Фото: Wikimedia/Saron
Нікола Тесла назавжди залишився в історії як людина, чиї винаходи кардинально змінили уявлення про електрику та технології. Він став одним із ключових символів наукової революції кінця XIX — початку XX століття. Винахідницький доробок Тесли налічує понад 300 запатентованих інженерних розробок, серед найважливіших - системи змінного струму, яка є основою сучасної електроенергетики, а також численні винаходи у галузі радіотехніки, дистанційного керування, бездротової передачі енергії та інших.
Хоча сприйняття Тесли було неоднозначним: одні вважали його генієм і візіонером, що випередив свій час, а інші — простим мрійником або навіть шахраєм — це не змінює факту, що винахідник передбачив багато сучасних технологій. Зокрема, він передбачив бездротову передачу енергії, радіо, дистанційне керування, а також основи сучасних систем електропостачання. Його ідеї щодо бездротової передачі енергії та радіо були революційними для того часу і стали фундаментом для численних сучасних технологій. Та перед тим як здобути визнання у світі науки, Нікола Тесла пройшов тривалий і складний шлях.
Дитинство та навчання винахідника
10 липня 1856 року у хорватському селі Смилян народився Нікола Тесла — син розумного православного священника та домогосподарки. Зростав він дитиною із гострою уявою, володів шістьма мовами та захоплювався механічними пристроями. Протягом 10–14 років Тесла навчався у школі в місті Госпіч, а після її блискучого завершення продовжив здобувати знання у коледжі. Там Нікола Тесла відкрив для себе пристрасть, що змінить його життя — наука про електрику. Хоч батько й був проти цього вибору, згодом він дозволив синові реалізувати інженерні амбіції.
Для професійного вивчення електротехніки Нікола Тесла обрав політехнічний інститут в Австрії, де, знову ж, великими зусиллями здобув успіх. Спостереження за машиною Гремі в університеті пробудили в ньому революційну ідею: навіщо перетворювати змінний струм на постійний, якщо можна використовувати змінний струм безпосередньо? Хоч інтуїція Тесли і вказувала на можливості такої ідеї, він не мав технічного вирішення.
Перші кроки до великого винаходу
Не зупиняючись на досягнутому, Тесла продовжив здобувати освіту у Празькому університеті. Проте через брак коштів був змушений покинути навчання та влаштуватися на другорядну посаду в новоствореному Угорському телеграфному бюро в Будапешті. Там швидко визнали здібності Тесли, і вже у 1881 році призначили менеджером телефонної компанії, що поклало початок безлічі його винаходів. Але ідея створення двигуна змінного струму не давала винахіднику спокою — ця нав’язлива думка призвела до серйозного психічного й фізичного виснаження: підвищена чутливість до звуків, світла та вібрації призводила до тремтіння, посмикування та надзвичайно нестабільного пульсу.
У лютому 1882 року, під час прогулянки на заході сонця з другом, декламуючи вірші Гете, Теслу раптово охопило прозріння, і він почав пояснювати принцип дії двигуна, що постало перед ним у найменших деталях. Це бачення стало відповіддю на питання, які його мучили ще з 1875 року. Згодом він згадував про свої унікальні здібності до візуалізації — здатність уявити пристрій з усіма складовими і "оглядати" його через дні чи тижні, ніби той справді працював і зношувався в його уяві.
Фото: Wikimedia Commons
Париж і перші технічні досягнення
У вирі всіх цих подій компанію, де працював Тесла, продають, а сам винахідник вирушає до Парижа. У новій компанії він отримав посаду молодшого інженера в Compagnie Continental Edison, а трохи пізніше Тесла став одним із роз'їзних ремонтників.
Завдяки великому ентузіазму винахідник повільно втілював свої технічні мрії у реальність. В орендованій механічній майстерні він зібрав надійну модель динамо-машини — ту саму, яку протягом року зберігав у своїй уяві до найменших деталей. Пристрій працював бездоганно. Повернувшись до Парижа, він сподівався отримати обіцяну Страсбурзьку премію й знайти інвесторів для розробки генераторів і двигунів змінного струму. Гроші так і не були виплачені, а менеджери Edison порадили молодому вихіднику втілювати свої мрії та плани в Америці.
Труднощі на шляху до успіху в Америці
6 червня 1884 року до Нью-Йорка прибув 28-річний Нікола Тесла. Чоловік одразу вирушив на пошуки друга, з яким міг би орендувати житло, але дорогою зупинився, щоб відремонтувати несправний двигун. Саме тоді він випадково натрапив на Томаса Едісона. Цю зустріч Тесла назвав “пам’ятною подією” на своєму життєвому шляху.
