Никола Тесла. Повелитель Вселенной

Колледж

(1875–1882)

Мне понадобились годы размышлений, чтобы добиться определенных результатов, которые многие считали недостижимыми и на которые многие теперь заявляют свои права; число претендентов стремительно растет, словно количество полковников на Юге после войны.

В восьмидесяти милях от Вены, в столице провинции Штирия – в городе Грац – располагалась Политехническая школа. Милютин выбрал ее, потому что она была самой лучшей в тех краях. Несколько лет назад там преподавали физик и философ Эрнст Мах, а также психолог Густав Теодор Фехнер. Собираясь стать профессором, Тесла выбрал курс арифметики и геометрии у профессора Рогнера, известного театральностью своих лекций; теоретическую и экспериментальную физику у педантичного немецкого профессора Пешля; интегральное исчисление у профессора Алле. «Алле был самым блестящим лектором, которого я когда-либо слышал. Он особенно интересовался моими успехами, задавая мне сложные задачи, которые я обожал». Среди других предметов были химия, минералогия, устройство механизмов, ботаника, волновая теория, оптика, французский и английский языки. Чтобы сэкономить деньги, Тесла жил в одной комнате с Костой Кулишичем, с которым познакомился в Сербском студенческом обществе. Позднее Кулишич стал профессором философии в Белграде.

Тесла в головой погрузился в учебу. Он занимался по двадцать часов в день и выбрал основным предметом технику. Тесла также начал изучать языки (он мог говорить на девяти) и произведения таких писателей, как Декарт, Гёте, Спенсер и Шекспир, многие из которых знал почти наизусть. «У меня была неотвязная мания заканчивать все, что начинаю», – вспоминал Тесла, размышляя о своем следующем, самостоятельно выбранном задании. Собрание сочинений Вольтера насчитывало «сто больших томов мелким шрифтом, которые этот монстр написал, выпивая по семьдесят две чашки черного кофе в день». Этот урок излечил Тесла от вышеупомянутой маниакальной привычки, но не избавил его от постоянного самоконтроля и самоотречения. Похвалы учителей вызывали у других студентов зависть, но поначалу Тесла это не трогало.

Вернувшись домой следующим летом и сдав все экзамены за первый курс на «отлично», юный ученый ожидал, что родители его похвалят. Однако вместо этого отец попытался уговорить сына остаться в Госпиче. Тесла не знал, что его учителя предупредили Милютина: мальчик может серьезно подорвать здоровье чрезмерно напряженными занятиями. В отношениях между отцом и сыном возникла трещина (возможно, еще и потому, что Приграничное военное министерство расформировали, и юноша лишился стипендии).

Из-за насмешек других студентов, которые презирали Тесла за усердие в учебе и дружбу с преподавателями, он начал играть. «Он допоздна сидел в Ботаническом саду – любимом кафе студентов, играл в карты, бильярд и шахматы, собирая большую толпу, наблюдавшую за его мастерством». Отец Тесла «вел высоконравственную жизнь и не мог извинить этой бесполезной траты времени и денег». Тесла говорил отцу: «Я могу остановиться, когда захочу, но стоит ли бросать то, за что можно пожертвовать всеми благами рая?»

На втором курсе в кабинет физики профессора Пешля из Парижа привезли динамо постоянного тока Грамме. Оно было оборудовано обычным коллектором, передающим ток от генератора к мотору. В своем естественном виде электричество является переменным. Это означает, что его поток быстро изменяется. В качестве примера можно привести реку, которая течет вниз, потом вверх, затем опять вниз, меняясь много-много раз в секунду. Поэтому трудно подчинить такую реку, например, водяному колесу, ведь оно тоже постоянно меняет свое направление. Коллектор состоит из ряда проволочных щеток, которые передают поток электричества только в одном направлении, то есть производят постоянный ток. Это неуклюжая машина, к тому же она сильно искрит.

