В мае 1896 года Де Форесту удалось посетить берлогу на Восточной Хьюстонской улице. «Сейчас наступил переломный момент в моей жизни, – писал в своем блокноте юноша, сидя в поезде, – потому что я буду пытаться получить работу у Николы Тесла».
Тесла приветствовал новичка и показал ему свою лабораторию, но не смог взять его к себе в ученики. Заметив разочарование на лице будущего ученого, он сказал Де Форесту: «Вас ждет большое будущее, потому что вы наделены острым умом. Чтобы преуспеть, вам не нужна эта работа». Тесла пожелал юноше удачи и предложил снова связаться позже.
Де Форест обратился к ученому вновь весной 1898 года (и, вероятно, еще в 1900 и 1901 годах), но по различным причинам ему так и не удалось получить работу в лаборатории. Решение отказать талантливому инженеру оказалось ошибочным, поскольку Де Форест вскоре стал первопроходцем в области беспроводной связи. У него была коммерческая жилка, и он стал заметным конкурентом другого молодого соперника Тесла – Гульельмо Маркони.
В течение 1896 года Тесла получил на свою беспроводную систему восемь патентов. В основном это – были различные типы осцилляторов для создания электромагнитных потоков высокой частоты и мощности. Его первый патент в области радиосвязи был получен в 1897 году, а второй – на дистанционное управление – в 1898 году. Более ранние патенты на осцилляторы относятся к 1891 и 1893 годам, и они также касались его исследований в данной области, хотя и в неявной форме. В течение следующих пяти лет в арсенале изобретателя появилось тридцать три фундаментальных патента во всех значимых областях «передачи электрической энергии в естественной среде».
Тесла начал трудиться над улучшением системы телефотографии как части своей схемы. Интерес к ней пробудился в 1893 году, во время Чикагской всемирной ярмарки, где демонстрировался фототелеграф Элиши Грея. Но летом 1896 года конкуренция обострилась, особенно когда Эдисон объявил о своих планах выпустить на рынок «автографический телеграф». «Я готовлю его для вас, репортеров, – сказал Эдисон, – когда он будет готов, вам останется только передать свою рукопись оператору, скажем, Нью-Йорке, крышка будет закрыта, и раз! – провода передадут текст буква за буквой на машину в другом конце Буффало. Провода смогут передать двадцать квадратных дюймов текста в минуту, а также рисунки и фотографии».
Пытаясь обойти Эдисона, Тесла рассказал «Нью-Йорк Геральд» о своих достижениях. Находясь в плену мистического заблуждения, будто можно передавать изображения с сетчатки глаза, Тесла соединил эту фантастическую идею с более реальным планом передачи текста и изображений по телефонным линиям и беспроводными методами.
Даже сегодня факс занимает особое место в нашем воображении, поскольку нечто, отпечатанное в нью-йоркском офисе, может быть немедленно передано при помощи спутника или по телефонным проводам к получателю в Сан-Франциско, Москве или Токио. Можно представить себе недоверие, с которым столкнулся Тесла, пытаясь убедить читателей, что изображения можно посылать без помощи проводов из одного города в другой. Даже примитивные сообщения на базе кода Морзе еще не могли передаваться эффективно.
Тем не менее Маркони уже успешно демонстрировал свой аппарат, пока Тесла просиживал в библиотеках, изучая историю телефотографии.
Тесла удалось выяснить, что первые достижения в области развития факсимильного аппарата и телевидения принадлежат английскому физику Александру Бэйну. В 1842 году Бэйн впервые передал изображения при помощи решетки из электрических проводов, залитых воском, поддерживающей снизу лист бумаги, обработанной химическими веществами. Все провода сводились в один кабель и подводились к идентичной принимающей решетке. Если, например, на листе передающей решетки выводилась электрическим пером буква А, происходило возбуждение проводов, отвечающих за эту букву. Они, в свою очередь, воздействовали на нужный участок бумаги, лежащей на принимающей решетке, эту букву воспроизводя. Таким же способом могли передаваться автографы и рисунки. По мере развития этого процесса фотографии разбивались на конечное число элементов для последующей передачи. В 1860-х годах электрическая решетка была заменена одиночным проводом благодаря использованию вращающихся дисков и «безупречной синхронности между передатчиком и приемником». Синхронный мотор переменного тока Тесла помог завершить технологический процесс в конце 1880-х – начале 1890-х годов.
