Более того, еще в Филадельфийской лекции 1893 г. он размышляет о том, как именно передается энергия: «независимыми носителями или вибрацией однородной субстанции?» – и склоняется к тому, что без независимых носителей не обойтись.
Трудно определенно сказать, были ли идеи о двойственной природе проявлений энергии принципиально новыми в то время, учитывая двухсотлетний спор между сторонниками корпускулярной и волновой теорий света и существованием различных теорий эфира, но, несомненно, они находились, что называется, на переднем крае науки, а споры «частица или волна» продолжались еще несколько десятилетий. Считается, что в общем виде концепция корпускулярно-волнового дуализма была сформулирована в 1923 г. Луи де Бройлем, а теория независимых «квантов энергии» датируется началом 1900-х гг. и принадлежит Максу Планку и Эйнштейну (все трое – за сим Нобелевские лауреаты по физике).
Уважаемый г. Тесла!
Я с радостью узнал о том, что Вы празднуете свое 75-летие и что Вы, как плодотворный пионер в области токов высокой частоты, достигли исключительного развития этой области техники. Поздравляю Вас с великим успехом всей Вашей работы.
А. Эйнштейн, 1931 г.Внимательное изучение статей Николы Теслы по рентгеновским лучам позволяет сделать вывод, что Тесла предвосхитил возникновение классической квантовой теории, и все же это будет скорее неверным утверждением. Фундаментальные физические идеи Теслы – это нечто, в некоторой степени прямо противоположное идеям Планка и Эйнштейна. Не вдаваясь в подробности, скажем, что для любого квантово-механического явления могут существовать и альтернативные объяснения, но в цели данной книги не входит переистолкование явлений, открытых другими.
Фото 34. Письмо А. Эйнштейна, 1931 г.
Я уже выдвигал в качестве вероятного предположение, что мы имеем дело с фактическим расщеплением эфирных вихрей, из которых, согласно теории лорда Кельвина, состоят материальные частицы, или, возможно, сталкиваемся с разложением материи до некой неизвестной первичной материи, называемой в древних ведах Акаша. Эксперименты доказывают, что эта субстанция отражается иногда очень интенсивно, иногда слабо, но во всех случаях разные металлы ведут себя необычно – исследованием этого я и занимался.
Никола Тесла, «О потоках рентгеновских лучей», 1896 (49)1896 г. Тесла является первым, кто выдвинул гипотезу о существовании нового физического явления и экспериментально исследовал так называемые космические лучи – потоки крошечных частиц внеземного происхождения, каждая из которых несет огромную энергию, потому что мчится с чрезвычайно высокой скоростью. В качестве источника космических лучей сразу же было указано Солнце – раскаленное тело с высоким электрическим зарядом, которое выбрасывает и разгоняет ливни крошечных заряженных частиц, которые «пронизывают тело словно папиросную бумагу».
Но если такие потоки существуют повсюду в окружающей среде, возникает вопрос: откуда они берутся? Ответ один – от Солнца. Исходя из этого, я делаю вывод: Солнце и в меньшей степени другие источники лучистой энергии испускают лучи, или потоки вещества, подобные тем, которые отбрасывает электрод в условиях вакуума. Сейчас это еще спорный вопрос.
Никола Тесла, «Исследование рентгеновских лучей», 1896 (47)Тесла не только высказал предположение о существовании корпускулярного излучения Солнца и потока космических частиц, но и оценил их электрический потенциал в сотни миллионов вольт. Более того, развивал представление о том, что, сталкиваясь с Землей, эти частицы вызывают вторичные эффекты, проявляющиеся как свечение атмосферы, полярные сияния, спонтанная радиоактивность (распад материи) и т. п.
В то время идея Теслы о том, что Земля постоянно бомбардируется какими-то разрушительными космическими лучами, была совершенно не воспринята.
Они думали, что я сумасшедший в 1896 году, когда я впервые опубликовал трактат в «Electrical Review» по изучению космических лучей. В настоящее время научные журналы полны дискуссий о космических лучах, и никто не называет авторов безумцами – они получают Нобелевские премии взамен.
