Глава вторая. Об упрямстве, учебе и электричестве
В десять лет Никола Тесла поступил в реальное училище – среднюю школу, где особое внимание уделялось «техническим наукам». И здесь преподаватели тоже восхищались способностями мальчика в математике и физике. Давали себя знать уроки отца, который с детства приучал Николу упражняться в устных вычислениях и мысленных операциях. Он заставлял сына запоминать длинные сложные предложения и в уме улучшать их конструкцию, быстро считать и, как писал сам Тесла, даже «угадывать мысли». Так что теперь, в училище, Никола блистал: когда он производил в уме сложные математические действия, он «видел» их так ясно, словно они были записаны на доске или в тетради.
Здесь же у него впервые родилась идея «вечного двигателя». По его мысли, если взять закрепленный на двух подшипниках цилиндр, разделить его пополам герметичной перегородкой и из одного отделения откачать весь воздух, то цилиндр начнет вращаться. Тесла даже построил деревянную модель своего «перпетуум мобиле»[1], и она заработала! Правда, проработала недолго. Лишь много позже юный изобретатель осознал, что вращался механизм не из-за ваккума, а из-за того, что его толкал воздух, струей вырывающийся из неплотно законопаченного цилиндра.
В четырнадцать лет он перешел в старшие классы реального училища. Для этого ему пришлось покинуть родных, отправиться в Карлштадт (сейчас этот город называется Карловац) и жить у своей чудаковатой тетушки. А после окончания училища над Теслой «черной тучей» (как писал он сам) нависла необходимость выбирать свой дальнейший жизненный путь. Точнее – следовать тем путем, который за него выбрали родители: становиться священником. Но вся его натура противилась этому. Он хотел создавать невиданные механизмы, придумывать новые способы получения энергии, изучать тайны природы и заставлять их служить человеку!
Неизвестно, чем закончилось бы его противостояние с родителями. Но, как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. Когда он с тяжелой душой собирался возвращаться в Госпич, отец вдруг прислал письмо: он велел сыну не ехать домой, а отправляться поохотиться. Никола сразу заподозрил неладное, ведь его отец охоту никогда не одобрял.
И действительно, письмо оказалось уловкой. Родители просто не хотели, чтобы сын приезжал в Госпич – в тех краях началась эпидемия холеры. Конечно, Тесла тут же бросился к родным – и тоже свалился с тяжелой болезнью.
Несколько месяцев его жизнь висела на волоске. Усилия врачей оставались тщетными. И вот однажды, во время особенно сильного приступа, когда Никола был на краю смерти, отец пообещал: если сын выживет, ему позволят заниматься тем, чем решит сам. Более того – его отдадут в лучшее в мире техническое учебное заведение.
Обещание отца подействовало волшебным образом – вскоре Никола выздоровел.
И Милутин Тесла сдержал свое слово. Никола стал студентом Высшей технической школы, которая располагалась в австрийском городе Граце (сейчас это второй по размеру город Австрии). К тому времени он знал несколько иностранных языков и обладал обширными познаниями в физике. И теперь он мог приобретать новые знания под руководством отличных профессоров.
Тесла с головой ушел в учебу. По его воспоминаниям, в течение всего первого курса он регулярно начинал работу в три часа ночи и трудился до одиннадцати вечера, не давая себе отдыха ни по воскресеньям, ни по праздникам. При таком темпе занятий он сумел побить все рекорды и сдать вместо положенных четырех-пяти экзаменов девять!
Однако когда он, гордый своими успехами, приехал домой на каникулы, то не дождался родительских похвал. Наоборот, к разочарованию Теслы, отец сжег все его студенческие грамоты и награды! Это было горько и необъяснимо.
Лишь несколько лет спустя, уже после смерти отца, Никола узнал о причинах этого поступка. Оказывается, преподаватели написали Милутину, что такая упорная работа без отдыха может повредить здоровью его сына. Руководитель технического факультета признавал: «Ваш сын – звезда первой величины», – однако советовал «притормозить» его, чтобы юноша не надорвался. Так что Милутином двигала забота о Николе.
В жизни Теслы будут и другие люди, которые станут настаивать на том, чтобы он поберег себя, меньше работал в ущерб своему здоровью и больше отдыхал. Но остановить его в безустанном познании мира и стремлении к новым горизонтам было невозможно. Худой, двухметрового роста синеглазый брюнет – таким он останется до самой старости, и будет хвастать, что костюмы на него шьют по той же мерке, что и в молодости.