Винахідник почав працювати на Едісона, швидко просуваючись по службі. Хоч його численні патентовані розробки і покращили ефективність та контроль компанії, Едісон не виконував власних обіцянок, через що Тесла протягом року звільнився.
Станом на той час Тесла здобув непогану репутацію та отримав фінансову підтримку для розробки своїх улюблених генераторів та двигунів змінного струму. У 1886 році Тесла заснував компанію Tesla Light and Manufacturing Company, яка виробляла дугові освітлювальні прилади змінного струму. Після успішного проєкту в місті Равей (Нью-Джерсі) він планував продовжити роботу над генераторами, але сталася непередбачувана подія, що знову докорінно змінила життя Тесли.
Восени 1886 року спонсори не погодилися з вихідником, обманом позбавили його грошей та патентів і залишили винахідника без грошей. Тесла був змушений провести зиму копачем канав, проте й там продовжив розповідати про свої системи змінного струму. Бригадир відзначив його перспективну роботу і представив Теслу керівникам, які також високо оцінили його здібності.
Визнання Ніколи Тесли генієм
У квітні 1887 року на півдні Мангеттена була заснована компанія Tesla Electric Company, що дало Ніколі Теслі реальну можливість втілити в життя повноцінні електричні системи — від генераторів і трансформаторів до двигунів, які раніше існували лише у його уяві ще з часів перебування в Будапешті.
Подаючи заявку на патент свого винаходу, Тесла отримав від патентного відомства вимогу розділити її на сім окремих частин, щоб належним чином представити масштаб його технічних рішень. У результаті 1 травня 1888 року він отримав серію патентів США під номерами 381968–381970 та 382279–382282.
Невдовзі до Тесли почала привертати увагу інженерна спільнота. Його запросили виступити з доповіддю перед Американським інститутом інженерів-електриків 16 травня 1888 року. Презентація, у якій він виклав принципи та застосування своїх відкриттів, справила велике враження — її визнали справжнім шедевром, що остаточно закріпило за ним репутацію геніального винахідника.
Фото: Weird History/Twitter
Декілька цікавих фактів із життя геніального винахідника:
-
Тесла присвятив себе науці і працював по 20 годин на добу, нехтуючи сном і харчуванням, що, на його думку, було необхідним для досягнення його цілей.
-
Вчений передбачив появу смартфонів. На його думку, люди мали опанувати здатність спілкуватися миттєво на будь-якій відстані — бачити й чути одне одного так само виразно, ніби вони знаходяться поряд.
-
Тесла не був зацікавлений у комерційному розвитку своїх винаходів. Продовжуючи втілювати в життя технічні мрії, він сподівався, що фінансування якимось чином з'явиться.
-
Винахідник відмовився від шлюбу на користь своєї відданості науці та природі.
-
Нікола Тесла мав нав’язливий страх мікробів та був одержимий прибиранням. При цьому він смертельно боявся лікарів.
-
Тесла був добрим другом Марка Твена. Відомий письменник був захоплений особливостями винахідника та любив експериментувати з різними винаходами в його лабораторіях.
-
Тесла колись оплатив прострочений рахунок за готель моделлю свого «смертельного променя».
- Існують припущення, що Нікола Тесла страждав від обсесивно-компульсивного розладу (психічний розлад, різновид неврозу, для якого характерні повторювані нав'язливі думки, які нерідко перетікають у ритуальні дії), зокрема через його дивні звички.
Найвизначніші винаходи Ніколи Тесли
Протягом життя Нікола Тесла зареєстрував сотні патентів, що докорінно змінили наш сучасний світ та стали великим поштовхом у розвитку технологій. Його винаходи революціонізували способи виробництва, передачі та використання електроенергії — тож розглянемо найвизначніші із них:
Котушка Тесли
Одним із найвідоміших і найбільш вражаючих винаходів Ніколи Тесли є котушка, що носить його ім’я. Цей пристрій став результатом прагнення вченого створити бездротову систему передавання електроенергії.