С развитием фотографии первые беспроводные снимки были переданы в 1898 году Кюстером и Дж. Уильямсом, «но при этом использовались волны Герца, и процесс был чрезвычайно сложен». В 1892 году, вспоминал Тесла много лет спустя, «внимание научного мира было устремлено на удивительно чувствительный приемник, состоящий из электронного потока, поддерживающего в вакуумной лампе состояние хрупкого равновесия, посредством которого предполагалось использовать фотографию при передаче телеграфных и телефонных сообщений по атлантическим кабелям, а позднее –беспроводным способом».
В 1904 году доктор Артур Корн – инженер-электрик из Мюнхенского университета привлек внимание научного сообщества, успешно передав фотографии по проводам из Мюнхена в Нюрнберг. По словам Корна, которому часто приписывали изобретение кинескопа, в аппарате использовался «ток Тесла». Тесла отмечает, что, раз Корн изобрел «чувствительный экран и селеновый элемент для изменения интенсивности исходящего сигнала», процесс под названием «телевидение» сделал гигантский шаг вперед. «Трубка Корна работает под воздействием высокочастотного тока, подаваемого трансформатором Тесла, и может передавать световой сигнал много тысяч раз в секунду», создавая таким образом движущуюся картинку на экране телевизора.
Тесла относит первые опыты Корна к 1903 году. В статье за май 1899 года говорится, что Тесла работает над системой «визуальной телеграфии» со светочувствительным селеновым элементом, таким образом предвосхищая эксперименты Корна на четыре года. Вероятно, Тесла также повторял опыты Кюстера и Уильямса с их аппаратами – предшественниками видеокамеры, хотя ее, усовершенствовал Корн, а не Тесла.
В сущности, современное телевидение во многом действует по тому же принципу, что и первое изобретение Бэйна, сделанное в 1842 году. Электронная трубка похожа на вакуумную лампу Тесла. Луч очень быстро пересекает экран телевизора. Во время прохождения по участку, на котором формируется изображение, происходит высвобождение синхронизированных импульсов для каждой точки. Позиция луча и точная последовательность вспышек контролируется импульсами, посылаемыми с телерадиовещательной станции. Каждый проход по экрану создает отдельное изображение, при объединении они дают движущуюся картину.
Тесла следовал за новыми исследованиями в области телефотографии и проводил самостоятельные эксперименты. Его первой целью было вычислить оптимальный способ передачи энергии.
Проверив аппарат с искровым промежутком Герца, Тесла обнаружил, что это устройство, которое использовал Маркони, было подвержено статическому воздействию и вызывало слабые произвольные пульсации (затухание) на малых частотах. Пульсации передавались поперечно по воздуху без учета продольных свойств, усиливающихся при использовании высоких частот и заземления. Проделав вычисления с учетом скорости света и размеров планеты, Тесла создал непрерывные (незатухающие) электромагнитные волны, находящиеся в гармонии с собственными волнами Земли.
К 1897 году Тесла собрал все самые значимые патенты на производство, модуляцию, накопление, передачу и прием беспроволочных импульсов. В письме к своему адвокату Паркеру У. Пейджу Тесла отмечал: «Прилагаю к тексту патент мистера Маркони. Я заметил, что как источник сигналов указаны волны Герца. Это неверно. Другими словами, патент описывает совершенно не то, что происходит на самом деле. Насколько это влияет на значимость патента?» Ясно, Тесла уже тогда подозревал, что Маркони использует его оборудование.
В первом патенте Тесла на беспроводную передачу за № 649 621, который был выдан 2 сентября 1897 года, обсуждалась необходимость создания «терминала, предпочтительно занимающего большую поверхность… поддерживаемого воздушным шаром на высоте, пригодной для передачи, и другого, второстепенного терминала, напрямую связанного с землей. На принимающей станции будет работать трансформатор схожей конструкции». В спецификации описывалось, как образуется и видоизменяется длина волны и как настроить линию связи с учетом естественных свойств электромагнитной энергии.
Принимая во внимание размер и электрическую емкость Земли, Тесла подсчитал, что при использовании катушки длиной в пятьдесят миль, совершающей 925 колебаний в секунду, достигается частота света. Поскольку Тесла работал с «разреженными» лампами, он знал, что электричество проходит через них легче, чем сквозь воздух. Таким образом, он пришел к выводу, что если передающие башни разместить на возвышенных местах над препятствиями и дополнительно поднять передатчики при помощи баллонов с воздухом, верхние слои атмосферы (или ионосфер) будут служить средством передачи. Крупные электростанции, расположенные рядом с водопадами, смогут давать энергию, необходимую для беспроводной передачи в этот верхний слой атмосферы.
