Двустороннее движение электричества. Тесла. Переменный ток

В Колорадо-Спрингс Тесла осуществил передовые эксперименты по беспроводной передаче голоса. В начале записи от 14 июля показана схема отправки звука, на которой предполагается возможность усиления слабых сигналов, таких как человеческий голос (см. рисунок 5 на стр. 130). В ней предусмотрены обычные устройства для передачи и усиления сигнала: электрический осциллятор, катушки индуктивности, искровые разрядники и так далее. Тесла надеялся получить и затем воспроизвести звук с помощью системы инжекции воздуха, при которой возникли бы колебания диафрагмы, как в примитивных телефонах. Он изучил вопрос возможности реализации «беспроводного телефона» (как стали называть это изобретение десятилетия спустя), разработал методы передачи, а также устройство динамиков и микрофонов.

РИС. 2

РИС.З

РИС. 4

СТАНЦИЯ-ПРИЕМНИК

РИС. 5 Схема «беспроводного телефона» Теслы в записях от 14 июля 1899 года в Тетрадях Колорадо- Спрингс.

В тетради собраны многочисленные результаты экспериментов по беспроводному освещению, которые проводились в течение нескольких месяцев. В это время изобретатель занимался разработкой и настройкой оборудования. Тесле удалось передать по почве на расстояние 40 км энергию для питания 200 ламп накаливания, для чего ему пришлось генерировать миллионы вольт электричества. Однако не все опыты изобретателя предполагали столь титаническую работу. В одном из его знаменитых экспериментов, запечатленных на серии фотографий, показаны традиционные лампы накаливания, которые зажигаются от индуцированного тока. Они находятся на спирали длиной 4, 5 м, расположенной на расстоянии 30 м от первичного контура, энергия на который подается от осциллятора. Контур, подключенный к спирали, включает настроенный на частоту колебаний осциллятора конденсатор, работающий на менее чем 5 % от своей мощности.

В некоторых случаях записи Колорадо-Спрингс оказываются неточными, ученым приходилось не раз предлагать свои интерпретации того, что Тесла думал и чего достиг. Есть мнение, что благодаря своему гигантскому осциллятору он отправил волну с частотой 150000 Гц. Она распространилась в виде кольцевого волнового фронта и дошла до противоположной точки-антипода Колорадо-Спрингс (расположенной в Индийском океане), откуда рикошетом вернулась на экспериментальную станцию. Тесла был уверен, что смог синхронизировать ее с частотой Земли, но доказать ни ему, ни кому-либо другому до настоящего момента этого не удалось. На самом деле неизвестно, каковы будут последствия, если высокочастотное оборудование начнет работать на частоте Земли. В интервью, которые печатались вместе с фотографиями, где Тесла представал окруженным вспышками молний, изобретатель заверял, что своими экспериментами боялся поджечь земную атмосферу, что мощный осциллятор, работающий на частоте Земли, мог бы разорвать Землю на две части. Тесла даже утверждал, будто знает, как это сделать.

РИС. 6 Тесла объяснял поведение стационарных волн в применении к своей теории о беспроводной передаче, представляя Землю как шар, в который воздух закачивается насосом, поэтому давление одинаково увеличивается во всех его точках.

Не вызвав никаких сопутствующих явлений своим опытом, изобретатель решил, что в достаточной мере доказал, что передача энергии на глобальном уровне возможна при помощи системы, подобной радио, которая состоит из центральной станции-передатчика, простого устройства-приемника с возможностью настройки, заземления и антенны. По его мысли, Земля подобна огромному воздушному шару: при повышении давления в нем оно увеличивается одинаково во всех точках, поэтому если направить энергию на определенной частоте из одной точки нашей планеты, это должно увеличить энергию в каждой точке Земли. Таким образом, при помощи подходящих приемников можно ее собрать и использовать для освещения, обогрева и другого применения (см. рисунок 6).

К сожалению, в этот плодотворный период незаурядных экспериментов Тесла допустил крупную оплошность при общении со СМИ. Она произошла из-за его тяги к сенсационности и секретности, которая часто вредила ему. Однажды глубокой ночью Тесла слушал радиоэлектрический эфир с помощью очень чувствительного и мощного радиоприемника, когда вдруг его поразили странные ритмичные звуки. Именно ритмичность сигнала заставила изобретателя подумать, что его может подавать только разумное существо. По его мнению, в тот момент никакой человек не мог подавать подобные сигналы, значит, возможно, это была попытка связи с людьми существ с другой планеты, может быть с Венеры или Марса. Эта идея захватила Теслу, он надеялся ответить на сигнал.

Любой человек на море и на суше, имеющий простой и дешевый аппарат, помещающийся в кармане, может получать новости из любой точки мира или отправленные ему сообщения. Земля будет подобна громадному мозгу, который сможет из любой точки дать ответ.

Никола Тесла

Невероятность находки должна была сделать его более сдержанным, но Тесла решил сообщить об этом с помпой, достойной такого события. Пресса смеялась над ним, научное сообщество разразилось критикой, не щадя ни представленных рассуждений, которые были провозглашены фантазией, ни его энергетического проекта в целом. На реальные достижения Теслы начали смотреть с недоверием. Он снисходительно отвечал на критику, отказывался представить свое оборудование и давать дополнительную информацию до конечного усовершенствования системы.

Возможно, изобретателю удалось услышать радиоволны из космоса, существование которых не было признано до 1920-х годов. Это делает его случайным предвестником радиоастрономии. Сегодня записи фонового шума являются относительно традиционной практикой. В 1965 году радиоастрономы Арно Пензиас (р. 1933) и Роберт Вильсон (р. 1936) «услышали» нечто более удивительное: след фонового космического излучения (оставшийся от Большого взрыва), которое, достигнув пределов Вселенной, возвращается на Землю в виде микроволн. Сегодня всякий может присутствовать на представлении таких шумов: было посчитано, что примерно 1 % от статических шумов, улавливаемых ненастроенным телевизором, производят микроволны Вселенной.

Начало 1900 года Тесла встретил, проводя последние эксперименты и демонтируя оборудование на станции в Колорадо- Спрингс, — изобретатель возвращался в Нью-Йорк. После приезда он разместился в «Уолдорф-Астории» — возможно, в знак уважения к своему основному инвестору. Данный шаг был достаточно смелым, потому что означал не только значительные траты, но и необходимость рано или поздно ответить Астору на вопрос: где созданные лампы, за которые он заплатил? Так, без лишних церемоний и проявлений чувств, за работой, Тесла встретил приход нового века, в котором его труды оказались столь востребованными.

Сразу же после приезда в Нью-Йорк Тесла начал заниматься новыми патентами по радиопередаче и передаче энергии, которые стали результатом работы в Колорадо-Спрингс. Комплекс новых открытий обещал возможность разработки схемы мирового радио, предполагавшего серию услуг: взаимосвязанные радиотелефонные сети, синхронизированные часовые сигналы, выпуски новостей, карманные приемники, частые коммуникации... Изобретатель назвал это «мировой системой умной передачи». Шли первые месяцы 1900 года. Тесла уже тогда описал общество, появившееся век спустя, — общество цифровой революции с интернетом и мобильными телефонами, то есть современный мир.