Вещества, которые не плавились при температурах тогдашних лабораторных печей, легко разрушались в простой дезинтегрирующей лампе Теслы, где создавался мощный луч из разрушительных частиц, собиравшихся со всех сторон сферическим отражателем (колбой его лампы) — своего рода трехмерным зажигательным стеклом, — но направлявшим не тепловые лучи, а заряженные частицы. Лампа производила то же действие, что и тяжелые современные агрегаты для расщепления атомов, но гораздо более эффективно в колбе, такой легкой, что она едва не парила в воздухе. Простота и эффективность лампы увеличиваются еще и за счет того, что количество частиц, разрушающих в ней вещество, пополняется из этого же самого вещества.
Эта лампа явилась прообразом и еще одного самого современного открытия большой важности — эмиссионного электронного микроскопа, увеличивающего в миллион раз, или в десять-двадцать раз более мощного, чем лучший из известных электронных микроскопов, который в свою очередь дает в пятьдесят раз большее увеличение, чем оптический микроскоп.
В эмиссионном электронном микроскопе заряженные частицы вылетают из крошечной активной точки на частице вещества, находящегося под высоким напряжением, и, двигаясь по прямой, воссоздают на сферической поверхности стеклянной колбы образ микроскопического участка площади, с которого они испускаются. Степень увеличения ограничивается лишь размером стеклянной сферы, и чем больше ее радиус, тем сильнее увеличивается изображение. Поскольку электроны меньше световых волн, они с огромным увеличением изображают те объекты, которые слишком малы, чтобы их изображение могло переноситься световыми волнами.
На поверхности сферической колбы своей лампы Тесла получал фосфоресцирующие образы того, что происходило на разрушающемся электроде в условиях крайне высокого разрежения. Этот эффект он описал в своих лекциях весной 1892 года, и это описание можно почти без изменений применить к увеличивающему в миллион раз эмиссионному электронному микроскопу. Вот цитата из его лекции:
Глазу кажется, что вся поверхность электрода светится с одинаковой яркостью, но на нем происходит постоянная смена и перемещение точек, температура которых намного превышает среднюю, и это существенно ускоряет процесс износа… Создайте в лампе очень высокое разрежение, которое не пропускало бы разряды довольно высокого потенциала, то есть светящиеся разряды, так как, по всей вероятности, слабые невидимые разряды происходят всегда. Теперь медленно и осторожно поднимайте напряжение, оставляя первичный ток не более чем на мгновение. В какой-то момент на сферической колбе появятся одна, две, три или полдесятка фосфоресцирующих точек. Эти участки на стекле бомбардируются, очевидно, интенсивнее других, что объясняется неравномерной плотностью электрического заряда, обусловленной резкими выбросами, или, вообще говоря, неоднородностью электрода. Но положение ярких участков постоянно меняется, что особенно хорошо заметно, если удастся получить их совсем немного, и это свидетельствует о быстром изменении формы электрода.
Будет только справедливо, если в будущем ученые признают Теслу изобретателем электронного микроскопа. Слава его не уменьшается от того, что он не описал отдельно действие неизвестного тогда электрона, но предположил, что эффект этот объясняется действием электрически заряженных атомов.
Изучая особенности различных моделей этой и других своих газовых ламп, Тесла обратил внимание, что интенсивность видимого света меняется в зависимости от условий работы. Он знал, что лампы дают как видимые, так и невидимые лучи, и использовал целый ряд люминофоров для обнаружения ультрафиолетового, или черного, света. Обычно изменения видимого и ультрафиолетового света уравновешивают друг друга, то есть когда ослабляется один, усиливается другой, а остаточная энергия уходит с тепловыми потерями. В лекциях 1892 года он отмечал, что в лампе с молекулярной бомбардировкой он обнаружил «видимый черный свет и весьма особенное излучение». Он эксперименти ровал с этим излучением, которое, по его словам, создавало образованные тенью картины на пластинках в металлических контейнерах в его лаборатории, когда она была уничтожена пожаром в марте 1895 года.