В отдельных случаях Земля также может служить проводником. В следующем отрывке из того же патентного заявления за 1897 год критиковалось использование Маркони примитивного аппарата Герца: «Надо отметить, что задействованное при передаче электрической энергии явление – не что иное, как проводимость, и его не следует путать с наблюдаемым в этом случае электрическим излучением, которое по своей сути и способу распространения делает передачу любого значительного количества энергии на достаточное расстояние практически невозможной».
Маркони, сотрудничавший с обществом страхования «Лондонский Ллойд» в экспериментах «корабль-берег», чаще пользовался методом научного тыка. В июле 1896 года во время экспериментов с Присом итальянец успешно передал сообщения сквозь стены на расстояние семи-восьми миль. В декабре он обратился за патентом, который Прис считал «очень обоснованным», хотя и знал, что у юноши были предшественники в лице Тесла и Лоджа. Патент не отличался оригинальностью и не предлагал никаких новых принципов, тем не менее Маркони по-настоящему преуспевал в мире практики, в то время как Тесла делал успехи только в своей лаборатории, усовершенствуя аппаратуру, или в царстве теории. Разница в знаниях точно подчеркнута одним из помощников Маркони, мистером Вивианом: «Тогда мы ничего не знали о длине передаваемой волны, влияющей на дальность передачи сообщений, – заявлял коллега ученого. – У нас даже не было средств или инструментов для измерения длины волны, и мы точно не знали, какую длину волны мы используем».
Первые работы Приса по исследованию земных токов и индукционных явлений на обычных телеграфных линиях в 1880-1890-х годах заставили его осознать силу системы Тесла. На этой стадии Маркони не понимал роли Земли в передаче электрической энергии. Он использовал принцип «излучения» в воздухе, при помощи аппарата Герца. Не понимая, зачем именно, он использовал воздушную и земную связь, – просто эти положения уже широко публиковались Тесла в 1893 году. Другие принципы были взяты у Оливера Лоджа, который вел с Маркони борьбу за патенты. Уильям Прис отлично знал, что у них были предшественники, но он не мог не заметить явного прогресса Маркони, в то время как его соперники топтались на месте.
После того как Маркони отверг предложение Приса и не захотел попросить у Тесла разрешения использовать его аппарат, британский джентльмен оказался в щекотливом положении. В августе 1897 года он отправил «скупое» сообщение: «К сожалению, должен сообщить, что вынужден прекратить все эксперименты и все действия, пока не изучу условий, определяющих отношения между вашей компанией и британским правительственным департаментом, который так вас поддерживал и так много 270 вам помогал». Но жребий был брошен, и Прис был не в силах остановить сложную форму пиратства. Он заболел и уехал в Египет, где пробыл год.
Маркони также помогал М. Хоузьер, директор «Ллойде», который, согласно слухам, «преуспел в передаче довольно отчетливых сообщений (при помощи аппарата Хоузьера) там, где Маркони потерпел фиаско». «Ллойде» также связалась с Тесла для «создания беспроводного устройства «корабль-берег» для передачи репортажа о международной гонке яхт 1896 года, но Тесла отклонил предложение, заявив, что любая публичная демонстрация его системы, кроме как на всемирной основе, может восприниматься как любительская попытка, проводимая посторонними экспериментаторами».
Вместо этого Тесла провел тайный эксперимент по передаче на большое расстояние, о котором никому не сказал, даже своим сотрудникам. Где-то в конце 1896 или в начале 1897 года изобретатель включил свой генератор в режим «производства непрерывных колебаний» и в экипаже направился на реку Гудзон. Там он сел на паром и переправился в Уэст-Пойнт вместе с работающим от батареи прибором, «удобным для транспортировки». «Я проделал это дважды или трижды, – рассказывал Тесла в суде в 1915 году. – Но я не получил никаких конкретных сигналов, кроме небольшого «тона», и этого было для меня достаточно». Другими словами, взяв с собой приемное устройство, ученый просто настроил его таким образом, что оно начинало реагировать на волны, исходящие из лаборатории на Восточной Хьюстонской улице. «Думаю, это примерно тридцать миль», – сказал Тесла.
Тесла также подумывал о покорении силы ветра, приливов, солнечной и геотермальной энергии, а также энергии, высвобождающейся в процессе электролиза. Если воду разделить на кислород и водород, эти взрывчатые вещества теоретически могут использоваться для получения тепла и пара.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85