Никола Тесла, 1933 г. (20)Как совершенно справедливо заметил Никола Тесла, у этой идеи было большое будущее. В 1910-х австро-американский физик Виктор Гесс с помощью аппаратуры, которая поднималась на высоту на аэростатах, совместно с другими учеными экспериментально обосновал предположение, что радиация, ионизирующая атмосферу, имеет космическое происхождение. Интересно, что именно эти эксперименты Гесса, по-видимому, ставил под сомнение Тесла, когда заявлял, что «эффекты на больших высотах имеют совершенно иной характер, не имея никакого отношения к космическим лучам» (50), (51).
Затем в 1920-х последовала целая плеяда «доказателей», среди которых опять можно назвать Артура Комптона и Роберта Милликена. Считается, что именно Р. А. Милликен ввел в науку термин «космические лучи».
О том, что космические лучи долгое время оставались таинственным явлением, свидетельствует тот факт, что Нобелевская премия за «открытие космических лучей» была присуждена В. Гессу только в 1936 г., т. е. более чем через 20 лет после его экспериментов (А. Комптон и Р. Милликен получили Нобелевские премии за другие заслуги). Вторую половину Нобелевской премии по физике за 1936 г. получил ученик Р. А. Милликена К. Д. Андерсон за открытие в космических лучах позитрона и пиона, который затем «истолковали» как мю-мезон, а затем «переистолковали» как мюон.
С этих мюонов и началась длинная комедия с открытием и истолкованием целого сонма всевозможных «элементарных» и «фундаментальных» частиц, которых до сего времени насчитывается уже более 400, посему другой Нобелевский лауреат Уиллис Лэмб говорил, что однажды он услышал, что «если когда-то открывателей элементарных частиц награждали Нобелевской премией, то теперь такое открытие должно наказываться штрафом в 10 000 долларов».
По современным данным, космические лучи – это потоки элементарных частиц и ядра атомов, движущиеся с высокими энергиями в космическом пространстве. Космические лучи на 92 % состоят из протонов, на 6 % – из ядер гелия, около 1 % составляют более тяжелые элементы, и около 1 % приходится на электроны. Таким образом, их реальная природа практически не отличается от утверждения Николы Теслы, подробно сформулированного и обоснованного еще в 1896 г. Тем не менее космические лучи и по сию пору остаются неразрешенной проблемой астрофизики и благодатной кормовой базой для исследователей.
Я горжусь этими открытиями, так как многие отрицали, что я являюсь первооткрывателем космических лучей. Я был на пятнадцать лет раньше других товарищей, которые спали. Теперь никто не может отнять у меня честь быть первым исследователем космических лучей на Земле.
Никола Тесла, 1937 г. (50)В этом утверждении Никола Тесла ошибся в последнем предложении. Относительно недавно, в 2002 году, половину Нобелевской премии выдали итальяно-американцу Р. Джаккони, который экспериментально обнаружил источник рентгеновского излучения в созвездии Скорпиона. Еще два лауреата (М. Косиба, Р. Дэвис) были удостоены Нобелевской премии «за обнаружение космических нейтрино» – особых лишенных заряда частиц с высокой проникающей способностью, которые, как считается, могут пролететь сквозь целую планету, не взаимодействуя с веществом. Но на нобелевских церемониях никто из вышеперечисленных ученых и не подумал упомянуть имя Николы Теслы, который совершенно ясно и недвусмысленно высказался и по поводу существования внеземного рентгеновского излучения, и по поводу космических потоков беззарядовых частиц с высокой проникающей способностью еще в серии статей 1896–1897 годов.
Некоторые из этих лучей обладают такой потрясающей силой, что могут пройти через тысячи миль твердого вещества.
Никола Тесла, «Радиоэнергия революционизирует мир», 1934 (52)1899 г. Тесла открыл то, что ныне называют реликтовым микроволновым излучением.
