Выбросы искр, которые он называл «пробойными разрядами», могли превращать провода в раскаленный газ. Они создавали очень резкие ударные волны, которые с большой силой обрушивались на экспериментатора, отбрасывая его назад. Тесла был чрезвычайно заинтересован этим любопытным физическим эффектом, больше напоминавшим результат выстрела из мощной пушки, чем выброса электрических искр. Электрические импульсы давали эффект, обычно ассоциировавшийся с молнией. Взрывной характер феномена напомнил ему о сходных случаях, наблюдавшихся при работе с высоковольтными генераторами постоянного тока. Рабочие и инженеры сталкивались с тем, что при простом выключении высоковольтной динамо-машины оператор получает болезненный электрический удар, как считалось, в результате накопления остаточного статического заряда[355].
Этот феномен заставил Теслу и инженеров генераторной компании задуматься о причинах странного разряда. Следует также отметить, что эффект, полученный Теслой, имеет некое сходство с электрогидродинамическими феноменами, наблюдавшимися Алфвеном, о которых упоминалось в предыдущей главе.
Теоретическая и метафорическая конструкция, на основе которой Тесла выстроил свою гипотезу для объяснения следующей серии экспериментов, указывает на глубокую и насущную проблему теоретической физики, от релятивизма до квантовой механики. Здесь важно помнить, что Теста сформулировал свое объяснение еще до того, как были заложены эти два бастиона современной теоретической физики.
Тесла знал, что странный эффект перегрузки наблюдался лишь в то мгновение, когда динамо-машины подключались к проводам, как и в случае с пробойным разрядом в его конденсаторах. Хотя устройства были совершенно разными, они проявляли одинаковые эффекты. Мгновенный импульс перенапряжения, выдаваемый динамо-машинами, на короткое время проявлялся в сверхконцентрированном виде в длинных электрических цепях. По расчетам Теслы, эта электростатическая концентрация была на несколько порядков выше любого напряжения, вырабатываемого динамо-машиной. Фактическая подача тока каким-то образом усиливалась или преобразовывалась. Но как это происходило?[356]
Инженеры сходились на том, что это был эффект «электростатического шока». Если быстро шлепнуть ладонью по воде, то ее поверхность покажется твердой. Примерно так же электрический разряд как будто упирался в твердую стену, но этот эффект проявлялся лишь в момент удара. Пока проводники электрического тока не сравнивались с мощностью приложенного электрического поля, разряды распространялись от линии во всех направлениях… (Тесла) задумался, почему электростатические поля могли двигаться быстрее, чем сами электрические заряды? Это было загадочное явление[357].
Иными словами, Тесла знал, что электрический ток движется примерно со скоростью света. Но это, в свою очередь, означало, что электростатическое поле движется со сверхсветовой скоростью.
Внимательный читатель вспомнит, что физик Дэвид Бём руководствовался почти такими же соображениями в своей предпосылке о существовании сверхсветовой «пилотной волны», направляющей движущиеся со световой скоростью электроны по их траекториям[358]. По мнению Теслы, проблема заключалась в том, что короткие, почти мгновенные электрические импульсы, сталкиваясь с барьером сопротивления, приводили к «аномальному уплотнению электромагнитного поля»[359]. Тесла экспериментально определил, что он «может формировать электрический разряд, модифицируя параметры электрической цепи. Время, сила тока и сопротивление были переменными, необходимыми для воспроизведения феномена»[360].
Здесь стоит отметить, что Алфвен утверждает приблизительно то же самое: время, сила тока и сопротивление являются переменными, которые следуют законам, инвариантным по отношению к масштабу объекта, от лабораторных экспериментов до галактических сверхскоплений. Отметим также, что согласно открытию Теслы геометрическая конфигурация параметров электрической цепи является важным фактором, определяющим количество энергии, высвобождаемой при разряде.
И наконец, для объяснения феномена будет полезно провести одну аналогию. Тесла рассуждал примерно следующим образом: в тот момент, когда электроны текущей искры соприкасаются с проводами или шинными контактами, геометрия и плотность атомов на контакте повышает сопротивление провода до бесконечности. Разряд происходит независимо от силы тока в искре. Электроны сталкиваются с барьером сопротивления и разлетаются во все стороны перпендикулярно поверхности контакта. Многие из нас знакомы с другой разновидностью этого феномена. Каждый, кто брал доску для дайвинга и прыгал в плавательный бассейн, помнит, чем это заканчивалось. Независимо от того, как быстро мы прыгаем и как много весим, в момент контакта мы сталкиваемся с бесконечным сопротивлением водной поверхности, а брызги разлетаются во все стороны вокруг нас. Тесла прерывал ток в тот момент, когда электроны ударяли поверхность провода, как если бы в момент контакта с водой мы могли «прокрутить фильм назад» и повторять один и тот же эпизод в быстрой последовательности. Памятуя об этой простой аналогии, давайте продолжим разговор о Тесле.
355
Gerry Vassiiatos, Secrets of Cold War Technology: Project HAARP and Beyond (Bayside, California: Borderland Sciences, 1966), p. 26.
356
Удивление Теслы мог бы разделить любой компетентный физик, поскольку увеличение энергии, на первый взгляд, нарушало второй закон термодинамики.