Котушка Тесли складається з двох основних елементів: первинної та вторинної обмоток, кожна з яких оснащена власним конденсатором, що накопичує електричну енергію, подібно до акумулятора. Первинна обмотка отримує потужний електричний заряд від джерела живлення. Коли напруга досягає критичної межі, вона прориває повітряний іскровий проміжок між котушками. У цей момент утворюється магнітне поле, яке згодом руйнується, індукуючи струм у вторинній котушці. Цей процес повторюється сотні разів за секунду, що призводить до накопичення заряду у вторинному конденсаторі, аж поки не відбувається яскравий електричний розряд.
Попри те, що практичне використання котушки Тесли обмежене, вона відіграла ключову роль у розвитку електротехніки. Принципи її роботи стали основою для низки технологій XX століття, зокрема для створення телевізорів, радіоприймачів та інших електронних пристроїв.
Фото: Wikimedia Commons / Public Domain
Пульт дистанційного керування
Перший пульт дистанційного керування був представлений у 1898 році у Нью-Йорку. Свою нову систему для керування низкою механічних пристроїв Нікола Тесла назвав «телеавтоматом». Для демонстрації пристрою винахідник використав мініатюрний човен, керований радіохвилями. Човен мав невелику металеву антену, яка могла приймати рівно одну радіочастоту.
Оскільки Нікола Тесла любив яскраво представляти свої нові концепти, перед демонстрацією він заявив публіці, що система працює за допомогою чар. Винахідник навіть кричав на човен, нібито змушуючи виконувати накази. Потім винахідник пояснив, що керував човном за допомогою пульта дистанційного керування, оснащеного важелем і телеграфним ключем. Сигнали, які надходили з цього пристрою, змінювали положення електричних контактів на борту човна. Це, у свою чергу, впливало на налаштування керма і гвинта, забезпечуючи можливість керування рухом човна оператором.
Хоч дистанційно керовані човни Тесли зазнали фінансових невдач, але концепція дистанційного керування прижилася та швидко поширилася на багато інших видів обладнання.
Двигун змінного струму
У 1887 році Нікола Тесла досяг неабиякого технологічного подвигу — створив двигун змінного струму. Чим же змінний струм відрізняється від постійного? Перше та найочевидніше — двигуни змінного струму містять струм, який можна перемикати туди-сюди через певні проміжки часу, тоді як постійний струм тече лише в одному напрямку. Попри те, що різниця здається незначною, змінний струм має суттєві переваги порівняно з постійним.
По-перше, виробництво та експлуатація змінного струму коштують менше, ніж постійного, що є суттєвою перевагою для енергопостачальних компаній. До того ж, змінний струм простіше генерувати. Однак найважливіше те, що його можна передавати на значно більші відстані, ніж постійний. Саме це відкриття зробило можливим постачання електроенергії в оселі мільйонів людей по всьому світу — навіть тим, хто мешкає далеко від електростанцій.
Фото: Wikimedia Commons
Гідроелектростанція
Одним із найвизначніших досягнень співпраці Ніколи Тесли з Джорджем Вестингаузом стала електростанція Адамса — перша у світі гідроелектростанція. Вона втілила давню мрію людства — harnessing the immense power of Niagara Falls, одного з найграндіозніших природних явищ Північної Америки для виробництва електроенергії. Її будівництво стало результатом конкурсу, оголошеного Міжнародною комісією з Ніагарського водоспаду, яка шукала найефективніший спосіб використання енергії цього природного джерела. Вражений ефективністю змінного струму компанії Westinghouse Electric, голова комісії лорд Кельвін звернувся саме до Вестингауза та Тесли із проханням розробити систему на основі змінного струму.
Попри технічну складність і високу вартість проєкту, а також сумніви з боку інвесторів, Тесла твердо вірив у його успіх. І 16 листопада 1896 року електростанція Адамса була введена в експлуатацію. Енергія, що вироблялася трансформаторною підстанцією, почала надходити до міста Буффало, штат Нью-Йорк. Згодом було встановлено ще десять генераторів, і гідроелектростанція стала джерелом живлення для значної частини Нью-Йорка.
Фото: Wikimedia Commons / Public domain
Неонові лампи
Насправді, Нікола Тесла не був безпосереднім винахідником неонових ламп, проте він відіграв важливу роль у вдосконаленні цієї технології. Перші неонові ефекти створив німецький фізик Генріх Гейслер ще у середині XIX століття. Використовуючи розріджені гази, такі як аргон, трубки Гейслера створювали ефекти, подібні до наших сучасних неонових вивісок.
У лабораторії Тесли була колекція трубок Гейслера, і під час одного з експериментів із котушкою він помітив: трубки почали світитися послідовно при зміні частоти. Це свідчило про їхню реакцію на електромагнітну енергію, що передавалася без проводів.
