Наутро Тесла отправился на вокзал. Багаж его состоял из маленького сверточка с бельем. Все остальное было рассовано по карманам. Наиболее ценные вещи – две тетради, в одной из которых мелким почерком были записаны мысли, вызванные изобретением, сделанным в Будапештском городском парке, а в другой стихи сербских и хорватских поэтов, – также лежали во внутреннем кармане пиджака.
На многолюдном перроне вокзала Гаврской железной дороги в Париже Тесла вновь отдался своим мыслям и вскоре обнаружил отсутствие свертка в руках и пропажу кошелька с деньгами и, главное, с обоими билетами. Пока он размышлял о создавшемся положении и искал выхода из него, поезд тронулся с места. Продолжая раздумывать, Тесла побежал за поездом, мысленно подсчитывая сохранившуюся в жилетных карманах мелочь. У самого конца перрона он все же принял решение и вскочил на подножку последнего вагона.
На следующей станции Тесла приобрел самый дешевый билет до Гавра. В парту он убедил владельца парохода в том, что его билет потерян, и так как к отходу парохода действительно не нашлось претендента на его место, «безбилетному» пассажиру было разрешено ехать до Нью-Йорка.
Для Николы Теслы это путешествие было мучительной пыткой. Без соответствующей одежды, голодный, он просиживал большую часть времени в своей каюте. Счастливый случай пришел на помощь. Капитан парохода обратил внимание на странного пассажира и пригласил его к своему столу. Услышав историю молодого изобретателя, капитан предложил Тесле обедать вместе с ним все время пути. Будущий знаменитый инженер охотно принял это любезное приглашение, сделанное как нельзя кстати.
Но неожиданное нелепое происшествие нарушило благополучное путешествие. На палубе вспыхнула драка между матросами, причем, как это всегда бывает, команда разделилась на две группы. В разгар драки Тесла случайно очутился в ее центре, между обеими группами. Не имея ни малейшего желания участвовать в потасовке, он, однако, был вынужден защищаться от сыплющихся на него со всех сторон ударов. Будучи на целую голову выше самого высокого из матросов, длиннорукий, физически очень сильный, Тесла легко обеспечил свою безопасность. На беду на палубу выскочил капитан. По-видимому, вид дерущегося Теслы произвел на него неблагоприятное впечатление. Во всяком случае, он перестал приглашать беспокойного пассажира обедать в своем обществе.
К счастью, пароход вскоре прибыл в Нью-Йорк. Всего с четырьмя центами в кармане, никому не известный в этой стране, надеясь лишь на свою необычайную трудоспособность и преисполненный самых радужных надежд, вступил Никола Тесла на землю, прозванную «землей золотых обещаний».
Скоро, очень скоро он узнал, что означают эти «обещания». Жизнь открыла ему глаза на их истинную цену.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Без денег, полуголодный, сошел Никола Тесла на берег в Нью-Йорке. Решение немедленно отправиться к Эдисону он принял не без колебаний – ни костюм, ни состояние его не могли создать благоприятного впечатления. В раздумье шагал Тесла по незнакомым улицам в направлении, указанном полисменом. Рассматривая витрины магазинов и мастерских, Никола случайно увидел сквозь одну из них, как выбившийся из сил пожилой мужчина тщетно пытался наладить работу небольшого генератора, служившего для освещения. Тесла решительно вошел в помещение и предложил свои услуги. Недоверчивое отношение владельца мастерской вскоре сменилось удивлением. Когда же генератор заработал и Тесла, довольный своим успехом, хотел удалиться, хозяин заставил его принять не только слова благодарности, но и небольшую сумму денег. Вряд ли когда-либо Тесла был более обрадован неожиданным заработком, чем на этот раз. Полученные им несколько долларов позволили прилично пообедать, снять номер в гостинице.
На следующее утро Тесла отправился в контору Нью-Йоркского отделения Общества электрического освещения Эдисона. Здесь, в старинном доме на Пятой авеню, помещались лаборатория, мастерские и личный кабинет Томаса Альвы Эдисона. Отыскать этот дом было нетрудно – с утра до поздней ночи около него толпились любопытные, привлеченные редкой по тем временам рекламой Общества электрического освещения.
– Могу ли я видеть мистера Эдисона? – спросил Тесла секретаря.
– Мистер Эдисон не имеет возможности принимать всех желающих его видеть, – последовал ответ.
– Но я специально прибыл для этого из Европы.
Секретарь Эдисона подняла глаза на высокого худощавого мужчину и без тени удивления сказала:
– К мистеру Эдисону приезжают и из других частей света, но это не увеличивает числа часов в сутках.
– Тогда я попрошу вас передать мистеру Эдисону письмо, которое я привез ему от Чарлза Бечлора.
– О! Это другое дело. Я сейчас же доложу о вас мистер, мистер…
– Тесла. Никола Тесла.
Через несколько минут Никола Тесла вошел в кабинет того, кого во всех уголках США называли «волшебником из Менло-парка».
Прославленный изобретатель прочитал письмо Бечлора и внимательно выслушал Николу Теслу, но остался совершенно равнодушным к его идеям применения многофазных переменных токов. Он и раньше из сообщений Континентальной компании знал кое-что о своем посетителе и ценил в молодом инженере только его действительно исключительную работоспособность.
Эдисон познакомил Теслу с Итоком, председателем Нью-Йоркского отделения общества, и рекомендовал его как опытного инженера-электрика. Тесла немедленно был принят в мастерские общества на скромную должность инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Вскоре Нью-Йоркское отделение общества получило заказ на ремонт генератора на корабле «Орегон», который должен был отплыть в Европу к вечеру следующего дня. Казалось невозможным в такой короткий срок найти и устранить неисправность в генераторе. Отмена же рейса потребовала бы уплаты большой неустойки, так как все билеты на судно были распроданы.
