Лекция в Лондоне. Что можно узнать о простой электрической лампочке? Путешественник или фермер? Лекция в Париже. Снова на родине. Смерть матери.
В конце 1891 года Тесла получил приглашение прочитать ряд лекций в Европе. Лондон, Париж, Берлин, Франкфурт-на-Майне, Будапешт и Петербург ожидали его выступлений с демонстрацией необычайных опытов, о которых стало известно из статей, опубликованных в распространенных американских журналах.
1 февраля 1892 года Тесла сошел с парохода в Лондоне и был встречен выдающимися учеными, членами Королевского общества. 3 февраля в зале Лондонского института инженеров-электриков Тесла прочел свою первую в Европе лекцию о токах высокой частоты. Свыше трех часов продолжалась эта невиданная демонстрация, изумившая присутствующих своей новизной и неожиданностью. Гениальный ученый предстал перед слушателями как блестящий экспериментатор и превосходный лектор.
Продолжая развивать свои мысли о необходимости самого широкого использования электромагнитных волн, Тесла говорил:
- Подобно тому, как в природе все представляет собой прилив и отлив, волновые колебания, так же во всех отраслях промышленности переменные токи, то есть движение электрических волн, будут править всем, - мысль эта явилась в те годы замечательным предсказанием. И сделано было оно всего лишь через пять лет со времени открытия явления вращающегося магнитного поля и через год после Лауфен-Франкфуртской передачи!
За год до этой лекции Тесла демонстрировал перед Американским институтом электроинженеров свечение ламп и газонаполненных или вакуумных трубок под действием высокого напряжения токов высокой частоты. Здесь, в Лондоне, он снова показал эти опыты, но значительно разнообразил их. Он пропускал через свое тело токи высокой частоты и прикосновением руки заставлял светиться пустотные лампы без электродов.
Сотни изумленных зрителей стали свидетелями не только свечения ламп, но и пуска и остановки электрических двигателей на значительном расстоянии12. Затем Тесла демонстрировал возможность нагрева под действием токов высокой частоты различных предметов, как проводников, так и изоляторов. Все это могло быть использовано для самых различных практических целей и открывало перед электротехникой огромные перспективы.
Останавливаясь на различных конструктивных деталях некоторых своих аппаратов, Тесла особенно подробно изложил предложенную им теорию изоляции при использовании токов высокой частоты и высокого напряжения.
Чтобы избежать пробоя витков высоковольтных катушек, Тесла вновь предложил применять во всей высоковольтной аппаратуре масляную изоляцию, тщательно освобожденную от пузырьков газа. Это предложение вскоре нашло самое широкое распространение, и до настоящего времени высоковольтные трансформаторы и масляные выключатели заполняются минеральным (трансформаторным) маслом. Здесь нельзя не вспомнить слов Теслы о значении изоляции для создания современных электроэнергетических систем, связанных линиями высоковольтных передач.
- Только при использовании масляной изоляции и многофазных переменных токов, - говорил он, - передача мощности может быть осуществлена в индустриальных масштабах, на расстояния, превышающие тысячи миль.
Далее Тесла показал, как газовая среда (например, воздух) по мере разрежения превращается из изолятора в проводник, причем чем ниже давление газа, тем легче он пропускает электричество. Парадоксально звучало в то время утверждение, что при определенных условиях газопроводы могли бы служить прекрасными магистралями для передачи электроэнергии, причем проводником служил бы разреженный газ.
Можно было бы использовать и слои атмосферы для передачи электроэнергии на весьма далекие расстояния без существенных потерь. Позднее Тесла разработал конструкцию такого передающего устройства и получил на него патент не только в США, но и в России, где получение дорого.
То, что в верхних слоях атмосферы воздух обладает проводящими свойствами, прекрасно подтверждено практикой полетов самолетов на больших высотах. Различные неполадки с электрическим зажиганием, вызванные проводимостью воздуха, удалось устранить только тогда, когда это почти забытое предположение Теслы было принято во внимание.
Из гипотезы Теслы об изменении изоляционных свойств газов по мере их разрежения следует, что земной шар представляет собой гигантский конденсатор: верхние слои разреженного воздуха служат одной заряженной обкладкой его, нижние слои при нормальном давлении представляют изолятор, а сама Земля - вторую заряженную обкладку. Эта мысль, как мы увидим, вызвала разработку грандиозного проекта использования электрического заряда Земли.
