Джон О'Нил - Гений, бьющий через край. Жизнь Николы Теслы
Один из контактов этого источника будет подсоединен к земле — скажем, к городской водопроводной магистрали, — а другой к изолированному телу с большой поверхностью. Возможно, что внешние проводящие слои атмосферы, или вакуума, несут противоположный заряд и что вместе с Землей они образуют конденсатор большой емкости. В таком случае частота колебаний может быть очень большая, и для эксперимента можно использовать генератор переменного тока. Я преобразовал бы тогда ток в как можно более высокий потенциал и подсоединил бы концы вторичной — высоковольтной — обмотки преобразователя к земле и к изолированному телу. Меняя частоту токов, внимательно следя за потенциалом изолированного тела и отслеживая возмущения в различных близлежащих точках земной поверхности, можно выявить резонанс.
Если, как, по всей вероятности, полагает большинство ученых, период будет крайне малым, тогда генератор не подойдет и придется сконструировать специальный электрический осциллятор.
И, быть может, не удастся получить такой высокой частоты. Но удастся это или нет, есть у Земли заряд или нет и какова бы ни была частота ее колебаний, несомненно возможно вызвать электрическое возмущение, достаточно сильное для восприятия специальными приборами в любой точке земной поверхности. И в этом мы убеждаемся ежедневно.
Поэтому теоретически не нужно много энергии, чтобы возбудить возмущение, ощутимое на большом расстоянии или даже на всей поверхности земного шара. Абсолютно несомненно, что в любой точке в пределах определенного радиуса от источников возмущения в настроенном соответствующим образом приборе с катушкой самоиндукции и емкостью может возникнуть резонанс. Но это не единственное, что можно сделать. Взяв еще один источник— ul, подобный u, — или любое число таких источников, можно настроить их на синхронную работу с первым и распространить по большой территории усиленную таким образом вибрацию или электрический поток, направленный к источнику ul или от него в зависимости от того, совпадает ли этот поток или противоположен по фазе с током источника и.
Думаю, нет сомнений в возможности функционирования в городе электрических приборов, подключенных через почву или водопроводную систему и работающих посредством резонанса от электрического осциллятора, расположенного в центре города. Но практическое решение этой проблемы принесет несоизмеримо меньше пользы человеку, чем осуществление замысла переноса информации или даже энергии на любые расстояния через землю или окружающую среду. Если это вообще возможно, то расстояние теряет свое значение. Но сначала нужно создать специальную аппаратуру, которая позволит разрешить проблему. Много размышляя над этим, я пришел к твердому убеждению, что сделать это можно, и надеюсь, мы доживем до этого.
О том же говорил он и в лекции для Института Франклина, на которой произнес и такие слова:
Если посредством мощных машин вызвать высокочастотные колебания земного потенциала, то по заземленному проводу, поднятому на определенную высоту, пойдет ток, который можно будет усилить, подсоединив свободный конец провода к предмету определенных размеров…
Эксперимент, представляющий огромный научный интерес, лучше всего было бы провести на судне, находящемся в открытом море. Даже если при этом нельзя было бы передавать энергию для питания оборудования, то уж информацию можно было бы передавать наверняка.
Таким образом, в этих лекциях Тесла изложил теорию беспроводной связи, которую подтвердил лабораторными экспериментами за три предшествовавших года.
Он описал самые необходимые условия, которые будут понятны любому не связанному с техникой человеку, имеющему элементарное представление о принципах радиосвязи. Это:
1) антенна, или направленный вверх провод;
2) заземление;
3) контур из индуктивности и емкости с антенной и заземлением;
4) регулируемая индуктивность и емкость (для настройки);
5) передатик и приемник, настроенные в резонанс друг с другом;
6) ламповые детекторы. А еще раньше он изобрел и громкоговоритель. Это основные принципы радио, которые применяются сегодня в каждом передатчике и приемнике.
*Итак, сегодняшнее радио — это плод гения Николы Теслы. Он первым изобрел как систему в целом, так и все ее принципиальные электрические составляющие. Следующим за Теслой человеком, кто, как считается, в значительной степени способствовал изобретению радио, является великий английский ученый сэр Оливер Лодж, но даже он не смог уловить всей нарисованной Теслой картины.
