Вращающееся магнитное поле
Когда мне было десять лет, я поступил в реальное училище, в то время новое и довольно хорошо оборудованное учебное заведение. Его физические кабинеты имели богатый выбор моделей классических научных приборов по электричеству и механике. Демонстрации и опыты, время от времени проводившиеся преподавателями, вызывали у меня восхищение, и они, безусловно, дали мощный толчок пробуждению у меня тяги к изобретательству. Я также страстно увлекся математикой, и преподаватель часто хвалил меня за быстрые решения. Они удавались мне благодаря приобретенной способности зрительно представлять цифры и вычислять не просто в уме, что умеют делать многие, а как будто в реальной жизни — на бумаге. При решении задач, до определенного уровня их сложности, мне было абсолютно безразлично писать ли знаки на доске или представлять их мысленно. Но уроки рисования, на которые отводилось много учебных часов, вызывали у меня невыносимое раздражение, что было весьма удивительно, потому что большинство членов нашей семьи отличались способностями к художеству. Не исключено, что мое отвращение объяснялось становящейся привычкой склонностью к мысленному представлению образов. И не будь в классе нескольких необыкновенно глупых мальчиков, которые были вовсе ни на что не способны, мои оценки были бы наихудшими. Рисование угрожало испортить всю мою карьеру, поскольку оно было обязательным предметом в тогдашней системе обучения, и при каждом моем переходе в следующий класс отцу приходилось прилагать усилия. На втором году учебы в училище меня захватила идея осуществить непрерывное движение, используя для этого постоянное давление воздуха. Случай с насосом, о котором я уже рассказал, засел в моем мальчишеском воображении и поразил меня беспредельными возможностями вакуума. Я был одержим желанием использовать эту неисчерпаемую энергию, но долгое время не представлял себе, с чего начать. В конце концов, однако, мои усилия выкристаллизовались в изобретение, которое позволило мне достичь того, что не удавалось еще ни одному смертному. Представьте себе цилиндр, свободно вращающийся на двух подшипниках и частично опущенный в прямоугольную, плотно прилегающую к нему ванну. Ее открытая сторона забрана переборкой, так что сегмент цилиндра внутри отведенной для него части делит ее с помощью герметично скользящих сочленений на два полностью изолированных друг от друга отделения. Если одно из этих отделений герметизировать и откачать из него воздух, а другое оставить открытым, это привело бы к непрерывному вращению цилиндра. По крайней мере, так я думал. Была сконструирована и с чрезвычайной тщательностью собрана деревянная модель, и, после того как я подсоединил насос к одному из отделений и откачал из него воздух, я действительно увидел некоторую тенденцию к вращению. Неистовая радость охватила меня. Механический полет — вот что я хотел совершить, хотя в памяти еще сохранилось обескураживающее воспоминание о том, как было больно при падении, когда я прыгнул с зонтиком с крыши здания. Каждый день я переносился по воздуху на большие расстояния, но не мог понять, как мне это удавалось делать. Теперь возникло что-то конкретное — машина, состоящая всего лишь из вращающегося вала, машущих крыльев и - вакуума с его неисчерпаемой энергией. С этого времени я совершал ежедневные воздушные прогулки в летательном аппарате, столь комфортабельном и роскошном, что от него не отказался бы и царь Соломон. Прошли годы, прежде чем я понял, что на каждую точку поверхности цилиндра атмосферное давление действует под прямым углом и что слабое вращательное движение, которое я наблюдал, происходило из-за утечки. Хотя понимание возникало постепенно, оно вызвало у меня болезненный шок. Я с трудом окончил курс обучения в реальном училище, после чего на меня обрушилась опасная болезнь, скорее даже десяток болезней, и мое состояние стало настолько безнадежным, что врачи от меня отказались. В этот период меня перестали ограничивать в чтении, и я брал книги в Публичной библиотеке, фонды которой были в запущенном состоянии, и мне доверили проведение их классификации и подготовку каталогов. Однажды мне дали несколько томов современной литературы, непохожей на то, что мне приходилось читать ранее, и настолько захватывающей, что я забыл свое безнадежное положение. Это были ранние произведения Марка Твена, и, может быть, именно им я обязан своим пришедшим вскоре чудесным исцелением. Двадцать пять лет спустя, когда я познакомился с г-ном Клеменсом[1] и мы стали друзьями, я рассказал ему о своем переживании и был потрясен, когда увидел, как великий мастер смеха залился слезами... Я продолжил учебу в высшем реальном училище