Тесла провел множество опытов по применению различных тугоплавких материалов в качестве электродов для своих ламп. Одним из таких тугоплавких материалов был незадолго до этого искусственно созданный карборунд (карбид кремния). Экспериментируя с ним, Тесла пришел к заключению, что небольшой карборундовый электрод, способный выдержать очень высокие температуры, даст возможность, применяя токи высокой частоты, получить "по крайней мере в 20 раз большее количество света, чем дает современная лампа накаливания".
Опыты с карборундовыми электродами привели Теслу и к другим замечательным выводам. Прежде всего, он убедился в том, что для интенсивности света имеет значение не накал электрода (нити) лампы, а накал газовой среды, в которой находится электрод. Но как получить сильно накаленный газ, оставляя слабо нагретыми электрод и стеклянную колбу, в которой они помещены? Прежде всего, надо ясно представить себе, что стеклянная колба необходима лишь потому, что иначе нет возможности отделить вакуум внутри ее от окружающего воздуха нормального давления. Применение стеклянной колбы, следовательно, "...делается исключительно для того, чтобы этот прибор мог работать, так как при обычном атмосферном давлении он не способен действовать. В колбе мы имеем возможность усиливать интенсивность процесса в любой степени".
Яркость света, излучаемого лампой, рассуждал Тесла, зависит главным образом от частоты и напряжения, а также и от плотности электрического тока на поверхности электрода. Чтобы увеличить эту плотность, необходимо уменьшить размеры самого электрода. Пропуская через него ток высокой частоты, мы создаем отталкивание молекул газа от электрода. Эти молекулы с большой скоростью ударяются о стеклянную колбу и, потеряв заряд, с еще большей скоростью снова летят к электроду, а оттолкнувшись от него, повторяют этот процесс полета от электрода к стеклу и обратно.
От ударов молекул электрод накаляется все сильнее и сильнее и вскоре начинает отдавать тепло окружающему его газу. Этот раскаленный газ создает вокруг электрода как бы огненную фотосферу, аналогичную фотосфере Солнца. Применяя тугоплавкие электроды из алмаза, карборунда или окиси циркония, можно получить фотосферу объемом в тысячу раз большим, чем объем электрода. При этом электрические свойства газового окружения очень быстро приближаются к свойствам самого электрода, и фотосфера как бы сливается с самим электродом. В дальнейшем удары молекул, отскочивших от стеклянной колбы, сыплются не на сам электрод, а на ту фотосферу, которой он окружен. Этот процесс нарастает с большей скоростью и позволяет получать интенсивное излучение света за счет нагрева фотосферы.
За этим наблюдением таятся замечательные явления, на которые обратил внимание Тесла. Во-первых, в нем заложен принцип разгона мельчайших частиц вещества, циркулирующих между электродом и стеклянной колбой и накапливающих энергию. Известно, что принцип разгона частиц применен в современных установках - циклотронах, бетатронах и других, предназначенных для получения так называемых элементарных частиц с большими энергиями, с помощью которых производятся исследования внутреннего строения атомных ядер. Хотя эти установки и основаны на иных способах разгона, сама идея разгона частиц для придания им больших энергий в зародыше содержится уже в лекциях Николы Теслы.
Во-вторых, его наблюдение за процессом движения частиц (корпускул) в колбе осветительной лампы позволяет представить себе картину явлений, происходящих на Солнце. Тесла полагал, что центральная часть Солнца подобна раскаленному электроду, окруженному фотосферой, принимающей удары частиц, возвращающихся из окружающего пространства. Другой поток частиц с огромными электрическими зарядами выбрасывается этой фотосферой Солнца и направляется в межпланетное пространство в виде космического излучения.
Тесла не только высказал предположение о существовании корпускулярного излучения Солнца и потока космических частиц, но и вычислил их энергию, найдя ее напряжение равным сотням миллионов вольт. Эти данные близки к современным исследованиям.
Солнце, как и другие раскаленные небесные тела, ведет себя совершенно так же, как электрод, обладающий" весьма высоким электрическим зарядом. У Солнца и небесных тел нет стеклянной колбы, подобной оболочке ламп Теслы, и частицы от них уходят с большой скоростью до встречи с газовым окружением других небесных тел, например Земли.