Солнце, однако, излучает особую, обладающую огромной энергией радиацию, которую я обнаружил в 1899 году. Двумя годами ранее я занимался исследованиями радиоактивности, в результате чего пришел к выводу, что наблюдаемые явления объясняются не молекулярными силами, свойственными веществу как таковому, но вызываются космическим излучением с исключительной проникающей способностью. То, что оно исходит от Солнца, очевидный факт, так как, несмотря на то что многие небесные тела, несомненно, обладают подобным свойством, совокупное облучение, получаемое Землей от всех солнц и звезд вселенной, составляет лишь немногим более четверти одного процента того, что она получает от светила. Следовательно, искать космические лучи в другом месте – почти то же самое, что искать вчерашний день. Мое предположение поразительным образом подтвердилось, когда я обнаружил, что от Солнца действительно исходит излучение, замечательное непостижимо малой величиной составляющих его частиц и скоростью их движения, безмерно превышающей скорость света. Это излучение, сталкиваясь с космической пылью, генерирует вторичное излучение, сравнительно слабое, но явно обладающее проникающей способностью, интенсивность которого почти одинакова во всех направлениях.
Никола Тесла, «Энергия нашего будущего», 1931 (53)То, что в данной цитате речь идет именно о фоновом космическом микроволновом излучении, которое, как считается, почти равномерно заполняет всю Вселенную (интенсивность почти одинакова во всех направлениях), следует из контекста (53), где Тесла далее критикует космологические теории немецких ученых, которые «проводили исследования этого излучения в 1901 году». Реликтовое излучение до сих пор связывают именно с космологическими баснями (вроде теории «большого взрыва») о происхождении Вселенной (потому и реликтовое, мол, очень древнее). Для тех, кто усомнится, что Тесла имел технические возможности для исследования лучей такой малой длины волны, сошлемся на работу (13), где Тесла прямо указывает, что длительное время работал с «волнами длиной в один миллиметр», что соответствует по диапазону реликтовому излучению (максимум спектра соответствует длине волны 1,9 мм).
Из этого сразу следует несколько важных выводов, один из которых состоит в том, что мы не знаем историю открытия этого явления. Считается, что экспериментально существование реликтового излучения доказали Арно Пензиас и Роберт Вудроу Вильсон из Bell Telephone Laboratories (штат Нью-Джерси) в 1965 году, за что, как водится, оба получили Нобелевскую премию по физике в 1978 г. Интересно, что в своей Нобелевской лекции Вильсон упомянул, что «первые экспериментальные доказательства космического микроволнового фонового излучения были получены (но не признаны) задолго до 1965 г.», но тактично умолчал об имени первооткрывателя.
1896 г. Тесла прилагал значительные усилия в исследовании внутренней структуры вещества и в серии статей по рентгеновским лучам (43) высказал и детально обосновал предположение, что отпечатки на фотопластинках происходят вследствие корпускулярной бомбардировки, происходящей при распаде вещества до некоторого первородного состояния.
Эти исследования предшествовали открытию радия мадам Склодовской и Пьером Кюри и доказали, что радиоактивность есть обычное свойство вещества и что оно излучает маленькие частицы различных размеров, обладающие огромными скоростями, – представление, воспринимавшееся с недоверием, но в итоге признанное истинным.
Никола Тесла, «Мировая система беспроводной передачи энергии», 1927 (13)Считается, что открытие явления радиоактивности сделал француз А. Беккерель в том же 1896 г., который исследовал явление засветки фотопластинки солями урана. В последующем гигантский вклад в исследование радиоактивности внесли М. Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. За открытие и исследование явления самопроизвольной радиоактивности А. Беккерель совместно с супругами Кюри получил Нобелевскую премию по физике за 1903 год, а Мария Кюри стала первым в истории дважды Нобелевским лауреатом, получив в 1911-м премию по химии «за открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента».