Когда профессор Пешль продемонстрировал это считавшееся тогда прогрессивным изобретение, Тесла интуитивно почувствовал, что можно обойтись без коллектора и легко получить переменный ток. Он высказал свое мнение вслух, но в то время оно прозвучало совершенно фантастически. Оставшуюся часть лекции Пешль посвятил разъяснениям, почему эта цель недостижима. Дабы подкрепить свою точку зрения, Пешль совершенно смутил студента, отсоединив «лишний» коллектор и с деланым изумлением отметив, что генератор больше не работает. «Мистер Тесла способен на многое, но это ему не под силу. Его цель есть не что иное, как вечный двигатель». Следующие четыре года Тесла только и думал о том, как доказать неправоту Пешля.

В то же время Тесла под руководством профессора Алле работал над механической летательной машиной. Ребенком Тесла от своего деда слышал о баллонах, наполненных горячим воздухом, которые в армии Наполеона использовались для слежения за передвижениями вражеских войск и для сбрасывания бомб. Несомненно, в школе Тесла изучал принципы действия этих баллонов и, возможно, видел эти фантастические шары, проплывающие в австрийском небе, когда учился в колледже.

На третьем году обучения у Тесла в школе начались трудности. Превосходя способностями своих сокурсников, он заскучал. Вдобавок юноша испытывал разочарование, поскольку ему никак не удавалось найти решение проблемы переменного тока. Он стал еще больше играть, иногда проводя за столом по двадцать четыре часа в сутки. Хотя сам Тесла часто возвращал выигранные деньги неудачникам, ответной «любезности» он не дождался и в одном из семестров просадил все свои сбережения, включая деньги на учебу. Отец был в ярости, а мать приехала со «стопкой ценных бумаг» и сказала: «Развлекайся. Чем раньше ты проиграешь все наше состояние, тем лучше. Я знаю, ты с этим справишься».

Отчаявшийся юноша полностью отыгрался и вернул деньги семье. «В тот миг я одолел свою страсть, – писал он, – и вырвал ее из сердца, чтобы в нем не осталось и следа желания. С тех пор я был так же равнодушен к азартным играм, как к ковырянию в носу». Скорее всего, это преувеличение, поскольку Тесла свободно ставил на кон свое будущее. Кроме того, по приезде в США он снова стал поигрывать в бильярд. Один из служащих Эдисона вспоминал: «Он прекрасно играл. Тесла не набирал много очков, но его плавные удары говорили о мастерстве истинного почитателя этой игры». Есть версия, что много лет спустя, в начале 1890-х, Тесла обманывал богатых жителей Нью-Йорка, перед партией притворяясь, будто совсем не умеет играть.

Наступило время экзаменов, но Тесла не был готов к сдаче. Он просил об отсрочке и получил отказ. Он так и не закончил Австрийскую политехническую школу и не получил никаких степеней в последнем семестре. Вероятнее всего, Тесла был отчислен не столько за неуспеваемость, сколько за азартные игры и, предположительно, за «распутство». По словам соседа Тесла по комнате, «кузены, всегда присылавшие ему деньги, из-за этого отказали в помощи». Боясь, как бы не узнали родители, Тесла исчез, не сказав никому ни слова. «Друзья повсюду искали его и решили, что он утонул в реке».

Тайком собрав вещи, Тесла отправился на юг, перешел границу Словении и в конце весны 1878 года прибыл в Марибор в поисках работы. С местными жителями он играл в карты на улицах (эта традиция сохранилась до сегодняшних дней) и вскоре получил работу у инженера с окладом «60 флоринов в месяц», но недолго продержался на этом месте. Тесла продолжил путешествие, направившись через Загреб к маленькой прибрежной деревушке Мингаг. Домой он не возвращался, не желая объясняться с родителями. Однако Тесла по-прежнему искал решение проблемы удаления коллектора из генератора постоянного тока.

Кузен Тесла, доктор Никола Прибич, вспоминает историю, которую ребенком услышал в Югославии в 1920-х годах: «Моя мать рассказывала нам, что, когда Тесла приезжал, он любил быть один. Утром он уходил в лес и размышлял. Измерял деревья, делал заметки, ставил опыты (привязывал к деревьям проволоку и пропускал ток). Проходящие мимо крестьяне поражались при виде такого странного человека. Они говорили нам: «Извините, но, похоже, ваш кузен спятил».

Наконец-то обнаружив сына после письма Кулишича, видевшего Тесла в Мариборе, Милютин отправился на север – обсудить проблему с учебой. Тесла наотрез отказался возвращаться в Грац, поэтому Милютин предложил начать обучение заново в новом университете. Отец и сын вернулись в Госпич.

