Полная версия
Тесла: тайны и секреты великого изобретателя
Тесла обычно приписывал все происходящие с ним позитивные изменения исключительно собственной силе воли, однако выход из этой глубокой депрессии он ставил в заслугу Энтони Сигети – бывшему однокашнику и талантливому инженеру, который присоединился к нему в Будапеште. Тесла называл Сигети «удивительным экземпляром», тело которого «могло бы служить образцом для статуи Аполлона», при том что друг Теслы был отнюдь не красавцем: у него был землистый цвет лица и здоровая шишка на лбу, – он был «атлетом необычайной физической силы» и с помощью физических упражнений буквально поставил на ноги хилого Николу. Сам Тесла просто сказал: «Он спас мне жизнь»3.
Друзья вместе играли в бильярд, каждый вечер ужинали в оживленных кафе и гуляли по набережным Дуная или в Варошлигете – большом городском парке со знаменитым замком. Однажды они устроили дружеское состязание – кто сможет выпить больше молока; выиграл Сигети после 38 бутылки4. По словам Теслы, Сигети дал ему «сильнейшее желание жить и продолжать работать»5. Постепенно здоровье восстановилось, а вместе с ним и «умственная энергия»6. Тесла дал клятву, что произведет постепенную, но неуклонную трансформацию от «беспомощной физической развалины» к «человеку силы и стойкости»7.
Восстановившись, Тесла почти все часы бодрствования уделял размышлениям о создании электромотора без коллектора, стремясь доказать, что профессор Пешль ошибался. Он перечитывал научные статьи, производил многочисленные расчеты, но в основном думал. «Сначала я воспроизводил в уме механизм постоянного тока, приводил его в действие и следил за изменением направления тока в роторе. Потом я воспроизводил генератор переменного тока и сходным образом рассматривал происходящие в нем процессы. Затем я мысленно представлял системы, состоящие из моторов и генераторов, и различными способами приводил их в действие. Образы, которые я создавал в голове, были абсолютно реальными и осязаемыми»8.
Он снова с головой погрузился в работу. «Для меня это была священная клятва, вопрос жизни и смерти, – писал он позже. – Я понимал, что неудача означает мою погибель»9.
Во время одной предвечерней прогулки с Сигети в феврале 1882 года Тесла испытал свой момент озарения в отношении электромотора. Изобретатель читал стихи, он обладал способностью воспроизводить «целые книги наизусть, слово в слово»10. При заходе солнца он вспомнил строки из «Фауста» Гёте:
День прожит, солнце с вышиныУходит прочь в другие страны.Зачем мне крылья не даныС ним вровень мчаться неустанно!На горы в пурпуре лучейЗаглядывался б я в полетеИ на серебряный ручейВ вечерней темной позолоте.Опасный горный перевалНе останавливал бы крыльев…11 [5]И пока он их читал, «идея пришла как вспышка молнии, и в одно мгновение открылась истина». Он подобрал ветку и быстро на песке начертил схему нового мотора, в котором использовалось вращающееся магнитное поле. «Образы были удивительно четки и ясны, словно были из металла и камня, и я сказал [Сигети]: “Вот мой мотор, видишь, я перевернул его”»12.
Много лет спустя склонный к драматизации Тесла так описывал этот эпизод своему первому биографу, не менее эмоциональному Джону О’Нилу: «Разве это не прекрасно? Разве это не совершенно? Разве это не просто? Я решил проблему. Я могу умирать счастливым. Но я должен жить. Я должен вернуться к работе и построить этот мотор, чтобы подарить его миру. Человек больше не будет рабом тяжкого ручного труда. Мой мотор освободит его. Он будет работать на весь мир»13.
Выражаясь менее цветисто, Тесла придумал, как создать мотор, который сможет использовать пульсирующие электрические импульсы более мощного переменного тока. Открытие этого вращающегося магнитного поля можно считать электрическим аналогом создания колеса. Корреспондент New York Herald Tribune позже объяснял достижение Теслы такими словами: «До настоящего времени каждый, кто пытался построить мотор на переменном токе, использовал одну электрическую цепь. <…> Тесла использовал две цепи, в каждой из которых протекает переменный ток одинаковой частоты, но волны тока не совпадают друг с другом. Это можно сравнить с добавлением в двигатель второго цилиндра. <…> [Эти переменные токи создают] вращающееся магнитное поле, [которое] обладает свойством передаваться через пространство без помощи проводов, посредством собственных силовых линий, энергии»14.
