Никола Тесла. Изобретатель будущего, Карлсон Бернард

Никола Тесла. Изобретатель будущего

на обложку

Карлсон Бернард

Шрифт:

Мысленное создание двигателя переменного тока

Чтобы принять вызов и разработать устойчивый к искрообразованию двигатель, Тесла оставил свои планы стать учителем и на втором году в Йоаннеуме перешел на обучение по технической программе. Как и во всех технических институтах в Европе и Америке в конце 1870-х годов, эта программа была направлена на обучение гражданскому строительству, а не электротехнике. Когда Тесла впервые рассказывал журналистам о своем образовании в конце 1880-х, он заявил, что учился в Йоаннеуме по специальности инженер-строитель {92} .

Tesla biography, 1890; «The Westinghouse Company Secures the Tesla Motor», Electrical Review (NY), 11 August 1888 in TC 1:83.

Хотя обучение инженерному делу должно было бы подтолкнуть Теслу к построению экспериментальной

модели двигателя и проведению экспериментов, он предпочел исследовать предмет в своем воображении: «Я начал с того, что представил себе машину постоянного тока, запустил ее и поменял направление тока в роторе. Затем я вообразил генератор переменного тока и исследовал его работу подобным образом. После я визуализировал системы, запускающие двигатели и генераторы, и управлял ими различными способами. Изображения, которые я видел, были для меня совершенно реальными и материальными» {93} .

NT, My Inventions, 59.

Как видно, в это время Тесла сделал два шага на пути к осмыслению своего двигателя. Во-первых, хотя он начал с мыслей о машине постоянного тока, подобной динамо Грамма, он решил в конечном итоге использовать переменный ток. Возникает вопрос: почему он отказался от постоянного тока в пользу переменного, так как большая часть работ по электричеству в конце 1870-х годов использовала постоянный ток? В Париже два инженера-электрика, Павел Яблочков [14] и Дьедонне Франсуа Лонтен, использовали переменный ток, чтобы запитать несколько дуговых ламп в одной цепи, но не известно, знал ли об их работе Тесла, учившийся в то время в Граце {94} .

Павел Николаевич Яблочков (1847–1894) – русский электротехник, военный инженер, изобретатель и предприниматель. Известен разработкой дуговой лампы (вошедшей в историю под названием «свеча Яблочкова») и другими изобретениями в области электротехники.

Carlson, Innovation as a Social Process, 88-95.

Вместо того чтобы черпать вдохновение в существующих машинах, Тесла после тщательного изучения работы двигателя постоянного тока принял решение использовать переменный ток. Как мы уже говорили, ротор в двигателе постоянного тока поворачивается, потому что в каждый момент времени ток, текущий через катушки ротора, производит электромагнитное поле, которое противодействует электромагнитному полю, созданному катушкой статора. Чтобы ротор продолжал вращение, коммутатор периодически полностью изменяет направление тока, текущего по обмоткам ротора. Когда участок ротора вращается от одной стороны магнитного поля статора к другой, коммутатор автоматически изменяет направление тока так, чтобы электромагнитное поле в этом участке ротора отталкивалось магнитным полем статора. Так как магнитное поле ротора в двигателе постоянно меняется, думал Тесла, почему бы не использовать вырабатываемый генератором переменный ток, чтобы создать это поле? Тесла считал, что при помощи переменного тока можно избежать искрения щетки коммутатора, так как для изменения направления тока, подаваемого на ротор, коммутатор больше не понадобится.

Во-вторых, наряду с решением использовать в своем двигателе переменный ток Тесла решил сосредоточить усилия не просто на двигателе, но «визуализировать системы, включающие двигатели и генераторы». Снова не ясно, откуда у студента второго года обучения было достаточно знаний, чтобы придумать такое в 1878 году. В то время изобретатели-электрики строили системы, которые объединяли динамо и дуговые лампы, но нигде не описывали процесс проектирования таких систем. Однако можно предположить, что Тесла позаимствовал идею рассматривать двигатель и генератор как систему из рассказа Пешля о демонстрации опыта Фонтейна в Вене. Фонтейн передавал электричество, соединив динамо и двигатель, и возможность соединения этих двух устройств, эта мысль заворожила Теслу. Его не интересовало строительство двигателя, питавшегося от батареи; Тесла хотел создать двигатель, который мог эффективно работать в связке с генератором. Как мы увидим дальше, решение Теслы создавать системы означало, что его размышления о двигателях не ограничивались никакими убеждениями, так как он мог управлять не только деталями двигателя, но и компонентами системы, к которой тот принадлежал. В итоге мысль о двигателе как части системы сыграла решающую роль в его успехе.

Но, несмотря на все свои умственные усилия, Тесла не мог придумать работоспособную систему. «Я начал обдумывать и работать над созданием машины на основе одной посетившей меня идеи, – вспоминал Тесла. – День и ночь, год за годом, я работал непрерывно» {95} .

