Никола Тесла: человек, который изобрел XX век

10 июля 2018

19 мин

Человек, который изобрел XX век - Никола Тесла

В 2003 году Илон Маск, совместно с командой талантливых инженеров, основал компанию, нацеленную на разработку и производство электромобилей. Компания получила название Tesla Motors (в настоящее время Tesla, Inc.) в честь выдающегося ученого Николы Теслы. Именно Тесла более века назад разработал схему электродвигателя, которая и сегодня используется в современных электромобилях. До сих пор остается загадкой, как ему удалось создать такое изобретение на заре развития современной физики. Впрочем, это лишь одна из многих тайн, окружающих изобретения и биографию этого ученого.

Первые годы жизни и обучения Николы Теслы

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в сербском селе Смиляны, которое в то время входило в состав Австрийской империи (позже Австро-Венгрии). Ему прочили карьеру священнослужителя, поскольку его отец и дед по материнской линии были священниками. Однако Никола с раннего возраста проявлял огромный интерес к точным наукам и мечтал стать инженером. Он собирался поступать в семинарию, опасаясь расстроить родителей своим выбором. Шанс осуществить свою мечту представился во время эпидемии холеры. Видя, как болезнь измотала сына, отец не только позволил ему следовать за своей мечтой, но и пообещал помочь с поступлением в лучшее техническое учебное заведение Европы.

В 1875 году Тесла поступил в Высшее техническое училище в Граце (ныне Грацский технический университет). Он сам считал эту дату началом своей настоящей жизни. Никола был увлечен учебой и занимался с невероятным усердием. Он быстро стал одним из лучших студентов на курсе. Преподаватели начали ставить Теслу в пример, что вызвало неприязнь и зависть со стороны однокурсников, а в дальнейшем и травлю. В отчаянии Тесла решил попробовать вести образ жизни большинства студентов: посещать бары и играть в азартные игры. Все началось с бильярда, а закончилось картами. Естественно, что на учебу оставалось все меньше времени. В результате, в декабре 1878 года за неуспеваемость и неподобающее поведение его исключили из училища. Однако такой резкий поворот событий не остановил его падение.

Неизвестно, чем бы все закончилось, если бы в марте 1879 года его, как бродягу, не выслали домой по полицейскому протоколу. Об этом периоде Тесла вспоминал в своих дневниках с горечью и стыдом, ведь он не только оставил любимое дело, но и вверг семью в долги. После серьезного разговора сначала с отцом, а затем с матерью, в нем навсегда умер беспутный игрок и любитель выпивки. «Мое отвращение к азартным играм стало таким сильным, что когда я видел карты, бильярдный стол или кости, то испытывал то же самое чувство, которое появляется у меня при виде нечистот», — писал ученый.

Жизнь в Европе и первые изобретения

Оставив позади разгульную жизнь, Тесла, вновь охваченный жаждой знаний, отправился в Прагу, чтобы продолжить образование. Через год один из родственников по материнской линии предложил ему работу на строительстве телефонной станции в Будапеште: там требовались квалифицированные и энергичные инженеры. Молодой человек с радостью согласился, так как был неудовлетворен уровнем обучения в Пражском университете. Работа в компании оказалась для Николы достаточно легкой: благодаря невысоким темпам строительства у него оставалось время для прогулок по Будапешту и размышлений о науке.

Первое полноценное изобретение Никола Теслы — телефонный усилитель

Именно в Будапеште Тесла сделал свое первое значимое изобретение — телефонный усилитель. Новость о нем быстро распространилась по Европе и создала хорошую репутацию молодому ученому. Благодаря этому, по окончании строительства телефонной станции в 1882 году, Тесла без труда устроился в Континентальную компанию Эдисона (Continental Edison Company) в Париже. В столице Франции он работал инженером по монтажу и ремонту электроустановок.

В 1883 году Николе Тесле поручили запуск новой электростанции на железнодорожном вокзале в Страсбурге, пообещав в случае успеха внушительное вознаграждение в размере 25 000 долларов (огромная сумма по тем временам). Дело в том, что во время первой попытки открытия вокзала в присутствии высокопоставленных лиц произошел пожар из-за короткого замыкания на подстанции, и обрушилась стена. Поэтому новую электростанцию нужно было запустить в кратчайшие сроки. Тесла блестяще справился с этой непростой задачей, однако руководитель местного отделения Continental Edison Company отказался выплачивать обещанную премию. Оскорбленный начинающий изобретатель, несмотря на почти полное отсутствие сбережений, немедленно уволился.