Дело поручили Тесле. Опыт работы в Европе и глубокие знания помогли ему быстро установить неисправность генератора – короткое замыкание витков обмотки – и устранить ее, перемотав сгоревшую катушку. Для этого Тесле пришлось проработать свыше двадцати часов, не сходя с судна. Эдисон и Иток остались очень довольны Теслой, но Эдисом высказал свое удовлетворение лишь нескольким близким друзьям.
После этого случая авторитет Теслы как инженера сильно возрос, хотя Эдисон относился к нему довольно холодно. С увлечением работая в мастерских по восемнадцать-двадцать часов в сутки, Тесла все же находил время для разработки вопросов использования многофазных переменных токов. Эдисон все более и более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий Теслы. Вскоре между Эдисоном, стремившимся главным образом к разработке изобретений, обещавших быструю реализацию и значительные доходы [5], и «философствующим», как назвал его Эдисон, Николой Теслой наметились серьезные разногласия. Их взаимную холодность к тому же усугубил совершенно различный подход обоих изобретателей к решению инженерных проблем. Эдисон отрицал необходимость теоретических предпосылок экспериментальных исследований. Решение поставленной задачи он находил путем производства огромного числа разнообразных опытов, что требовало значительных, часто совершенно неоправданных затрат труда.
Однажды в дружеской беседе с Итоном Тесла так охарактеризовал метод работы Эдисона:
– Если бы ему понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения, но немедленно, с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны: он может затратить огромное количество энергии и времени и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие теоретические знания и вычисления сэкономили бы ему тридцать процентов труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу американца.
Узнав об этой оценке своей деятельности, Эдисон ответил Тесле словами, смысл которых почти полностью совпал с тем, что позднее было произнесено им в день своего сорокалетия в 1887 году:
– Я не исследую законов природы и не сделал крупных открытий. Я не изучал их так, как изучали их Ньютон, Кеплер, Фарадей и Генри для того, чтобы узнать истину. Я только профессиональный изобретатель. Все мои изыскания и опыты производились исключительно в целях отыскать что-либо имеющее практическую ценность.
В противоположность Эдисону Тесла любую возникавшую у него идею глубоко и всесторонне обдумывал, основывал теоретически все положения и приступал к экспериментальной проверке лишь того, что было им тщательно отобрано среди различных вариантов. Тесла совмещал в себе и выдающегося ученого и блестящего экспериментатора, причем именно первый преобладал в нем.
Это различие методов работы двух выдающихся инженеров отражает глубокую противоположность их образа мышления, их теоретической подготовки, их внутренних убеждений. Изобретатель-экспериментатор и изобретатель-ученый шли в своей творческой деятельности различными путями. До некоторых пор эти различия не мешали совместной работе обоих инженеров. Однако вскоре они стали поводом многочисленных споров и значительно обострили отношения между Н. Теслой и Эдисоном.
Несмотря на это, увлечение Теслы работой было необычайным. Он приходил в мастерские в десять часов тридцать минут утра и трудился до пяти часов утра следующих суток. Не обзаведясь ни постоянным жильем, ни семьей, Тесла часто оставался отдохнуть на несколько часов здесь же в мастерской. Насколько Эдисон ценил это качество, видно хотя бы из той характеристики, которую он дал одному из своих помощников. Возможно, это было сказано именно о Тесле, возможно, и о ком-либо другом, но слова эти полностью могут быть, отнесены к нему: «Когда он чувствовал потребность в отдыхе, – писал Эдисон, – он ложился на скамейку, здесь же в мастерской и после 20 минут сна вставал свежий и бодрый. В этом отношении был он чрезвычайно похож на меня, и я очень гордился тем, что мне, наконец, удалось найти такого человека».
Но взгляды обоих изобретателей, обладавших изумительной работоспособностью, на цель интенсивной деятельности человека были прямо противоположны. Эдисон считал идеальными и образцовыми для всего общества порядки своей лаборатории, в которой сотрудники работали по 20 часов в сутки, отдыхая не более четырех. Тесла, возражая на это, говорил, что он отдает все свои силы созданию такой техники, которая сделала бы достаточным четырехчасовой рабочий день, давая возможность всем людям двадцать часов в сутки использовать для отдыха и учения.
Однажды Эдисон предложил Николе Тесле разработать конструктивные улучшения электрических машин постоянного тока, изобретенных самим Эдисоном. В случае успешного решения поставленной задачи он обещал премию в 50 тысяч долларов. Тесла принялся за дело и вскоре сконструировал двадцать четыре различные разновидности машины Эдисона, создав для нее новый коммутатор и регулятор, чем значительно улучшил эксплуатационные качества этих наиболее распространенных в то время в США электрогенераторов и электродвигателей.
Работа доставила Тесле большое удовлетворение – его усовершенствования полностью решали задачи, поставленные, но не решенные самим Эдисоном. К тому же заслуженная премия должна была дать возможность организовать опыты по дальнейшему совершенствованию разработанной Теслой системы машин многофазных переменных токов.
Эдисон полностью одобрил все предложения Теслы, но по поводу обещанных 50 тысяч долларов сказал, что, по-видимому, иммигрант, недавно живущий в США, еще плохо понимает американский юмор и что обещание этой награды было не более чем шуткой.
Вряд ли знал Эдисон, какую глубокую травму нанес он впечатлительному и доверчивому изобретателю. На всю жизнь запомнил Тесла эту злую шутку, так грубо разрушавшую все его мечты о дальнейшей работе. Значит, в мире, где все продается и покупается, нет слова чести. И Тесле было особенно больно оттого, что этот урок капиталистических нравов ему преподал человек науки, талантливый и знаменитый. Несмотря на полную материальную необеспеченность, гордый и щепетильный иммигрант немедленно отказался от дальнейшей работы у Эдисона. Это произошло весной 1885 года, всего через год после приезда его в США. За этот небольшой срок Тесла приобрел известность в деловых кругах США, ценивших в нем глубокие и разносторонние знания в области электротехники и работоспособность.
