Ученый Никола Тесла - Избранные статьи и рукописи 4

Меню сайта

Форма входа

Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

Избранные статьи и рукописи 4

ОТКРЫТИЕ НЕОЖИДАННЫХ СВОЙСТВ АТМОСФЕРЫ — СТРАННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ — ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПО ОДНОМУ ПРОВОДУ БЕЗ ВОЗВРАТНОГО — ПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ЗЕМЛЮ ВООБЩЕ БЕЗ ПРОВОДОВ

Другая из этих причин в том, что я пришел к осознанию того, что передача электрической энергии на любое расстояние через среду — это на нынешний момент самое лучшее реше-ние великой проблемы приспособления энергии солнца на пользу человеку. Долгое время я был убежден, что такую передачу никогда нельзя будет осуществить в промышленных масштабах, но сделанное мной открытие изменило мои взгляды. Я наблюдал, что при определенных условиях атмосфера, которая обычно является хорошим изолятором, предполагает наличие проводящих свойств и тем самым становится способной проводить через себя любое количество электрической энергии. Но сложности на пути к практическому использованию этого открытия для целей передачи электрической энергии без проводов казались непреодолимыми. Нужно получать электрические напряжения во много миллионов вольт и работать с ними; нужно изобрести и создать генерирующие машины нового вида, способные выдерживать огромные электрические нагрузки, в такой системе нужно достичь полной безопасности от угроз токов высокого напряжения, прежде чем можно будет даже подумать о практическом ее введении. Все это нельзя сделать за несколько недель или месяцев, или даже лет. Эта работа требовала терпения и постоянного усердия, но продвижение вперед хоть и медленно, все-таки шло. Тем не менее, в ходе этой длительной работы были достигнуты другие ценные результаты, которые я постараюсь кратко изложить, перечислив главные достижения в той последовательности, как они происходили. Открытие проводящих свойств воздуха, было хотя и неожиданным, но естественным результатом экспериментов в специальной области, которые я проводил несколько лет назад. Насколько я помню, в 1889 очень быстрые электрические осцилляции открыли определенные возможности, и это побудило меня разработать много специальных машин, предназначенных для их исследования. Из-за специфических требований создание этих машин было чрезвычайно сложным и потребовало массу времени и усилий; но моя работа над ними была щедро вознаграждена, потому что с их помощью я достиг нескольких новых и важных результатов. Одними из первых сделанных с помощью этих новых машин были наблюдения того, каким необычным образом действуют крайне высокие частоты на человеческий организм. Так например, я показал, что мощный электрический разряд в несколько сот тысяч вольт, который в то время считался абсолютно смертельным, может проходить через тело без неудобств или вредных последствий. Эти осцилляции производили только психологические эффекты, которые, после моих объявлений, активно взяли на вооружение и глубже изучили опытные врачи. Эта новая область оказалась продуктивной сверх всяких ожиданий, и за несколько лет, прошедших с тех пор, развилась до такой степени, что сейчас она составляет полноправную и важную область медицинской науки. Многие результаты, невозможные в то время, сейчас легко получаются с помощью этих осцилляции, и с их помощью выполняется множество экспериментов, о которых тогда нельзя было и мечтать. Я все еще с удовольствием вспоминаю, как девять лет назад про-пустил разряд мощной индукционной катушки через свое тело, чтобы продемонстрировать научному обществу относительную безвредность очень быстро колеблющихся электрических токов, и все еще помню изумление моей аудитории. Сейчас бы я взялся, и с гораздо меньшими опасениями, чем были у меня во время того эксперимента, пропустить через свое тело посредством таких токов всю