Блестящее открытие исключительно «радиоактивных» веществ, радия и полония, миссис Склодовской-Кюри доставило и мне огромное личное удовольствие, будучи успешным подтверждением моих ранних экспериментальных демонстраций электризованных светящихся потоков первичной материи, или эманации частиц (Electrical Review Нью-Йорк, 1896–1897), которые в то время были встречены с недоверием. Они пробудили нас от поэтических мечтаний… к простой, осязаемой реальности весомой среды крупных частиц, или физических носителей силы… Они приводят нас к радикально новой интерпретации изменений и трансформаций, которые мы наблюдаем… Если это так, тогда, возможно, должны измениться даже наши представления о пространстве и времени.
Никола Тесла, «Беспроводная передача электрической энергии как способ борьбы за мир», 1905 г. (22)Отнюдь не оспаривая и не ставя под сомнение чьи-либо научные заслуги в данном случае, просто из вредности упомянем, что Тесла в 1937 году опубликовал сообщение, что его вакуумная трубка позволит получать радий в любом количестве по цене не больше 1 доллара за фунт (50).
Выразив «раздражение», что некоторые газеты указали, что он «дал полное описание» его трубки, разбивающей атомы, на вчерашнем обеде, д-р Тесла сказал, что он связан финансовыми обязательствами «с участием огромной суммы денег», против разглашения этой информации. «Но это не эксперимент», – заявил он. «Я построил, продемонстрировал и использовал её».
«Передача сообщений к планетам предсказана д-м Теслой», New York Times, 1937 г. (50)В данном случае автор книги считает нужным лишь подтвердить, что располагает некоторой информацией из первоисточников о существовании упомянутых Теслой финансовых обязательств, эта информация была частично рассекречена только в последнее десятилетие. Соответствующее соглашение было заключено с Советским Союзом, и решение было принято лично И. В. Сталиным. К этой истории мы еще вернемся чуть позже.
Известно о существовании в Музее Теслы в Белграде документов, в которых содержится описание Теслой того, как остановить распад радиоактивных элементов радия и изотопов урана» (54). Об этой же идее вскользь упоминал Тесла в интервью 1931 г. (55) и 1934 г. (52).
Обобщая тему, автор книги считает необходимым сказать, что представления Теслы образца 1900 года о радиоактивности и вообще о субатомной структуре вещества до некоторой степени соответствуют представлениям, которые были приняты в ядерной физике в 1940-х и даже 1950-х годах, времени расцвета этой области знаний. Здесь имеется в виду практическая и экспериментальная сторона вопроса, а не теория радиоактивного распада. Тесла многократно выдвигал возражения против идеи получения энергии из процессов распада материи. В вышеприведенном интервью, упомянув о вакуумной трубке, способной производить радий по цене в 1 доллар за фунт, Тесла продолжает:
Среди прочего, это позволит производить дешевые заменители радия в любом требуемом количестве и будет, в общем, сразу более эффективным в разрушении атомов и трансмутации материи. Тем не менее эта трубка не откроет способ использовать атомную энергию или субатомную для силовых цепей.
«Передача сообщений к планетам предсказана д-м Теслой», New York Times, 1937 г. (50)Автор книги отдает себе отчет, что утверждение, что Тесла внес вообще какой-либо вклад в ядерную физику, вызовет яростное сопротивление в среде специалистов, ибо эта область считается вотчиной квантовой механики и разнообразных полумистических теорий, и все же абсолютно уверен, что придет день, когда будет строго доказано, что Тесла опередил или даже превзошел в понимании фундаментальных основ строения материи абсолютно всех физиков XX века, и даже ядерщиков.
Начать, конечно же, нужно с Резерфорда, который считается «отцом» ядерной физики и создателем планетарной модели атома, сформулированной им в 1911 г. Еще в лекции 1891 года, когда не было известно ничего о субатомной и зарядовой структуре вещества и Тесла называл заряженные частицы просто «наэлектризованными атомами», Тесла сказал примечательную фразу:
Бесконечно малый мир, с молекулами и их атомами, вращающимися и движущимися по орбитам, во многом подобно небесным телам, несущими и скорее всего вращающими вместе с собой эфир, или другими словами, несущими с собой электростатические заряды, представляется мне наиболее вероятной точкой зрения, и такой, которая правдоподобным образом объясняет большинство из наблюдаемых явлений.