Узнав о разрыве между Теслой и Эдисоном, группа электротехников-дельцов предложила Тесле организовать собственное общество электрического освещения. Но, выслушав его проекты применения переменного тока, они отказались от своего первоначального предложения и ограничились советом создать проект дуговой лампы, пригодной для освещения улиц и площадей.
Через год Тесла разработал конструкцию такой лампы. Однако вместо оплаты дельцы, с которыми имел дело Тесла, дали ему часть акций созданной компании по эксплуатации его изобретения и постарались отделаться от него. На протесты Теслы последовала разнузданная кампания клеветы, причем самого его пытались опорочить как инженера и изобретателя. В глубоком отчаянии Тесла пришел к убеждению, что Новый Свет (как тогда называли Америку) ничем не лучше Старого.
С осени 1886 года до весны 1887 года он перепробовал самые различные профессии: работал поденщиком, грузчиком, рыл канавы. Год, прожитый в необычайных лишениях, когда он, по собственному признанию, «спал, где придется, ел, что найдет», подействовал на него угнетающе. «Я жил этот год со слезами и сердечной болью», – писал позднее Николай Тесла. Почти умирающий с голоду, затравленный материальной нуждой, хорошо оценивший все прелести «земли золотых обещаний», он уже окончательно решил уехать обратно в Европу.
В апреле 1887 года Тесла познакомился с инженером Брауном, близким к некоторым руководителям Западной телеграфной компании, но в это время вынужденным, как Никола, жить случайными заработками. После нескольких месяцев совместной работы Браун, увлеченный смелыми мыслями изобретателя, уговорил своих знакомых оказать Тесле небольшую финансовую помощь для создания общества электрического освещения. Сам Браун внес весь свой наличный капитал – пятьдесят долларов –в дело, которое, по его твердому убеждению, вскоре должно было принести миллионные прибыли. Но Тесла и не думал о прибылях. Обрадованный возможностью продолжать работу над совершенствованием своего изобретения, он согласился с друзьями Брауна, советовавшими создать собственную компанию «Тесла арк лайт компани» лишь для того, чтобы иметь мастерские, в которых он мог бы экспериментировать со своими машинами переменного тока.
На этот раз Тесле повезло. Созданная им компания вскоре начала осуществлять в больших масштабах освещение улиц и площадей городов США дуговыми лампами Теслы. Деятельность ее приобрела огромный размах. Появились надежды на такие доходы, о которые Тесла ранее не смел и мечтать.
По какой-то прихоти он нанял помещение под контору своей кампании в доме №35 на Пятой авеню, неподалеку от дома Общества электрического освещения Эдисона. Между двумя изобретателями началась жестокая конкурентная борьба, отражающая соперничество между постоянным и переменным током. На стороне Эдисона был могущественный союзник – банкирский дом Моргана. И хотя финансовая мощь той или иной компании всегда оказывалась сильнее всех других доводов, сильнее научных фактов, «Тесла арк лайт компани», не имевшая влиятельные покровителей, все же постепенно расширяла свою деятельность. Вскоре Тесла организовал общество «Тесла электрик компании», значительно более мощное, имевшее необходимые средства для обеспечения постановки опытов в области переменных токов.
Получив возможность продолжить изобретательскую деятельность, Тесла снова загорелся. Несмотря на то, что со времени его открытия в Будапештском парке прошло пять лет, он помнил до мельчайших подробностей все продуманные тогда схемы электродвигателей многофазного переменного тока. В мастерских «Тесла электрик компани» он создал модели генераторов, электродвигателей, трансформаторов и всей аппаратуры, необходимой для эксплуатации устройств переменного двухфазного тока. Построенные им двухфазные электродвигатели обладали свойствами, близкими к свойствам лучших электродвигателей постоянного тока, и обещали в будущем еще более хорошие результаты.
Большое значение для дальнейших успехов Теслы в области конструирования электродвигателей переменного тока имело признание профессором Корнельского университета Антони эффективности двухфазного тока. Антони заявил, что на основании испытания модели, переданной Теслой в Корнельский университет в 1886 году, можно утверждать: электродвигатели двухфазного тока обладают коэффициентом полезного действия не ниже электродвигателей постоянного тока, соединяя это свойство со значительной простотой.
Антони доказал также, что теория, на основе которой построены эти двухфазные электродвигатели, распространима не только на систему с частотой в 60 периодов в секунду (частота модели Теслы), но и на весь диапазон от более высоких (133) до более низких (25) частот.
Успешные испытания созданных Теслой электродвигателей переменного многофазного тока привели к тому, что 12 октября 1887 года он подал в Патентную комиссию США заявку на патент [6]. В ней были описаны его научные открытия и изобретения, относящиеся к новой системе передачи электроэнергии с помощью переменного тока.
Однако поверенный Николы Теслы, представитель конторы «Дункан, Куртье и Пеж», посоветовал отказаться от такого обобщенного патента и разделить его на ряд отдельных. Тесла согласился, но разделил заявку лишь на две части. По обеим заявкам 1 мая 1888 года Николе Тесле были выданы ставшие затем знаменитыми патенты за номерами 381968 и 382280. В тот же день Тесла послал патентные заявки на свое изобретение в Англию и Германию и вскоре получил патенты и в этих странах.
