Никола Тесла

Как говорил Тесла, в некоторых экспериментах он пропускал через себя ток напряжением в миллион вольт и частотой в 100 тысяч герц. Во время этих опытов ему и пришла в голову мысль об одном из способов практического применения своего открытия.

Считается, что дело было так. Однажды он увидел, как с окрашенного медного диска, случайно оказавшегося вблизи генератора, мгновенно испарилась краска. То же произошло и с рукой самого Теслы, когда он измазал ее типографской краской. Он решил применить этот эффект в медицинских целях, и это тоже принесло определенный успех: токи высокой частоты очищали кожу, а Тесла был уверен, что они убивают и ненавистных ему микробов. Вероятно, с тех пор у него и вошло в привычку регулярно принимать «электрические ванны». Потом он еще долго занимался разработкой и продажей аппаратов для электротерапии, и ее сеансы одно время пользовались большой популярностью в американских «светских кругах». Некоторые ее методы применяются и сегодня.

Но, конечно, электротерапия стала одним из «побочных» изобретений Теслы в процессе его работы с током высокой частоты. Главные же его интересы лежали немного в другой области.

В 1890 году Тесла получил свой первый патент в области применения высокочастотного тока. Он назывался «Способ эксплуатации дуговых ламп». В патенте описывался разработанный для их эксплуатации генератор, вырабатывающий ток с частотой пять тысяч герц. Тесла продолжил работы с осветительными приборами и вскоре уже мог демонстрировать те самые «самосветящиеся» лампы без нити накаливания.

В этих экспериментах он опирался на открытия знаменитых физиков — англичанина Джеймса Максвелла и немца Генриха Герца, установивших электромагнитную природу света. Но если свет представляет собой электромагнитные колебания определенной частоты, нельзя ли получить его путем искусственного создания таких колебаний? Тесле это удалось: он помещал лампы, наполненные разреженным газом, в электромагнитное поле работающего генератора тока высокой частоты, и они начинали светиться как бы сами собой.

Он считал, что электромагнитные колебания, которые создаются его высоковольтными катушками, связаны с колебаниями молекул атмосферы, и если он сможет закрыть атмосферные газы в стеклянные сосуды и с помощью электричества вызвать их колебание, то они будут излучать свет без тепла, поскольку энергию будут давать холодные электрические токи.

Строго говоря, он был не первым, кто вот так просто, на ровном месте, изобрел новый вид освещения. Его предшественники уже использовали высокие частоты, чтобы индуцировать свет, а английский физик и химик сэр Уильям Крук сделал то же самое с помощью высокого напряжения. Но Тесла был первым, кто соединил эти два подхода воедино.

Потом это, кстати, был один из самых популярных «номеров» его выступлений. Тесла заставлял светиться трубки различной формы. Однажды он показал публике трубки, изогнутые в виде латинских букв, составляющих фамилии великих физиков, — Бенджамина Франклина, Генриха Герца и Германа Гельмгольца.

Тесла создал четыре совершенно новых вида осветительных приборов, работающих на принципе электрического возбуждения молекул газа: лампы с твердым тугоплавким нагревательным элементом; лампы, наполненные люминофорами (веществами, способными преобразовывать поглощаемую ими энергию в световое излучение); лампы с разреженными газами; лампы, в которых газы светятся при обычном давлении.

Таким образом, Тесла был одним из создателей всем известных сегодня ламп люминесцентного освещения (в быту — лампы «дневного света»). Но патент на них он так и не получил. А зря — первые промышленные образцы этих ламп начали появляться уже перед Второй мировой войной. А после войны люминесцентные лампы прочно вошли в быт людей.

Конечно, Тесла проводил исследования в области освещения не только из-за эффекта, который производили эти изобретения на публику, хотя этот фактор он тоже использовал по полной программе. Тесла считал, что «существующие способы освещения слишком расточительны», что «следует изобрести лучшие способы и более совершенные устройства».

Во многом это был камень в огород Эдисона. Уже тогда были известны слабые места его ламп: низкий КПД и часто перегорающие нити накаливания. Они и сегодня остались такими же, хотя КПД сумели в определенных случаях повысить с пяти до 15—20 процентов. Тесла был уверен, что «по крайней мере в 20 раз, если не больше» света можно получить при одинаковых затратах энергии от его новых источников.

Изобретение Теслы потенциально подрывало монополию Эдисона на лампы накаливания. Только-только осенью 1892 года после семилетних судебных разбирательств (в историю они вошли как «семилетняя ламповая война») он отстоял свое право на использование патента на производство ламп. И тут появляется Тесла. Эдисон утверждал, что тот ничего нового не изобрел и что тесловские лампы дают мертвый белый свет в отличие от теплого и красивого желтоватого света ламп накаливания, который гораздо полезнее для глаз.

Первое утверждение Эдисона неверно, второе — спорно. Во всяком случае, дискуссия о том, какой свет полезнее — «теплый» от ламп накаливания или «холодный» от «ламп дневного света», — продолжается уже много лет. Опыт, однако, показывает, что рядовые потребители электричества более охотно использовали у себя дома желтый свет ламп накаливания, а вот люминесцентные светильники и лампы с различными газовыми наполнителями стали неотъемлемым атрибутом учреждений и предприятий: они работают гораздо дольше и потребляют несравнимо меньше электроэнергии.

Впрочем, в последнее время люминесцентные (а также другие, например светодиодные) источники света постепенно вытесняют и привычные всем лампы накаливания. В обиходе их называют «энергосберегающими лампами», так как они обладают значительно большей светоотдачей и, соответственно, способствуют экономии электроэнергии. Не последнюю роль в их популярности сыграли два фактора: во-первых, их можно ввинчивать в обычный электрический патрон (лампы «дневного света» требовали особого подсоединения), а во-вторых, производители добились того, что и они теперь могут давать теплый желтый свет.

Так что работа Теслы не пропала даром. Другое дело, что в первоначальном виде его идея не победила. Лампы, которые зажигаются при помощи генераторов тока высокого напряжения, широкого распространения не получили. Хотя бы потому, что для работы беспроводных светильников необходимы сильные электромагнитные поля, а они не так уж безвредны для человеческого организма.

Но и сам Тесла тоже виноват. Работа над «холодным светом» — альтернативными источниками освещения — была одним из самых перспективных направлений, которыми он занимался. Инвесторы готовы были вкладывать в его исследования немалые средства. Однако до конца он это дело не довел. Это, как мы увидим дальше, было в его манере — не доводить дело до завершения, если его увлекала какая-то новая идея. А уже вскоре после изобретения резонансного трансформатора Теслу все больше и больше занимала проблема, которая, в отличие от других, волновала его практически всю жизнь, — передача электроэнергии на большие расстояния без проводов.

«Тесламания» и мистика

В конце 1891 года Тесла получил приглашение прочитать ряд лекций в Европе. Там о нем уже тоже ходили самые разнообразные слухи. 16 января 1892 года он отплыл из Нью-Йорка и 1 февраля прибыл в Лондон. Здесь его ожидало выступление перед членами Лондонского общества инженеров-электриков. Оно состоялось 3 февраля.

Около трех часов Тесла рассказывал о своих экспериментах. В зале сидели самые известные люди британского «электрического мира»: Оливер Хэвисайд, сэр Джон Амброуз Флеминг, сэр Джеймс Дьюар, сэр Уильям Прис, сэр Оливер Лодж, сэр Уильям Крукс, Уильям Томпсон, он же лорд Кельвин, и другие.