электрическую энергию динамо машин, работающих на Ниагаре — сорок или пятьдесят тысяч лошадиных сил. Я получил электрические осцилляции, которые были настолько интенсивными, что когда они циркули-ровали по моим рукам и груди, они плавили провода, которые шли к моим рукам, а я все равно не ощущал никаких неудобств. Я так сильно возбудил этими осцилляциями петлю из тяжелого медного провода, что куски металла, и даже предметы с электрическим сопротив-лением существенно большим, чем человеческие ткани, близко поднесенные к петле или положенные внутрь нее, нагревались до высокой температуры и плавились, часто со скоро-стью взрыва, и даже в это самое пространство, где буйствовали эти разрушительные силы, я несколько раз засовывал свою голову ничего не ощущая и не испытывал каких-либо вредных последствий. Другое наблюдение состояло в том, что с помощью таких осцилляции можно было новым и более экономичным образом получать свет, что обещало дать идеальную систему электрического освещения вакуумными трубками, освобождая от необходимости замены ламп или нитей накаливания и возможно также даже от использования проводов внутри зданий. Эффективность этого света возрастает пропорционально частоте осцилляции, и коммерческий успех, таким образом, зависит от экономичного получения электрических вибраций с частотами, выходящими за пределы обычных. В этом направлении я был вознагражден дальнейшими успехами, и практическое введение этой новой системы освещения уже недалеко. А-145 Исследования привели меня к новым наблюдениям и результатам, одним из наиболее важных из которых была демонстрация осуществимости подачи электрической энергии через один провод без возвратного. Сначала я мог передавать этим новым способом только очень небольшие количества электрической энергии, но и в этом направлении мои усилия были вознаграждены таким же успехом. Фотография, приведенная на Рис. 3, показывает, как поясняет надпись под ней, действительную передачу такого рода, выполненную с помощью аппарата, который использовался и в других описываемых здесь экспериментах. До какой степени эти устройства были усовершенствованы со времени моих первых демонстраций перед научным обществом в начале 1891, когда мой аппарат с трудом мог зажигать одну лампу (и этот результат считался удивительным), станет понятно, когда скажу, что этим методом сейчас без труда зажигаю четыре или пять сотен ламп, и мог бы зажигать намного больше. На самом деле, нет предела количеству энергии, которое может этим способом подаваться для задействования любого вида электрического устройства. После демонстрации осуществимости этого способа передачи мне естественным образом пришла мысль использовать в качестве проводника Землю, тем самым избавившись от проводов совсем. Чем бы ни являлось электричество, это факт, что оно ведет себя как несжимаемая жидкость, и Землю можно рассматривать как огромный резервуар электричества, которое, как я полагаю, можно было бы эффективно распределять с помощью надлежащей электрической машины. Соответственно, мои дальнейшие усилия были направлены на разработку специального аппарата, который бы мог эффективно создавать возмущение электричества в Земле. Прогресс в этом новом направлении был, естественно, очень медленными, и работа удручала, пока я наконец не преуспел в создании нового вида трансформатора или индукционной катушки, практически подходящей для этой особой це-ли. То, что этим способом возможно не только передавать маленькие количества электри-ческой энергии для работы точных электрических устройств, как я намеревался в начале, но и электрическую энергию в заметных количествах, станет понятно из рассмотрения Рис. 4, который показывает реальный эксперимент этого рода, выполненный с тем же аппаратом. Полученный результат был тем более замечателен, что верхний конец катушки не был подсоединен к проводу или пластине для усиления эффекта.