в Карлштадте в Хорватии, где жила одна из моих тетушек. Это была утонченная дама, жена полковника, пожилого ветерана, участника многих сражений. Я никогда не забуду тех трех лет, что прожил в их доме. Ни в одной крепости во время войны не соблюдали более строгой дисциплины. Меня кормили, как канарейку. Еда была высшего качества, приготовлена очень вкусно, но порции были на тысячу процентов меньше. Ломтики ветчины, нарезанные тетушкой, напоминали папиросную бумагу. Когда полковник клал мне на тарелку что-то более существенное, она обычно быстро убирала это, восклицая: «Осторожно, Ника такой тонкий!» А у меня был зверский аппетит, и я испытывал танталовы муки. Но зато я жил в атмосфере изысканности и тонкого художественного вкуса, совершенно несвойственной тому времени и тем условиям. Местность там была низменная и заболоченная, и я постоянно болел малярией, несмотря на невероятное количество хинина, поглощаемого мною. Время от времени река разливалась, и в дома врывались полчища крыс, пожиравших все, даже пучки жгучего красного перца. Этот бич для горожан для меня был желанным развлечением. Я уничтожал их самыми разными способами, что принесло мне в нашем обществе незавидную славу крысолова. Наконец учеба закончилась, а с ней и мое жалкое существование. Я получил аттестат зрелости и оказался на распутье. В течение всех этих лет мои родители ни разу не усомнились в своем решении сделать меня священником, я же от одной только мысли об этом приходил в ужас. У меня возник острый интерес к электричеству, который усиливался под влиянием преподавателя физики. Это был умный и умелый человек, и он часто демонстрировал нам основные законы физики с помощью им же изобретенных приборов. Среди них мне вспоминается устройство в виде свободно вращающейся колбы, покрытой фольгой; быстрое вращение начиналось при подключении к генератору постоянного тока. Не могу найти нужных слов, чтобы выразить глубину чувств, которые я испытывал, когда он демонстрировал нам эти таинственные, необыкновенные явления. Каждое впечатление вызывало тысячу отзвуков в моем сознании. Мне хотелось знать больше об этой удивительной силе. Я мечтал сам проводить эксперименты и исследования и подчинялся неизбежному с болью в сердце. Как раз когда я готовился к долгой дороге домой, пришло известие, что отец хочет отправить меня поохотиться. Это выглядело довольно странно с его стороны, так как он всегда был активным противником такого спорта. Но несколько дней спустя я узнал, что в наших краях свирепствует холера, и, воспользовавшись первой же возможностью, вернулся в Госпик, вопреки желанию родителей. Невероятно, насколько невежественны были люди в отношении причин этого бедствия, которое обрушивалось на страну каждые пятнадцать-двадцать лет. Они думали, что смертельные микробы передаются по воздуху, и наполняли его едкими запахами и дымом. И при этом пили зараженную воду и умирали во множестве. Я подхватил эту страшную болезнь в первый же день моего приезда, и хотя выжил во время кризиса, но еще девять месяцев был прикован к постели почти не в состоянии двигаться. Мои силы полностью истощились, и я во второй раз ощутил себя на пороге смерти. Во время одного из ужасных приступов, который, казалось, должен был стать последним, в комнату стремительно вошел отец. У меня до сих пор перед глазами его мертвенно-бледное лицо, когда он старался подбодрить меня, но голос выдавал его тревогу. «Может быть, — сказал я, — я смогу поправиться, если ты разрешишь мне изучать инженерное дело». — «Ты поступишь в самый лучший в мире технический институт», — торжественно произнес он, и я понял, что так и будет. Камень спал с моей души, но облегчение оказалось бы слишком запоздалым, не случись удивительного исцеления, дарованного мне посредством горького отвара особых бобов. Ко всеобщему великому изумлению, я вернулся к жизни, подобно Лазарю. Мой отец настоял, чтобы я посвятил год восстановлению здоровья физическими упражнениями на свежем воздухе, и я с неохотой согласился. Большую часть этого года с охотничьим снаряжением и связкой книг я бродил в горах, и это единение с природой укрепило и тело мое, и душу. Я размышлял и строил планы, и у меня зарождалось множество идей, как правило, почти нереальных. Они представали мне зримо и достаточно отчетливо, но очень не хватало знания законов. Идея одного из моих изобретений состояла в переправке по морю в подводной трубе писем и посылок, помещаемых в специальные прочные контейнеры сферической формы, выдерживающие гидравлическое давление. Была спроектирована и точно рассчитана насосная установка для прокачки воды по трубе и тщательно проработаны все остальные части проекта. Единственную