Вскоре энергосистемы переменного тока были построены в Нью-Йорке для городских дорог, для электрификации железных дорог на паровой тяге и распространились даже на подстанции Эдисона.
Тем не менее, изобретатель и Вестингауз беспокоились и страдали из-за злостных неудачников. Компания защищала свои патенты на переменный ток в двадцати судебных процессах. В каждом из этих процессов Вестингауз одержал решительную победу. Были возбуждены судебные дела против «Дженерал электрик» и других компаний, и они также принесли удачу. Но, как было упомянуто выше, такое огромное количество судебных процессов вызывало замешательство общественности и задевало многих причастных к ним. Некоторые из тех, кто когда-то превозносил Теслу, теперь усиленно старались навредить ему.
Б.А. Беренд, позднее вице-президент Американского института инженеров-электротехников (AIEE) и проницательный научный обозреватель, писал: «Это особая черта невежественных людей бросаться из одной крайности в другую. И те, кто раньше слепо восхищался Теслой, возвеличивая его до такой степени, которая может быть уподоблена похвалам безумно влюбленного, теперь самозабвенно увлечены его осмеянием».
Беренд нашел это глубоко печальным.
«Я всегда думаю о Николе Тесле, — добавляет он, — неизменно испытывая к нему огромное тепло и осуждая несправедливость и неблагодарность, которые достались ему равным образом как от общественности, так и от инженеров». [3]
Уставший от ссор и клеветы, изобретатель вернулся в Нью-Йорк, решительно настроенный беречь свое время, больше чем когда-либо, страстно желая следовать целой дюжине направлений своих исследований.
Он начал получать результаты опытов с высоковольтным напряжением, открывавшим бесконечные возможности. Научившись создавать искусственную молнию, он надеялся узнать не только как можно управлять погодой во всем мире, но также как передавать энергию без проводов. Все это, в свою очередь, было переплетено с исследованиями, которые, как он полагал, дадут ему возможность построить первую в мире систему радиовещания. Доставляющие радость успешные результаты стали получаться, когда он достиг напряжения примерно в один миллион вольт, используя коническую конусообразную катушку. Инстинктивно он чувствовал, что, вместо того чтобы переходить на все увеличивающуюся в размерах аппаратуру высокого напряжения, он может достичь того же результата благодаря подходящей схеме сравнительно маленького, компактного трансформатора [4]. Задача создания такого трансформатора завладела им, но она не была единственной.
Если некоторые впечатляющие эксперименты, казалось, не подчинялись большинству элементарных законов электричества, Тесла бодро следовал туда, куда они вели. Иногда они выводили его на странные направления.
Радиотрубка, действующая за счет проводимости тока через вакуум, в частности, — оригинальный электронный прибор. Ее случайной предшественницей была вакуумная лампа, изобретенная Эдисоном в 1883 году. Он был озадачен тем, что называют эффектом Эдисона, но не видел в этом никакой пользы. Другие ученые, такие как сэр Уильям П р и с , Дж. А. Флеминг, Тесла, Элиу Томсон и Дж. Дж. Томсон, тем не менее, очень интересовались этим эффектом. Дж. Дж. Томсон определил, что наблюдаемое явление было вызвано эмиссией негативного электричества или электронов, переходивших с горячего элемента на холодный электрод. Эдисон, все еще находясь в недоумении и разочаровании из-за того, что не смог создать хорошую лампу, сообщил, что эффект, «как кажется, произвел впечатление на компании интеллектуалов ученого мира». Сам он занялся более насущными проблемами.
Тесла стал разрабатывать электронные лампы в начале 1890-х годов, ожидая, что они окажутся подходящими для обнаружения радиосигналов. Позднее он усердно осваивал профессию стеклодува и изобрел тысячи вариантов ламп, которые он использовал в радиоисследованиях и для получения света.