РАЗВИТИЕ НОВОГО ПРИНЦИПА — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР ПРОИЗВЕДЕНИЕ КОЛОССАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
ЗЕМЛЯ ОТВЕЧАЕТ ЧЕЛОВЕКУ — МЕЖПЛАНЕТНАЯ СВЯЗЬ ТЕПЕРЬ СТАЛА ВОЗМОЖНОЙ

Я решил сконцентрировать свои усилия на этой несколько рискованной задаче, хотя и су-лившей огромное удовлетворение, потому что нужно было преодолеть такие трудности, что я мог надеяться осуществить это только за годы труда. Это означало задержку в другой работе, которой я хотел себя посвятить, но у меня была уверенность, что я не могу найти лучшего применения своим силам. Потому что я осознал, что эффективный аппарат для получения мощных электрических осцилляции, который необходим для этой конкретной цели, был ключом к решению большинства других электрических и, по сути, человеческих проблем. С его помощью становилась возможными не только связь без проводов и на любых расстояниях, но также и передача больших количеств энергии, сжигание атмосферного азота, производство эффективного освещения, и множество других результатов неоценимого научного и промышленного значения. И в конце концов я с удовлетворением смог выполнить предпринятую задачу с помощью нового принципа, суть которого основана на необыкновенных свойствах электрического конденсатора. Одно из них состоит в том, что он может разряжаться или взрывным образом освобождать запасенную в нем энергию за чрезвычайно короткое время. В этой взрывной стремительности он не знает себе равных. Взрыв динамита — просто вздох чахоточника по сравнению с его разрядом. Это средство получения самого сильного тока, самого высокого электрического напряжения, самого большого ответного движения в среде. Другие его свойства, столь же ценные, состоят в том, что его разряд может вибрировать с любой скоростью, до многих миллионов вибраций в секунду. Я подошел к пределу частоты, достижимой другими способами, когда ко мне пришла счастлива мысль прибегнуть к конденсатору. Я построил такой прибор, чтобы он в быстрой последовательности попеременно заряжался и разряжался через катушку с несколькими витками толстого провода, образующего первичную обмотку трансформатора или индукционной катушки. Каждый раз, когда конденсатор разряжается, происходит колебание тока в первичном проводе и индуцирует соответствующие осцилляции во вторичном. Так, с применением уникальных качеств, присущих конденсатору, которые позволяют получать результаты, недостижимые иными путями, получился трансформатор или индукционная катушка на новых принципах, и я назвал ее "электрическим осциллятором". Теперь с помощью разработанного аппарата легко можно получать электрические эффекты любого вида и прежде немыслимой силы. Главные составляющие этого так часто упоминавшегося аппарата показаны на Рис. 6. Для определенных целей требуется сильный индукционный эффект, для других — самая большая возможная быстрота и внезапность, для третьих же — исключительно высокая частота вибраций или крайне высокое напряжение. Тогда как для ряда прочих целей нужны колоссальные электрические движения. Фотографии проведенных с таким осциллятором экспериментов, приведенные на рисунках 7, 8, 9 и 10, могут служить иллюстрацией некоторых из этих свойств и дать представление о масштабе реально полученных эффектов. Исчерпывающие пояснения к ним делают дальнейшее описание их ненужным. Сколь бы экстраординарными ни казались показанные результаты, это всего лишь пустяк по сравнению с тем, что можно достичь с помощью аппарата, построенного на этих же принципах. Я производил электрические разряды, полный путь которых, от начала до конца, вероятно составлял более сотни футов в длину; но не трудно достичь длин и в сотни раз больших. Я производил электрические движения, протекавшие со скоростью приблизительно сто тысяч лошадиных сил, но легко можно получить скорости и в один, пять и даже десять миллионов лошадиных сил. Эффекты, полученные в этих экспериментах, несравненно превосходили все, производимые человеческой деятельностью, и эти результаты — только лишь эмбрион того, что должно быть.