Тесла описывал свое вращающееся магнитное поле как «своего рода магнитный циклон, который захватывает вращающуюся часть [мотора] и завихряет ее»15. Уже ближе к старости он назвал это изобретение самым дорогим для себя. «Это было не только важное открытие, давшее возможность расширить практическое применение, – говорил он. – Это было открытием новых сил и новых явлений, прежде неизвестных науке»16.
Этот изобретатель-одиночка получал удовольствие от переворачивания стандартных представлений. Для него это было почти донкихотским увлечением. В то время как большинство инженеров работали с мотором переменного тока, в котором использовалась одна цепь, Тесла взял две цепи, которые вырабатывали сдвоенный ток, различающийся по фазе на девяносто градусов. Когда сила одного тока достигала максимума, другой имел нулевое значение, и тем самым создавалось магнитное поле, которое вращало железный сердечник. Вместо того чтобы создавать бесполезную вибрацию, магнитное поле Теслы создавало вращающую силу, а также обладало новыми свойствами, которые предвидел изобретатель. До Теслы никто не мог вообразить, что магнитное поле может вызывать вращение. Как объяснял один историк науки, «совокупный эффект заключался в том, что принимающий магнит [или якорь электромотора] посредством индукции будет вращаться в пространстве и тем самым непрерывно привлекать равномерный поток электронов вне зависимости от их положительного или отрицательного заряда»17.
Вместо того, чтобы менять магнитные полюса в роторе – части мотора, которая вращается, Тесла решил менять их в статоре – неподвижном компоненте мотора. Как отмечал другой историк науки, «Тесла понял, что, если магнитное поле в статоре вращается, оно будет создавать магнитное поле противоположного заряда в роторе и тем самым приводить во вращение ротор»18.
Тесла неоднократно характеризовал людей, в том числе и себя, как автоматы, которые просто пассивно реагируют на окружающий мир. «Я был не более чем автоматом, лишенным свободной воли думать и действовать, – писал он в 1919 году, – и просто реагировал на силы природы»19. Однако тем вечером в Будапеште – и в нескольких иных ситуациях – активный Тесла изобрел нечто совершенно новое, или, как он говорил сам, получил прозрение в борьбе с природой «вопреки всему и рискуя собственной жизнью»20.
Несмотря на хвастливые заявления Теслы о том, что способен мысленно представлять целые механизмы и системы, которые работали так, как он и планировал, мотор переменного тока потребовал многих лет испытаний и совершенствований. Одним из свидетельств того, что Тесла мог приукрашивать историю, описывая момент озарения в парке, может служить тот факт, что, подавая заявку на патент, он никак не упомянул это озарение, да и Сигети ничего не сказал о случае в Будапеште в ходе своего свидетельства о защите патента в 1889 году21.
Мотор Теслы, созданный на основе совершенно новых принципов, а не в результате усовершенствования существующих, представлял собой технологический прорыв, который вскоре изменил мир.
Он резко расширил потенциальные возможности электричества, дав возможность продавать его не только для освещения в ночное время, но и для работы заводов, бытовых приборов и трамваев в светлое время суток. Впервые переменный ток для работы механизмов и лампочек стало реально передавать на сотни километров.
Демонстрируя скромность, Тесла описывал свое достижение просто: «Магнит, как хорошо известно, притягивает проволоку и удерживает ее. Мне очень повезло открыть способ конструирования магнита таким образом, чтобы он не удерживал железо, а постоянно вращал его»22. Иными словами, он увидел разницу между подъемом и левитацией объекта.