Но именно Флеминг после изучения работ Эдисона и Пирса успешно применил эффект Эдисона к детектированию радиосигналов, добившись более высокой чувствительности кристаллических детекторов по сравнению с применяемыми ранее. В 1907 году Ли де Форест добавил модулятор, или контролирующий элемент, к диоду Флеминга, назвав его аудион, и таким образом положил начало современной электронике.
Но задолго до этого Тесла описывал свою работу с вакуумными лампами и токами высокой частоты, делясь своим восхищением и недоумением с аудиторией на лекциях. Так, однажды он поместил длинную стеклянную трубку, частично вакуумированную, внутрь более длинной медной трубки с закрытым концом.
В трубке был сделан длинный узкий разрез, чтобы видеть стекло, находящееся внутри. Когда он подсоединил медь к клемме высокого напряжения, он обнаружил, что воздух во внутренней трубке ярко светится, хотя, казалось, не шло никакого тока через коротко замкнутую внешнюю медную трубку. Казалось, что электричество протекало через стекло в результате индукции и проходило через воздух, находящийся под низким давлением, а не через металл по металлическому внешнему корпусу.
Таким образом, изобретатель нашел способ передавать электрические импульсы любой частоты в газах. «Если бы частота была достаточно высокой, — размышлял он, — тогда можно было бы сделать необычную систему распределения, которая, возможно, заинтересовала бы газовые компании: металлические трубки, наполненные газом, при этом металл был бы диэлектриком, а газ — проводником, снабжающим флуоресцентные лампы и, может быть, даже еще не изобретенные устройства».
На самом деле то, что он описывал, было предшественником проводника для микроволновой передачи.
Это направление исследований привело Теслу к одной из его наиболее грандиозных концепций — «земному ночному свету», способу осветить всю Землю и окружающую ее атмосферу. Словно это была простая иллюминация. Он размышлял, что газы в атмосфере на большой высоте были в таком же состоянии, что и воздух в его лампах низкого давления, и поэтому он мог бы служить отличным проводником для высокочастотного тока. Эта концепция увлекала его многие годы. Он видел в ней возможность обезопасить морские пути и аэропорты в ночное время суток или способ осветить все города, не используя уличные лампы. Надо было только должным образом передавать достаточно высокочастотный ток в высшие слои воздуха на высоту 35 тыс. футов или чуть ниже. Когда его спросили, как он предлагает передавать такие токи в верхние слои воздуха, он просто ответил, что это не представляет никаких практических сложностей. У него было правило никогда не раскрывать своих методов, пока он не опробовал их на практике. «Земной ночной свет» был одной из его идей, которую пришлось отложить из-за недостатка денег на исследования.
Журналисты продолжали атаковать его вопросами и высказывать догадки. Некоторые предполагали, что он собирается использовать одну из своих молекулярно-бомбардируемых трубок, чтобы спроецировать мощный луч ультрафиолетового излучения в атмосферу, ионизирующий воздух на больших расстояниях и превращающий его в хороший проводник электричества всех видов при высоком напряжении. Этот метод, теоретизировали они, создаст проводящий проход к любой желаемой высоте, через который можно будет посылать высокочастотный ток. [5] Позднее, когда его огромная (и злополучная) башня вещания на весь мир была построена на Лонг-Айленде, верхняя платформа была сконструирована так, чтобы вмещать набор ультрафиолетовых ламп. Их предназначение никогда не было раскрыто.
В другой раз Тесла говорил о плане использования как Земли, так и верхних слоев воздуха в качестве проводников электричества и слоя воздуха между ними в качестве диэлектрика. Такая комбинация образовала бы нечто вроде гигантского конденсатора, способа накапливания и разрядки электричества. Если бы на Земле было создано электромагнитное поле, то верхние слои воздуха зарядились бы за счет индукции. Земной шар превратился бы в лейденскую банку, заряжающуюся и разряжающуюся. Ток, текущий как в почве, так и в верхних слоях воздуха, создаст свечение в верхнем слое атмосферы, которое осветит мир. Был ли это тот способ, которым Тесла предлагал доставить ток в верхние слои воздуха? Мы не знаем.
