Возможно, Лоуренс не знал о лампе Теслы, работающей на принципе бомбардировки мишени молекулами. Но он, без сомнения, знал о попытках построить атомный ускоритель, которые предпринимались Грегори Брейтом с коллегами в институте Карнеги. В 1929 году в Вашингтоне эта группа использовала пятимиллионовольтную катушку Теслы для подачи на ускоритель необходимой энергии. Без такой катушки приборы для расщепления атома никогда бы не смогли работать. Описания углеродно-кнопочной (или молекулярно-бомбардирующей) лампы Теслы можно найти в постоянно воспроизводимых протоколах пяти научных обществ. К сожалению, к началу 1980-х годов ни одно общество не было достаточно ученым, чтобы представить себе применение этого прародителя технологий атомного века.
Фредерик и Ирен Жолио-Кюри, Анри Беккерель, Роберт А. Милликан и Лоуренс, все они получили Нобелевские премии. Виктор Ф. Гесс получил Нобелевскую премию в 1936 году за открытие космического излучения. Безусловно, было бы просто справедливо, если бы научное сообщество, по крайней мере, признало перво-проходческие открытия Теслы в каждой из этих областей.
Хотя, возможно, большинство его научных современников не могли полностью понять его лекции — Тесла пробуждал воображение наиболее прогрессивных ученых. И подобно тем, кто сегодня впервые узнает о нем, их охватывало временное безумие. «Он обучал не только достижениями, — вспоминает Эдвин Армстронг, приобретший известность за вклад в развитие радио, — но он также обучал пробуждением удивительного воображения, которое отказывалось признавать кажущиеся непреодолимые трудности: воображение целей, которые, за редким исключением, все еще оставались в области рассуждений» [10]
Английский ученый Дж. А. Флеминг написал Тесле: «Я сердечно поздравляю вас с вашим величайшим успехом... После этого никто не может сомневаться в вашем звании волшебника первого порядка. Скажем, Ордена Пламенного Меча» [11]
AIEE, Columbia, Colledge, May 20, 1891. Institution of Electrical Engineers and Royal Society of Great Britain, London, February 1892; Society of Electrical Engineers of France and the French Society of Physics, Paris, February 1892.
Последовательно проследить деятельность Теслы в эти годы просто невозможно. Кажется, будто он одновременно присутствует везде, работая в дюжине областей, которые перекликаются и взаимосвязаны, — но всегда с электричеством, таинственной материей, основой его исследований. Для него электричество было скорее жидкостью с трансцендентными силами, которые «снисходят» до подчинения физическим законам. Но никак не потоком дискретных частиц (или волновых пакетов), послушных законам механики частиц, как это принято в современной теории.
Тем не менее, в течение нескольких последующих лет ему предстояло открыть целое направление современной электроники. Хотя и сам электрон был открыт только в 1897 году британским физиком Джозефом Дж. Томсоном.
Фарадей в 1831 году показал, что можно преобразовывать механическую энергию в электрический ток. Потом, в год рождения Теслы, англичанин лорд Кельвин совершил открытие, связанное с конденсацией тока. Оно вдохновило сербского американца, и он начал поиски источника высокочастотных токов, частот более высоких, чем те, что можно было получить механическим путем.
Тогда считалось, что если конденсатор разряжается, электричество (электрические заряды) одноразово перетекает с одной пластины конденсатора на другую, как вода. Кельвин показал, что это процесс более сложный, — электричество многократно переходит с одной пластины конденсатора на другую и обратно, пока не израсходуется вся запасенная в конденсаторе энергия. И эти колебания электричества между пластинами происходят с частотой, достигающей огромной величины — в сотни миллионов раз в секунду.