Вновь принятый семьей, Тесла начал ходить в церковь, чтобы послушать проповеди своего отца. Там он встретил Анну. Она была «высока и красива, с удивительно понимающими глазами». Первый и единственный раз в своей жизни Тесла сказал: «Я влюбился». Наслаждаясь обществом Анны, Никола брал ее на прогулки у реки или в Смилян. Они много говорили о будущем. Он хотел стать электроинженером, она хотела замуж.

На следующий год Милютин умер, и спустя несколько месяцев, в 1880 году, Тесла уехал в Богемию (теперь входит в состав Чехии), чтобы «исполнить желание отца и продолжить обучение». Он обещал Анне писать, но их любовь была обречена, и вскоре девушка вышла за другого.

Тесла же поступил на летний семестр на факультет Карла-Фердинанда в Пражском университете – одном из лучших учебных заведений Европы.

По словам Эрнста Маха, который десять лет назад переехал из Граца, получив место ректора, Прага «была богата талантливыми людьми», а уличные вывески зачастую были написаны на полудюжине языков. Хотя город был полон величественных зданий, санитарные условия оставляли желать лучшего. Чтобы не заболеть тифом, нужно было кипятить воду или брать минеральную – из источников на севере.

Через два года после Тесла в Прагу прибыл психолог из Гарварда Уильям Джеймс, чтобы встретиться с Махом и его главным соперником – Карлом Штумпфом, «штатным профессором философии». Штумпф, который когда-то был учеником бывшего священника Франца Брентано, противоречивой натуры, также оказавшей влияние на другого своего подопечного – Зигмунда Фрейда, преподавал Тесла философию. Тесла также изучал аналитическую геометрию у Гейнриха Дуреге, экспериментальную физику у Карела Домалипа – оба были «штатными профессорами» – и высшую математику у Антона Пухты, «внештатного профессора» из Немецкого технического университета в Праге.

Под руководством Штумпфа Тесла изучал труды шотландского философа Дэвида Юма. В детстве проявлявший гениальные способности к музыке, резкий и «остроносый» Штумпф выступал против ряда знаменитых психофизиков, в том числе против Вильгельма Вундта и Маха, но одновременно повлиял на становление мировоззрения многих студентов, таких, как феноменолог Эдмунд Гуссерль и Вольфганг Кёлер, представитель гештальтпсихологии.

Ярый сторонник «радикального скептицизма Юма», Штумпф выступал за концепцию «tabula rasa»[3]. Основывая свои доводы на учениях Аристотеля и Джона Локка, которые отвергали теорию врожденных идей, Штумпф утверждал, что человеческий разум появляется на свет совершенно пустым, «чистой доской», куда после рождения вписываются все «первичные свойства вещей», то есть истинное знание о мире. Тесла узнал, что при помощи органов чувств мозг механически перерабатывает поступающую информацию. По словам Юма, разум – не что иное, как простой набор причинно-следственных ощущений. То, что мы называем идеями, – всего лишь вторичные впечатления, произрастающие из этих ощущений. Воля и «даже душа сводятся Юмом к ощущениям и их обобщению». В это время Тесла также изучал теории Декарта, который считал животных, в том числе и человека, простыми «машинами, неспособными на другие действия, кроме механических».

Такой способ мышления будет определять мировоззрение Тесла и, что любопытно, послужит образцом механической парадигмы, которая приведет ученого к созданию самых оригинальных изобретений, хотя само понятие о первоначальном опыте представляется чуждым аристотелевской теории. По словам Тесла, все его открытия были почерпнуты из окружающего мира.

Тесла открыто не упоминает о своем несогласии со Штумпфом, однако становится очевидно, что противостояние Штумпфа и Маха не отвратило Тесла от изучения экспериментов последнего по волновой механике. Мах родился в Моравии (теперь на территории Чехии) в 1838 году, а в 1860 году окончил Венский университет. К 1864 году он был уже полноправным профессором в Граце, а в 1867-м – главой отделения экспериментальной физики в Праге, успев к этому времени написать четыре книги и шестьдесят две статьи. Под влиянием исследований в области психофизики, проведенных Фехнером в Граце и Людвигом фон Гельмгольцем в Берлине, Мах изучал действие человеческого глаза вместе со своим пражским коллегой, «известным физиологом и философом» Яном Пуркине. И ухо, и глаз получали информацию из окружающего мира, анализировали ее, а затем при помощи электрических нервных импульсов передавали соответствующим мозговым центрам. Эту традиционную теорию поддерживали многие знаменитые ученые, в том числе Исаак Ньютон, Иоганн фон Гёте и Герберт Спенсер – любимцы Тесла.

