Джон О'Нил - Гений, бьющий через край. Жизнь Николы Теслы
В середине июня во время подготовки к другой работе я настроил один из своих приемных трансформаторов для экспериментального определения по новой методике электрического потенциала планеты и для изучения его периодических и случайных отклонений. Это было элементом заранее составленного и тщательно продуманного плана.
Во вторичную обмотку подключалось высокочувствительное самонастраивающееся устройство, управлявшее регистрирующим прибором. У первичной же обмотки один вывод заземлялся, а другой поднимался на большую высоту и имел регулируемую емкость. Изменения электрического потенциала вызывали пульсации в первичной обмотке, которые возбуждали токи во вторичной, а они, в свою очередь, соразмерно своей силе действовали на чувствительное устройство и регистрирующий прибор.
Земля, как выяснилось, буквально кишит электрическими колебаниями, и уже скоро я углубился в это интересное исследование. Лучшего места для тех наблюдений, которые я собирался провести, найти невозможно.
Колорадо — это местность, известная проявлениями природного электричества. В его сухой и разреженной атмосфере солнце светит на объекты с неистовой силой. В емкостях с концентрированным соляным раствором пар поднимался до опасного давления, а покрытие из оловянной фольги на некоторых из моих поднятых на высоту выводов сморщивалось от ужасной жары. Большая часть изолирующего состава на экспериментальном высоковольтном трансформаторе, оставленном по неосторожности в свете заходящего солнца, расплавилась и пришла в негодность.
Из-за сухости и разреженности воздуха вода испаряется, как в паровом котле, и обильно вырабатывается статическое электричество. Соответственно и грозовые разряды происходят здесь очень часто и достигают иногда невероятной мощи. Однажды всего за два аса произошло около 12000 разрядов, и все в радиусе никак не превышавшем 50 км от лаборатории. Многие из них напоминали гигантские огненные деревья с нормальной или перевернутой кроной. Но я ни разу не видел шаровых молний, однако в награду за разочарование мне удалось понять, как они образуются, и научиться создавать их искусственно.
Во второй половине того же месяца я несколько раз замечал, что мои приборы лучше реагируют на отдаленные разряды, чем на близкие, и это очень озадачило меня. Какова причина этого явления? Ряд наблюдений показал, что это нельзя объяснить разницей в силе отдельных разрядов, и я быстро установил, что это не результат различий между собственными частотами моих приемных контуров и частотами земных возмущений.
Как-то ночью, когда я шел домой со своим ассистентом, размышляя над всем этим, я неожиданно вспомнил о том, как еще давно, когда я готовил лекцию для Института Франклина и Национальной ассоциации электрического освещения, мне в голову пришла мысль, которую я тогда отбросил как абсурдную и невероятную. И вновь я отогнал ее. Тем не менее интуитивно я ощущал, что приближаюсь к великому открытию.
3 июля [1899 года] — я никогда не забуду этой даты — я получил первое убедительное экспериментальное доказательство истины, имеющей огромное значение для прогресса человечества.
На западе скопилась плотная масса сильно заряженных облаков, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она с высокой скоростью понеслась над равнинами, выбрасывая через почти равные промежутки времени мощные, огромные молнии. Благодаря накопленному опыту наблюдения мои теперь упростились и стали точнее. Я научился быстро оперировать своими приборами и был в полной готовности. Регистрирующий аппарат был соответствующим образом настроен, и по мере удаления грозы его показания становились все слабее и слабее, пока не прекратились совсем.
Я с нетерпением наблюдал. Как я и думал, немного погодя прибор вновь начал выдавать показания, значение которых становилось все выше, достигало максимума и постепенно снижалось до полного их прекращения. Это повторялось много раз через равные интервалы, пока гроза, двигавшаяся — как следовало из простых расчетов — с почти неизменной скоростью, не удалилась на расстояние примерно 300 километров. Но и тогда эти странные явления не прекратились, а продолжались с неубывающей силой.
Впоследствии аналогичные наблюдения провел и мой ассистент Фриц Ловенштайн, а вскоре еще несколько удачных возможностей позволили убедительно и безошибочно установить истинную природу этого удивительного явления. Не оставалось никаких сомнений — я наблюдал стоячие волны.