Неумолимы законы капиталистического мира. Только запатентовав свои изобретения, Никола Тесла смог выступать публично с подробным изложением совершенных им открытий. Теперь он охотно принял предложение президента Американского института электроинженеров Томаса Камерфорда Мартина прочесть лекцию в этом институте – честь, которой в те годы удостаивались лишь немногие.
16 мая 1888 года Тесла изложил свои мысли в лекции «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов». Эта лекция была затем опубликована в электротехнических журналах разных стран и принесла Тесле мировую известность. Оценивая ее значение для развития электротехники, видный американский конструктор электрических машин Б. А. Беренд, бывший в 1888 году одним из слушателей Теслы, позднее говорил: «Со времени появления экспериментальных исследований Фарадея в области электротехники никогда ни одна экспериментальная истина не была представлена так просто и понятно, как описание Теслой его способа получения и использования многофазных переменных токов. Его имя делает эпоху в развитии науки об электричестве. В результате его исследований произошла революция в электротехнике».
Итак, патенты получены, в лекции разъяснены все недоуменные вопросы, изобретение Николы Теслы получило признание во всем мире. Теперь и мы можем подробнее познакомить читателя с открытием Теслы, рассказать о значении сделанного им изобретения, выяснить, справедлива ли столь восторженная оценка его трудов.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Начнем наш рассказ словами самого Теслы, написавшего незадолго до смерти замечательный очерк истории электротехники «Сказку об электричестве»: «Кто действительно хочет понять все величие нашего времени, тот должен познакомиться с историей науки об электричестве. И тогда он узнает сказку, какой нет и среди сказок ”Тысячи и одной ночи”».
Впервые явления, ныне называемые электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому философу Фалесу Милетскому (640–550 гг. до н. э.) было уже известно свойство янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря – «электрон» – явление это позднее получило наименование электризации.
Об янтаре в «Сказке» Теслы мы находим следующие поэтические строки: «Рассказ начинается задолго до начала нашей эры, в те времена, когда Фалес, Теофраст и Плиний говорили о чудесных свойствах «электрона» (янтаря), этого удивительного вещества, возникшего из слез Гелиад, сестер несчастного юноши Фаэтона, который пытался овладеть колесницей Феба и едва не сжег всю землю» [7].
Однако, создав поэтические легенды о янтаре, греки не продолжали изучения его свойств. Римляне ничего не прибавили к знаниям древних греков, а в средние века было забыто и то, что знали о янтаре в древнем мире. Только в конце XVI века придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гильберт изучил все, что было известно о свойствах янтаря древним народам, и сам провел немало опытов с янтарем и магнитами. В 1600 году он издал большой труд «О магните, магнитных телах и о самом большом магните – Земле» – настоящий свод знаний того времени об электричестве и магнетизме.
Гильберт впервые обнаружил, что свойства электризации присущи не только янтарю, но и алмазу, сере, смоле. Он заметил также, что некоторые тела, например металлы, камни, кость, не электризуются, и разделил все тела, встречающиеся в природе, на электризуемые и неэлектризуемые. Обратив особое внимание на первые, он производил опыты по изучению их свойств.
В середине XVII века известный немецкий ученый, бургомистр города Магдебурга, изобретатель воздушного насоса Отто фон Герике построил специальную «электрическую машину», представлявшую шар из серы величиной с детскую голову, насаженный на ось. Если при вращении шара его натирали ладонями рук, он вскоре приобретал свойство притягивать и отталкивать легкие тела.
На протяжении нескольких столетий машину Герике значительно усовершенствовали англичанин Хоксби, немецкие ученые Бозе, Винклер и другие. Опыты с этими машинами привели к ряду важных открытий: в 1707 году французский физик дю Фей обнаружил различие между электричеством, получаемым от трения стеклянного шара (или круга) и получаемым от трения круга из древесной смолы. В 1729 году англичане Грей и Уилер обнаружили способность некоторых тел проводить электричество и впервые указали на то, что все тела можно разделить на проводники и непроводники электричества.
Но значительно более важное открытие было описано в 1729 году Мушенбреком – профессором математики и философии в городе Лейдене. Он обнаружил, что стеклянная банка, оклеенная с обеих сторон оловянной фольгой (листочками станиоля) способна накапливать электричество. Заряженное до определенного потенциала (понятие о котором появилось значительно позднее), это устройство могло быть разряжено со значительным эффектом – большой искрой, производившей сильный треск, подобный разряду молнии, и оказывавшей физиологические действия при прикосновении рук к обкладкам банки.
От названия города, где производились опыты, прибор, созданный Мушенбреком, был назван лейденской банкой. Исследования ее свойств производились в различных странах и вызвали появление множества теории, пытавшихся объяснить обнаруженное явление конденсации заряда.
Одна из теорий этого явления была дана выдающимся американским ученым и общественным деятелем Вениамином Франклином, который указал на существование положительного и отрицательного электричества. С точки зрения этой теории Франклин объяснил процесс заряда и разряда лейденской банки и доказал, что ее обкладки можно произвольно электризовать разными по значению электрическими зарядами. Франклин, как и русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман, уделил немало внимания изучению атмосферного электричества, грозового разряда (молнии). Как известно, Рихман погиб, проводя опыт по изучению молнии.
Работы русских академиков Эпинуса, Крафта и других выявили целый ряд весьма важных свойств электрического заряда, но все они изучали электричество в состоянии неподвижном или мгновенный разряд его, то есть свойства статического электричества. Движение его проявлялось лишь в форме разряда. Об электрическом токе, то есть о непрерывном движении электричества, еще ничего не было известно.