В своей лаборатории Мах создал «знаменитый инструмент, известный как «волновая машина». Это устройство могло производить поступательные и стоячие продольные и поперечные волны…». Мах при помощи этих акустических волн мог продемонстрировать множество механических явлений и «наглядно показать аналогию между акустикой и электромагнетизмом». Таким образом «можно было также доказать механическую теорию эфира».

Изучая движение акустических и механических волн, электрические и оптические явления, Мах обнаружил, что, когда достигается скорость звука, серьезно изменяется природа воздушного потока вокруг предмета. Эта пороговая величина получила название мах-1.

Мах также писал о структуре эфира и высказывал предположение, что эфир неразрывно связан с притяжением всех масс во Вселенной. Под влиянием буддийских учений, которые, несомненно, просачивались в эзотерические дискуссии студентов университета, Мах предположил, что все события во Вселенной связаны между собой. «Инерция системы сводится к функциональной взаимосвязи системы и Вселенной». Эта точка зрения была расширена до связи всех проявлений разума и внешних воздействий. Как и Штумпф, Мах соглашался, что каждое действие разума должно сопровождаться физической реакцией.

Поскольку работы Маха были очень близки поздним исследованиям Тесла и его философскому мировоззрению, кажется странным, что имя Маха не упоминается в опубликованных трудах Тесла.

Когда в конце семестра Тесла оставил университет, он уже сделал большие успехи, как в теории, так и на практике, по вопросу решения проблемы переменного тока. «В этом городе я совершил решительный скачок вперед: отделил коллектор от машины и изучил это явление в новом аспекте», – писал Тесла.

После смерти отца Тесла пришлось самому зарабатывать на жизнь. Он стал помощником учителя, но эта работа ему не нравилась. Дядя Пахо предложил Тесла переехать в Венгрию, где можно было найти заработок при помощи бывшего боевого товарища – Ференца Пушкаса, который со своим братом Тивадаром собирался открыть новую «американскую» телефонную станцию. В январе 1881 года Тесла приехал в Будапешт, но, к своему смятению, обнаружил, что этот проект еще даже не начат.

Братья Пушкас были деловыми людьми. Они следили за работой своего предприятия в Санкт-Петербурге и в Париже, держали под контролем лампу накаливания Эдисона на Парижской выставке и устанавливали систему освещения в оперном театре. Без денег и без работы Тесла пришел в инженерное отделение Центрального телеграфа Венгрии и устроился на должность чертежника и проектировщика. Получая минимальный оклад, он все те небольшие суммы, которые удавалось выкроить, тратил на приобретение оборудования, чтобы продолжить свои эксперименты.

Антони Жигети – бывший одноклассник и венгерский инженер с «телом Аполлона и большой головой, украшенной шишкой на боку, придававшей ему странный вид» – стал другом и доверенным лицом Тесла. Часто ночами, когда начинающий изобретатель не занимался своими исследованиями, приятели встречались в местных кафе, где обсуждали события дня или устраивали дружеские соревнования, выясняя, например, кто выпьет больше молока. Однажды Тесла заявил, что сдался после тридцать восьмой бутылки!

Из-за скудных финансовых средств и неумения распоряжаться деньгами у Тесла был всего один костюм, со временем совершенно износившийся. Близился религиозный праздник, и Жигети спросил, что наденет Тесла. Смущенный ученый решил надеть костюм наизнанку, посчитав, что так он сойдет за новый. Всю ночь он перекраивал и гладил. Однако заплатки не спасли. Костюм выглядел смешно, и Тесла остался дома.

