Нікола Тесла тепер є іконою популярної культури, яка символізує геніального та ексцентричного вченого, винахідника, який випередив свій час, але незрозумілий. Книги та документальні фільми розповідають про захоплюючу історію життя Тесли, а також він з’являється як вигаданий персонаж у фільмах і коміксах. Його міфічний статус було посилено, зображуючи його як супергероя науки, який протистоїть лиходію Едісону. Однак чи всі приписувані йому винаходи справжні? Ми розглядаємо його найбільші особисті досягнення, його внесок у колективні прориви та його амбітні ідеї, які йому так і не вдалося реалізувати.
Котушка Тесла
У 1891 році, у віці 35 років, Нікола Тесла зареєстрував те, що стало наріжним каменем його понад 300 патентів, відомих сьогодні як «Котушка Тесла», електричний трансформатор, що складається з кількох пов’язаних резонансних контурів. Сам Тесла використовував різні варіанти цієї котушки як основу для численних наступних експериментів, вивчаючи такі явища, як фосфоресценція та рентгенівські промені, а також досліджуючи нові можливості для електричного освітлення та бездротової передачі енергії.
Хоча котушки Тесла комерційно використовувалися в ранніх поколіннях радіотелеграфів, сьогодні вони використовуються переважно для розваг. Вони є звичайними пристроями в наукових музеях, оскільки вони генерують вражаючі іскри та електричні розряди, і їх навіть пристосували для роботи як музичні інструменти. Їх секрет полягає у створенні високовольтного, високочастотного змінного струму низької інтенсивності: розуміння котушки Тесла дає фундаментальне розуміння того, як працює електрика.
Збільшувальний передавач
У своїй автобіографії Нікола Тесла зазначив: «Я впевнений, що з усіх моїх винаходів збільшувальний передавач виявиться найважливішим і цінним для майбутніх поколінь». Ця передова версія котушки Тесла була розроблена для проведення експериментів у гонитві за його мрією — усунення проводів для телекомунікацій та передачі електроенергії.
Тесла у своїй лабораторії в Колорадо-Спрінгс біля свого збільшувального передавача
У 1899 році Тесла побудував передавач-підсилювач діаметром 15 метрів у своїй лабораторії в Колорадо-Спрінгс. Цей пристрій міг виробляти струми надзвичайно високої напруги (до 4 мільйонів вольт) і електричні розряди довжиною до 40 метрів. Тесла використав 100 000 доларів, наданих інвестором, на розробку нової системи громадського освітлення для цих експериментів. Через дев’ять місяців Тесла вважав, що йому вдалося передати електрику без проводів, зробивши значний крок до своєї бездротової мрії.
Всесвітня бездротова система
Підбадьорений своїми результатами в Колорадо-Спрінгс, Тесла повернувся до Нью-Йорка і наприкінці 1900 року переконав банкіра Дж. П. Моргана профінансувати будівництво бездротової телекомунікаційної станції Wardenclyffe Tower для передачі повідомлень через Атлантичний океан раніше за свого суперника Гульєльмо Марконі.
Тесла у своїй лабораторії в Колорадо-Спрінгс біля свого збільшувального передавача
Марконі намагався зробити це за допомогою радіотелеграфу, але Тесла мав на меті зробити це за допомогою нової технології та розширив свій проект, включивши бездротову передачу електроенергії. Однак Морган не надав необхідного додаткового фінансування, і вежа Варденкліфф була покинута в 1906 році, так і не вступивши в експлуатацію.
Тесла задумав забезпечити електрику та зв’язок у будь-якій частині світу за допомогою мережі з приблизно 30 бездротових станцій, які використовують Землю та її атмосферу для проведення електрики через новий вид стаціонарних хвиль, які він відкрив. Протягом десятиліть він стверджував, що його система перевершує радіохвилі, але він ніколи не демонстрував бездротову передачу електроенергії на відстані більше кількох метрів.