Этим новшеством Тесла опроверг насмешливое замечание профессора физики из Граца о том, что не может быть мотора без коллектора. В двадцать семь лет он уже обрел такую уверенность в себе, что мог похвастаться: «Я выполнил то, что задумал, и уже представлял для себя славу и богатство». Более того, он доказал себе, что является изобретателем: «…единственным, кем я хотел бы быть»23. «Изобретатель, – с пафосом заявлял он, – дает миру осязаемые творения, которые живут и работают»24.
В Будапеште Тесла открыл для себя уникальный способ изобретательства. Мало кто из совершавших открытия цитировал стихи, рисуя схемы на песке. Мало кто с такой силой использовал интеллект. Изобретательство стало целью Теслы, и он воспринимал это как доблесть. «Прогрессивное развитие человека зависит от изобретений, – писал он. – Это наиболее значимый продукт его творческого ума. Его высшая цель – обеспечить господство разума над материальным миром, овладеть силами природы на благо человечества»25.
Вновь полный уверенности в себе, Тесла наслаждался «глубокой радостью представления механизмов и изобретения новых форм». Новые идеи шли непрерывным потоком, и он испытывал «такое состояние психологического счастья, какого не знал никогда в жизни». Мысленное конструирование давало ему возможность представлять механизмы, в том числе динамо-машины и трансформаторы, «абсолютно реальными и ощутимыми во всех деталях, вплоть до мелких царапин и потертостей»26. Он даже представлял себе мотор, который одновременно создает три и более потока переменного тока, что называл «полифазной системой».
Однако идеи Теслы нужно было еще превратить в действующие устройства, поэтому изобретатель решил посетить будапештской завод «Ганц и партнеры», который начинался как металлургическое предприятие, выпускавшее колеса для железнодорожных вагонов, но позже был перепрофилирован на производство электрического оборудования для дуговых ламп и ламп накаливания. Там молодого серба заинтересовал валявшийся в углу мастерской кольцевой трансформатор – по сути, большая железная петля, окруженная двумя катушками. В шутку или по интуиции Тесла разместил шар над прибором – и шар начал раскачиваться. Никола пришел к выводу, что обмотки двух катушек создают переменный ток, который порождает вращающееся магнитное поле, приводящее в движение шар, и тем самым подтвердил свое мысленное представление о моторе переменного тока, способного выполнять любые виды работы.
Тесла был не единственным, кто изучал вращающиеся магнитные поля. Тремя годами ранее, в 1879 году, Уолтер Бейли демонстрировал этот принцип в Лондонском физическом обществе, а Галилео Феррарис спроектировал систему, работающую на переменном токе, в итальянском Турине. Тесла признавал, что «не было ничего нового в создании вращения мотора путем периодической смены полюсов одного из его компонентов», но только он открыл «способ или метод использования таких токов»27. Суд США со временем постановил, что идеи Бейли являются «непрактичными абстракциями»28, а профессор Феррарис говорил: «Тесла продвинулся в этом гораздо глубже [меня]»29.
Потребность Теслы в доходах постепенно взяла верх над прекрасными, но неокупаемыми идеями, поэтому, когда в Будапеште началось строительство телефонной станции Эдисона, он присоединился к Ференцу Пушкашу. Молодой изобретать прилежно трудился, даже разработал новаторский усилитель конической формы – предшественник современного громкоговорителя. Тесла не запатентовал это оригинальное изобретение, хотя позже хвастался, что его оригинальность сопоставима с его более известными изобретениями. Когда телефонная станция была введена в действие, Ференц продал ее, а его брат Тивадар в конце 1882 года пригласил Теслу и Сигети в Париж помогать устанавливать систему электрического освещения Эдисона.
В предыдущем году Эдисон изумил многонациональный Париж световой экспозицией на Международной выставке электричества. В просторном демонстрационном зале он установил действующий маяк, огромные генераторы и комплект из 500 ламп накаливания силой 16 свечей каждая. По поводу электричества один ошеломленный парижанин писал: «Мы еще не привыкли видеть механизмы, которые работают без видимых причин. Их таинственная работа сбивает нас с толку. Секрет их существования ускользает от нас»30. Озадаченные работой электричества парижане тем не менее наградили Эдисона орденом Почетного легиона.
