Чтение онлайн

Резерфорда часто называют первым физиком, который пришел к выводу, что структура атома напоминает структуру Солнечной системы. Но очевидно, что Резерфорд ссылался на лекции Тесла от 1895 года, посвященные высоким частотам, когда создал свое высокочастотное оборудование переменного тока для проведения экспериментов по протяженной беспроводной передаче энергии.

Тесла заявил, что может создавать электромагнитные колебания, обладающие характеристиками поперечных и продольных волн. Поперечные волны соответствуют представлению об эфире как о среде для передачи волновых импульсов, а продольные волны соответствуют тому, что сегодня известно как квант энергии, аналогичный прохождению звуковых волн в воздухе. Несмотря на возражения, Тесла установил, что его электромагнитные частоты путешествуют в виде продольных, напоминающих полет пули импульсов и, таким образом, несут намного больше энергии, чем приписывалось поперечным волнам Герца. Выше уже упоминалось, что Герц хотел убрать понятие массы из электромагнитных уравнений Максвелла.

Идеи Тесла о продольных волнах в эфире являются прямым выводом из результатов изысканий Эрнста Маха, который в то время жил в Праге. Радикальные взгляды Маха на связь между сознанием, пространством и временем, а также на природу гравитации начали в корне изменять мировоззрение многих великих ученых. Его идея, получившая название «принципа Маха», заключалась в том, что гипотетически все объекты во Вселенной связаны между собой, например, масса Земли, согласно его теории, зависит от супергравитационной силы всех звезд. Ничто не существует отдельно. Эта точка зрения, близкая представлениям буддизма, была параллельна взглядам, высказанным Тесла. Хотя следующее высказывание было написано почти четверть века спустя, его связь с лекцией Тесла, прочитанной в 1893 году, очевидна: «В этом мире не существует ни одного объекта, наделенного жизнью, начиная с человека, покоряющего стихии, и заканчивая самыми крохотными существами, который бы не оказывал влияния. Какое бы действие ни осуществилось, будь оно хоть самым незначительным, космическое равновесие нарушено, и в итоге происходит движение Вселенной».

Это представление было распространено Тесла, который связал между собой живые организмы и инертную материю. Все они «подвержены воздействию стимулов извне. Не может произойти разрыва этой связи, не существует ни одного отдельного жизненного феномена. Один и тот же закон управляет всей материей, вся Вселенная наделена жизнью». Источником силы, управляющей Вселенной, являются «тепло и свет солнца. Там, где они, там жизнь». Поскольку природа этих процессов электрическая, для Тесла секрет электричества был секретом жизни.

Наблюдая за окружающим миром, Тесла понял, что он конечен, а природные ресурсы, дающие людям источник электричества, постепенно истощатся. «Что будут делать люди, когда исчезнут леса, когда закончатся запасы угля?» — спрашивал он свою филадельфийскую аудиторию. «Согласно нашим сегодняшним знаниям, останется только одно: передавать энергию на большие расстояния. Человек обратится к водопадам и приливам», — размышлял Тесла, потому что они, в отличие от запасов угля и нефти, неистощимы.

Установив, что неистощимые запасы энергии можно будет получать при помощи уже существующего оборудования, или, другими словами, «приспособить наши двигатели к колесам Вселенной», Тесла впервые описал свой метод беспроводной передачи энергии. Раскрывая свои истинные намерения в более доступных выражениях, он говорил: «Я твердо уверен, что вполне разумно при помощи мощных машин потревожить электростатическое равновесие Земли, таким образом передавая различимые сигналы и, возможно, энергию». Учитывая скорость электрических импульсов, с этой новой технологией «все представления о пространстве должны исчезнуть», поскольку люди будут мгновенно связываться. «Сначала мы должны определить электрическую емкость Земли и ее электрический заряд». Тесла также говорил о том, что Земля — «вероятно, заряженное тело, заключенное в пространстве, и, таким образом, обладает малой емкостью». Верхний слой, почти как вакуум, создаваемый в его трубках Гайсслера, может стать прекрасным средством передачи энергии. Это предположение предшествовало открытию Хэвисайда и Кеннели ионосферы. Тесла уже проводил под землей большое количество электричества, чтобы измерить его частоту, но ему еще предстояло вычислить точную цифру. Тем не менее он знал размер Земли и скорость света и уже в то время формулировал оптимальную длину волн для передачи импульсов по планете.