То, что с таким аппаратом осуществима коммуникация без проводов с любой точкой на зем-ном шаре, в доказательстве не нуждалось, но открытие, которое я сделал, дало мне абсо-лютную уверенность в этом. Популярно объясняя, это в точности следующее: Когда мы по-вышаем голос и слышим в ответ эхо, мы знаем, что звук голоса должен был достичь уда-ленной стены или какой-то границы, и отразиться от нее. Электрическая волна, в точности как звук, тоже отражается, и тому есть подтверждение такое же как эхо — это "стационар-ная" волна, то есть волна, у которой области узлов и пучностей неподвижны. Вместо того, чтобы посылать звуковые вибрации к удаленной стене, я посылал электрические вибрации к удаленным границам Земли, и мне вместо стены откликалась Земля. Вместо эхо я получил стационарную электрическую волну, волну, которая вдалеке отражалась. Стационарные волны в Земле значат нечто большее, чем только телеграфию без проводов на любых расстояниях. Они позволят нам достичь многих важных научны результатов, иначе невозможных. Например, мы можем по желанию производить с посылающей станции электрическое воздействие в любом заданном месте земного шара; мы можем определять относительное положение или курс любого объекта, такого как судно в море, определять расстояние до него, или его скорость; или мы можем посылать по Земле волну электричества, двигающуюся с любой нужной нам скоростью, от черепашьей до скорости молнии. С такими возможностями у нас есть все основания ожидать, что в не очень отдаленном времени большинство телеграфных сообщений через океан будет передаваться без кабелей. На коротких расстояниях будет "беспроводной" телефон, для которого не нужны будут специальные операторы. Чем больше расстояние нужно покрывать, тем более рациональной становится связь без проводов. Кабель — это не только легко разрушаемое и дорогое сооружение, он также ограничивает нас по скорости передачи в силу определенных электрических свойств, неотделимых от его конструкции. По рабочей мощности соответствующим образом построенная станция для осуществления беспроводных коммуникаций несомненно будет многократно превышать способности кабеля и будет обходиться несравненно дешевле. Не много времени пройдет, я уверен, когда коммуникации через кабель устареют, потому что передача сигналов этим новым способом будет не только быстрее и дешевле, но и намного надежней. С помощью некоторых новых способов для изолирования сообщений, которые я разработал, будет соблюдаться практически полная секретность. Я наблюдал вышеуказанные эффекты до сих пор только вплоть до расстояний, ограниченных примерно шестьюстами милями, но поскольку нет практически никакого предела мощности производимых таким осциллятором вибраций, я ощущаю совершенную уверенность в том, что такой станция с успехом будет выполнять трансокеаническую связь. Но это еще не все. Мои измерения и расчеты показа-ли, что с помощью этих принципов вполне осуществимо производить на нашей Земле элек-трическое движение такой амплитуды, что, без малейшего сомнения, что его воздействие будет восприниматься на ряде ближайших к нам планет, как например Венера и Марс. Гак из просто возможного межпланетная связь переходит в стадию вероятной. На самом деле, то, что мы можем произвести различимый эффект на одной из этих планет этим новым спо-собом, а именно, возмущая электрическое состояние Земли, не вызывает никаких сомнений. При этом, данный путь осуществления подобной коммуникации существенно отличается от всех других, которые предлагались учеными до сих пор. Во всех предыдущих только малая часть совокупной энергии, достигающей планеты — столько, сколько может быть сконцентрировано рефлектором, — могла бы быть использована предполагаемым наблюдателем в его инструменте. Но в способе, который разработал я, он бы мог сконцентрировать в своем инструменте большую часть полной энергии, переданной на его планету, и шансы, что он заметит, тем самым возрастают в миллионы раз. Помимо оборудования для произведения вибраций необходимой силы, мы должны иметь чувствительный средства, способные обнаружить эффекты слабых воздействий, оказываемых на Землю. Для этих целей я тоже разработал новые методы. С их помощью мы также сможем, помимо прочего, на значительном расстоянии определять присутствие айсберга или другого объекта в море. Также, я с их помощью открыл некоторые земные явления, до сих пор необъясненные. То, что мы можем послать на планету сообщение — определенно, то, что мы можем получить ответ — вероятно: человек не единственное существо в Бесконечном, наделенное разумом.

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ЛЮБОЕ РАССТОЯНИЕ БЕЗ ПРОВОДОВ ТЕПЕРЬ ЭТО ОСУЩЕСТВИМО — ЛУЧШИЕ СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ СИЛЫ, УСКОРЯЮЩЕЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКУЮ МАССУ