В земной атмосфере, представляющей, как уже говорилось, одну из обкладок конденсатора, эти потоки частиц вызывают электрический заряд, который, в свою очередь, служит причиной самых различных атмосферных явлений - северных сияний, дождей, бурь и других изменений погоды. В то же время заряд наружной обкладки конденсатора вызывает соответствующие изменения как в изолирующем слое (непосредственно прилегающем к Земле слое атмосферы), так и в электрическом заряде Земли.
Как известно, эта догадка Теслы находит свое подтверждение в современных исследованиях космического излучения: именно от Солнца к Земле идет поток материальных частиц (корпускул), наряду с радиоизлучением Солнца оказывающий огромное влияние на метеорологические явления в атмосфере. От Земли же навстречу идет свой поток частиц, доходящий до Солнца. Но догадка еще не доказательство, и мысль Теслы была встречена с большим недоверием. "Этот чудак полагает, что на Землю действительно сыплется мусор вселенной, имеющий к тому же сказочные запасы энергии", - писал о нем один из журналов в Америке.
Искусственные спутники Земли, оборудованные соответствующей аппаратурой, позволят изучить и корпускулярное и электромагнитное излучения Солнца и других небесных тел, найти зависимость между ними и метеорологическими явлениями в атмосфере Земли, изучить влияние их на электрический потенциал нашей планеты. Начало этому изучению положено 4 октября 1957 года, когда первый в истории человеческого общества искусственный спутник Земли был создан русскими учеными, инженерами и рабочими и запущен для изучения верхних слоев атмосферы.
В лекции Тесла вновь возвратился к проблеме экономического освещения и возможности конкуренции между различными источниками света. Он говорил:
- Ни в одной отрасли электротехнической промышленности усовершенствования не являются столь значительными, как в области получения света. Каждый ученый, анализируя современные варварские методы освещения и недопустимые потери, неизбежные даже в лучших системах, должно быть, задает себе вопрос: каким же может быть свет будущего? Будет ли его давать твердое накаленное тело, как в современных лампах, или раскаленный газ, фосфоресцирующее тело, или какое-то подобие горелки, но значительно более эффективное?
- Нет, - отвечает на этот вопрос сам Тесла, - не газовая горелка будет источником света будущего. Экономичное получение света может быть осуществлено с помощью электричества, и усовершенствование его может идти по трем указанным путям: раскаленная нить или шарик, раскаленный или приведенный в особое состояние газ и, наконец, плазменные трубки - вот три источника света, над совершенствованием которых надлежит работать светотехникам всех стран. Но в любом случае необходимо ввести в широкое употребление токи высокой частоты.
Описал Тесла и опыт, являющийся предвестником электронного микроскопа. Нанеся на стеклянную колбу фосфоресцирующий состав, он наблюдал на нем увеличенное изображение находившегося в центре колбы раскаленного шарика. Не имея возможности объяснить это явление, Тесла все же заметил его и вскользь упомянул о нем. Спустя более пятидесяти лет на основе описанного, им явления и был построен прибор для изучения электронной эмиссии, что, в свою очередь, стало исходным моментом для создания электронного микроскопа.
Заканчивая лекцию, Тесла указал на огромное, необъятное поле деятельности для электриков, желающих развивать эту многообещающую отрасль знания:
- Моим главным стремлением при изложении этих данных было выделить открытые явления и особенности, а также выдвинуть те идеи, которые, как я надеюсь, послужат отправными пунктами для следующих отправных пунктов.
Новые мысли лавиной обрушились на слушателей, не успевавших следить за частностями и воспринимавших все величие замысла как нечто пришедшее из далекого будущего.
Зал института не мог вместить всех желающих слышать Теслу. Поэтому после лекции руководители Королевского общества обратились к гостю с просьбой повторить свое сообщение на следующий день в парадном зале общества, но Тесла, не любивший восторженных выражений восхищения слушателей, наотрез отказался от второй лекции. Было известно, что не в характере этого человека менять свои решения, и не было никакой надежды уговорить его выступить вторично.