Во время речи Тесла продемонстрировал феномен сопротивления, включая и выключая электрическую лампочку посредством размещения ее в разных положениях на заряженном металлическом бруске. Этот эксперимент, частично основанный на изысканиях Герца, показывал принцип действия стоячих волн. Тесла создавал электрические цепи с двумя или тремя независимыми друг от друга лампочками, расположенными в ряд, и размещал металлические бруски в разных позициях, зажигая или выключая то одну, то другую лампочку и создавая сопротивление электрического тока. Он также продемонстрировал электрические лампочки, работавшие только от одного провода, установив таким образом, что сам провод можно заменить, связав лампочку с землей, которая также является проводником, а значит, нет необходимости в обратной обмотке, как в лампочках Эдисона. Как и раньше, Тесла также показал работу лампочек без всяких соединений.

Тесла предположил, что при наличии резонанса нет необходимости в проводах, поскольку импульсы могут «переноситься» от посылающего устройства к принимающему. Естественно, принимающие устройства должны быть настроены на частоту трансмиттера. «Если нам удастся установить, в какой момент заряд Земли начинает колебаться в ответ на противоположно заряженную систему или электрическую цепь, мы сделаем, возможно, величайшее открытие на благо человечества».

Тесла представил диаграмму, показывавшую, как устанавливать антенны, радиоприемники, трансмиттеры и заземление. Сын одного из его помощников так описал аппарат:

«Среди трансмиттеров с одного края сцены находился распределительный масляный трансформатор полюсного типа, работающий с высоким напряжением и мощностью в 5 киловатт и соединенный с конденсатором из лейденских банок, разрядником, катушкой и проводом, идущим к потолку. С другой стороны сцены с потолка свисал такой же провод, стоял конденсатор из лейденских банок, идентичный первому, и катушка, но вместо разрядника была трубка Гайсслера, которая включалась при подаче напряжения. Когда цепь замыкали, трансформатор начинал ворчать и реветь, на обмотке из фольги на лейденских банках появлялось свечение, в разряднике с треском появлялась искра, и невидимое электромагнитное поле испускало энергию в пространство через антенну трансмиттера в антенну приемника».

Тесла уточнял: «Когда устанавливается электрическое колебание, происходит движение электричества из и в трансмиттер, и переменный ток проходит через землю. Таким способом активизируются соседние точки на земной поверхности в определенном радиусе». Хотя основной задачей Тесла была передача энергии, он также отмечал, что «теоретически потребуется немного энергии, чтобы вызвать колебание, ощутимое на большом расстоянии или даже по всей поверхности земного шара».

В автобиографии Тесла, написанной четверть века спустя, ученый сообщает, что в то время его предложение о беспроводной передаче информации встретило такое сопротивление, что «мне удалось поведать слушателям лишь малую часть того, что я хотел сказать. После этого удачного спасения от краха я получил титул «Отца беспроводной передачи энергии». Тесла говорил, что Джозеф Уэтцлер посоветовал ему лишь вкратце упомянуть в лекции о своих исследованиях в области беспроводной передачи энергии. Вероятно, Уэтцлер отредактировал несколько ключевых абзацев, которые впоследствии могли помочь Тесла доказать, что он был первооткрывателем в этой области. Тем не менее вся филадельфийская лекция занимает сто печатных страниц и освещает множество тем. Важно понять, что впервые крупный ученый открыто заявил о возможностях в области беспроводной связи и поэтапно объяснил действие всех основных компонентов, необходимых для успеха.

Вопрос о том, кто является изобретателем радио, сложный, поскольку у него нет единственного автора. Эксперименты с беспроводной передачей энергии начались еще в 1842 году Джозефом Генри, который передал электрические импульсы по комнате размером в тридцать футов между намагниченными иглами и чувствительными лейденскими банками, и Сэмюэлом Морзе, который в 1847 году отправлял послания при помощи индукции по каналу шириной восемьдесят футов, используя некое явление под названием «утечка тока».

Первым человеком, передавшим электрическую энергию на большие расстояния при помощи антенн (в виде воздушных змеев) и заземления, был Малон Лумис. Зубной врач и экспериментатор, использовавший электричество для стимуляции роста растений, Лумис не только получил патент на свое изобретение в 1872 году, но и успешно представил перед американским конгрессом «Билль о воздушной телеграфии Лумиса». Он произвел такое впечатление, что ему в помощь были выделены 50 000 долларов. В 1886 году Лумис отправил беспроводные сообщения на расстояние четырнадцать миль между двух гор в Вирджинии, а несколько лет спустя отправил сообщения с одного корабля на другой, которые находились на расстоянии двух миль друг от друга в Чезапикском заливе. Остается мало сомнений в том, что Тесла не знал о Лумисе. Правда, его патент был зарегистрирован, и Тесла всегда изучал работу своих предшественников. Стоит отметить, что некоторые параграфы из заявлений на получение патентов Лумиса и его опубликованных статей странным образом напоминают статьи Тесла. Например, Лумис обсуждает прохождение «электрических вибраций или волн по планете» и принципы гармоники и резонанса, а также упоминает о покорении «колес природы» — излюбленный термин Тесла.