Взаимосвязь во всём, закон, как запись на роду
Пахать при всякой кочке и на любом ходу.[9]
Но оставим шутки и вновь обратимся к вопросу об электрическом прерывателе. Устройство прекрасно мне известно, так как двумя или тремя годами ранее я проводил с ним множество экспериментов. Это одно из многих устройств, изобретенное мной в попытке создать экономичный прибор такого рода.
По правде говоря, он не имеет названия, поскольку в нем может быть использована любая жидкость с природной или приобретенной любым способом электропроводимостью, например, путем создания кислотной или щелочной среды или путем нагревания. Я даже нашел возможность работать при определенных условиях с ртутью. Устройство чрезвычайно простое, но огромный расход энергии, затрачиваемой на его работу, и некоторые другие недостатки делают его совершенно непригодным для какого-либо полезного применения на практике; что же касается тех случаев, когда требуется небольшое количество энергии, то можно добиться гораздо лучших результатов, используя должным образом сконструированный механический прерыватель тока. Экспериментаторы, скорее всего, впадают в заблуждение, находя, что индукционная катушка дает более длинные разряды, когда это устройство устанавливается в цепь обычного прерывателя, но это объясняется исключительно тем, что прерыватель сконструирован неправильно. Из всей энергии, поступающей из сети, доходит едва ли четверть этого количества, с которым правильно сконструированный прерыватель справляется во вторичной цепи, и хотя я разработал множество улучшенных вариантов, пришел к выводу, что существенно увеличить экономичность невозможно. Тем не менее для тех, кто использует это устройство, могу упомянуть два усовершенствования, которые в то время считал необходимым предложить. Как можно без труда заметить, небольшая клемма окружена газовым облаком, в котором происходит замыкание и размыкание цепи, в большинстве случаев нерегулярно благодаря жидкости, нагнетаемой к клемме в определенный момент. Силой, нагнетающей ее, является, очевидно, давление столба жидкости, и увеличенное любым способом давление с большой скоростью гонит жидкость к клемме, в результате чего возрастает частота. Другое необходимое усовершенствование имело целью не допустить попадания кислоты и щелочи в атмосферу, что часто происходит в большей или меньшей степени, даже если столб жидкости имеет порядочную высоту. В начале своих опытов с этим устройством я не проявил предусмотрительности и заметил, что кислота разъела все приборы в моей лаборатории. Экспериментатору будет нетрудно внедрить эти улучшения, если он воспользуется длинной стеклянной трубкой, скажем, от шести до восьми футов длиной и с выходным отверстием для возможной замены жидкости и установит прерыватель около основания трубки. Высота столба не позволит парам испортить воздух в помещении, а возросшее давление даст существенную прибавку в эффективности работы. Если столб жидкости будет, скажем, в девять раз выше, то сила, направляющая жидкость к контакту, увеличится в девять раз, и она будет способна при тех же условиях нагнетать жидкость в три раза быстрее, значит, частота увеличится в той же пропорции, но фактически в несколько большей, так как газовое облако, испытывая сжатие, уменьшается, и жидкость, следовательно, преодолевает меньшее расстояние. Электрод должен быть, несомненно, очень небольшим, чтобы обеспечить бесперебойность работы, и необязательно сделан из платины. Давление, однако, можно увеличивать и другими способами. Экспериментируя в этой области, я получил интересные результаты.
Как отмечалось выше, это устройство весьма неэкономично, и хотя его можно использовать в некоторых случаях, считаю, что оно не имеет большого или вообще никакого практического значения. Я буду рад убедиться в обратном, но думаю, что не ошибаюсь. Мои главные доводы в пользу этого утверждения состоят в том, что есть много других способов получения гораздо лучших результатов с помощью столь же несложных, если не более простых, устройств. Здесь я могу упомянуть одно из них, основанное на другом принципе, несравнимо более эффективное, более целесообразное, в конечном счете более простое. Устройство состоит из тонкой струи токопроводящей жидкости, которая должна вытекать с любой желаемой скоростью из жиклера, соединенного с одним полюсом генератора через первичный контур индукционной катушки, на другой терминал генератора, находящегося на небольшом расстоянии. Это устройство производит разряды, отличающиеся скоростью прохождения, а частоту можно установить в приемлемых пределах почти на любом желаемом уровне. Я применяю это устройство в течение долгого времени, подключая его к обычным катушкам и к катушке моей собственной конструкции, и получаю результаты, во всех отношениях превосходящие те, что дает обсуждаемый вид прерывателя.
«Electrical Review», 15 марта 1899 г.