Самое ценное наблюдение, сделанное в ходе этих исследований, было необычное поведе-ние атмосферы в ответ на электрические импульсы огромной электродвижущей силы. Экс-перименты показали, что воздух при обычном давлении различимо становится проводящим, и это открывает удивительные перспективы для передачи больших количеств электрической энергии в промышленных целях на большие расстояния без проводов, возможность которой до настоящего времени считалась только научной мечтой. Дальнейшие исследования обнаружили важный факт, что эта проводимость, которую приобретает воздух в результате электрических импульсов в много миллионов вольт, очень быстро растет по мере разрежения, так что воздушные слои на очень небольших высотах, которые легко достижимы, дают для токов этого рода, по всем экспериментальным доказательствам, идеальный проводящий путь, лучший нежели медный провод. Так что открытие этих новых свойств атмосферы не только дает возможности передаваться электрическую энергию без проводов и в больших количествах, но и, что еще более существенно, позволяет быть уверенными в экономичности передачи энергии этим способом. В этой новой системе будет иметь очень маленькое значение а по сути, практически никакого, осуществляется ли передача на несколько миль, или на несколько тысяч миль. Хотя я, пока что, в действительности не выполнял передачу этим новым методом значительных количеств энергии, таких, которые бы имели промышленное значение, на большие расстояния, я работал с несколькими моделирующими станциями при точно таких же условиях, которые будут на больших станциях этого типа, и осу-ществимость этой системы была доказана полностью. Эксперименты убедительно показали, что при двух контактах, поднятых на высоту не более, чем от тридцати до тридцати пяти тысяч футов над уровнем моря, и при напряжении от пятнадцати до двадцати миллионов вольт, может передаваться энергия в тысячи лошадиных сил на расстояния и в сотни, и, если нужно, в тысячи миль. Тем не менее, я надеюсь, что мне удастся очень существенно уменьшить высоту подъема контактов, и сейчас прорабатываю идею, которая обещает помочь это сделать. Есть, конечно же, распространенное предубеждение против использования электрического напряжения в миллионы вольт, которое может вызывать искры, летящие на расстояния в сотни футов, но как это ни парадоксально, система, которую я описал в технической публикации, обеспечивает гораздо большую личную безопасность, чем обычные распределительные сети, используемые сейчас в городах. Это в полной мере подтверждается тем фактом, что хотя я проводил подобные эксперименты много лет, ни я, ни мои помощники не получили никаких травм или повреждений. Но чтобы можно было реализовать эту систему практически, нужно еще выполнить много важных требований. Недостаточно просто сделать устройства, с помощью которых может выполняться такая передача энергии. Технические средства должны быть такими, чтобы преобразование и передача электрической энергии проходили очень экономично и практично. Более того, нужно создать стимул для тех, кто работает в области промышленного использования природных источников энергии, таких как водопады, обеспечив им более высокую отдачу от вложенных капиталов, чем они могут получить от частной собственности. С того момента, когда было обнаружено, что вопреки устоявшемуся мнению, низкие и легко достижимые слои атмосферы могут проводить электричество, передача электрической энергии без проводов стала инженерной ра-циональной задачей, и самой важной при этом. Ее практическое разрешение означало бы, что человек может использовать энергию в любом уголке земного шара, и не в тех малых количествах, которые могла добывать соответствующая техника из окружающей среды, но в количествах практически не ограниченных, получаемых от водопадов. Тогда экспорт энергии стал бы основным доходом многих удачно расположенных стран, таких как Соеди-ненные Штаты, Канада, Центральная и Южная Америка, Швейцария и Швеция. Люди могли бы где угодно поселяться, без труда удобрять и осушать почву, и превращать выжженые пустыни в цветущие сады, и весь земной шар станет более удобным обиталищем для человечества. Очень вероятно, что если на Марсе есть разумные существа, то они давно осуществили именно эту идею, что как раз и объясняет замеченные астрономами изменения на его поверхности. Задача упрощается еще и тем, что атмосфера на этой планете намного менее плотная, чем на Земле. Возможно, скоро у нас будет само-действующий тепловой двигатель, способный извлекать небольшие количества энергии из окружающей среды. Есть также возможность хотя и очень небольшая, что мы сможем получать энергию напрямую от солнца. Это может быть так, если теория Максвелла верна, а в соответствии с ней от солнца должны исходить вибрации на всех частотах. Я все еще изучаю это вопрос. Сэр Вильям Крукс в своем прекрасном изобретении под названием "радиометр" показал, что лучи при соударении с телом могут производить механический эффект, а это может привести нас к некоторым важным открытиям в использовании солнечных лучей новым способом. Может быть, будут открыты новые источники энергии и новые способы получения энергии от солнца, но ни одно из подобных достижений не может сравняться по важности с передачей энергии на любое расстояние через среду. Я не могу себе представить никакого другого технического новшества, которое бы более действенно, чем это объединило бы разрозненные части человечества, или же такое, которое бы дало больший вклад в человеческую энергии и в ее экономию. Это было бы лучшим путем ускорения человеческой массы. Одно только духовное влияние такого радикального изменения было бы неисчислимым. С другой стороны, если в любой точке земного шара можно будет в ограниченных количествах получать энергию из окружающей среды с помощью самодействующего теплового двигателя или неким иным образом, то условия останутся теми же, что и раньше. Производительность человека вырастет, но люди как были, так и останутся чужаками друг для друга. Я предвижу, что многие, кто не готов к этим результатам, которые в результате долгого и близкого знакомства стали для меня простыми и очевидными, все еще считают их далекими от практического применения. Такая незадействованность и даже противодействие некоторых полезна как качество и необходима как составляющая человеческого прогресса, так же как быстрая вос-приимчивость и энтузиазм других. Потому что масса, которая сначала сопротивляется силе, когда приходит в движение, дает вклад в энергию. Ученый не ориентируется на мгновенный результат. Он не ждет, что передовые идеи будут сразу же восприняты. Его работа как работа сеятеля для будущего. Его обязанность заложить фундамент для тех, кто придет, и указать направление. Он живет, трудится и надеется. страница 5(продолжение)...