Однако президент Королевского общества недаром поручил вести переговоры с Теслой известному шотландскому физику профессору Королевского института Джемсу Дьюару, который был известен своей невероятной настойчивостью в достижении цели. Он пригласил Теслу в зал Королевского общества, усадил его в кресло Фарадея - священную реликвию английской науки - и снова повторил все свои доводы о необходимости прочесть лекцию. Дьюар указал и на то, что ни один ученый со дня смерти Фарадея не удостаивался чести, оказанной Тесле. Во время разговора Дьюар достал из шкафа начатую бутылку виски, недопитую в свое время Фарадеем, также хранившуюся здесь как реликвия, и угостил Теслу из стакана, к которому не прикасались ничьи губы после смерти гениального английского физика. Такие почести не могли не тронуть Теслу, и он согласился прочитать лекцию, но несколько иного содержания.
Экстренное, внеочередное заседание Королевского общества 4 февраля 1892 года проходило под председательством выдающегося физика, секретаря общества, Джона Рэлея, так же, как и другие слушатели, пораженного опытами и мыслями Теслы. Поэтому неудивительно, что он излил в адрес Теслы самые высокие похвалы, превознося его заслуги перед мировой наукой. Но пожелание, которым закончил Рэлей выражение своего восхищения мастерством опытов гостя, свидетельствовало о том, что он не принимал полностью величественные замыслы Теслы.
- Вы на редкость одаренный ученый, - говорил Рэлей. - Мой совет: сосредоточьте усилия на одной из ваших великих идей, разработайте ее до конца, дайте миру возможность воспользоваться ею как можно скорее. Что же касается ваших стремлений решать все вопросы, так сказать, с космическим размахом, то, право же, время для этого еще не пришло. Вы хотите от нас слишком многого.
Мы не знаем, каков был ответ Теслы английскому физику. Но именно этот космический масштаб, ни с чем не сравнимый диапазон рожденных и выношенных им идей были присущи всему его творчеству. Совет Рэлея был подобен тому, как если бы отважному путешественнику, открывающему контуры неизвестных стран, предложили бы соблазниться прекрасной природой одной из них и построить уютную ферму. Нет, Тесла хотел открывать эти новые страны.
Нет, не строить уютные фермы, не заниматься усовершенствованием уже найденного, а стремительно двигаться вперед. Только это привлекало Теслу. И он в своем устремлении не смог уловить в словах Рэлея справедливого предостережения от опасности уйти по увлекательному, но неверному пути. Уйти одному.
Через несколько дней Николу Теслу встречали как величайшую знаменитость в Париже. 18 февраля он повторил для членов Французского физического общества и Международного общества электриков свою первую лондонскую лекцию, и она снова имела шумный успех. Опыты произвели необычайное впечатление и дали огромный материал для работ французских физиков. Множество статей во французских, русских, немецких и австрийских журналах описывали опыты Теслы и излагали его оригинальные мысли.
Следующая лекция должна была быть прочитана во Франкфурте-на-Майне, но через два дня после выступления в Париже - 20 февраля - Тесла получил телеграмму из Госпича с сообщением о тяжелой болезни матери. Мысль о том, что он может не застать ее в живых, так напугала ученого, что он нанял специальный поезд-экспресс, домчавший его до Загреба. Часто меняя лошадей, Тесла за несколько часов приехал в Госпич и застал мать умирающей. Целый день мать и сын провели вместе. Джука Тесла одобрила планы Николы, советуя ему не поддаваться соблазнам, связанным с необычайными успехами в обществе. Наука, одна наука, одна страсть должна владеть им. Эти слова умирающей матери, единственного человека, понявшего полностью величественный замысел своего сына, были ее завещанием.
Ночью она умерла.
Наутро сестры Николы увидели на его голове тонкую седую прядь, резко выделявшуюся на иссиня-черных волосах, напоминавших блеск редкого черного янтаря.
Похоронив мать, Тесла заболел и две недели провел в Пласки у любимой сестры Марицы. В эти дни к нему со всех концов родной страны приходили приглашения побывать и рассказать о своей работе. Особенно настаивали студенты Загреба и Белграда.
И Тесла, отклонивший предложение о дальнейшей поездке в столицы Германии и России, поехал в Белград, показав всему миру, что родная страна бесконечно дорога его сердцу. Студенты Белградской высшей школы собрались перед домом, где он остановился, приветствовали великого ученого бурной овацией. В честь Теслы был дан большой обед.
Присутствовавший на обеде Иован Змай прочел стихи, напечатанные затем в газете "Сербский вестник". В них он назвал Николу Теслу гордостью сербского народа и подчеркнул его неразрывную связь с родиной:
...И тебя, Тесла, в ком Исполинских мыслей рой,
Неодолимо влечет вернуться,
Чтобы поцеловать свою родную землю.