Більш ефективні машини
У 1906 році, щоб відсвяткувати своє 50-річчя, Тесла продемонстрував безлопатеву турбіну, розроблену для конкуренції в ефективності з поршневими двигунами. Він запатентував винахід у 1913 році з бажанням застосувати його до геотермальної енергії.
Турбіна Tesla зі знятим верхом. Авторство: Волтер Хайнс
Багато років тому Тесла запатентував електричний генератор, осцилятор Тесла, щоб замінити неефективні парові двигуни, які використовувалися для виробництва електроенергії. Однак за ефективністю його винахід перевершили сучасні парові турбіни. Експериментуючи з маленькою версією свого осцилятора, Тесла стверджував, що досяг резонансної частоти своєї будівлі, що змусило його сусідів викликати поліцію через тремтіння та поштовхи. За іншою версією історії письменник Марк Твен, друг Тесли, відчув проносний ефект через вібрацію осцилятора. На святкуванні свого 79-го дня народження Тесла сказав журналістам, що його осцилятор може повалити Емпайр-Стейт або розколоти земну кору на дві частини. Відома як «машина землетрусу Тесла», сучасна версія осцилятора не змогла створити значні вібрації під час тестування в телешоу «Руйнівники міфів» у 2006 році.
Електротехнічна освіта
Переконавшись у перевагах змінного струму, Тесла навіть розробив свою версію тренування мозку, припустивши, що застосування електрики до мозку стимулюватиме інтелект, «так само, як це стимулює ріст рослин». У 1912 році журнал Popular Electricity Magazine опублікував його план щодо впровадження типу молекулярного масажу для студентів з використанням високочастотних електричних струмів, щоб полегшити навчання і навіть «перетворити тупих студентів на яскравих, насичуючи класні кімнати нескінченно малими електричними хвилями».
Проект Тесли мав на меті покращити освіту та здоров’я учнів шляхом ретельного монтажу електропроводки на стінах класу, не усвідомлюючи цього учнями. Керівник нью-йоркських шкіл Вільям Х. Максвелл спочатку схвалив план Тесли, хоча експеримент так і не був проведений.
Неонове світло
Іншим значним винаходом, який приписують Теслі, є неонові ліхтарі, які, згідно з численними згадками, він продемонстрував на Всесвітній Колумбійській виставці 1893 року в Чикаго. Однак газ неон був відкритий лише в 1898 році, а першу неонову лампу представив француз Жорж Клод на Паризькому автосалоні в 1910 році.
Світлові знаки Tesla вперше були показані на Чиказькій Колумбійській виставці в 1893 році.
Тесла був піонером у розробці газорозрядних ламп і одним із перших застосував винахід для створення світлових знаків шляхом згинання трубок, що містять гази. Однак ліхтарі, які Тесла продемонстрував у 1893 році, не були ні комерційно життєздатними, ні неоновими.
Рентгенівські промені
Експериментуючи з газорозрядними трубками в 1894 році, Тесла помітив, що «невидиме випромінювання» однієї з них пошкодило фотопластинки, розташовані поруч. Він продовжив цю лінію дослідження, але його записи, інструменти та зусилля були втрачені під час пожежі в його лабораторії в березні 1895 року. Пізніше того ж року німецький учений Вільгельм Рентген оголосив про відкриття рентгенівських променів, працюючи з трубкою Крукса, подібною до до Тесли.
«Ренген фотографія» ноги у взутті, отримана Теслою в 1896 році
Після оголошення Рентгена Тесла легко розробив власну рентгенівську систему. Він використовував свої знамениті котушки для застосування високовольтних розрядів, необхідних для створення нового випромінювання. Він також отримав деякі з перших зображень людського тіла за допомогою рентгенівських променів, які він назвав «тіньовими». Сам Рентген був вражений якістю та деталізацією зображень Тесли.
