Никола Тесла. Повелитель Вселенной
Шрифт:
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
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.
В 1875 году Томас Эдисон, работая с Чарльзом Бачелором, заметил появление необычных искр из центра электромагнита, которые передавались незаряженным телам, находящимся на расстоянии нескольких футов. С помощью электроскопа Эдисону не удалось определить заряд. В действительности ему удалось создать высокую частоту, которую нельзя вычислить этим оборудованием. «Зарядив газопровод, Эдисон сумел добиться появления искр в технике, установленной в домах в нескольких кварталах от него… Эдисон решил, что, поскольку энергия может принимать разные формы, возможно изменение электричества в магнетизм, который, в свою очередь, можно изменить во что-то еще». Эдисон объявил научному сообществу, что открыл новую «неизвестную силу». Возможно, это исследование повлияло на идеи Тесла о присоединении осциллятора к городским водопроводам.
В начале 1880-х годов Уильям Прис — электроинженер Британской почтовой службы — начал проводить эксперименты с беспроводной передачей информации при помощи индукционного аппарата. Вероятно, он был первым изобретателем, который понял, что сама земля является неотъемлемым компонентом для успешного использования беспроводной системы. Определив роль земли как первичной или вторичной цепи, Прис использовал телефонные трубки
Прис проявлял стойкий интерес к беспроводной передаче сообщений. В середине 1880-х годов он побывал у Эдисона, как раз после того, как Тесла эмигрировал в Америку, чтобы самому увидеть последнее изобретение Эдисона, которое он называл «прыгающий телеграф», — устройство для передачи сообщений со станций отправления на движущиеся поезда. При помощи индукции или резонанса металлическая полоска, прикрепленная к телефонной трубке в движущемся железнодорожном вагоне, могла посылать или получать сообщения с такого же устройства, расположенного параллельно пути следования на станции. Хотя изобретение так и не переступило этой примитивной первой стадии, полученный патент позднее имел важное юридическое значение в спорах об авторе создания беспроводной системы.
Таким образом, Эдисона можно назвать одним из отцов беспроводной передачи, так же как и Генри, Морзе, Лумиса и Приса. В истории с электронными лампами Эдисон тоже сделал значительное открытие, упомянутое выше, — лампочки с двумя нитями накаливания, между которыми проходил ток, — Прис назвал ее «эффектом Эдисона». Дж. Дж. Томсон использовал ее при открытии электрона, а Тесла сочетал это изобретение с экспериментами Крукса в области излучения внутри изолированных стеклянных трубок, чтобы создать собственный «феномен щеток», представлявший собой первую вакуумную лампу для беспроводной передачи сообщений.
Среди других предшественников Тесла были Генрих Герц, Оливер Лодж и Эдуард Брэнли. На французского профессора физики Брэнли, возможно, повлияло открытие эффекта Эдисона, и он заметил, что разрыв в параллельных цепях Герца можно заменить стеклянной трубкой, в которой находятся мелкие металлические частицы. Когда в результате беспроводной индукции ток проходит через трубку, частицы выстраиваются вдоль линии разрыва и замыкают цепь. Включение света в трубке вновь открывает цепь, пока не происходит передача энергии. Лодж усовершенствовал сделанное Брэнли в 1890 году открытие сцепления частиц и назвал прибор «когерер».
Все эти ученые, проводя свои эксперименты, не думали о «беспроводном телеграфе». Они были исследователями в новой области электромагнитной индукции, и только в 1894 году, по расчетам Лоджа, появилась мысль использовать это оборудование для передачи сообщений. С другой стороны, мы помним, что Крукс писал в 1892 году, как раз тогда, когда встретился с Тесла в Англии, что уже проводил эксперименты по беспроводной передаче кода Морзе из одного дома в другой почти в то же время, как Герц и Лодж начинали свои опыты в конце 1880-х годов, но он никогда не публиковал результаты своих исследований и не проводил дальнейших.
Так же как и Герц, Тесла понял, что его частоты в пространстве не годятся для передачи сообщений на большие расстояния, но, в отличие от немецкого ученого, Тесла нашел способ обойти это препятствие. Таким образом, он изобрел не только более мощные трансмиттеры, но также и «объединенные цепи», которые, по сути, представляли собой чувствительные электронные лампы для получения информации. Во время своей лекции в Филадельфии Тесла также упомянул об использовании одновременно воздушной и земной связи и одного провода в качестве обратного для осуществления работы «всевозможных аппаратов». Эта система беспроводной связи была подробно описана в красочных статьях, появившихся в 1891 году во время его первых публичных демонстраций беспроводных трубок Гайсслера в Колумбийском колледже, в 1892 году в Европе, а полностью раскрыта в 1893 году. Прошел еще целый год до того, как школьник Гульельмо Маркони начал свои первые опыты в этой области.