Владимиру Зворыкину приписывается создание электронного микроскопа в 1939 году. И все же эффект углеродно-кнопочной лампы, когда Тесла создавал в ней очень высокий вакуум, едва ли хоть чем-то будет отличаться от точечного электронного микроскопа, увеличивающего в миллион раз. [7]
Другой эффект, полученный благодаря углеродно-кнопочной лампе, берет свое начало в явлении резонанса. При описании резонанса Тесла часто применял аналогии с винным бокалом и качелями. Бокал, разбитый звуком, взятым на скрипке, разлетается вдребезги потому, что вибрации воздуха, порождаемые скрипкой, оказались той же самой частоты, что и собственные вибрации бокала. Человек, сидящий на качелях, может весить двести фунтов, а слабый мальчик, раскачивающий его, может весить пятьдесят фунтов и толкать качели с силой не больше фунта. Но если он подстроит свои толчки под качание качелей, когда они уходят от него, и будет добавлять всего по фунту усилий, ему скоро придется остановиться, чтобы не отправить качели в космос.
«Принцип не может подвести, — говорил Тесла. — Здесь просто нужно прикладывать небольшую силу в нужный момент».
Вот почему углеродно-кнопочная лампа Теслы может быть названа предком ускорителя (ядерных частиц). Имея твердую карборундовую «кнопку» в шаре с почти полным вакуумом и подключая лампу к высокочастотному источнику тока, Тесле удалось достичь того, что на немногих оставшихся молекулах воздуха появлялся заряд. И они отбрасывались с огромной скоростью от «кнопки» к стенкам шара и обратно, разбивая вдребезги материал «кнопки» в атомную пыль. Пыль присоединялась к несущимся молекулам воздуха, вызывая дальнейшее измельчение.
«Если бы можно было сделать частоты достаточно высокими, то потери из-за несовершенной упругости стекла были совершенно незначительными…» [8] — пояснял Тесла.
В 1939 году Эрнест Орландо Лоуренс из Калифорнийского университета в Беркли получил Нобелевскую премию за изобретение циклотрона.
Согласно отчету: «В 1929 году Эрнест Орландо Лоуренс… прочел об исследовании одного немецкого физика, которому удалось, подавая по два электростатических импульса вместо одного, сообщить заряженным атомам калия в электронной лампе в два раза больше энергии, чем они обычно получали при фиксированном напряжении. Лоуренс удивился: «Если импульс можно было удвоить, нельзя ли его утроить или увеличить в какое-то число раз?» Задача заключалась в том, чтобы передать частицам в лампе серию импульсов. При этом каждый последующий импульс должен быть чуть сильнее, пока (как в примере с ребенком, раскачивающим качели) количество движения частиц не возрастет достаточно сильно». [9]
Из стекла и сургуча Лоуренс создал прибор, разгоняющий частицы. Дископодобная вакуумная камера всего лишь четыре дюйма шириной. Внутрь поместили два электрода, каждый из которых был как полкоробки для торта. Они получили название D-пластины. Снаружи этой вакуумной камеры разместили мощный электромагнит. Ионизированные атомы (или протоны) мчались в магнитном поле внутри этой круглой камеры, пока не разгонялись до очень высокой скорости, и тогда выбрасывались из камеры в виде узкого пучка. Как пули с огромной энергией. Первая модель Лоуренса была названа циклотроном, поскольку он разгонял молекулы по кругу. Вскоре он построил аппарат большего размера, который разгонял протоны до энергии в 1,2 млн электрон-вольт.
Действительно ли Тесла разбивал ядра атомов углерода, как полагал его первый биограф, не имеет большого значения для его революционного достижения. Сам изобретатель описывал, как яростно молекулы остаточного газа ударялись об углеродную кнопку, раскаляя ее или приводя в состояние, близкое к жидкому.
Возможно, Лоуренс не знал о лампе Теслы, работающей на принципе бомбардировки мишени молекулами. Но он, без сомнения, знал о попытках построить атомный ускоритель, которые предпринимались Грегори Брейтом с коллегами в институте Карнеги. В 1929 году в Вашингтоне эта группа использовала пятимиллионовольтную катушку Теслы для подачи на ускоритель необходимой энергии. Без такой катушки приборы для расщепления атома никогда бы не смогли работать. Описания углеродно- кнопочной (или молекулярно-бомбардирующей) лампы Теслы можно найти в постоянно воспроизводимых протоколах пяти научных обществ. К сожалению, к началу 1980-х годов ни одно общество не было достаточно ученым, чтобы представить себе применение этого прародителя технологий атомного века.
