Пам'ятна гроза. Це і були стоячі хвилі. Резонанс і антиподи. Спалений генератор. Повернення в Нью-Йорк.

Під час дослідів з струмами високої напруги - до декількох мільйонів вольт, - що проводяться в лабораторії на Хаустон-стріт, 46, мали місце потужні розряди. Це були штучні блискавки, вивченню природи і поведінки яких Тесла приділяв велику увагу. Його задуми сягали далеко: він мріяв підкорити блискавку, змусити ці потужні розряди атмосферної електрики робити корисну роботу, приборкати природу. Тесла бачив в мріях, як у далекому майбутньому це грізне і руйнівне явище буде служити людині.

На цей раз "блаженство успіху" прийшло зовсім несподівано. У квітні 1899 року, коли "агонія невдач" досягла свого апогею, Тесла знайшов у ранковій пошті лист зі штампом невеликого містечка, що загубився в ущелинах Скелястих гір. Писав один з численних шанувальників Тесли - Ленард Куртіс, інженер-електрик, працював на електростанції курорту "Компанія колорадських джерел". Він пропонував Теслі переїхати в Колорадо, де обіцяв забезпечити земельною ділянкою для лабораторії і електроенергією від станції, на якій працював. Але самим спокусливим в листі було опис частих гроз з потужними блискавками.

Пропозиція Куртиса заманливо, але де взяти грошей для здійснення задуманого? На щастя, власник готелю "Уолдорф-Асторія", де Тесла жив уже багато років, вважав його своїм особистим другом і, дізнавшись про припинення дослідів через відсутність коштів, вручив йому 30 тисяч доларів. З райдужними надіями на успіх задуманого експерименту Тесла з невеликим штатом своїх співробітників приїхав в травні 1899 року в Колорадо. Місце, рекомендоване Куртісом, - "Колорадські джерела" (Colorado Springs) - розташовувалося на великому плато на висоті 2 тисяч метрів. Тесла був вражений винятковою чистотою гірського повітря, незрівнянною красою неба, прекрасним видом на ланцюг високих гір і, найголовніше, дивовижної тишею і самітністю місцевості. Відразу ж закипіла робота зі спорудження невеликої лабораторії і обладнання її необхідної установкою. На вхідних дверях споруджуваного будинку Тесла розпорядився зробити напис з Дантова "Ада": "Залиш надію кожен, хто сюди входить!"

Тесла ретельно стежив за ходом монтажу і до найдрібніших подробиць вникав в усі. Прокладаючи нові шляхи в науці, він повинен був сам конструювати кожну деталь небачених раніше апаратів і приладів, від якості виготовлення яких залежали успіхи його досліджень. До того ж, працюючи з напругою в мільйони вольт, не можна було допустити ніяких небрежностей, неточностей і помилок. He чекаючи закінчення монтажу лабораторії, Тесла почав спостереження за грозами, дійсно виключно частими і сильними в цій дикій місцевості. Багато з них, - писав Тесла про бачених їм блискавках, - нагадували вогняні дерева зі стовбуром, спрямованим вгору або вниз. Мені не вдалося встановити спосіб їх утворення і створити їх штучним шляхом ".

Захопленню Тесли не було кінця: він дізнався про блискавки багато невідомого. Незабаром, за його словами, він "знав про блискавки більше, ніж знає про них сам Бог".

Його не засмутило і те, що, як би в помсту за спробу викрасти у Прометея його таємницю, одного разу в грозу повітряною хвилею від удару блискавки розкидало майже закінчена будівля лабораторії. Таке втручання природи, яка затримала закінчення монтажу лабораторії, навіть порадувало Теслу - він мав нагоду перевірити деякі свої припущення, і пройшла гроза повністю їх підтвердила.

Спостереження над грозами і супроводжували їх змінами потенціалу Землі Тесла вів за допомогою спеціально сконструйованої їм установки. Це був трансформатор, один кінець первинної обмотки якого був заземлений, а другий, який закінчувався кулею, піднятий на велику висоту. Так як ємність кулі залежала від висоти його підйому над землею, висновок, на якому він був укріплений, зробили складовим, що дозволяє змінювати висоту підйому.

Під вторинну обмотку цього трансформатора було включено високочутливе які самостійно пристрій, поєднане з записуючим приладом.