Через несколько месяцев в Будапеште открылась американская телефонная станция, и Тесла с Жигети немедленно поступили туда на службу. Новая работа позволила молодым инженерам получить представление о том, как действуют самые передовые предприятия того времени. Впервые Тесла познакомился с работами Томаса Эдисона – «Наполеона изобретения», чьи усовершенствования телефона Белла способствовали революционным открытиям в области передачи телефонных сообщений. Тесла забирался на столбы, чтобы проверить линии и произвести ремонт. На земле он работал механиком и математиком. Он изучал принцип индукции, при котором масса, несущая электрический или электромагнитный заряд, может вызвать аналогичный заряд или магнитное притяжение во второй массе, не соприкасаясь с ней. Он также изучал многие изобретения Эдисона, такие, как многоканальный телеграф, позволяющий отправить четыре сообщения кодом Морзе одновременно в двух направлениях, и новый индукционный углеродный дисковый динамик – плоское, круглое, легко снимающееся устройство, которое до сих пор есть в трубке любого телефона. Тесла всегда тщательно изучал различные изобретения и искал способ их улучшить. Придав углеродному диску форму конуса, он сконструировал репродуктор, повторяющий и усиливающий сигналы, – предтечу громкоговорителя, и ему даже не пришло в голову получить на него патент!

Кроме дружеских бесед с Жигети, Тесла все свободное время посвящал работе над проблемой удаления коллектора из машин постоянного тока и подчинения переменного тока без помощи громоздких вспомогательных механизмов. Хотя решение казалось простым, ответ никак не давался. Сотни часов были потрачены на создание оборудования и обсуждение своих идей с друзьями.

Тесла сосредоточенно изучал свои вычисления и следил за работой других ученых. Позднее он писал: «Это была священная клятва, вопрос жизни и смерти. Я знал, что умру, если не решу его». Одержимый достижением цели, он не спал и не отдыхал, напрягая все силы, чтобы раз и навсегда доказать свою правоту и заблуждение профессора Пешля, а также всего остального мира. Наконец тело и мозг не выдержали, и с Тесла случился сильнейший нервный срыв, «не поддающийся описанию». Ученый уверял, что его пульс достигал двухсот пятидесяти ударов в минуту, а все тело беспрерывно подергивалось и дрожало. «Я слышал тиканье часов в трех комнатах от меня. Приземление мухи на стол глухим стуком отдавалось в моих ушах. Проносящийся вдалеке экипаж сотрясал все тело… Чтобы хоть немного отдохнуть, мне приходилось подкладывать под ножки кровати резину. Солнечные лучи так давили на мой мозг, что я едва не терял сознание. В темноте я обладал чувствительностью летучей мыши и мог определить местонахождение предмета при помощи особого покалывания во лбу». Известный врач «заявил, что болезнь уникальна и неизлечима». Тесла, отчаянно цеплявшийся за жизнь, был обречен.

Ученый приписывает свое выздоровление «непреодолимому желанию жить и продолжать работу» и помощи атлета Жигети, который силой заставлял его выходить на улицу и заниматься физическими упражнениями. Мистики считают, что Тесла выздоровел благодаря активации деятельности шишковидной железы и доступу в высшие сферы мистического сознания. Решение проблемы пришло внезапно, на закате, во время прогулки с Жигети по парку, когда Тесла декламировал вслух «великолепный отрывок» из «Фауста» Гёте.

«Когда я произнес эти вдохновенные слова, – утверждал Тесла, – внезапно мне открылась правда. На песке я палкой набросал схемы, показанные шесть лет спустя во время доклада перед Американским институтом инженеров-электриков… Пигмалион, видя оживающую статую, не мог быть потрясен сильнее. Я бы отдал тысячу тайн природы за одно это открытие, которое мне удалось вырвать у нее с риском для жизни».

Тесла подчеркнул, что его концепция включала новые принципы, а не являлась усовершенствованием предыдущих работ.

Переменный ток стал широко известен как вращающееся магнитное поле. Проще говоря, Тесла использовал для передачи энергии две электрические цепи вместо привычной одной и таким образом создал двойной поток электричества, расходящийся по фазе на девяносто градусов. В итоге принимающий магнит или якорь мотора при помощи индукции вращались в пространстве и постоянно привлекали устойчивый поток электронов независимо от того, каким был заряд: положительным или отрицательным. Тесла также разработал механизмы для объяснения этого явления.