деталь — малозначащую, как мне казалось, — я упустил из виду. Я допускал, что скорость воды может быть любой, и даже, что еще самонадеяннее, находил удовольствие в ее увеличении и получил в результате изумительные эксплуатационные характеристики, подкрепленные точными расчетами. Однако затем, более глубоко продумав вопрос о сопротивлении труб потоку жидкости, я пришел к выводу, что это изобретение не стоит обнародовать. В еще одном из моих проектов была выдвинута идея строительства кольца вокруг Земли по линии экватора. Кольцо это вращалось бы вместе с Землей, но, разумеется, имело бы свою вращательную степень свободы, а потому его можно было бы притормаживать реактивными силами и таким образом можно было бы достигнуть скорости его движения около тысячи миль в час, что невозможно на железной дороге. Читатель улыбнется. Я признаю, что этот план труднореализуем, но он совсем не так плох, как проект известного нью- йоркского профессора, который предложил перекачивать воздух из тропиков в умеренные широты, проигнорировав тот факт, что для этой цели Господь уже сотворил гигантский механизм. Еще один замысел, гораздо более значительный и привлекательный, имел целью получать энергию от вращения земных объектов. Я «сделал открытие», что благодаря суточному вращению Земли объекты на ее поверхности также смещаются попеременно то по ходу, то против поступательного движения. В результате возникает большая разница в количестве кинетической энергии, которую можно было бы использовать самым простым, какой только можно вообразить, способом для передачи движущего усилия в любой обитаемый регион мира. Не могу найти слов, чтобы описать свое разочарование, когда позже понял, что был в затруднительном положении Архимеда, который тщетно искал точку опоры в пространстве. К концу каникул меня отправили в Высшую техническую школу в Граце в Стирии, по мнению моего отца, одно из лучших учебных заведений с хорошей репутацией. Именно этого момента я страстно ждал и начал учение при добром покровительстве и с твердым намерением добиться успеха. Уровень моей подготовки был выше среднего благодаря урокам моего отца и выпавшим мне благоприятным возможностям. Я выучил несколько языков, просмотрел книги некоторых библиотек, выуживая более или менее полезную информацию. Кроме того, теперь я мог выбирать предметы по своему желанию, и рисование от руки больше не досаждало мне. Я решил сделать сюрприз своим родителям и весь первый год регулярно начинал работу в три часа ночи и трудился до одиннадцати вечера, не давая себе передышки в воскресные или праздничные дни. Поскольку большинство моих сокурсников не обременяли себя усердием, мне, как и следовало ожидать, удалось побить все рекорды. Я сдал в течение года девять экзаменов и заслужил у преподавателей наивысшие оценки. Вооруженный их лестными свидетельствами, я позволил себе краткие вакации, предвкушая триумфальный приезд домой, но был ужасно обижен, когда мой отец сжег все эти награды, заработанные тяжким трудом. Это едва не подорвало мои честолюбивые устремления; но позже, после его смерти, я испытал боль, найдя связку писем от моих преподавателей, где они настоятельно предупреждали отца, что, если он не заберет меня из института, это может кончиться моей гибелью от перенапряжения сил. С этого времени я посвятил себя преимущественно изучению физики, механики и математики и проводил все свободное время в библиотеках. У меня была настоящая мания доводить до конца все, за что бы я ни брался, и это зачастую доставляло мне трудности. Так, однажды я начал читать труды Вольтера, и тут, к своему ужасу, обнаружил, что существует около сотни больших, напечатанных мелким шрифтом томов, которые этот изверг написал, выпивая по семьдесят две чашки черного кофе в день: Пришлось дочитать все эти томища до конца, но когда я отодвинул от себя последнюю книгу, меня охватила радость, и я сказал: «Впредь — никогда!» Мои успехи на первом курсе были по достоинству оценены преподавателями и подарили мне дружбу нескольких из них. В частности, профессора Рогнера, преподававшего основы математики, профессора Пешля, возглавлявшего кафедру теоретической и экспериментальной физики, и доктора Алле, читавшего курс по интегральным исчислениям и специализировавшегося на дифференциальных уравнениях. Этот ученый был самым блестящим лектором из всех, кого я когда-либо слушал. Он проявлял особое участие ко мне и к дальнейшему развитию моих успехов и не раз оставался на час или два в лекционном зале и давал ре- шать задачи, что доставляло мне большое удовольствие. Именно ему я открыл свой замысел — проект летательного аппарата, не иллюзорную выдумку, но изобретение, прочно основанное