. Этот репродуктор являлся прообразом будущего громкоговорителя. Но все свои основные силы Тесла направлял на создание электродвигателя, работающего от переменного тока. Несмотря на созревшее решение в голове ученого, практически воплотить его никак не удавалось.
Пытаясь опровергнуть общепринятое мнение ученого света, Тесла работал на износ. В итоге, серб «заработал» ужаснейшее нервное истощение: «Я слышал тиканье часов в трех комнатах от меня. Приземление мухи на стол глухим стуком отдавалось в моих ушах». Никола опять оказался на волосок от гибели.
И тут снова на первый план выступает мистика. Тесла, которому врачи предсказывали смерть, неожиданно излечился, а затем — нашел решение мучившей его проблемы.
Прогуливаясь по парку, Тесла декламировал отрывок из «Фауста» Гете, что было для него привычным и любимым занятием. Однако на этот раз, после произнесения вслух отрывка, Тесла стал чертить на песке схемы, которые затем перевернули ход событий всей Земли.
В набросанных на песке схемах для передачи энергии использовались не одна, а две электрические цепи, создающие двойной поток электричества, расходящийся по фазе на девяносто градусов. Принимающий якорь мотора вращался в пространстве при помощи индукции, привлекая устойчивый поток электронов в независимости от заряда (положительного либо отрицательного).
В тот период мысль Теслы работала с такой интенсивностью, что за неполные два месяца ученый создал «практически все виды моторов и все модификации системы», ассоциируемые с Тесла. Это были как однофазные, так многофазные моторы. Революционность изобретения Теслы заключалась в том, что теперь электричество можно было подавать на сотни километров, запитывая бытовые приборы и фабричные машины, а не используя лишь для освещения зданий.
Награда, которой не было
Немного отойдя от дрязг вокруг башни «Уорденклифф», Тесла обращает свой талант на новые изобретения. В их число вошли частотомер, электрический счетчик, усовершенствованные паровые турбины и электротерапевтические устройства. В одном из писем того времени ученый упоминал, что работает над проектом » автомобиля, локомотива и токарного станка». Поистине, гений Теслы стремился охватить как можно больше сфер жизнедеятельности человека. Трудился ученый и над революционным летательным аппаратом, который мог бы парить над водой.
Финансовые дела Теслы шли в 1909-1910 годах очень хорошо, и все благодаря заказам на его изобретения. Но втайне от всех ученый надеялся, что полученные деньги в один прекрасный момент он сможет направить на восстановление проекта всемирной передаточной станции, безумным символом которой высилась башня «Уорденклифф». Увы, этим мечтам Теслы не суждено было сбыться…
Стоит особо остановиться еще на одном мифе. Якобы, в 1915 году Тесла и Эдисон получили Нобелевскую премию по физике, но оба отказались от нее из-за старой и непримиримой вражды. Это, на самом деле, газетная «утка», и берет она начало аж с 6 ноября 1915 года — именно тогда она была опубликована в газете «Нью-Йорк Таймс».
В действительности, Никола Тесла в том году даже не номинировался (это произошло — первый и единственный раз — в 1937-м). Томас Эдисон и вправду был номинирован, причем дважды: в области химии и физики. Нобелевскую же премию по физике в 1915-м году разделили отец и сын Брэгг.
Однако вскоре Тесле стало не до слухов о премии — ученый вновь стремительно погружался в пучину долгов. Он задолжал даже за проживание в гостинице «Уолдорф-Астория», и был вынужден предстать в Верховном суде штата, где подписал бумагу о передаче убыточной для ученого башни «Уорденклифф» (и всего оборудования) в руки управляющего гостиницей. Ученый был глубоко уязвлен и подавлен. Спустя столько лет упорного труда он, Никола Тесла, оказался полным банкротом!