Это «весьма особенное излучение» больше не описывалось в печати в то время, но, когда в декабре 1895 года в Германии проф. Вильгельм Конрад Рентген объявил об открытии Х-лучей, Тесла смог сразу же воспроизвести полученные им результаты посредством своего «весьма особенного излучения» и указать на очень похожие свойства этих и Х-лучей, хотя получены они были различными способами. Как только Тесла прочитал заявление Рентгена, он тут же послал немецкому ученому образованные тенью изображения, созданные его «весьма особенным излучением», на что тот ответил: «Изображения очень интересны. Не будете ли вы так любезны и не сообщите ли мне, каким образом они получены?».
Тесла не думал о том, что эта ситуация дает ему какой-то приоритет в открытии Х-лучей, и никогда не выдвигал никаких претензий на сей счет. Но он немедленно приступил к интенсивным исследованиям их природы. Пока другие пытались выкачать из подобия использовавшейся Рентгеном трубки излучение, достаточное для получения теневых фотографий таких тонких структур, как руки и ноги в непосредственной близости от лампы, Тесла делал снимки ерепа с двенадцатиметрового расстояния от нее. В это же время он описал где-то неопределенный вид излучения, исходящего из искрового промежутка при прохождении сильного тока, которое не было ни поперечными волнами, вроде световых, ни радиоволнами, и которое нельзя было остановить помещенными на его пути металлическими пластинами.
Итак, в одной лекции, охватывавшей его исследования за двухлетний период, Тесла предложил миру — помимо своих новых электронных вакуумных ламп, высокоэффективной лампы накаливания и высокочастотных токов и аппаратов высокого напряжения — по меньшей мере пять выдающихся научных открытий и достижений:
1) космические лучи;
2) искусственную радиоактивность;
3) разрушительный луч заряженных частиц, расщепляющих атом;
4) электронный микроскоп; и
5) «весьма особенное излучение» (х-лучи).
Как минимум четыре из этих новшеств, вновь открытых в течение сорока последовавших лет, принесли другим Нобелевскую премию, имя же Теслы никогда не упоминалось в связи с ними. А ведь труд его жизни еще только начинался!
10
У Теслы была замечательная способность одновременно вести научные изыскания в целом ряде весьма далеких друг от друга направлений. Занимаясь исследованиями высокочастотных электрических колебаний и всего, что с ними связано — от вакуумных ламп до радио, — он занимался также изучением механических вибраций и с удивительной прозорливостью предсказал многие возможности их полезного использования, которые с тех пор действительно были реализованы.
Тесла никогда и ничего не делал наполовину. Результаты почти всех его начинаний можно уподобить молнии, сопровождавшейся весьма убедительным раскатом грома. Даже если он ничего подобного не планировал, события нередко кончались эффектной развязкой. В 1896 году, когда звезда его славы еще только восходила, он хотел провести небольшой, но сложный эксперимент с вибрациями в своей лаборатории на Хьюстон-стрит. С тех пор как он переехал туда в 1895 году, это место прославилось странными шумами и огнями, раздававшимися и вспыхивавшими там круглые сутки, а также посещениями самых известных людей страны.
«Небольшой эксперимент» с вибрациями вызвал землетрясение — настоящее землетрясение, при котором и люди, и дома со всем своим содержимым получили более сильную встряску, чем при любом из природных землетрясений, когда-либо случавшихся в столице. Территория дюжины городских кварталов с сотнями домов, вмещавших десятки тысяч жителей, наполнилась неожиданным гулом, все затряслось, посыпались оконные стекла, стали лопаться водопроводные, отопительные и газовые трубы. Страшный шум поднялся в комнатах, где прыгали мелкие предметы и сыпалась с потолков и стен штукатурка. А на верхних этажах производственных помещений сорвались со своих креплений тяжелые машины весом в целые тонны и переместились в неудобное положение. «И все это совершенно неожиданно было вызвано небольшим прибором, который запросто умещался в кармане», — говорил Тесла.