Бездротова передача енергії була одним із головних прагнень Тесли, і ці лампи стали втіленням його ідеї створити штучне сонячне світло. Першу публічну демонстрацію таких газорозрядних ламп, які працювали без електродів і дротів, він провів на Всесвітній колумбійській виставці в Чикаго 1893 року — через два роки після патентування котушки Тесли.
Як зазначено в книзі «Тесла: Людина поза часом», хоча точні характеристики цих ламп не описані, один із дослідників припустив, що вони могли надихнути на створення люмінесцентної лампи, винахід якої іноді помилково приписують Теслі.
Смертельний промінь та камера для думок: ідеї, що так і не вдалося реалізувати
Попри численні успішні проєкти, у Ніколи Тесли залишилися ідеї, які так і не вдалося реалізувати. Причини цього різні: нестача фінансування, конфлікти з конкурентами, втрата патентів, а передусім — випередження часу. Багато його задумів були надто революційними для кінця ХІХ — початку ХХ століття, а деякі й залишилися на сьогоднішній день.
Камера для думок
Безсумнівно, однією із найфантастичніших ідей геніального Ніколи Тесли був пристрій для зчитування думок. Натхнення прийшло під час проведення ним експериментів у 1893 році. Нікола Тесла був переконаний, що думки — це рефлекс, який має відповідне зображення, і що він може виявити це зображення за допомогою певного апарату.
«Я переконався, що певний образ, сформований у думці, повинен рефлекторно створювати відповідне зображення на сітківці, яке, можливо, можна прочитати за допомогою відповідного апарату», — розповів репортеру Тесла десятиліттями пізніше.
Щоб реалізувати свою ідею, Тесла запропонував створити штучну сітківку, на якій можна було б зафіксувати уявне зображення, сфотографувати його й потім спроєктувати на екран. За його словами, якщо всі етапи будуть виконані правильно, «об’єкти, які уявляє людина, чітко відображатимуться на екрані в момент їх формування».
Суха ванна з «холодним вогнем»
Ще однією незвичайною та, навіть, божевільною ідеєю Тесли було замінити воду електрикою. Йшлося про суху ванну із «холодним вогнем», яка повинна була заряджати тіло високочастотними струмами електрики. За словами винахідника, її використання таке ж ефективне, як і мила з водою: струми скидають всю мертву шкіру, накип та бруд, що прилипають до шкіри.
Для втілення нової ідеї Нікола Тесла провів безліч експериментів у своїй лабораторії в Колорадо. Як пізніше повідомив «Електричний експериментатор» Г. Гернсбек, «струми, які тоді використовував доктор Тесла, були набагато сильнішими та вищими, ніж ті, що виробляються деінде зараз».
У межах експерименту винахідник часто стояв на одному полюсі своїх мастодонтичних котушок із увімкненим повним струмом, використовуючи металеву пластину. У разі потрапляння іскри з його тіла на інший предмет або стелю Тесла б отримав миттєве ураження струмом. Як пояснив сам винахідник, експеримент не міг продовжуватися протягом тривалого часу, адже величезний струм створював не зовсім комфортні відчуття — нагріваючи кровоносні судини та підвищуючи температуру тіла. Довгі потоки іскор довжиною від п’яти до десяти футів виривалися із кінцівок експериментатора — особливо вони іскрилися на кінцівках, ліктях, колінах, стегнових кістках, носі, вухах тощо. Однак, завдяки надзвичайно високим частотам, іскри не обпікали шкіру.
У результаті цей винахід не був комерційно реалізований — Тесла не запатентував окремий пристрій як «суху ванну».
Вежа Тесли у Ворденкліффі
У період 1901–1905 років, коли Нікола Тесла вже вважався провідним новаторським винахідником, він взявся за свій найамбітніший проєкт — передавальну вежу у Ворденкліффі. Метою нової ідеї стало те, чого на той час ще не досягла наукова спільнота — створення глобальної системи бездротового зв’язку.
Використовуючи Землю як провідник, вежа мала б транслювати музику, новини, звіти фондового ринку, захищені військові повідомлення і навіть факсимільні зображення по всьому світу. Це була спроба створити щось на кшталт сучасного Інтернету — проте повністю бездротового.