Фредерик и Ирен Жолио-Кюри, Анри Беккерель, Роберт А. Милликан и Лоуренс, все они получили Нобелевские премии. Виктор Ф. Гесс получил Нобелевскую премию в 1936 году за открытие космического излучения. Безусловно, было бы просто справедливо, если бы научное сообщество, по крайней мере, признало перво-проходческие открытия Теслы в каждой из этих областей.
Хотя, возможно, большинство его научных современников не могли полностью понять его лекции — Тесла пробуждал воображение наиболее прогрессивных ученых. И подобно тем, кто сегодня впервые узнает о нем, их охватывало временное безумие. «Он обучал не только достижениями, — вспоминает Эдвин Армстронг, приобретший известность за вклад в развитие радио, — но он также обучал пробуждением удивительного воображения, которое отказывалось признавать кажущиеся непреодолимые трудности: воображение целей, которые, за редким исключением, все еще оставались в области рассуждений» [10]
Английский ученый Дж. А. Флеминг написал Тесле: «Я сердечно поздравляю вас с вашим
AIEE, Columbia, Colledge, May 20, 1891. Institution of Electrical Engineers and Royal Society of Great Britain, London, February 1892; Society of Electrical Engineers of France and the French Society of Physics, Paris, February 1892.
Последовательно проследить деятельность Теслы в эти годы просто невозможно. Кажется, будто он одновременно присутствует везде, работая в дюжине областей, которые перекликаются и взаимосвязаны, — но всегда с электричеством, таинственной материей, основой его исследований. Для него электричество было скорее жидкостью с трансцендентными силами, которые «снисходят» до подчинения физическим законам. Но никак не потоком дискретных частиц (или волновых пакетов), послушных законам механики частиц, как это принято в современной теории.
Тем не менее, в течение нескольких последующих лет ему предстояло открыть целое направление современной электроники. Хотя и сам электрон был открыт только в 1897 году британским физиком Джозефом Дж. Томсоном.
Фарадей в 1831 году показал, что можно преобразовывать механическую энергию в электрический ток. Потом, в год рождения Теслы, англичанин лорд Кельвин совершил открытие, связанное с конденсацией тока. Оно вдохновило сербского американца, и он начал поиски источника высокочастотных токов, частот более высоких, чем те, что можно было получить механическим путем.
Тогда считалось, что если конденсатор разряжается, электричество (электрические заряды) одноразово перетекает с одной пластины конденсатора на другую, как вода. Кельвин показал, что это процесс более сложный, — электричество многократно переходит с одной пластины конденсатора на другую и обратно, пока не израсходуется вся запасенная в конденсаторе энергия. И эти колебания электричества между пластинами происходят с частотой, достигающей огромной величины — в сотни миллионов раз в секунду.
Однажды в Будапеште, когда Тесле открылась концепция вращающегося магнитного поля, — в одной вспышке он увидел Вселенную, созданную из симфонии переменных токов с созвучиями, исполняемыми на широчайшем диапазоне октав. Переменный ток частотой 60 циклов в секунду был всего лишь простой нотой низшей октавы. На одной из высоких октав с частотой в миллиарды циклов в секунду был виден свет. Исследование всего диапазона электрических вибраций, лежащего между низкочастотными переменными токами и световыми волнами, подвело бы его еще ближе к осознанию космической симфонии.
Работа Джеймса Клерка Максвелла в 1873 году указала на существование большого диапазона электромагнитных колебаний, лежащих выше и ниже видимого света, вибраций с меньшими и большими длинами волн. Эта теория была проверена профессором Генрихом Герцем из Германии, который в поисках волн более длинных, чем световые или тепловые, в 1888 году в Бонне создал искусственное электромагнитное излучение. Эксперименты Герца с «искровым разрядом индукционной катушки» доказали существование магнитного поля. Когда Герц посылал мощный электрический заряд через разрядник,