На многолюдном перроне вокзала Гаврской железной дороги в Париже Тесла вновь отдался своим мыслям и вскоре обнаружил отсутствие свертка в руках и пропажу кошелька с деньгами и, главное, с обоими билетами. Пока он размышлял о создавшемся положении и искал выхода из него, поезд тронулся с места. Продолжая раздумывать, Тесла побежал за поездом, мысленно подсчитывая сохранившуюся в жилетных карманах мелочь. У самого конца перрона он все же принял решение и вскочил на подножку последнего вагона.
На следующей станции Тесла приобрел самый дешевый билет до Гавра. В парту он убедил владельца парохода в том, что его билет потерян, и так как к отходу парохода действительно не нашлось претендента на его место, «безбилетному» пассажиру было разрешено ехать до Нью-Йорка.
Для Николы Теслы это путешествие было мучительной пыткой. Без соответствующей одежды, голодный, он просиживал большую часть времени в своей каюте. Счастливый случай пришел на помощь. Капитан парохода обратил внимание на странного пассажира и пригласил его к своему столу. Услышав историю молодого изобретателя, капитан предложил Тесле обедать вместе с ним все время пути. Будущий знаменитый инженер охотно принял это любезное приглашение, сделанное как нельзя кстати.
Но неожиданное нелепое происшествие нарушило благополучное путешествие. На палубе вспыхнула драка между матросами, причем, как это всегда бывает, команда разделилась на две группы. В разгар драки Тесла случайно очутился в ее центре, между обеими группами. Не имея ни малейшего желания участвовать в потасовке, он, однако, был вынужден защищаться от сыплющихся на него со всех сторон ударов. Будучи на целую голову выше самого высокого из матросов, длиннорукий, физически очень сильный, Тесла легко обеспечил свою безопасность. На беду на палубу выскочил капитан. По-видимому, вид дерущегося Теслы произвел на него неблагоприятное впечатление. Во всяком случае, он перестал приглашать беспокойного пассажира обедать в своем обществе.
К счастью, пароход вскоре прибыл в Нью-Йорк. Всего с четырьмя центами в кармане, никому не известный в этой стране, надеясь лишь на свою необычайную трудоспособность и преисполненный самых радужных надежд, вступил Никола Тесла на землю, прозванную «землей золотых обещаний».
Скоро, очень скоро он узнал, что означают эти «обещания». Жизнь открыла ему глаза на их истинную цену.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
У Эдисона. Иммигрант не понял «шутки». Годы нужды. Фирма «Никола Тесла и К°». Двигатель создан. Патенты и лекция
Без денег, полуголодный, сошел Никола Тесла на берег в Нью-Йорке. Решение немедленно отправиться к Эдисону он принял не без колебаний – ни костюм, ни состояние его не могли создать благоприятного впечатления. В раздумье шагал Тесла по незнакомым улицам в направлении, указанном полисменом. Рассматривая витрины магазинов и мастерских, Никола случайно увидел сквозь одну из них, как выбившийся из сил пожилой мужчина тщетно пытался наладить работу небольшого генератора, служившего для освещения. Тесла решительно вошел в помещение и предложил свои услуги. Недоверчивое отношение владельца мастерской вскоре сменилось удивлением. Когда же генератор заработал и Тесла, довольный своим успехом, хотел удалиться, хозяин заставил его принять не только слова благодарности, но и небольшую сумму денег. Вряд ли когда-либо Тесла был более обрадован неожиданным заработком, чем на этот раз. Полученные им несколько долларов позволили прилично пообедать, снять номер в гостинице.
На следующее утро Тесла отправился в контору Нью-Йоркского отделения Общества электрического освещения Эдисона. Здесь, в старинном доме на Пятой авеню, помещались лаборатория, мастерские и личный кабинет Томаса Альвы Эдисона. Отыскать этот дом было нетрудно – с утра до поздней ночи около него толпились любопытные, привлеченные редкой по тем временам рекламой Общества электрического освещения.
– Могу ли я видеть мистера Эдисона? – спросил Тесла секретаря.
– Мистер Эдисон не имеет возможности принимать всех желающих его видеть, – последовал ответ.
– Но я специально прибыл для этого из Европы.
Секретарь Эдисона подняла глаза на высокого худощавого мужчину и без тени удивления сказала:
– К мистеру Эдисону приезжают и из других частей света, но это не увеличивает числа часов в сутках.
– Тогда я попрошу вас передать мистеру Эдисону письмо, которое я привез ему от Чарлза Бечлора.
– О! Это другое дело. Я сейчас же доложу о вас мистер, мистер…
– Тесла. Никола Тесла.
Через несколько минут Никола Тесла вошел в кабинет того, кого во всех уголках США называли «волшебником из Менло-парка».
Прославленный изобретатель прочитал письмо Бечлора и внимательно выслушал Николу Теслу, но остался совершенно равнодушным к его идеям применения многофазных переменных токов. Он и раньше из сообщений Континентальной компании знал кое-что о своем посетителе и ценил в молодом инженере только его действительно исключительную работоспособность.
Эдисон познакомил Теслу с Итоком, председателем Нью-Йоркского отделения общества, и рекомендовал его как опытного инженера-электрика. Тесла немедленно был принят в мастерские общества на скромную должность инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Вскоре Нью-Йоркское отделение общества получило заказ на ремонт генератора на корабле «Орегон», который должен был отплыть в Европу к вечеру следующего дня. Казалось невозможным в такой короткий срок найти и устранить неисправность в генераторе. Отмена же рейса потребовала бы уплаты большой неустойки, так как все билеты на судно были распроданы.
Дело поручили Тесле. Опыт работы в Европе и глубокие знания помогли ему быстро установить неисправность генератора – короткое замыкание витков обмотки – и устранить ее, перемотав сгоревшую катушку. Для этого Тесле пришлось проработать свыше двадцати часов, не сходя с судна. Эдисон и Иток остались очень довольны Теслой, но Эдисом высказал свое удовлетворение лишь нескольким близким друзьям.