Однажды в Будапеште, когда Тесле открылась концепция вращающегося магнитного поля, — в одной вспышке он увидел Вселенную, созданную из симфонии переменных токов с созвучиями, исполняемыми на широчайшем диапазоне октав. Переменный ток частотой 60 циклов в секунду был всего лишь простой нотой низшей октавы. На одной из высоких октав с частотой в миллиарды циклов в секунду был виден свет. Исследование всего диапазона электрических вибраций, лежащего между низкочастотными переменными токами и световыми волнами, подвело бы его еще ближе к осознанию космической симфонии.
Работа Джеймса Клерка Максвелла в 1873 году указала на существование большого диапазона электромагнитных колебаний, лежащих выше и ниже видимого света, вибраций с меньшими и большими длинами волн. Эта теория была проверена профессором Генрихом Герцем из Германии, который в поисках волн более длинных, чем световые или тепловые, в 1888 году в Бонне создал искусственное электромагнитное излучение. Эксперименты Герца с «искровым разрядом индукционной катушки» доказали существование магнитного поля. Когда Герц посылал мощный электрический заряд через разрядник, вызывая искру, меньшая искра проскакивала через второй разрядник, стоявший на некотором расстоянии от первого. В то же время в Англии сэр Оливер Лодж пытался измерить крошечные электрические волны в цепи.
Оборудование Герца было довольно слабым, а искрящая индукционная катушка как непрактичной, так и опасной. Теперь Тесла предлагал кое-что совершенно иное и намного превосходящее Герца: серию высокочастотных генераторов переменного тока, производящих частоты от 33 тыс. циклов в секунду (33000 Гц). [6]
Этот тип приборов являлся предшественником мощных высокочастотных генераторов переменного тока для устойчивой волновой радиосвязи в отдаленном будущем. Но непосредственным нуждам Теслы прибор не отвечал. Поэтому он продолжил создавать то, что известно как «катушка Теслы», трансформатор без сердечника с первичной и вторичной катушками, настроенными в резонанс — повышающий трансформатор, который низковольтные сильные токи преобразует в высоковольтные слабые токи высоких частот.
Это устройство для получения высокого напряжения, которое в той или иной форме применяется в каждом телевизоре, за очень короткое время должно было войти в состав исследовательской аппаратуры каждого университета. Оно позволяло оператору преобразовывать слабые приглушенные колебания исходного контура Герца и поддерживать токи почти любых величин. Этими исследованиями Тесла предвосхитил на несколько лет первые эксперименты Маркони.
Необходимость изолировать это высоковольтное оборудование привела к погружению его в масло, — метод, который вскоре нашел коммерческое применение, так как он стал универсальным способом изоляции высоковольтной аппаратуры. Чтобы понизить сопротивление своих катушек, Тесла использовал многожильные кабели с отдельно изолированными жилами. Поскольку он редко тратил время на патентование своих инструментов и методов, эти два изобретения также пошли в общедоступный резерв знаний. Позже другие превратили их в источники прибыли под названием «Litz wire», термин, идущий от немецкого названия Litzendraht — «многожильный провод».
Затем Тесла разработал новый вид возвратно-поступательной динамо-машины, приспособленной к этим особым потребностям высокочастотных токов, — остроумный одноцилиндровый мотор без клапанов, золотников и затворов, который приводился в движение сжатым воздухом или паром. Скорость оборотов, которой он достигал, была на удивление столь постоянной, что Тесла предложил использовать ее в своей 60-цикличной многофазной системе. Он использовал синхронные двигатели, должным образом согласованные, как способ отсчета точного времени везде, где в мире будет доступен переменный ток. Это стало импульсом к созданию современных электрических часов [12]. Тесла, в своей стремительной веренице открытий, не имел времени запатентовать также и этот хронометр.
Опасные эксперименты, в которых он учился работать с высокочастотными токами в сотни тысяч вольт, привели его к другому открытию, ставшему чрезвычайно важным для всего мира. В 1890 году он сообщил о терапевтическом значении глубокого прогревания человеческого тела высокочастотными токами. Процесс этот стал известен как диатермия. Отсюда широким потоком хлынет целое поле медицинских технологий с множеством подражателей как в Америке, так и в Европе [13].