Никола Тесла, лекция для сотрудников AIEE в Колумбийском университете, 1891 г.Для сравнения – даже в 1904 году «открыватель» электрона Дж. Дж. Томсон, впоследствии Нобелевский лауреат, сформулировал теорию, что атом имеет структуру, подобную «сливовому пудингу», в котором отрицательно заряженные корпускулы набиты в атом, как изюм в тесте пудинга, т. е. распределены равномерно по объему. Таким образом, отбрасывая Томсона, мы вполне вправе сказать, что Тесла на двадцать лет опередил Резерфорда, планетарная модель атома которого возникла не на пустом месте (в дальнейшем Тесла выдвигал серьезные возражения против этой идеи Резерфорда).
Я прекрасно сознаю, что сделал Тесла в разных областях техники. В своих исследованиях я часто пользовался трансформатором Теслы как средством получения высоких напряжений.
Э. Резерфорд (56)Тем не менее, в отличие от многих и многих так называемых ученых, которые специализируются на переписывании чужих статей и усовершенствовании чужих экспериментов, Резерфорд представляется действительно выдающимся физиком, причем экспериментатором, а не теоретиком. Получив в 1908 году Нобелевскую премию по химии «за проведённые им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ», физик Резерфорд удивился и изрек свое знаменитое: «Вся наука делится на физику и коллекционирование марок».
Автор книги еще раз хотел бы сказать, что, несмотря на то что представление именно о Николе Тесле, а не Резерфорде, как основоположнике ядерной физики неизбежно вызовет отторжение у современного ученого, торопиться с выводами точно не следует.
Данная тема оказалась настолько интересной и обширной, что неизбежно выходит далеко за рамки краткого обзора научных достижений Теслы, которому посвящена эта глава книги. Поэтому автор книги ограничится здесь только анонсом того факта, что исследования в этом чрезвычайно захватывающем направлении ведутся и, после должного осмысления и аргументации, будут представлены в надлежащем виде. Пока же сообщим читателю, что одним из основополагающих достижений в ядерной физике является открытие нейтрона, существование которого, как считается, предсказал Резерфорд в 1920 году и экспериментально доказал в 1932 году его ученик, Джеймс Чедвик (James Chadwick), который, само собой, получил за это открытие Нобелевскую премию по физике в 1935 г. Именно открытие нейтрона повлекло за собой изучение цепных ядерных реакций и далее вплоть до Хиросимы и Нагасаки.
На самом деле нейтроны как относительно крупные беззарядовые частицы, соответствующие «простой, осязаемой реальности весомой среды крупных частиц, или физических носителей силы» (см. выше), – это открытие Теслы, сделанное им еще в 1896–1897 гг., в те времена, когда Чедвик еще ходил в ясли. Автор книги увидел и осознал эту идею самостоятельно, но в дальнейшем обнаружил, что и Тесла понимал этот вопрос совершенно так же, прямо называя генерируемые своей системой частицы «нейтронами».
Все мои исследования, похоже, указывают на вывод о том, что они являются маленькими частицами, каждая из которых несет такой маленький заряд, что мы вправе называть их нейтронами.
Никола Тесла, интервью Джону О’Нилу, 1932 (57)Вопрос, несомненно, чрезвычайно любопытен и требует изучения, однако именно здесь мы натыкаемся на трудности, которые заключаются в том, что, к сожалению, экспериментальным работам Николы Теслы по исследованию структуры вещества повезло значительно меньше, чем всемирно известным работам Резерфорда. Подытоживая предварительно тему, приведем цитату, характеризующую взгляды Теслы в 1919 году.