Будь-яке зміна потенціалу Землі викликало в витках первинної обмотки імпульси струму, котрі творили у вторинній обмотці вторинні струми, що відзначаються реєструючим приладом. Спостереження за цими приладами показало, що потенціал Землі безперервно коливається. Тесла з інтересом зайнявся вивченням цих явищ, намагаючись знайти їх пояснення. Особливо значні були ці коливання в період гроз і розрядів блискавки. Від уваги Тесли не вислизнув. Один дуже дивний, на перший погляд, факт - прилади відзначали більш сильні коливання потенціалу Землі при віддалених розрядах, ніж при розрядах, що відбувалися поблизу від них.

Як пояснити цю поведінку? Здавалося б, далекі грозові розряди повинні були викликати менші коливання електричного потенціалу Землі в місці установки апаратури, ніж ближчі. Однак і Тесла і його асистенти спостерігали саме зворотне - віддалені розряди в певний момент викликали сильніші коливання потенціалу.

Тесла довгий час роздумував над цим явищем. Він згадав, що ще при підготовці до лекції в Інституті Франкліна і Національної асоціації в Сен-Луї у нього виникла ідея, яку він тоді відкинув як неймовірну, про можливість використовувати саму нашу планету для передачі електроенергії на далекі відстані. Зробити це було можливо, лише створюючи в Землі стоячі хвилі, викликаючи їх поява зміною потенціалу Землі. Може бути, саме це явище і спостерігав він зараз тут, в "Колорадських джерелах"? Інстинктивно Тесла відчував, що в найближчі дні знайде пояснення дивним спостереженнями, і воно підтвердить його колишні припущення. Нарешті під час однієї з гроз розгадка була знайдена. Тесла так описав це відкриття:

"Третього липня - я ніколи не забуду цієї дати - я отримав перше незаперечне експериментальне підтвердження істини, яка має величезне значення для прогресу людства. Щільна маса сильно заряджених хмар зібралася на заході, і до вечора вибухнула страшна гроза. Розтративши більшу частину свого люті в горах, вона понеслася з неймовірною швидкістю над рівнинами. через майже регулярні інтервали часу виникали тривалі грозові розряди. Мої спостереження тепер полегшили і стали більш точними за рахунок набутого досвіду. Я навчився вже швидко оперувати своїми приладами і приготувався до спостереження. Регистрирующие прилади були відповідним чином відрегульовані, і їх свідчення ставали все слабше в міру зростання відстані до грози, поки зовсім не зникли. я спостерігав, повний пристрасного очікування. Як я і думав, трохи згодом показання приладу з'явилися знову, стаючи все сильніше і, пройшовши через максимум, поступово спадали і знову припинялися. Те ж саме повторювалося багато разів через регулярні інтервали часу, до тих пір поки гроза, яка, як випливало з простих підрахунків, рухалася з майже постійною швидкістю, не відвернулась на відстань приблизно трьох сотень кілометрів. Однак і тоді ці дивні явища не припинилися, а тривали з неубивающей інтенсивністю. Згодом аналогічні спостереження були виконані моїм асистентом Фріцем Ловенштейном, і незабаром зібрані відомості дозволили незаперечно встановити справжню природу цього чудесного явища. Чи не залишалося ніяких сумнівів - я спостерігав стоячі хвилі ".

Одна з найважливіших задач, вирішити яку Тесла прагнув в колорадського лабораторії, полягала в отриманні чіткої відповіді на питання: чи є Земля електрично зарядженим тілом чи ні? Якби відповідь на це питання було б негативним, задум Тесли виявився б невиконаним.

Однак спостереження явища стоячих хвиль в Землі ясно вказувало і на наявність електричного заряду Землі і на можливість викликати в ній стоячі хвилі штучно.

З'ясування цього факту дозволило Теслі здійснити експеримент, що мав дуже важливе значення для можливого здійснення його подальших планів. Чи можна створювати штучно шляхом потужного розряду стоячі хвилі в Землі, викликати в ній резонансні коливання і потім використовувати їх для різних цілей?

Тесла глибоко продумав цей вельми складний досвід. У високому дерев'яному будинку лабораторії з розкривається, як у астрономічних обсерваторій, дахом був змонтований підсилює трансформатор. Він складався з двох котушок: на величезне заборообразное підставу були намотані витки надзвичайної за своїми розмірами первинної котушки. Вторинна котушка цього "підсилює передавача" з'єднувалася з щоглою, яка височіла на 60 метрів над землею і закінчувалася мідним кулею діаметром в 1 метр. Щогла складалася з окремих секцій і могла бути подовжена або вкорочена. Завдяки тому, що дах над будівлею була розсувний, навколо вторинної котушки і щогли на значній відстані не було ніяких предметів.