В начале 1894 года Лодж поместил искровую петлю Герца в открытый с одного конца медный цилиндр и получил тем самым луч ультракоротких колебаний, которые можно было передавать в любом направлении. Точно так же он сделал и приемник. Поскольку поступающие волны можно было принимать лишь с одного направления, то приемник мог это направление определять. С этим устройством он на два года опередил Маркони. Летом того же года во время демонстрации перед Британской ассоциацией содействия развитию науки в Оксфорде он с помощью усовершенствованного аппарата послал сигналы Морзе между двумя зданиями, отстоявшими друг от друга на несколько сотен футов.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что Маркони, начавший свои исследования в области беспроводной связи в 1895 году, не произвел особой сенсации в научных кругах Англии, когда прибыл из Италии в Лондон со своим аппаратом, во всех основных чертах напоминавшим устройство, показанное Лоджемещев1894году.
Маркони использовал параболический рефлектор, поэтому его аппарат лишь немногим отличался от электрического прожектора, но он ввел альтернативу параболическому излучателю и снабдил как передатчик, так и приемник антенной, или направленным вверх отрезком провода, и заземлением. Именно это Тесла и описал в своем плане, опубликованном за три года до того.
Когда Герц ставил свои опыты, чтобы показать общую природу света и длинных электромагнитных волн, он намеренно старался брать самые короткие волны, которые несложно было получать. Они измерялись в дюймах, которые намного меньше метра. Эти волны прекрасно подходили для его экспериментов. Когда же радиоинженеры перенимали его методы, они начинали использовать короткие волны, даже не задаваясь вопросом о длине волны, подходящей для беспроводной связи. Мысль о том, что можно посылать и принимать волны и другой длины, по-видимому, даже не приходила им в голову — всем, кроме Теслы.
Тесла в духе истинного ученого не поленился точно повторить опыты Герца и опубликовал полученные результаты, подчеркнув ряд важных особенностей его экспериментальных методов и указав на их недостатки.
Проведя эксперименты с широким диапазоном волн высокочастотных токов и изучив свойства каждой части спектра, Тесла установил, что короткие волны совершенно не годятся для связи. Он узнал, что наиболее пригодны волны длиной от 100 до многих тысяч метров и что сочетание индукционной катушки с вибратором Герца [9] неприменимо для возбуждения необходимых электрических пульсаций. Даже с самой эффективной на сегодняшний день аппаратурой ученые не могут использовать для связи (кроме особых случаев) ультракороткие волны, которые разумно отверг Тесла и которые из-за своей неопытности пытался использовать Маркони.
История последовавших лет развития беспроводной связи — это история отказа от коротких волн Лоджа, Маркони и их последователей и перехода на более длинные волны, описанные Теслой. Это история провала их способа передачи сигналов и замена его более совершенным и высокоэффективным методом Теслы через настройку передатчика и приемника. Это также история принятия незатухающих колебаний Теслы.
Кроме того, эти продвигавшиеся на ощупь исследователи видели в беспроводной связи лишь способ передачи сигналов из точки в точку, или от одной станции на другую. Никто из них не мог предвидеть систему широкого радиовещания, которую Тесла описал еще в 1893 году. Однако именно система, задуманная Теслой, и работает сегодня, но кто слышал хотя бы слово о признании Теслы ее основателем?
9
Тесла был плодовитым открывателем новых обширных областей знания. Он обрушивал свои открытия на мир с такой скоростью и с такой беззаботностью, что как будто парализовал умы ученых своего времени. Он был слишком занят, чтобы тратить время на техническую или коммерческую сторону каждого нового открытия, — слишком много было перед ним других новых и важных откровений, которые необходимо было явить миру. Открытия не были случайными событиями для него. Он видел их мысленным взором задолго до того, как получал их в лаборатории. У него была четкая программа изысканий в девственных областях, где еще никто не проводил исследований, и он надеялся, что, когда выполнит ее, у него будет впереди еще долгая жизнь, чтобы заняться практическим приложением того, что он уже открыл.