По мере удаления источника возмущений приемный контур последовательно регистрирует узлы и пучности этих возмущений. Как бы невероятно это ни казалось, но наша планета, несмотря на свою значительную величину, ведет себя как проводник ограниченных размеров. Для меня уже стала совершенно очевидной огромная важность этого обстоятельства для передачи энергии по моей системе.
Это не только позволяет слать телеграфные сообщения на любые расстояния без проводов, как я уже давно понял, но и передавать на всю планету слабые модуляции человеческого голоса, гораздо более тихие, и как угодно далеко переносить в неограниченных количествах и почти без потерь энергию.
Чтобы лучше понять проблему, с которой столкнулся Тесла в попытках установить, обладает ли Земля электрическим зарядом и можно ли возбудить в ней электрические колебания, представим себе разницу между пустой и наполненной ваннами. Незаряженная Земля подобна пустой ванне, а заряженная — наполненной. В наполненной ванне нетрудно создать волны. Для этого достаточно опустить в ванну руку и двигать ею вперед-назад с небольшой амплитудой вдоль ванны в равномерном ритме. Волны будут ходить сообразно движению руки, а их высота будет быстро расти, и, если не прекратить двигать рукой, они могут подняться до потолка.
Землю можно представить и как огромный сосуд с жидкостью и плунжерным устройством в центре, поршень которого равномерно ходит вверх-вниз с небольшой амплитудой. При этом образуются волны, которые движутся до стенок сосуда и возвращаются к его центру, откуда — усиленные движением поршня — вновь направляются к стенкам сосуда.
Взаимодействие волн, идущих во взаимно противоположных направлениях и резонирующих со средой их распространения, порождает стоячие волны, которые на поверхности воды выглядят как бы застывшими на месте.
В экспериментах Теслы грозовые разряды, игравшие роль образующего волны поршня, быстро перемещались на восток и несли с собой целую серию стоячих волн. Поскольку эта серия волн со своими узлами и пучностями проходила через остававшийся на месте измерительный прибор, то последний и отмечал подъемы и спады ее потенциала.
Эксперимент показал, что Земля не только наполнена электричеством, но возмущением этого электричества можно еще возбудить колебания и вызвать очень сильный резонанс.
В качестве примера можно привести разрушение моста солдатами, марширующими по нему в ногу.
Тесла получал эффектные результаты с чрезвычайно высокими потенциалами и высокой частотой, вызывая в своих цепях резонанс с помощью электрической настройки.
А теперь он обнаружил, что сможет легко получать тот же результат и в Земле, как если бы она представляла собой сочетание из одного конденсатора и катушки индуктивности, то есть цепь для получения электрического резонанса. Для этого нужно ритмично заряжать и разряжать ее высокочастотными колебаниями высокого напряжения.
В этом грандиозном эксперименте сверхчеловек Тесла оказался на высоте. Смелость его предприятия будоражила воображение, а достигнутый им успех должен был принести ему немеркнущую славу.
*Наконец гигантские катушки с наборами конденсаторов и другими аппаратами в колорадской лаборатории были готовы к полномасштабным экспериментам. После тщательной проверки Теслой каждого аппарата и прибора наступил момент решающего испытания в эксперименте с высочайшим напряжением, какое ранее никогда не достигалось. Тесла рассчитывал в сто раз превзойти собственные рекорды и получить напряжение в десятки тысяч раз более высокое, нежели то, что вырабатывалось для линий высоковольтной передачи напряжения на Ниагарском водопаде.
У Теслы не было и тени сомнения в том, что его гигантский осциллятор будет работать. Он знал, что это будет так, но знал он также и то, что собирается вырабатывать миллионы вольт и необычайно сильные токи, но ни он сам, ни кто-либо другой не знал, как поведут себя столь ужасающие всплески электрической энергии. По плану эксперимента, первые из когда-либо создававшихся человеком молний должны были выходить с самой верхушки мачты высотой в шестьдесят один метр.
Тесла попросил Колмана Шито (Czito), который много лет проработал вместе с ним в нью-йоркских лабораториях, подежурить возле распределительного щита, через который по трехкилометровой подвесной линии электропередачи с электростанции компании «Колорадо Спрингс электрик» в лабораторию поступала электроэнергия.