Мысли о России и переезд в Америку

Оставшись без работы, Никола Тесла оказался перед сложным выбором. Он всерьез рассматривал возможность переезда в Россию. Его привлекали высокий уровень подготовки и пытливый ум русских инженеров, с которыми он встречался в Париже. Один из его знакомых, Алексей Жаркевич, даже подготовил рекомендательное письмо профессору Московского университета Николаю Любимову. Однако сотрудник Continental Edison Company отговорил Теслу от этой идеи, предложив ему работу в Америке у Томаса Эдисона, который в то время был кумиром молодого изобретателя. Предложенные условия показались Николе приемлемыми. В результате, 6 июля 1884 года Тесла прибыл в Америку.

Работа в компании Эдисона

Оказавшись в Америке, Тесла был невероятно счастлив. Позади остались разочарование в Париже и долгое, мучительное плавание на корабле, а впереди его ждала работа инженером по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока у одного из величайших изобретателей того времени – Томаса Эдисона. Тесла с энтузиазмом взялся за свои обязанности. Он легко и быстро устранял любые неполадки в существующих изобретениях компании.

Видя талант и энтузиазм молодого инженера, Эдисон начал поручать ему все более сложные задачи. Однажды он пообещал Николе 50 000 долларов, если тот сможет конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, запатентованные компанией (они довольно часто выходили из строя). Тесла успешно справился с задачей, представив 24 новые версии приборов, и спросил об обещанной премии. Эдисон рассмеялся и ответил, что серб плохо понимает американский юмор: никакой премии не будет, и максимум, на что может рассчитывать Никола, — это прибавка к жалованью в 10 долларов в неделю. Тесла счел это предложение унизительным, отказался от него и уволился.

Через тернии к собственной лаборатории

Работая в компании Эдисона, Тесла приобрел известность в определенных кругах. Довольно быстро нашлись люди, предложившие ему создать новую компанию, связанную с электрическим освещением. Идея пришлась Тесле по душе. Он начал исследования в новом направлении, результатом которых стало изобретение дуговой лампы для уличного освещения.

Помимо ламп, Никола предложил компаньонам заняться изучением переменного тока, но те отказались, как и выплачивать ученому полагающиеся деньги за проделанную работу. Вместо этого они предложили в качестве компенсации ничего не стоящие акции компании. Поняв, что договориться не удастся, псевдотоварищи избавились от Теслы, оклеветав и опорочив его. Никола снова остался без работы и денег, но на этот раз еще и с подорванной репутацией, из-за чего никто не хотел брать его на работу.

Тесла снял помещение под офис на Пятой авеню, недалеко от конторы Эдисона, стремясь показать своему бывшему работодателю и обидчику, что он, несмотря ни на что, продолжает работать и добивается успеха. Репутация изобретателя начала восстанавливаться. Им заинтересовался президент Американского института инженеров-электриков (в настоящее время IEEE - Институт инженеров электротехники и электроники). В мае 1888 года по его приглашению Тесла прочитал лекцию перед группой ученых о своей системе двигателей и трансформаторов переменного тока. Вряд ли Тесла мог тогда представить, что в начале XXI века плотность энергии достигнет уровня, который позволит грузовику проезжать сотни километров на одном заряде аккумулятора. Именно такие характеристики Tesla обещает для своих фур Semi. Первые поставки Semi начались в декабре 2022 года.

Система двигателей и трансформаторов переменного тока

Эта лекция способствовала знакомству Николы с известным промышленником Джорджем Вестингаузом, который выкупил у Теслы более 40 патентов, а также пригласил его на должность консультанта на свои заводы в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Никола с радостью принял предложение, поскольку, после нескольких лет безуспешных попыток убедить всех в перспективности переменного тока, наконец, встретил единомышленника. Промышленник был готов не только инвестировать в его разработки, но и предоставить ученому все необходимое для работы. Сотрудничество продлилось около года, после чего Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке, так как из-за проблем в коллективе работа на Вестингауза не приносила ему удовлетворения и отнимала много времени, лишая возможности заниматься новыми изобретениями.

Война токов

Существуют два вида тока: переменный и постоянный. Переменный ток имеет два главных преимущества перед постоянным: возможность передавать электроэнергию на большие расстояния с минимальными потерями, а также простоту и надежность машин — генераторов и двигателей. Однако в конце XIX века в это мало кто верил, поскольку главный авторитет в науке того времени, промышленник Томас Эдисон, утверждал обратное. В 1890 году в США работало более сотни электростанций постоянного тока. Эдисон планировал значительно увеличить это число и покрыть сетью своих электростанций всю страну, от Аляски до Флориды.