После этого случая авторитет Теслы как инженера сильно возрос, хотя Эдисон относился к нему довольно холодно. С увлечением работая в мастерских по восемнадцать-двадцать часов в сутки, Тесла все же находил время для разработки вопросов использования многофазных переменных токов. Эдисон все более и более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий Теслы. Вскоре между Эдисоном, стремившимся главным образом к разработке изобретений, обещавших быструю реализацию и значительные доходы [5], и «философствующим», как назвал его Эдисон, Николой Теслой наметились серьезные разногласия. Их взаимную холодность к тому же усугубил совершенно различный подход обоих изобретателей к решению инженерных проблем. Эдисон отрицал необходимость теоретических предпосылок экспериментальных исследований. Решение поставленной задачи он находил путем производства огромного числа разнообразных опытов, что требовало значительных, часто совершенно неоправданных затрат труда.
Однажды в дружеской беседе с Итоном Тесла так охарактеризовал метод работы Эдисона:
– Если бы ему понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения, но немедленно, с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков. Его методы крайне неэффективны: он может затратить огромное количество энергии и времени и не достигнуть ничего, если только ему не поможет счастливая случайность. Вначале я с печалью наблюдал за его деятельностью, понимая, что небольшие теоретические знания и вычисления сэкономили бы ему тридцать процентов труда. Но он питал неподдельное презрение к книжному образованию и математическим знаниям, доверяясь всецело своему чутью изобретателя и здравому смыслу американца.
Узнав об этой оценке своей деятельности, Эдисон ответил Тесле словами, смысл которых почти полностью совпал с тем, что позднее было произнесено им в день своего сорокалетия в 1887 году:
– Я не исследую законов природы и не сделал крупных открытий. Я не изучал их так, как изучали их Ньютон, Кеплер, Фарадей и Генри для того, чтобы узнать истину. Я только профессиональный изобретатель. Все мои изыскания и опыты производились исключительно в целях отыскать что-либо имеющее практическую ценность.
В противоположность Эдисону Тесла любую возникавшую у него идею глубоко и всесторонне обдумывал, основывал теоретически все положения и приступал к экспериментальной проверке лишь того, что было им тщательно отобрано среди различных вариантов. Тесла совмещал в себе и выдающегося ученого и блестящего экспериментатора, причем именно первый преобладал в нем.
Это различие методов работы двух выдающихся инженеров отражает глубокую противоположность их образа мышления, их теоретической подготовки, их внутренних убеждений. Изобретатель-экспериментатор и изобретатель-ученый шли в своей творческой деятельности различными путями. До некоторых пор эти различия не мешали совместной работе обоих инженеров. Однако вскоре они стали поводом многочисленных споров и значительно обострили отношения между Н. Теслой и Эдисоном.
Несмотря на это, увлечение Теслы работой было необычайным. Он приходил в мастерские в десять часов тридцать минут утра и трудился до пяти часов утра следующих суток. Не обзаведясь ни постоянным жильем, ни семьей, Тесла часто оставался отдохнуть на несколько часов здесь же в мастерской. Насколько Эдисон ценил это качество, видно хотя бы из той характеристики, которую он дал одному из своих помощников. Возможно, это было сказано именно о Тесле, возможно, и о ком-либо другом, но слова эти полностью могут быть, отнесены к нему: «Когда он чувствовал потребность в отдыхе, – писал Эдисон, – он ложился на скамейку, здесь же в мастерской и после 20 минут сна вставал свежий и бодрый. В этом отношении был он чрезвычайно похож на меня, и я очень гордился тем, что мне, наконец, удалось найти такого человека».
Но взгляды обоих изобретателей, обладавших изумительной работоспособностью, на цель интенсивной деятельности человека были прямо противоположны. Эдисон считал идеальными и образцовыми для всего общества порядки своей лаборатории, в которой сотрудники работали по 20 часов в сутки, отдыхая не более четырех. Тесла, возражая на это, говорил, что он отдает все свои силы созданию такой техники, которая сделала бы достаточным четырехчасовой рабочий день, давая возможность всем людям двадцать часов в сутки использовать для отдыха и учения.
Однажды Эдисон предложил Николе Тесле разработать конструктивные улучшения электрических машин постоянного тока, изобретенных самим Эдисоном. В случае успешного решения поставленной задачи он обещал премию в 50 тысяч долларов. Тесла принялся за дело и вскоре сконструировал двадцать четыре различные разновидности машины Эдисона, создав для нее новый коммутатор и регулятор, чем значительно улучшил эксплуатационные качества этих наиболее распространенных в то время в США электрогенераторов и электродвигателей.
Работа доставила Тесле большое удовлетворение – его усовершенствования полностью решали задачи, поставленные, но не решенные самим Эдисоном. К тому же заслуженная премия должна была дать возможность организовать опыты по дальнейшему совершенствованию разработанной Теслой системы машин многофазных переменных токов.
Эдисон полностью одобрил все предложения Теслы, но по поводу обещанных 50 тысяч долларов сказал, что, по-видимому, иммигрант, недавно живущий в США, еще плохо понимает американский юмор и что обещание этой награды было не более чем шуткой.
Вряд ли знал Эдисон, какую глубокую травму нанес он впечатлительному и доверчивому изобретателю. На всю жизнь запомнил Тесла эту злую шутку, так грубо разрушавшую все его мечты о дальнейшей работе. Значит, в мире, где все продается и покупается, нет слова чести. И Тесле было особенно больно оттого, что этот урок капиталистических нравов ему преподал человек науки, талантливый и знаменитый. Несмотря на полную материальную необеспеченность, гордый и щепетильный иммигрант немедленно отказался от дальнейшей работы у Эдисона. Это произошло весной 1885 года, всего через год после приезда его в США. За этот небольшой срок Тесла приобрел известность в деловых кругах США, ценивших в нем глубокие и разносторонние знания в области электротехники и работоспособность.