Тесла наслаждался жизнью в Париже – городе, который он называл волшебным. Первые дни он просто «бродил по улицам в крайнем замешательстве от нового зрелища». Питейные и гастрономические соблазны были «во множестве и неотразимы», но доходы, как он сокрушался, «улетучивались сразу же, как появлялись». На самом деле, когда Пушкаш поинтересовался у Теслы, как дела, тот ответил: «Последние 29 дней месяца – самые тяжкие»31.
Молодой сербский инженер снимал комнату на бульваре Сен-Марсель, на окраине живописного Латинского квартала, где обитали студенчество и профессура. Тесла с удовольствием занимался утренними делами: плавал по 27 кругов (делится на три) в купальне на Сене, в половине восьмого поглощал «завтрак лесоруба» и полчаса шел на юго-восток, чтобы попасть на работу – на ламповый завод в Иври-сюр-Сен, недавно построенный компанией Continental Edison. Вечера он посвящал прогулкам по освещенным газовыми фонарями авеню, наслаждался электрическим освещением у позолоченного здания Парижской оперы, в установке которого участвовал, и играл в бильярд с коллегами32. Интересовался он и парижской ночной жизнью. Однажды вечером рядом со столиком, за которым он сидел, уронила шарф знаменитая актриса Сара Бернар. Это стало поводом для знакомства и оживленной беседы. Потом они периодически встречались в Париже и Нью-Йорке, хотя изобретатель и заявлял, что отношения у них были исключительно платоническими. Тем не менее Тесла хранил шарфик Бернар, не стирая, всю свою жизнь.
Однажды Тесла, рисуя, по своему обыкновению, прутиком на песке, показал нескольким инженерам Эдисона свое представление о моторе, в котором использовалось несколько переменных токов. «Моя мысль, – пояснил он, – в том, что чем больше проволоки использовать, тем более качественным будет работа мотора»33. Однако прагматичные и прижимистые инженеры Эдисона лишь посмеялись над идеей ученого, аргументируя тем, что медная проволока – самая дорогая часть электрораспределительной системы; они предпочитали использовать как можно меньше проволоки, а не больше.
Тем не менее парижский период позволил Тесле набраться практического опыта и познакомиться с действующими образцами динамо-машин и электромоторов. В то же время компания Эдисона с выгодой для себя использовала математические знания Теслы и его способность производить сложные вычисления, в частности, оптимальной длины и диаметра проволоки для катушек моторов. Тесла разработал новаторский автоматический регулятор, который повысил производительность динамо-машины Эдисона, участвовал в установке систем освещения в берлинских кафе и баварском театре. Он также усовершенствовал освещение дуговыми лампами авеню де л’Опера и других улиц, способствуя превращению Парижа в Город Света.
Относясь к молодому ученому как к своей палочке-выручалочке, руководство компании Эдисона в феврале 1883 года направило его вместе с Сигети в Страсбург, на железнодорожный вокзал. Во время церемонии открытия, на которой присутствовал германский император Вильгельм I, в системе освещения произошло короткое замыкание – прогремел взрыв. Тесла, владеющий и французским, и немецким языками, взялся привести в порядок сложную систему, состоящую из четырех генераторов постоянного тока и 1200 ламп накаливания, а также 5 генераторов переменного тока и 60 дуговых ламп. Он определил, что проблема заключается в дефектах проводки, уложенной в подземных каналах, что было относительно новым способом прокладки электролиний.
Застряв в Страсбурге почти на 12 месяцев, Тесла и Сигети по вечерам выкраивали время для разработки собственного мотора переменного тока. Чтобы сохранить секретность, они работали в чулане. Тесла говорил: «Мы хотели создать самый простой мотор, какой я только мог вообразить… с одной-единственной цепью и без обмотки на якоре и без полей»34. Когда первоначальный замысел не удался, инженеры начали искать решение. Они пробовали железо, а затем сталь вместо меди для сердечника статора, затем путем проб и ошибок расположили стальной прут так, чтобы его магнитное поле отталкивало индуцированные токи и приводило в движение диск. К концу лета довольный Тесла хвастался, что «наконец получил удовлетворение, видя, как переменные токи с различными фазами вызывают вращение, причем без коллектора или скользящих контактов» – именно так, как он себе представлял это годом раньше35.