Тесла ніколи не заперечував відкриття Рентгена, і якби не той нещасливий вогонь, Теслі можна було б приписати відкриття рентгенівських променів і отримати Нобелівську премію, присуджену Рентгену в 1901 році. Тим не менш, Тесла зробив значний внесок у розробку рентгенівських променів. .
Асинхронний двигун
У травні 1888 року Нікола Тесла опублікував наукову статтю, в якій описав свій найбільший успіх як винахідника: індукційний двигун змінного струму, який мав значні переваги перед електродвигунами постійного струму. Його принцип дії полягав у створенні руху в двигуні за допомогою обертових магнітних полів, створених багатофазним змінним струмом.
Оригінальний асинхронний двигун Tesla (1887)
Двома місяцями раніше італійський вчений Галілео Ферраріс незалежно один від одного представив свій асинхронний двигун з використанням тієї ж інноваційної технології. Джордж Вестінгауз, який розробляв комерційні програми для змінного струму, зацікавився обома конструкціями і вирішив, що патент Тесли має більший потенціал. Westinghouse вибрав асинхронний двигун Tesla, щоб конкурувати з General Electric і Томасом Едісоном у «війні струмів». Ось чому Тесла часто згадується як винахідник асинхронного двигуна, хоча він розділяє цю честь з Феррарі. Такий вид одночасних інновацій є поширеним у науці, оскільки такі прориви, як теорія еволюції, періодична таблиця та телефон, були розроблені незалежно та майже одночасно різними людьми, спираючись на попередні ідеї.
Радіо
Думка про те, що Тесла був справжнім винахідником радіо, широко поширена. Однак радіозв’язок є колективним досягненням, заснованим на внеску багатьох учених та інженерів. До них належать ті, хто відкрив взаємозв’язок між електрикою та магнетизмом (Орстед, Ампер, Генрі та Фарадей), вчений, який об’єднав обидва явища своєю теорією електромагнетизму (Максвелл), і фізик, який першим передав електромагнітні хвилі (Герц, у 1887 році).
Використовуючи ці радіохвилі (також відомі як хвилі Герца), Гульєльмо Марконі в 1896 році розробив перший бездротовий телеграф, здатний передавати сигнали на великі відстані. Марконі вважається винахідником радіо за це досягнення та за здійснення першого трансатлантичного радіотелеграфного зв’язку в 1901 році. Тесла змагався з Марконі за досягнення цієї мети, але його система не використовувала радіохвилі. Тесла сумнівався в їхньому існуванні і вважав, що якщо вони і існують, то можуть подорожувати лише прямими лініями, що робить їх марними для зв’язку на великій відстані. Таким чином, Тесла не був близький до винайдення радіо, хоча радіотелеграф Марконі використовував деякі компоненти, запатентовані Теслою.
Радіотелеграф Марконі 1901 року використовував деякі патенти Тесли
Пульт
Значний внесок Tesla в змінний струм (асинхронний двигун, трансформатор і багатофазна система) дозволив Westinghouse запровадити технологію живлення змінного струму в домогосподарствах. Разом винахідник і підприємець досягли чогось надзвичайного в 1896 році: виробляли електроенергію на Ніагарському водоспаді та доставляли її до домівок у сусідньому Буффало. Однак наступний крок Тесли, його бездротова мрія, так і залишився нереалізованим.
Ілюстрація Тесли на демонстрації в Медісон Сквер Гарден у 1898 році
Незважаючи на те, що компанія Tesla не зробила значного внеску в бездротові технології, розробила унікальний додаток: першу систему дистанційного радіокерування. У 1898 році він використовував його для бездротового керування невеликим човном на ярмарку електротехніки, вразивши аудиторію, яка розділилася на тих, хто вірив, що Тесла має телекінетичні здібності, і тих, хто шукав трюк всередині човна. Цей винахід став попередником дронів і пультів дистанційного керування телевізорами.