На втором курсе, уже завоевав авторитет у преподавателей, Тесла погрузился в исследования электричества. Еще в реальном училище он увлекался экспериментами с лейденской банкой – простейшим устройством, позволяющим накапливать электрический заряд. А тут в Высшую техническую школу привезли из Парижа динамо-машину Грамма. На то время это была новейшая техника! Между неподвижно закрепленными электромагнитами вращалась сложной формы катушка медной проволоки. Под действием магнитного поля в катушке возникал переменный ток. Поскольку большинство механизмов того времени использовали постоянный ток, к катушкам был присоединено специальное устройство – коллектор. Он «выпрямлял» ток – превращал из переменного в постоянный.
Наблюдать действие электричества можно повсеместно. Например, еще в раннем детстве Тесла был очарован яркими голубоватыми искрами, которые «сыпались» с его любимого кота Мачека, если в темноте погладить его по густой шерсти. Мы слышим потрескивание, стаскивая через голову синтетический свитер. Видим, как встают дыбом и «прилипают» к пластмассовой расческе наэлектризованные волосы. Слабый, но вполне ощутимый электрический разряд проскакивает иногда между нашими пальцами и металлической ручкой двери. Тогда мы говорим, что ручка ударила нас током, хоть это и не совсем верно – мы ее «ударили» так же.
Электрический ток представляет собой поток заряженных частиц. Кстати, когда-то его так и называли – «электрической жидкостью» (а также «электрическим огнем», но это больше касалось как раз отдельных разрядов – например, «искр» на кошачьей шерсти).
В проводах ток может течь все время в одном направлении – тогда его называют постоянным. Либо он может быть переменным – это когда заряженные частицы, словно косяк рыбок, плывут то в одном направлении, то, через равные промежутки времени, в противоположном. Промежутки эти крошечные, в десятые доли секунды. Частота, с которой частицы меняют направление, измеряется в герцах (Гц). Ток в наших розетках имеет частоту 50 герц (то есть за одну секунду его направление меняется сто раз: пятьдесят – в одну сторону, пятьдесят – в другую). В США и Канаде принята частота 60 Гц.
В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл, что в проволоке (или другом проводнике) ток можно вызвать, если между ее витками двигать магнит. Этот же ученый построил первый генератор постоянного тока. В нем медный диск вращался рядом с магнитом, а возникающий при этом ток «снимался» подключенным к измерительным приборам проводом. Таким образом, Фарадей сумел превратить механическую энергию в электрическую.
Как и все динамо-машины, машина Грамма вырабатывала ток, то есть служила генератором. Но она также могла выполнять роль двигателя, то есть использовать электричество для выполнения механической работы.
Профессор с гордостью демонстрировал машину студентам. Однако когда она работала в режиме двигателя или ток достигал значительной величины, машина начинала сильно искрить. Это приводило к потерям энергии и могло повредить механизм. Искры возникали между пластинками (так называемыми щетками), «снимающими» ток с вращающегося коллектора, в котором переменный ток превращался в постоянный. И Тесла предложил усовершенствовать механизм: убрать коллектор и использовать сразу переменный ток.
Профессор, хоть и ценил талантливого студента, на этот раз высмеял его перед всей аудиторией. И не просто высмеял – заявил, что предложение Николы никогда не может быть воплощено в жизнь.
Но Теслу не так легко было сбить с толку. Он был уверен в своей идее и продолжил работу. Благодаря своему исключительному воображению в своих исследованиях он мог обходиться даже без лаборатории. Представляя себе любой механизм, он в мельчайших подробностях видел каждую его деталь и мог мысленно следить за его работой, поправляя и улучшая. И уже через несколько лет его эксперименты, как мысленные, так и практические, дали результат.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ1. Кто научил Николу производить сложные расчеты в уме? Почему родители Теслы не обрадовались его успехам в учебе?
2. Какую машину задумал усовершенствовать Тесла на втором курсе училища?
3. Играя с каким животным, Никола впервые познакомился с электричеством? Какие проявления электричества можно наблюдать в природе? Попробуйте расчесать длинные волосы, стоя в темноте перед зеркалом. Увидели ли вы искры?