Тесла постоянно заявлял, что создает свои изобретения в уме. Позже он так описывал свой процесс творчества: «В работе у меня сначала появляется “чувство”, что есть решение некоей проблемы. Это чувство имеет для меня огромное значение, ибо, когда оно возникает, я всегда со временем эту проблему решаю. Возможно, это признак того, что подсознание работает неустанно или уже нашло решение. Затем я размышляю над проблемой в целом, не сосредотачиваясь на деталях. Я могу месяцами, а то и годами держать в голове эти идеи в таком состоянии. Наконец я возвращаюсь к идее, и образ, который первоначально был размытым, становится все четче и четче – до того момента, когда превращается в реальность. После того, как складывается общая форма, я продолжаю совершенствовать механизм или идею, определяю, каким образом это можно улучшить. Мне видится это настолько четко, что я могу определить, что какая-то деталь в неправильном положении! И в конце я даю рабочим точные параметры, даже не делая чертежей. Образцы изготавливают не для экспериментов, а просто для подтверждения той идеи, которая сформировалась у меня в голове»36. Это преувеличение.
Тесла часами возился с различными моделями моторов и позже признавался, что первоначальные идеи часто требовали доработки, чтобы стать практическими устройствами.
Тем не менее его манера изобретательства уникальна: это продукт его живого воображения и способности все держать в памяти, и она существенно отличается от эмпирического подхода Эдисона. Чтобы получить удовлетворительное комнатное освещение, отличное от яркого и неприятно слепящего света дуговых ламп, Эдисон перепробовал сотни материалов для нити накаливания – от хлопка до платины, прежде чем остановился на лампе накаливания, в которой использовал тонкую углеродную нить в вакуумной оболочке.
В Страсбурге Тесла пытался найти финансирование для разработки мотора переменного тока. Он привлек внимание бывшего мэра города, который обратился к нескольким состоятельным бизнесменам, но в итоге никто не проявил желания вкладываться в неизвестного изобретателя и революционный проект, функций и ценности которого они не понимали. Лучшее, что получил из всего этого Тесла, – прекрасная бутылка вина St. Estephe урожая 1801 года, партию которого мэр закопал в 1870 году, когда страну захватили немцы.
Мало что получил Тесла и от компании Эдисона, которая, как он полагал, обещала ему вознаграждение за решение проблемы на железнодорожной станции Страсбурга. Приобрел он лишь знакомство с корпоративной бюрократией, где администраторы для решения вопроса переправляли его от одного чиновника к другому. «После нескольких заходов по этому circulus vivios [6], – цинично заметил Тесла, – до меня дошло, что мое вознаграждение – это испанский замок [7]»37.
В итоге Чарльз Батчелор – ближайший советник Томаса Эдисона, опытный электрик и директор компаний Эдисона во Франции – предложил изобретателю приехать в Нью-Йорк, встретиться с Чародеем из Менло-парка и заняться усовершенствованием динамо-машин, которые разрабатывались в компании Edison Machine Works. Не имея особых возможностей продвинуть в Европе свои разработки мотора переменного тока, Тесла решил испытать судьбу в Земле золотых надежд38. Тивадар Пушкаш поддержал его решение и сопроводил письмом к своему другу Эдисону, в котором, в частности, написал: «Я знаю двух великих людей, и один из них – вы. Второй – этот молодой человек»39.
Тесла в 25 лет (Kenneth M. Swezey papers, Archives Center, National Museum of American History, Smithsonian Institution)
Тесла со своей светящейся беспроводной лампой (Smithsonian)
3. Раскаты небесной артиллерии
Нью-ЙоркПутешествие Теслы в Нью-Йорк оказалось непростым. По дороге на пристань он потерял бумажник, в котором был билет, и, чтобы попасть на борт, был вынужден назвать стюарду на память номер ваучера, состоявший из 11 цифр, номер каюты и даже имя первого помощника капитана. Во время рейса он стал свидетелем мятежа, «при котором едва не расстался с жизнью»1. Матросы высказывали возмущение грязными койками, отсутствием питьевой воды и полчищами крыс. Тесла большую часть времени проводил «на корме судна, поджидая возможность спасти кого-нибудь от гибели в морской пучине»2.