Всі обмотки цих котушок були розраховані так, що при пропущенні через первинну котушку струму напругою в кілька тисяч вольт і при стандартній частоті змінного струму (60 періодів в секунду) у вторинній котушці можна було отримати струм дуже високої напруги і високої частоти. При розрядці цієї котушки на землю напруга сягала кілька мільйонів вольт при частоті до 150 тисяч періодів в секунду.

Устаткування лабораторії складалося не тільки з описаного підсилює трансформатора, а й з багатьох інших апаратів, головним чином індукційних котушок з різними характеристиками обмоток.

Як тільки електроенергія по особливої ​​лінії була підведена від електростанції курорту "Колорадські джерела" до лабораторії, можна було приступити до проведення надзвичайно сміливого експерименту. За словами самого Тесли і одного з найближчих його помічників Коломана Чіто експеримент цей проходив наступним чином.

- Коли я дам сигнал, включіть струм, але не більше ніж на одну секунду, - сказав Тесла Чіто, що стояв у розподільного щита. Сам винахідник розташувався так, щоб бачити і розподільний щит і вершину щогли.

- Почнемо, - скомандував Тесла.

Чіто включив роз'єднувач і негайно ж вимкнув його. Безліч блискавок у вигляді волосоподібні розрядів з'явилося на обмотках вторинної котушки і на вершині щогли. - Чудово! Все йде добре. Ще раз, - сказав Тесла, і Чіто повторив включення і виключення. Явище розрядів повторилося.

- Тепер я хочу подивитися на розряд через вершину щогли. Я стану зовні. Чіто, включіть струм і не вимикайте його, поки я не подам сигнал, - з цими словами Тесла вийшов з лабораторії і незабаром розпорядився про включення струму.

Коли роз'єднувач був знову включений, пролунав характерний тріск розрядів, незабаром прийняв зловісні розміри. Звуки ставали голосніше і голосніше і нагадували артилерійську канонаду. Будівля лабораторії освітилося блакитним світлом, все обладнання випускали вогненні голки, рознісся характерний запах озону. Безперервні розряди створювали шум, що доповнив гуркіт на вершині щогли. Чіто, який стояв біля щита, бачив, як з його пальців вилітали іскри, що ставали все довшими і довшими. Вони кололи як голки, і Чіто з хвилюванням думав, що не зможе вимкнути струм, коли почує сигнал Тесли. Але сигналу не надходило, а гуркіт все посилювався.

Зовні картина була ще величніше. З кулі, укріпленого на щоглі, вискакували все більш і більш великі іскри, які незабаром перетворилися в блакитні, а потім сині нитки. Але ось нитки поступилися місцем вогненним стержнів завтовшки з руку, і, нарешті, з'явилися розряди блискавки довжиною на менш 135 футів (41 м), пролунав грім, який чули, як потім розповідали очевидці, на відстані до 15 миль (24,1 км) .

Тесла плескав у долоні і радів як дитя: весь хід експерименту підтверджував його припущення. Ще трохи, ще одну-дві хвилини, і можна почати спостереження стоячих хвиль. Але раптово все припинилося. Настала тиша, подібна тиші, що настає після запеклого артилерійського бою.

- Чіто, Чіто, - закричав Тесла, - навіщо ви це зробили? Швидше включіть знову, я ще не подавав сигналу.

У відповідь Чіто мовчки показав на прилади: стрілки амперметрів і вольтметрів стояли на нулі. Тесла відразу зрозумів, що лінія вимкнена.

- Чіто, телефонуйте швидше на станцію. Вони порушили договір. Вони не повинні були вимикати струм без мого розпорядження.

На електростанції "Колорадські джерела" пролунав телефонний дзвінок.

- Чому ви відключили лінію? Ми не отримуємо електроенергію. Негайно ввімкніть.

- Увімкнути? Та ви спалили генератор, - почув Чіто сердитий голос. - Ви більше ніколи не отримаєте електроенергію.

Цього Тесла не передбачав. Він розрахував все своє обладнання на струми, необхідні для досвіду, але генератор на електростанції годі й був захищений від перевантаження, і обмотка його згоріла. Адміністрація станції відмовилася підключити лінію до іншого генератору і повідомила, що в майбутньому Тесла отримає електроенергію тільки від згорілого генератора, коли він буде відремонтований. Але це станеться, за словами головного інженера, не раніше ніж через місяць.