Однако на его пути встали Вестингауз и Тесла, делавшие ставку на переменный ток. Началось великое противостояние между учеными и предпринимателями, получившее название «Война токов». Согласно мемуарам Николы Теслы, чтобы одержать победу в этой нелегкой борьбе, Эдисон прибегал к «черному» PR, например, распространял слухи об опасности переменного тока для жизни, в отличие от постоянного. Он даже способствовал принятию закона о казни на электрическом стуле, в котором использовался переменный ток, чтобы настроить общественное мнение против переменного тока. Однако в 1893 году Тесле и Вестингаузу удалось одержать победу и получить огромный заказ на освещение Всемирной выставки в Чикаго (200 000 ламп).

Тесла, наконец, получил возможность спокойно работать. Он активно занимался изучением токов высокой частоты и возможностью получения света посредством высокочастотных колебаний в лампах накаливания. По словам ученого, первая половина 1890-х годов стала самым продуктивным периодом его жизни, но 13 марта 1895 года случилась трагедия: в лаборатории на Пятой авеню произошел пожар. Последние достижения изобретателя: механический осциллятор, стенд для испытаний новых ламп, макет устройства для беспроводной передачи сообщений на дальние расстояния и установка для исследования природы электричества — сгорели дотла, как и само здание. Многие обвиняли Эдисона в причастности к пожару, но сам Тесла это отрицал.

Беспроводная передача сигналов

Во время пожара сгорели три первых прототипа дистанционно управляемых устройств, но Тесла достаточно быстро смог их воссоздать по памяти. Для демонстрации на Электрической выставке в Нью-Йорке он выбрал радиоуправляемую лодку. К сожалению, публика прохладно встретила новинку. Заинтересовались ею только военные, увидевшие возможность использовать её как средство для торпедирования кораблей противника, однако высокая стоимость проекта сразу же охладила их интерес. Слава первооткрывателя в области беспроводной передачи сигналов незаслуженно досталась Гульельмо Маркони, который на той же выставке продемонстрировал взрывающиеся по радиосигналу мины.

В 1900 году итальянец намеревался запатентовать в США свое открытие по передаче радиосигналов на расстояние, но патентное бюро ему отказало, сославшись на то, что ранее этот патент был получен Теслой. Это не остановило Маркони, и в 1904 году (а не в 1905) он добился аннулирования патентов Теслы и признания своего первенства в этой области.

Существуют предположения, что это произошло не без помощи Эдисона. Справедливость восторжествовала лишь после смерти Теслы. В 1943 году Верховный суд США постановил, что первооткрывателем беспроводной связи был Никола Тесла. Хотя, справедливости ради, стоит отметить, что в разных странах изобретателем радио считают разных ученых; например, в России — физика Александра Попова.

Мировая система

Помимо беспроводной передачи связи и радиосигналов, Тесла занимался исследованием беспроводной передачи энергии. Свой проект он назвал «Мировая система». Для его реализации требовалось построить 30 башен-резонаторов в разных точках земного шара. Установленные на башнях излучатели вызывали бы колебания определенной частоты в атмосфере. Под башнями, в земле, должны были располагаться заполненные маслом каналы, в которых с помощью насосов создавались бы колебания, передаваемые земле. Таким образом, формировалась замкнутая система, позволяющая передавать на большие расстояния энергию и радиосвязь. В поисках инвестора Никола Тесла обратился к Джону Моргану, но рассказал лишь об одной из будущих функций Мировой системы — передаче радиосигналов через океан.

Промышленный магнат согласился финансировать проект, но довольно быстро прекратил поддержку, когда, увидев мощный фундамент, понял, что башня предназначена, в первую очередь, для чего-то другого, а не только для передачи радиосигналов. Морган заявил, что его обманули. В прессе разразился громкий скандал. После этого найти других инвесторов Тесле не удалось. Изобретатель вложил в проект все свои сбережения, но этой суммы оказалось недостаточно для завершения строительства. Недостроенная башня простояла до 1917 года, после чего была взорвана властями, опасавшимися ее использования в шпионских целях.

Несмотря на сильное душевное потрясение после неудачи с Мировой системой, Тесла продолжал активно работать и патентовать свои изобретения. В последние годы жизни он занимался разработкой безлопастных турбин, устройств для радиолокационного обнаружения подводных лодок, а также изучением возможностей получения сверхвысоких напряжений. Умер Никола Тесла в Нью-Йорке в ночь с 7 на 8 января 1943 года. Урну с прахом сначала установили на местном кладбище в Нью-Йорке, а затем перенесли в Музей Николы Теслы в Белграде.

Здорово, что имя великого ученого до сих пор у всех на слуху, а одноименная компания привлекает все больше поклонников.