на научных принципах, которое стало осуществимым с помощью моей турбины и которое вскоре можно будет предъявить миру. Оба других профессора — и Рогнер, и Пешль — были людьми необычными. Первый обладал такой своеобразной манерой высказываться, что каждый раз при этом возникал некий разгул необузданности, который сменялся длинной, вызывающей замешательство паузой. Профессор Пешль был по-немецки методичен и весьма основателен. Его огромные руки и ноги напоминали медвежьи лапы, но каждый демонстрационный опыт проходил у него с точностью хронометра и без единой осечки. Я учился на втором курсе, когда мы получили из Парижа динамо-машину Грамма с пластинчатым статором подковообразной формы и катушечным ротором с коллектором. Динамо собрали, и нам было показано, как по-разному может проявляться действие тока. Когда профессор Пешль проводил демонстрационные опыты, используя машину в качестве двигателя, возникли неприятности со щетками, они сильно искрили, и я сказал, что, возможно, мотор заработает и без этих приспособлений. Но он заявил, что этого сделать нельзя, и оказал мне честь — прочитал лекцию на эту тему, заметив в заключение, что господин Тесла может совершить великие дела, но этого он наверняка никогда не сделает. Ибо это было бы равносильно тому, чтобы обратить постоянно действующую силу, такую, как, например, гравитация, во вращательное движение. «Это проект вечного двигателя, несбыточная идея», — завершил он свою речь. Но интуиция — это нечто, выходящее за пределы знания. Мы, несомненно, располагаем некоей более тонкой материей, которая позволяет нам постигать истины, когда логические умозаключения или любые другие волевые усилия мозга оказываются тщетными. На некоторое время авторитет профессора поколебал мою уверенность, но затем я пришел к убеждению, что прав, и взялся за решение задачи со всем пылом и безграничной самоуверенностью моих юных лет. Я сначала воссоздавал в своем воображении машину постоянного тока, приводил ее в действие и прослеживал изменение тока в якоре. Потом таким же образом я представлял себе генератор переменного тока и точно так же исследовал происходящие процессы. Затем мысленно представлял системы, состоявшие из моторов и генераторов, и приводил их в действие в разных режимах. Картины, которые возникали перед моим мысленным взором, были для меня совершенно реальны и осязаемы. Все оставшееся время в Граце прошло в напряженных, но бесплодных усилиях подобного рода, и я почти вплотную подошел к заключению, что эту задачу решить невозможно. В 1880 году я уехал в Прагу в Богемии во исполнение воли моего отца завершить образование в тамошнем университете. Именно в этом городе мне удалось сделать явный шаг вперед: я исключил коллектор из конструкции двигателя и стал исследовать процессы, происходящие при этом новом подходе, но по-прежнему безрезультатно. В следующем году в моих взглядах на жизнь произошло внезапное изменение. Я понял, что родители слишком многим жертвуют ради меня, и решил освободить их от этой ноши. Как раз в это время волна американских телефонов докатилась до Европейского континента, и соответствующий проект было решено реализовать в Будапеште, столице Венгрии. Казалось, что мне предоставляется идеальная возможность осуществить задуманное, тем более что во главе предприятия стоял друг нашей семьи. Именно здесь я перенес полное расстройство нервной системы, о котором я уже упоминал. То, что мне пришлось испытать за время этой болезни, превосходит все, чему можно верить. Мое зрение и слух были экс-траординарными всегда. Я мог отчетливо распознавать предметы на таком расстоянии, когда другие не видели и следа их. В детстве я несколько раз спасал от пожара дома наших соседей, услыхав легкое потрескивание, не нарушавшее их сон, и звал на помощь. В 1899 году, когда мне было уже за сорок, я проводил свои опыты в Колорадо и смог отчетливо слышать раскаты грома на расстоянии 550 миль. То есть мой слух был острее обычного во много раз, хотя в то время я был, так сказать, глух, как валун, по сравнению с остротой моего слуха в период нервного напряжения. В Будапеште я мог слышать тиканье часов, находившихся за три комнаты от меня. Когда в моей комнате на стол садилась муха, это отзывалось в моем ухе сильным глухим звуком, словно падало тяжелое тело. Экипаж, проезжавший на расстоянии нескольких миль, вызывал дрожь, пронизывавшую все мое тело. От свистка паровоза за двадцать-тридцать миль от меня стул или скамья, где я сидел, начинали так сильно вибрировать, что боль была невыносимой. Земля у меня под ногами постоянно сотрясалась. Я вынужден был ставить кровать на резиновые подушки, чтобы хоть какое-то время отдохнуть по-настоящему.