В качестве примера я могу упомянуть освоение атомной энергии, которое занимает сейчас главное место в общественном сознании… Очевидная истина такова. С давних пор философы пытаются выяснить строение материи, и это привело их к выводу, что микромир (микрокосм) и макромир (макрокосм) очень похожи в некоторых отношениях. Солнца, звезды и луны на небесах имеют свою копию в молекулах, атомах и электронах. Соответственно, все тела состоят из независимых частиц различных размеров, вращающихся друг вокруг друга с чудовищными скоростями и содержащих кинетическую энергию, количество которой, как доказывают последние исследования в области физики, беспредельно. Если бы можно было уловить и преобразовать ее, мы могли бы иметь энергию в неограниченных количествах в любом месте на нашей планете. Такая возможность уже давно открылась лучшим умам в изобретательской среде. Идея не нова, но наука сделала ее более определенной и точной. Я и сам посвятил много размышлений и экспериментов реализации этой мечты с момента открытия рентгеновских лучей двадцать четыре года тому назад. Первый внушающий надежды результат был достигнут в 1897 году, когда мне удалось осуществить выброс первичного вещества на расстояние далее, очевидно, неразложимого, и уловить некоторое количество его энергии. Это вошло отдельной темой в мое выступление перед Нью-Йоркской академией наук в том же году, о чем, однако, лишь в некоторых технических изданиях появились скудные сообщения: недостаток времени не позволил мне подготовить доклад для публикации. Впоследствии я создал прибор, который, пожалуй, и сегодня считался бы уникальным и в высшей степени приспособленным для осуществления первого шага, а именно для выделения атомной энергии. Но, несмотря на то что мой способ был перспективным, а один из талантливейших физиков профессор Бушерер присоединился к моему мнению, эти исследования послужили лишь доказательством того, что в этом процессе количество затрачиваемой энергии превышает количество получаемой. Я же в самом деле удовлетворен тем, что проблема во многом имеет ту же природу, что и процесс, происходящий при разделении небесных светил.
Но, что вполне естественно, будет задан вопрос: а как насчет феномена радия? Здесь мы имеем пример фактического распада материи, сопровождающегося выделением огромного количества энергии. Я высказался по этому поводу в 1896 году, задолго до того, как эти явления были тщательно отслежены и изучены. По моему мнению, энергия, определяющая процесс распада, присуща пространственному эфиру, и в таком контексте стоящая перед нами проблема выглядит более рациональной в плане овладения энергией окружающей среды. Это представляется мне более перспективным направлением исследований, следуя которому, можно добиться реальных успехов.
Никола Тесла, «Энергия будущего», ≈1919 (43)Зная нрав Теслы, можно не сомневаться, что упомянутое им выступление перед Нью-Йоркской академией наук, конечно же, не могло не содержать принципиально новый научный материал. Вот, например, в работе (58) Тесла говорит, что исследовал, «до какой степени скорость потока (Электронов. – К.) обуславливает генерирование и влияет на характер испускаемых лучей». И вот что он обнаружил:
Мои усилия по поиску ответа на третий из перечисленных выше вопросов привели к установлению с помощью подлинных фотографий тесного родства между лучами Ленарда и Рентгена (То есть пучка электронов и рентгеновских лучей. – К.). Фотографии, имеющие отношение к этой теме, были представлены на заседании Нью-Йоркской академии наук (о котором уже упоминалось) в апреле 1897 года, но, к сожалению, краткость моего выступления и сосредоточенность на других вопросах привели к тому, что я упустил наиболее важное – описание способа получения этих фотографий. Эту оплошность я смог лишь отчасти исправить на следующий день. Воспользовавшись возможностью, я представил иллюстрации и рассказал об экспериментах, в которых была доказана отклоняемость рентгеновских лучей под воздействием магнита, что устанавливает еще более тесное родство, если не идентичность лучей, названных именами этих двух первооткрывателей. Однако подробное описание этих экспериментов, такое же полное, как другие исследования и результаты, в гармонии между собой и ограниченные до узкой темы, доводимой мной научному обществу, появится в более подробном сообщении, над которым я без спешки работаю.