Пароход «Ричмонд», на котором плыл Тесла, прибыл в Нью-Йорк в начале июня 1884 года. Багаж был невелик: «…остатки моих пожиток, несколько стихотворений и статей, которые я написал, и пачка вычислений, имевших отношение к решению неберущегося интеграла и моему летательному аппарату»3. Никола утверждал, что его финансовое состояние в тот момент равнялось всего четырем центам.
Когда Тесла ступил на Манхэттен, статуя Свободы еще только строилась, а первая электростанция Томаса Эдисона на Перл-стрит была введена в действие всего два года назад. Подобно тысячам других иммигрантов: немцев, итальянцев, ирландцев и скандинавов, – Тесла приехал с мечтой, однако его первые впечатления от Соединенных Штатов оказались не совсем позитивными. До 1892 года, когда был открыт Эллис-Айленд, приезжающие попадали в пункт приема иммигрантов Касл-Клинтон, мрачное здание бывшего форта на южной оконечности острова Манхэттен. Один таможенник неправильно понял Теслу и записал его место рождения как «Швеция» (Sweden) вместо «Смилян», другой сотрудник иммиграционной службы рявкнул: «Целуй Библию. Двадцать центов!»4 Мордатый полицейский, видимо, раздраженный растущим наплывом иммигрантов из Восточной Европы, покрутил дубинкой, которая показалась Тесле бревном, и указал направление взглядом, «в котором читалось желание убить». Тесла вспоминал, что задался вопросом: «Неужели это Америка? <…> Она на 100 лет отстала от Европы по уровню цивилизации»5. Обратив внимание на отсутствие широких бульваров и общественных парков, он позже заметил: «То, что я оставил, было прекрасно, артистично и восхитительно во всех смыслах; то, что я увидел здесь, было механизированно, грубо и непривлекательно».
Однако Америка уже через несколько кварталов предоставила новому иммигранту хорошую возможность. В пятницу, направляясь к центру города, Тесла обратил внимание на мастера у небольшой мастерской, который пытался починить «электрическую машину европейского производства». Мужчина был уже готов бросить это безнадежное дело, но Тесла решил помочь ему, а позже заметил: «Это оказалось непросто, но я в итоге вернул ее в прекрасное рабочее состояние». Тесла не ждал никакой благодарности, однако мастер вручил ему 20 долларов – существенную сумму (более 500 долларов на современные деньги) по сравнению с четырьмя центами, которые оставались у Николы в кармане. Он пожалел, что не приехал в Америку на несколько лет раньше6. Он утверждал, что еще пять лет назад Соединенные Штаты «были более чем на 100 лет впереди Европы»7.
На второй день пребывания в Соединенных Штатах двадцативосьмилетний иммигрант встретился с тридцатисемилетним Томасом Эдисоном. То, что Тесла назвал «памятным событием в жизни», оказалось также прямым столкновением личностей и культур8. Будучи практически без гроша, Тесла тем не менее пришел в шляпе-котелке и белых перчатках. Худощавого телосложения, с глубоко посаженными глазами, он представлял собой светского джентльмена, который свободно владел несколькими языками. Эдисон, напротив, был неопрятным, сварливым, более чем на 10 сантиметров ниже Теслы ростом, а его английский, неразборчивый из-за того, что он постоянно жевал табак, еще и отличался характерной медлительностью уроженцев северо-запада.
Офис Эдисона, располагавшийся в доме № 65 на Пятой авеню, демонстрировал уверенность и практичность молодой компании. Располагался он в солидном кирпичном особняке. Первый этаж щедро освещался лампами и канделябрами с целью произвести впечатление на потенциальных инвесторов. Эдисон большую часть времени проводил в своем кабинете в глубине здания, пересматривая заявки на патенты и куря сигары. Поскольку расширяющейся фирме требовались грамотные специалисты, один этаж был отведен под вечернюю школу для начинающих инженеров. На верхнем этаже находилось общежитие для холостых сотрудников.