27Беспроводная передача электрической энергии
К концу 1898 года планомерные исследования, проводившиеся в течение ряда лет с целью разработки способа передачи электрической энергии в естественной среде, привели меня к осознанию необходимости решения трех важных задач: во-первых, создать передатчик большой мощности; во-вторых, разработать метод индивидуализации характеристик энергии и выделения энергии; и в-третьих, выяснить закономерности распространения токов в земле и в атмосфере. Разные причины, не последней из которых была помощь, предложенная моим другом Леонардом Куртисом и электрической компанией «Колорадо-Спрингс», склонили меня к выбору для экспериментальных исследований обширного плато на высоте двух тысяч метров над уровнем моря по соседству с восхитительным курортом, куда я добрался в конце мая 1899 года. Не прошло и нескольких дней моего пребывания там, как я поздравил себя с удачным выбором и приступил к работе, к которой давно готовился, с чувством благодарности, полный вдохновляющих надежд. Идеальная чистота воздуха, бесподобная красота неба, впечатляющий вид высокого горного хребта, безмолвие и покой этого места — всё способствовало созданию идеальных условий для научных исследований. Ко всему этому нужно добавить бодрящее действие прекрасного климата и необыкновенную обостренность восприятий. В таких местах органы чувств испытывают ощутимые физические изменения: глаза обретают исключительную зоркость, слух очищается и становится более восприимчивым к звукам. Здесь можно явственно различать объекты на таких расстояниях, что предпочитаю, чтобы их засвидетельствовал кто-нибудь другой; я слышал — и за это готов ручаться — раскаты грома с расстояния в семьсот или восемьсот километров. Причем мне удавалось воспринимать их с опережением по времени (если бы ожидание прихода звука не было еще столь утомительным), которое с точностью определял электрический контрольный прибор, и оно составляло почти целый час.
Экспериментальная лаборатория в Колорадо-Спрингс
В середине июня, пока шли приготовления к новой работе, я установил один из принимающих трансформаторов с целью определения новым экспериментальным методом электрического потенциала земного шара и изучение его циклических и казуальных колебаний. Эти опыты являлись частью тщательно и заблаговременно разработанного плана. Во вторичную обмотку был подключен высокочувствительный саморегулирующийся прибор для управления самописцем, в то время как первичный контур был соединен с землей и с надземным терминалом, положение которого можно было регулировать. Колебания потенциала вызывали электрические импульсы в первичной обмотке, которые генерировали вторичные токи, а те, в свою очередь, воздействовали пропорционально их интенсивности на чувствительный прибор и записывающее устройство. Земля, как выяснилось, буквально наполнена электрическими вибрациями, и вскоре эти интересные исследования поглотили всё мое внимание. Более благоприятных возможностей для таких исследований, какие я намеревался провести, невозможно было найти ни в каком ином месте. Земля Колорадо известна демонстрациями природных сил электричества. В ее сухой и разреженной атмосфере солнечные лучи обладают жестким поражающим воздействием. Я нагнетал пар в цилиндр, наполненный концентрированным соляным раствором, доводя давление до опасной черты, и станиолевая обшивка нескольких надземных терминалов сморщивалась в жарком огне. У экспериментального высоковольтного трансформатора, неосторожно оставленного под лучами заходящего солнца, расплавилась большая часть изоляционного покрытия, и он стал непригодным. Из-за сухости и разреженности воздуха вода превращается в пар, как в паровом котле, и в изобилии образуется статическое электричество. Разряды молнии, соответственно, происходят очень часто, и иногда они невероятно сильны. Однажды за два часа случилось приблизительно двенадцать тысяч разрядов, и все они были в радиусе определенно менее пятидесяти километров от лаборатории. Многие молнии напоминали исполинские огненные деревья, стволы которых направлялись вверх или вниз. Я никогда не видел огненных шаров и в качестве вознаграждения за этот пробел позднее преуспел в разгадке способа их образования и их искусственном воспроизведении.
Во второй половине того же месяца я несколько раз замечал, что разряды, происходившие на больших расстояниях, воздействовали на мои приборы сильнее, чем те, что были поблизости. Это меня сильно озадачило. В чем причина? Ряд наблюдений подтвердил, что такое не может происходить из-за разницы в интенсивности отдельных разрядов, и я без труда убедился, что это явление не было результатом разного соотношения между периодами моего принимающего контура и периодами земных возмущений. Однажды вечером, когда я с ассистентом шел домой, размышляя об этих явлениях, меня вдруг осенила мысль. Много лет тому назад, когда я писал главу своей лекции для выступления перед Институтом Франклина и Национальной ассоциацией электрического освещения, она уже приходила мне в голову, но тогда я отверг ее как абсурдную и неосуществимую. И теперь я ее вновь отбросил. Тем не менее моя интуиция была разбужена, и чутье подсказывало: я близок к большому открытию.