Тесла довів, що високочастотні сигнали можна передавати без дротового з’єднання за допомогою власних трансформаторів, після чого його мета стала ще більш амбітною. Винахідник прагнув створити життєздатний метод передачі енергетичних струмів по всьому світу шляхом захоплення природної енергії Землі. Він був упевнений, що наш світ переповнений «вільною» енергією, яку потрібно використовувати на благо людства. Результати секретних експериментів переконали Ніколу Теслу у можливості передавати електроенергію через верхні шари атмосфери Землі.
Масштабний проєкт Тесли передбачав сітку веж за прототипом Ворденкліфф, що охоплюють усю земну кулю, виробляючи всесвітню бездротову енергію. Та мрії винахідника не судилося збутися: його ресурси вичерпалися, як і терпіння покровителів. У 1917 році вежу довелося знести через фінансові труднощі, які наздогнали проєкт ще до завершення будівництва.
Оригінальна будівля лабораторії з червоної цегли досі стоїть і є єдиною збереженою лабораторією Тесли на сьогодні.
Фото: Marc Seifer Archives/Wikimedia Commons
Використання космічних променів
Під час роботи над ранніми розробками в галузі радіоактивності у Тесли виникла ідея використання космічних променів. Він виявив, що існує «своєрідне випромінювання великої енергії», що пізніше було визначено як космічні промені. Поки більшість учених свого часу зосереджували увагу на космічних променях із глибин Всесвіту, Нікола Тесла висунув альтернативну гіпотезу: джерелом потужнішої енергії є не далекі зірки, а наше власне Сонце.
На думку винахідника, Сонце випускає особливий промінь, частинки якого мають надзвичайно малі розміри та рухаються зі швидкістю, яка, за словами Тесли, «значно перевищує швидкість світла». Потрапляючи в міжзоряний простір, ці частинки стикаються з космічним пилом, утворюючи вторинне випромінювання.
Хоча така енергія, як вважав Тесла, була порівняно слабкою за потужністю, вона мала дивовижну здатність проникати крізь матерію — властивість, яка могла б відкрити нові горизонти для науки та техніки.
Хоч Тесла і запатентував «Апарат для використання променистої енергії» у 1901 році, технологічні можливості на той час були недостатньо розвинені для того, щоб ефективно вловлювати космічну силу та використовувати її як надійне джерело енергії.
Смертельний промінь
Коли слава революційного винахідника йшла на спад і Тесла перекочовував з одного готелю в інший через несплачені рахунки, він привернув увагу преси своїм шаленим проєктом. Відомі газети гриміли заголовками про «Новий пристрій Тесли, як блискавки Тора» — ідея, що стала пануючою в останні десятиліття життя винахідника. Йшлося про різновид радіо-скалярно-хвильової зброї, що отримала назву «Промінь смерті».
Справжнього розголосу новий винахід здобув у часи Другої світової війни, коли нацистська Німеччина створила потужні військово-повітряні сили. Тоді здатність збивати літаки з відстані 250 миль здавалася справжнім порятунком. Знову ж таки, ніхто не міг достеменно сказати, чи був «смертельний промінь» реальним, однак його вважали потенційним проривом, що міг забезпечити союзникам перевагу у війні. Принаймні американська влада побоювалася, що нацистська Німеччина отримає цю технологію першою, тож вирішила конфіскувати документи Тесли.
Після смерті Ніколи Тесли у 1943 році, з метою отримати інформацію про революційний «Промінь смерті», уряд США вилучив документи винахідника. До їх перевірки залучили експерта з фізики високих напруг із Массачусетського технологічного інституту. Той, у свою чергу, зробив непередбачуваний для усіх висновок: робота з променями мала переважно «спекулятивний, філософський та рекламний» характер і не містила «обґрунтованих, практичних принципів чи методів».
Попри сумнівність пристрою, ідеї Тесли надихнули подальші дослідження у сфері спрямованої енергетичної зброї (лазери, мікрохвильові гармати тощо).
Фото: Wikimedia Commons
Нікола Тесла зробив неоціненний внесок у науку, а його спадщина давно вийшла за межі свого часу. Винаходи та ідеї Тесли продовжують надихати цілі покоління дослідників, інженерів і винахідників. Багато його відкриттів стали основою для розвитку ключових технологій — від електропостачання до бездротового зв’язку. А ті ідеї, які за його життя здавались фантастичними, у 21 столітті отримали реальне втілення.
Попри всі труднощі, з якими Тесла стикався протягом життя, його наполегливість і новаторське мислення проклали шлях для розвитку сучасної науки й техніки.
Олена Стебніцька - pravdatutnews.com