Тесла вмовив дозволити йому самому керувати ремонтом і дійсно зумів організувати роботу так, що генератор був відремонтований за тиждень. На цей раз він сам розрахував його обмотку на режим короткого замикання і забезпечив захист. Через десять днів експерименти були продовжені. В результаті робіт Тесла підтвердив можливість викликати в Землі явище електричного резонансу і отримати стоячі хвилі. Він припускав, що поширення виниклих в ній хвиль відбувалося від "Колорадських джерел" в усіх напрямках, все розширюються колами, доходячи до поверхні землі. Вони з нібито зростаючою інтенсивністю сходилися потім в точці, діаметрально протилежної Колорадо, десь близько французьких островів Новий Амстердам і Св. Павла, між південним краєм Африки і південно-західним кутом Австралії. Повертаючись назад в "Колорадські джерела", відлуння хвилі знову посилювалося осциллятором (підсилює трансформатором) і відправлялося назад до антиподів, до протилежній точці земної кулі.

Що могло дати це для практичних цілей? Чи реальна можливість вловити "пучности" цих стоячих хвиль в будь-якій точці земної кулі? Де апаратура, за допомогою якої можна було б реалізувати хоча б потужність, витрачену на створення стоячій хвилі?

Тесла надалі відповів на всі ці питання. Він добре уявляв собі найрізноманітніші можливості використання тих струмів високої частоти, які збирався передавати стоячими хвилями для освітлення, нагріву, управління, пересування електричного транспорту на землі і в повітрі, дії телеавтоматов.

Ранньою осінню 1899 року повернувся в Нью-Йорк з величезним запасом нових спостережень, безліччю фотографій, небачених в лабораторних умовах розрядів і, як він думав, чудовим відкриттям можливості створення стоячих хвиль. Щирі друзі його, радіючи досягнутими результатами, просили швидше опублікувати наукову статтю, що обгрунтовують можливість здійснення передачі електроенергії без проводів через Землю на будь-які відстані. Джонсон, дружба з яким стала ще тіснішою, запропонував опублікувати в редагованому ним журналі "Сенчури мегезин" таку статтю і незабаром отримав її від Тесли. Але що це була за стаття? Джонсон читав її, і в душі його закипав гнів проти одного, що розігралася фантазія якого забрала його далеко від реальної дійсності. Філософські міркування, картини далекого майбутнього і жодного факту, жодного солідного наукового доказу здійсненності проекту!

Джонсон тричі повертав Теслі його статтю, поки не добився від нього того варіанту, який і був поміщений в червневому номері журналу за 1900 рік під назвою "Проблема збільшення запасів енергії людства, зі спеціальними рекомендаціями щодо використання енергії Сонця".

Скільки воістину пророчих думок висловив в ній Тесла! Про роль м'язової сили людини в розвитку цивілізації і про шляхи її збільшення; про роль інших енергетичних ресурсів і про три способи добування енергії Сонця; про роль заліза в розвитку людського суспільства і про метал майбутнього - алюмінії; про способи збільшення видобутку вугілля і про газові двигунах; про використання внутрішнього тепла Землі; про можливість створення "автоматичних" автоматів і машин, що володіють "мозком"; про принцип вибірковості і можливості управління автоматами на будь-якій відстані; з передачі електричної енергії без проводів в будь-яку точку земної кулі і про можливість міжпланетних радіоповідомлень, і ще десятки думок, найголовніша з яких - безмежний оптимізм, віра в могутність людського розуму.

Стаття справила величезне враження. Знову ім'я Тесли не сходило зі сторінок преси. Дослідами вченого в жовтні 1899 року зацікавився Джон Пирпонт Морган. Глава всесвітньо відомого банкірського дому не відрізнявся філантропією і не став би звертати уваги на прожектерскіе мрії, але досліди Тесли не могли не вразити навіть його уяву. Незабаром вчений був запрошений в будинок Моргана, потай живив пристрасть уславитися покровителем геніїв.

Невідомо, чи ця пристрасть Моргана або далекосяжні розрахунки на величезні прибутки, які обіцяло здійснення планів Тесли в разі їх реальності, привели банкіра до вирішення надати допомогу в здійсненні задуму про всесвітню передачі електроенергії, але в кінці 1899 року Морган, дізнавшись про фінансові ускладнення Тесли і його повній самоті, запропонував винахіднику 150 тисяч доларів ^15. Така незначна порівняно з його колосальним капіталом витрата давала Моргану можливість використовувати всі знання і досвід Тесли для створення того, що в разі здійснення обіцяло нечувані доходи. Пирпонт Морган взяв участь в здійсненні задумів Ніколи Тесли! "Чи буде він другим Вестінгаузом? Ось від чого залежить успіх справи", - думав Тесла.

Але перед Вестінгаузом лежали всі сорок конкретних патентів Тесли на багатофазні струми. Перед Морганом на журнальному столику лежав тільки номер "Сенчури мегезин" до статті, повної веселкових надій натхненного мрійника.