Узнав о разрыве между Теслой и Эдисоном, группа электротехников-дельцов предложила Тесле организовать собственное общество электрического освещения. Но, выслушав его проекты применения переменного тока, они отказались от своего первоначального предложения и ограничились советом создать проект дуговой лампы, пригодной для освещения улиц и площадей.
Через год Тесла разработал конструкцию такой лампы. Однако вместо оплаты дельцы, с которыми имел дело Тесла, дали ему часть акций созданной компании по эксплуатации его изобретения и постарались отделаться от него. На протесты Теслы последовала разнузданная кампания клеветы, причем самого его пытались опорочить как инженера и изобретателя. В глубоком отчаянии Тесла пришел к убеждению, что Новый Свет (как тогда называли Америку) ничем не лучше Старого.
С осени 1886 года до весны 1887 года он перепробовал самые различные профессии: работал поденщиком, грузчиком, рыл канавы. Год, прожитый в необычайных лишениях, когда он, по собственному признанию, «спал, где придется, ел, что найдет», подействовал на него угнетающе. «Я жил этот год со слезами и сердечной болью», – писал позднее Николай Тесла. Почти умирающий с голоду, затравленный материальной нуждой, хорошо оценивший все прелести «земли золотых обещаний», он уже окончательно решил уехать обратно в Европу.
В апреле 1887 года Тесла познакомился с инженером Брауном, близким к некоторым руководителям Западной телеграфной компании, но в это время вынужденным, как Никола, жить случайными заработками. После нескольких месяцев совместной работы Браун, увлеченный смелыми мыслями изобретателя, уговорил своих знакомых оказать Тесле небольшую финансовую помощь для создания общества электрического освещения. Сам Браун внес весь свой наличный капитал – пятьдесят долларов –в дело, которое, по его твердому убеждению, вскоре должно было принести миллионные прибыли. Но Тесла и не думал о прибылях. Обрадованный возможностью продолжать работу над совершенствованием своего изобретения, он согласился с друзьями Брауна, советовавшими создать собственную компанию «Тесла арк лайт компани» лишь для того, чтобы иметь мастерские, в которых он мог бы экспериментировать со своими машинами переменного тока.
На этот раз Тесле повезло. Созданная им компания вскоре начала осуществлять в больших масштабах освещение улиц и площадей городов США дуговыми лампами Теслы. Деятельность ее приобрела огромный размах. Появились надежды на такие доходы, о которые Тесла ранее не смел и мечтать.
По какой-то прихоти он нанял помещение под контору своей кампании в доме №35 на Пятой авеню, неподалеку от дома Общества электрического освещения Эдисона. Между двумя изобретателями началась жестокая конкурентная борьба, отражающая соперничество между постоянным и переменным током. На стороне Эдисона был могущественный союзник – банкирский дом Моргана. И хотя финансовая мощь той или иной компании всегда оказывалась сильнее всех других доводов, сильнее научных фактов, «Тесла арк лайт компани», не имевшая влиятельные покровителей, все же постепенно расширяла свою деятельность. Вскоре Тесла организовал общество «Тесла электрик компании», значительно более мощное, имевшее необходимые средства для обеспечения постановки опытов в области переменных токов.
Получив возможность продолжить изобретательскую деятельность, Тесла снова загорелся. Несмотря на то, что со времени его открытия в Будапештском парке прошло пять лет, он помнил до мельчайших подробностей все продуманные тогда схемы электродвигателей многофазного переменного тока. В мастерских «Тесла электрик компани» он создал модели генераторов, электродвигателей, трансформаторов и всей аппаратуры, необходимой для эксплуатации устройств переменного двухфазного тока. Построенные им двухфазные электродвигатели обладали свойствами, близкими к свойствам лучших электродвигателей постоянного тока, и обещали в будущем еще более хорошие результаты.
Большое значение для дальнейших успехов Теслы в области конструирования электродвигателей переменного тока имело признание профессором Корнельского университета Антони эффективности двухфазного тока. Антони заявил, что на основании испытания модели, переданной Теслой в Корнельский университет в 1886 году, можно утверждать: электродвигатели двухфазного тока обладают коэффициентом полезного действия не ниже электродвигателей постоянного тока, соединяя это свойство со значительной простотой.
Антони доказал также, что теория, на основе которой построены эти двухфазные электродвигатели, распространима не только на систему с частотой в 60 периодов в секунду (частота модели Теслы), но и на весь диапазон от более высоких (133) до более низких (25) частот.
Успешные испытания созданных Теслой электродвигателей переменного многофазного тока привели к тому, что 12 октября 1887 года он подал в Патентную комиссию США заявку на патент [6]. В ней были описаны его научные открытия и изобретения, относящиеся к новой системе передачи электроэнергии с помощью переменного тока.
Однако поверенный Николы Теслы, представитель конторы «Дункан, Куртье и Пеж», посоветовал отказаться от такого обобщенного патента и разделить его на ряд отдельных. Тесла согласился, но разделил заявку лишь на две части. По обеим заявкам 1 мая 1888 года Николе Тесле были выданы ставшие затем знаменитыми патенты за номерами 381968 и 382280. В тот же день Тесла послал патентные заявки на свое изобретение в Англию и Германию и вскоре получил патенты и в этих странах.
Неумолимы законы капиталистического мира. Только запатентовав свои изобретения, Никола Тесла смог выступать публично с подробным изложением совершенных им открытий. Теперь он охотно принял предложение президента Американского института электроинженеров Томаса Камерфорда Мартина прочесть лекцию в этом институте – честь, которой в те годы удостаивались лишь немногие.