Растроганный Тесла обнял и поцеловал Змая и, обращаясь к собравшимся, сказал:
- У меня есть кое-что, что, может быть, и является заблуждением - это часто бывает у молодых и восторженных людей. Но если мне выпадет счастье осуществить некоторые из моих идей, это явится полезным и добрым делом для всего человечества. Если мои надежды оправдаются, самой дорогой и приятной для меня мыслью будет мысль о том, что это дело серба.
Смерть матери и последние слова ее заставляли задуматься о многом. Наука, одна наука! А разве для него существует еще что-либо, кроме нее? Даже свои великолепные обеды, прославленные в Нью-Йорке едва ли не больше, чем приемы в Белом доме, разве и они не для науки? Не хотел ли он этим привлечь внимание передовых и мыслящих деятелей Америки к своим открытиям?
И все же он ловил себя на мысли о том, что обычный человек со всеми человеческими слабостями и привязанностями вторгается в жизнь большого ученого и мешает ему. Разве не было доли тщеславия в его жизни за последние годы?
Нет, мать права. Наука, одна наука, одна всепоглощающая страсть! Твердое решение изменить образ жизни, не расходовать ни одной минуты на что-либо отвлекающее его от науки придало Тесле бодрость. Расставшись с друзьями, он через Загреб и Вену проехал в Гавр и снова - в третий раз - пересек океан.
В начале лета Тесла уже был на Пятой авеню, среди своих необычайных приборов. Снова работа с утра до поздней ночи - вернее, до рассвета. Снова одинокая жизнь на этот раз в отеле "Гербах". Ни одного званого обеда, ни одного приглашения посетить лабораторию, хотя двери ее, как и ранее, были гостеприимно открыты для близких друзей.
Только семья Джонсонов по-прежнему часто видела его у себя. С Робертом его связывала все крепнущая, искренняя дружба. Катарин Джонсон, женщина красивая и умная, с большой душой и тактом, понимала, как нуждается Никола Тесла в теплом и чутком внимании. Она хорошо знала Теслу, видела все его достоинства и недостатки, разделяла его успехи и неудачи, уважала привычки и привязанности, его благородный в самом высоком смысле слова характер, твердость и настойчивость. Быть может, эта женщина и могла бы стать спутницей жизни одинокого ученого.
Но она была женой друга Теслы... И все-таки доброта и какое-то родственное влечение этой женщины к Тесле сыграли в его жизни большую роль. За много лет их дружбы она не раз поддерживала его в трудную минуту.
Тесла твердо решил отказаться от мысли о женитьбе и возвел это решение в принцип, утверждая, что женитьба нужна лишь "писателям и музыкантам, так как она способствует их вдохновению. Ученый же должен посвящать все свои чувства только науке, ибо, поделив их, он не сможет дать науке все, что от него требуется".
Одиночество стало для него привычным, и он считал, что только оно дает возможность настоящего творчества.
"Быть одному - вот то время, когда рождаются идеи", - писал он в одном из писем. Быть одному! Верно ли это?..
Бесспорно, Тесла был прав, считая уединение от суеты и шума, бесплодных споров и пустых дискуссий самой благоприятной обстановкой для глубокого, оригинального научного творчества. Именно в таких условиях были сделаны многие важнейшие научные открытия, созданы величайшие творения человеческого гения.
Но это уединение не должно отрывать ученого от жизни, от поставленных ею задач. Оно не должно отрывать ученого от широкого общения с другими учеными, от коллектива, ибо давно уже прошло то время, когда одному энциклопедически образованному ученому удавалось находить истину в тиши кабинета.
Тесла искал одиночества лишь потому, что хотел сделать как можно больше для науки, для блага людей. Ради этого он отказался от всех житейских удовольствий, замкнулся в научном творчестве. Но в тех случаях, когда его знания и огромный авторитет могли принести несомненную пользу, Тесла с кипучей энергией участвовал в общественной жизни. Многие годы он принимал участие в работе Американского института электроинженеров и был одно время его вице-президентом. Но в личной жизни Тесла был всегда одинок. Он часто вспоминал мать, ее последние слова, ее завет. Однажды утром, взглянув в зеркало, Тесла с удивлением заметил исчезновение седой пряди волос. Она снова была черной.