Два переменных магнитных потока заменены водными потоками, имеющими идентичные фазоамплитудные характеристики и такое же направление, как у магнитных потоков: а) вращающийся диск в водной камере сосуда; б) статор, укрепленный на диске; в) индуцированные магнитные полюса, вмонтированные во вращающемся роторе и сердечнике; г) изменение полюсов статора и вращение ротора под воздействием меняющегося поля статора. Возникавшие вблизи или вдалеке шумы, похожие на рычание, зачастую воспринимались как произнесенные слова, которые могли бы меня напугать, если бы я не умел раскладывать их на составные части. Когда солнечные лучи периодически появлялись на моем пути, меня словно били по голове с такой силой, что я чувствовал себя оглушенным. Мне приходилось собирать всю силу воли, чтобы пройти под мостом или другим сооружением, так как я испытывал ужасающее давление на череп. В темное время я, подобно летучей мыши, мог обнаруживать объект на расстоянии двенадцати футов по особому ощущению — словно мой лоб покрывался мурашками. Частота моего пульса колебалась от нескольких до двухсот шестидесяти ударов, и все ткани тела были охвачены судорогами и дрожью, и переносить это было, наверно, труднее всего. Известный врач, ежедневно дававший мне большие дозы бромида калия, назвал мою болезнь единственной в своем роде и неизлечимой. Впоследствии я всегда сожалел, что не был в то время под наблюдением физиологов и психологов. Я отчаянно цеплялся за жизнь, но потерял надежду на выздоровление. Мог ли тогда кто-нибудь поверить, что такая безнадежная телесная развалина когда-нибудь превратится в человека удивительной силы и стойкости, способного проработать тридцать восемь лет почти без единого перерыва хотя бы на один день и оставаться все еще сильным и бодрым и телом, и душой? Именно это произошло со мной. Могучее желание жить и продолжать работу, а также помощь преданного друга, спортсмена, сотворили чудо. Ко мне вернулось здоровье, а с ним интеллектуальная мощь в схватке с той самой задачей, и я почти сожалел, что борьба окончилась быстро: у меня оставалось так много нерастраченной энергии. Когда я вникнул в эту задачу, дело уже не сводилось к тому, чтобы просто решить ее, как это обычно случается со всеми. Для меня это был священный обет, вопрос жизни и смерти. Я знал, что неудача повлечет за собой мою гибель. Теперь я чувствовал, что битва выиграна. Решение укрывалось в потаенных уголках мозга, но я все еще не мог извлечь его наружу. В один из дней, который навсегда врезался в мою память, я наслаждался прогулкой с другом в городском парке и читал стихи. В те годы я знал наизусть целые книги — слово в слово. Одной из них был «Фауст» Гете. Заход солнца напомнил мне замечательные строчки:
День прожит, солнце с вышины
Уходит прочь в другие страны.
Зачем мне крылья не даны
С ним вровень мчаться неустанно!
В соседстве с небом надо мной,
С днем впереди и ночью сзади,
Я реял бы над водной гладью.
Жаль, нет лишь крыльев за спиной.[2]
Когда я произнес эти вдохновенные слова, в моем сознании, словно вспышка молнии, сверкнула мысль, и через мгновение открылась истина. Палкой я начертил на песке те схемы, которые шесть лет спустя представил в своем выступлении в Американском электротехническом институте, и мой спутник прекрасно разобрался в них. Образы, увиденные мной, были поразительно отчетливы и понятны — до такой степени, что я воспринимал их сотворенными из металла и камня, и я сказал ему: «Вот это мой двигатель. Посмотрите, как я поставил все с ног на голову». Не решаюсь описать свои чувства. Полагаю, что даже Пигмалион, увидевший, как его статуя оживает, не был взволнован с такой силой. Я бы отдал тысячу тайн природы, которые мог бы разгадать по счастливой случайности, за эту одну, которую вырвал у нее, несмотря ни на что, даже на угрозу моей собственной жизни.