Кризис переходного возраста

В течение первого года обучения в Йоаннеуме Тесла была прилежным студентом. «Я решил преподнести родителям сюрприз, – написал Тесла, – и в течение целого первого года я ежедневно

начинал работать в три часа утра и продолжал до одиннадцати ночи, без выходных и праздников. Поскольку большинство моих сокурсников относились к учебе легкомысленно, вполне естественно, что я затмил их всех. В течение того года я сдал девять экзаменов, и преподаватели считали, что я заслуживаю больше, чем наивысший балл».

NY Herald, 1893, 92.

Вооруженный этими лестными экзаменационными сертификатами, Тесла поехал домой, предвкушая, как покажет свои достижения отцу. Милутин, однако, подверг его успехи критике. «Это почти убило мое стремление, – заявил Тесла – но позже, после смерти отца, я нашел связку писем, из которых с горечью узнал, что преподаватели просили забрать меня из института, иначе я умру от переработок». Напуганный, что он может потерять своего второго сына из-за перенапряжения, отец постарался ослабить энтузиазм молодого человека {96} .

NT, My Inventions, 56.

Наказание Милутина вызвало вопросы в уме Теслы относительно того, существовало ли какое-либо эмоциональное вознаграждение за прилежное обучение, и что, возможно, в жизни было что-то более важное, чем школьные занятия. По словам бывшего соседа по комнате Косты Кулишича, Тесла претерпел разительное изменение в своем отношении к учебе к концу второго года обучения в Граце. Однажды Тесла столкнулся с членом одного из немецких культурных клубов, который явно завидовал успехам серба в учебе. Слегка похлопав Теслу по плечу тростью, студент сказал по-немецки: «Зачем тратить здесь свое время понапрасну, лучше поезжай домой и «насиживай стул», чтобы профессора хвалили еще больше». В ответ на этот вызов Тесла не вернулся в свою комнату, чтобы учиться, но решил продемонстрировать сокурсникам, что может кутить не хуже них. Тесла стал болтаться с другими студентами в Ботаническом саду, где допоздна гулял, курил и в больших количествах пил кофе. Он научился играть в домино, шахматы и стал опытным игроком в бильярд. Но больше всего он пристрастился играть в карты и азартные игры. «Игра в карты, – заявил Тесла позже, – была для меня квинтэссенцией удовольствия» {97} .

Mrkich, Tesla: The European Years, 10; NT, My Inventions, 37; O’Neill, Prodigal Genius, 43.

Тесла вернулся в Грац осенью 1877 года, интересуясь гулянками и азартными играми гораздо больше, чем учебой. И на третьем году обучения Тесла прекратил посещать лекции – по университетским отчетам видно, что он не посетил ни одной лекции весной 1878 года. Это, безусловно, привело к аннулированию его военной стипендии. В сентябре 1878 года Тесла написал письмо в просербскую газету в Нови-Саде «Пчелиную матку» с просьбой о выделении другой стипендии, чтобы он мог продолжить учебу на инженера в Вене или Брно. Тесла сообщил газете, что вынужден был отказаться от военной стипендии из-за болезни, зато теперь был свободен «от того тяжкого обязательства». О своей квалификации Тесла указал, что владеет итальянским, французским и английским языками, и подписался: «Никола Тесла, технический специалист» {98} .

Mrkich, Tesla: The European Years, 10-11. Мркич отмечает, что в надежде избавиться от обязательства по военной стипендии Тесла впервые написал в «Пчелиную матку» в октябре 1876 года с просьбой о выделении стипендии.

Но просербская организация, публиковавшая «Пчелиную матку», отклонила запрос Теслы о выделении стипендии. Не сообщив семье, Тесла уехал из Граца в конце 1878 года и перебрался в Марибор в австрийской области Штирии (современная Словения). Марибор находился на расстоянии 45 миль (72 километра) от Граца и 185 миль (298 километров) от его семьи в Госпиче. В Мариборе Тесла устроился чертежником в магазин инструментов и краски Мастера Друско. По вечерам Тесла проводил время в пабе «Счастливый крестьянин» около вокзала. Случайно его бывший сосед по комнате Кулишич проезжал через Марибор в январе 1879 года и с удивлением обнаружил Теслу в «Счастливом крестьянине» за игрой в карты на деньги. Кулишич был рад увидеть друга живым, поскольку Тесла был крайне подавлен перед исчезновением из Граца. Когда Кулишич спросил его, хотел бы он возвратиться в Грац, чтобы закончить обучение, Тесла холодно ответил: «Мне нравится здесь, я работаю инженером, получаю шестьдесят форинтов в месяц и могу получить еще немного с каждого законченного проекта» {99} .

Mrkich, Tesla: The European Years, 16; O’Neill, Prodigal Genius, 44.