Перейдя на второй курс института, Тесла решил ограничиться изучением физики, механики и математики. Решение было правильным, так как это дало ему больше времени на решение вставшей перед ним вскоре проблемы и привело к его первому и, пожалуй, величайшему изобретению.
Когда он начал учиться на втором курсе, институт получил из Парижа электрический аппарат, машину Грамма, которая могла работать и как генератор, и как двигатель. Если она приводилась во вращение механически, то вырабатывала электроэнергию, а если к ней подключали электричество, она действовала как двигатель и давала механическую энергию. Это была электрическая машина постоянного тока.
Когда профессор Пешль (Poeschl) демонстрировал машину, Тесле очень понравилось, как она работает, кроме одного момента: сильно искрил коллектор. И Тесла высказал свои замечания относительно этого дефекта.
– Таково свойство машины, - ответил профессор. - Искрение можно значительно уменьшить, но, пока мы используем коллекторы, они всегда будут искрить. Пока ток течет в одном направлении и пока магнит имеет два полюса, каждый из которых оказывает противоположное действие на ток, нам придется использовать коллектор, чтобы в нужный момент изменять направление тока во вращающемся якоре.
– Это ясно, - ответил Тесла. - Машина ограничена свойствами применяемого тока. Но я думаю, что мы полностью избавимся от коллектора, используя переменный ток.
Задолго до того, как была получена эта машина, Тесла изучил теорию генераторов и двигателей и был убежден, что всю систему можно каким-то образом упростить. Однако он никак не мог найти решения проблемы и даже не был уверен, что она вообще разрешима. Но во время демонстрации профессора Пешля уверенность пришла к нему как яркое озарение.
Первым источником питания служили батареи, дававшие небольшой постоянный ток. Когда человек начал получать электричество с помощью механической силы, то решил, что оно должно быть таким же, какой дают батареи, то есть в виде постоянного тока в одном направлении. Но генератор, в котором витки провода вращаются в магнитном поле, дает не такой ток: он течет сначала в одном направлении, а потом в другом. Коллектор же был изобретен как удачное приспособление для преодоления этого кажущегося препятствия искусственному получению электричества и превращению тока на выходе в однонаправленный поток.
Идея, озарившая Теслу, заключалась в том, чтобы оставить ток на выходе генератора переменным, исключая тем самым коллектор, и питать этим током двигатели, избавляясь от необходимости коллектора и для них. Многие ученые уже экспериментировали с этой идеей задолго до того, как до этого додумался Тесла, но к нему она пришла в такой яркой и убедительной вспышке озарения, что он понял, что оно несет в себе правильное и практичное решение. Он видел, что двигатели и генераторы могут работать и без коллекторов, причем весьма эффективно, но не видел крайне важных и существенных элементов достижения желаемого результата. Однако он ощущал полную уверенность в том, что способен разрешить эту проблему. Именно поэтому с огромной убежденностью он и изложил профессору свои критические замечания по поводу машины Грамма. Но он никак не ожидал последовавшего за этим потока возражений.
Профессор Пешль отклонился от программы лекций и посвятил следующее занятие замечаниям Теслы. С методичной доскональностью он одно за другим по пунктам разбирал его предложения и так убедительно доказывал их непрактичность, что заставил замолчать даже его самого. Свою лекцию он закончил словами:
– Господина Теслу ждут великие достижения, но этого ему никогда и ни за что не сделать. Это все равно что привести во вращение постоянную силу гравитационного тяготения. Это равносильно вечному двигателю - неосуществимая мечта.
Но Теслу, хотя он и замолчал на время, слова профессора не убедили. Профессор сделал ему любезный комплимент, посвятив целую лекцию его замечаниям, но, как это всегда бывает в подобных случаях, этот комплимент должен был нанести, как ожидал профессор, сокрушительное поражение тому, кому он предназначался. Теслу же его компетенция впечатлила настолько, что он даже на какой-то период усомнился в том, что правильно понял свое озарение. Оно было столь же четким и ясным, как и те видения, что показывали ему решения математических задач, в правильности которых он неизменно убеждался. Но, может быть, на сей раз он все-таки стал жертвой галлюцинации? Все остальное, чему учил профессор Пешль, прочно основывалось на доказуемых истинах, так что и теперь учитель, наверное, был прав, возражая идее переменного тока.
Но где-то в глубине своего сознания Тесла твердо держался убеждения в том, что идея его верна Критика лишь на время подавила его, но вскоре эта идея вновь заняла его мысли. Постепенно он убедил себя в том, что вопреки своим правилам профессор в данном случае продемонстрировал лишь незнание того, как добиться определенного результата - незнание, которое он разделял со всем миром, - и потому не может авторитетно говорить на данную тему. И, кроме того, рассуждал Тесла, заключительные слова профессора, которыми он, как ему казалось, положил конец спору - «Это все равно что привести во вращение постоянную силу гравитационного тяготения», - противоречат Природе, ведь разве не заставляет постоянная сила гравитационного тяготения Луну вращаться вокруг Земли, а Землю вокруг Солнца?