16 мая 1888 года Тесла изложил свои мысли в лекции «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов». Эта лекция была затем опубликована в электротехнических журналах разных стран и принесла Тесле мировую известность. Оценивая ее значение для развития электротехники, видный американский конструктор электрических машин Б. А. Беренд, бывший в 1888 году одним из слушателей Теслы, позднее говорил: «Со времени появления экспериментальных исследований Фарадея в области электротехники никогда ни одна экспериментальная истина не была представлена так просто и понятно, как описание Теслой его способа получения и использования многофазных переменных токов. Его имя делает эпоху в развитии науки об электричестве. В результате его исследований произошла революция в электротехнике».
Итак, патенты получены, в лекции разъяснены все недоуменные вопросы, изобретение Николы Теслы получило признание во всем мире. Теперь и мы можем подробнее познакомить читателя с открытием Теслы, рассказать о значении сделанного им изобретения, выяснить, справедлива ли столь восторженная оценка его трудов.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Из истории электротехники. «Сказка об электричестве». Века и люди. Тесла или Феррарис? Михаил Осипович Доливо-Добровольский
Начнем наш рассказ словами самого Теслы, написавшего незадолго до смерти замечательный очерк истории электротехники «Сказку об электричестве»: «Кто действительно хочет понять все величие нашего времени, тот должен познакомиться с историей науки об электричестве. И тогда он узнает сказку, какой нет и среди сказок ”Тысячи и одной ночи”».
Впервые явления, ныне называемые электрическими, были замечены в древнем Китае, Индии, а позднее в древней Греции. Сохранившиеся предания гласят, что древнегреческому философу Фалесу Милетскому (640–550 гг. до н. э.) было уже известно свойство янтаря, натертого мехом или шерстью, притягивать обрывки бумаги, пушинки и другие легкие тела. От греческого названия янтаря – «электрон» – явление это позднее получило наименование электризации.
Об янтаре в «Сказке» Теслы мы находим следующие поэтические строки: «Рассказ начинается задолго до начала нашей эры, в те времена, когда Фалес, Теофраст и Плиний говорили о чудесных свойствах «электрона» (янтаря), этого удивительного вещества, возникшего из слез Гелиад, сестер несчастного юноши Фаэтона, который пытался овладеть колесницей Феба и едва не сжег всю землю» [7].
Однако, создав поэтические легенды о янтаре, греки не продолжали изучения его свойств. Римляне ничего не прибавили к знаниям древних греков, а в средние века было забыто и то, что знали о янтаре в древнем мире. Только в конце XVI века придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гильберт изучил все, что было известно о свойствах янтаря древним народам, и сам провел немало опытов с янтарем и магнитами. В 1600 году он издал большой труд «О магните, магнитных телах и о самом большом магните – Земле» – настоящий свод знаний того времени об электричестве и магнетизме.
Гильберт впервые обнаружил, что свойства электризации присущи не только янтарю, но и алмазу, сере, смоле. Он заметил также, что некоторые тела, например металлы, камни, кость, не электризуются, и разделил все тела, встречающиеся в природе, на электризуемые и неэлектризуемые. Обратив особое внимание на первые, он производил опыты по изучению их свойств.
В середине XVII века известный немецкий ученый, бургомистр города Магдебурга, изобретатель воздушного насоса Отто фон Герике построил специальную «электрическую машину», представлявшую шар из серы величиной с детскую голову, насаженный на ось. Если при вращении шара его натирали ладонями рук, он вскоре приобретал свойство притягивать и отталкивать легкие тела.
На протяжении нескольких столетий машину Герике значительно усовершенствовали англичанин Хоксби, немецкие ученые Бозе, Винклер и другие. Опыты с этими машинами привели к ряду важных открытий: в 1707 году французский физик дю Фей обнаружил различие между электричеством, получаемым от трения стеклянного шара (или круга) и получаемым от трения круга из древесной смолы. В 1729 году англичане Грей и Уилер обнаружили способность некоторых тел проводить электричество и впервые указали на то, что все тела можно разделить на проводники и непроводники электричества.
Но значительно более важное открытие было описано в 1729 году Мушенбреком – профессором математики и философии в городе Лейдене. Он обнаружил, что стеклянная банка, оклеенная с обеих сторон оловянной фольгой (листочками станиоля) способна накапливать электричество. Заряженное до определенного потенциала (понятие о котором появилось значительно позднее), это устройство могло быть разряжено со значительным эффектом – большой искрой, производившей сильный треск, подобный разряду молнии, и оказывавшей физиологические действия при прикосновении рук к обкладкам банки.
От названия города, где производились опыты, прибор, созданный Мушенбреком, был назван лейденской банкой. Исследования ее свойств производились в различных странах и вызвали появление множества теории, пытавшихся объяснить обнаруженное явление конденсации заряда.
Одна из теорий этого явления была дана выдающимся американским ученым и общественным деятелем Вениамином Франклином, который указал на существование положительного и отрицательного электричества. С точки зрения этой теории Франклин объяснил процесс заряда и разряда лейденской банки и доказал, что ее обкладки можно произвольно электризовать разными по значению электрическими зарядами. Франклин, как и русские ученые М. В. Ломоносов и Г. Рихман, уделил немало внимания изучению атмосферного электричества, грозового разряда (молнии). Как известно, Рихман погиб, проводя опыт по изучению молнии.
Работы русских академиков Эпинуса, Крафта и других выявили целый ряд весьма важных свойств электрического заряда, но все они изучали электричество в состоянии неподвижном или мгновенный разряд его, то есть свойства статического электричества. Движение его проявлялось лишь в форме разряда. Об электрическом токе, то есть о непрерывном движении электричества, еще ничего не было известно.