Глава 6
Генератор на мосту
В предыдущей главе мы отмечали, что пожар на 5-й авеню уничтожил генератор механических колебаний Теслы, и сейчас расскажем, что это за штука. Электрический осциллятор, его генератор токов высокой частоты, обсуждался в той же главе и представляет собой устройство для создания колебаний электрического тока, а механический осциллятор создает механические колебания, колебания материальной среды сверхвысокой частоты. Тесла построил такой осциллятор, который был способен генерировать ультразвук.
Считается, что при совпадении частоты собственных колебаний какого-либо агрегата или сооружения с внешними колебаниями наблюдается явление резонанса, увеличивающее эти колебания во множество раз. Классический пример — запрещение воинским подразделениям проходить по мостам строем. При случайном совпадении частоты колебания моста с колебаниями, вызванными строевым шагом, мост вполне может разрушиться. В некоторых книгах по истории Санкт-Петербурга сообщается, что такое указание было введено в воинский устав Российской империи, а также самых разных стран мира в результате не умозрительных рассуждений, а после реального разрушения Египетского цепного моста через реку Фонтанку в 1905 году. Эта версия не находит подтверждения у специалистов, поскольку лошади — а двигалась именно кавалерия — не умеют ходить в ногу. Однако само явление разрушения строений и предметов под действием резонансных колебаний неоднократно подтверждалось и надежно воспроизводится в лаборатории. В том числе в лаборатории Теслы, который утром, по приходе в лабораторию, включал свои механические осцилляторы и с интересом смотрел, какие из деталей аппаратуры и конструкции помещения начинают угрожающе раскачиваться.
Результатом этих наблюдений было открытие явления избирательного резонанса. Явление заключается в том, что с помощью регулировки частоты внешних механических колебаний можно разрушить какой-либо объект, совершенно не повредив соседние, собственные колебания которых с заданной частотой не совпадают. Лучше всего такие разрушения получаются при использовании ультразвука, и сейчас ультразвук используют для резки металлов, например вырезания в листе стали отверстий сложной формы, для приготовления эмульсий масла в воде, для очистки готовых изделий и даже для стирки (ультразвуковые стиральные машинки) — но последнее является в большей степени рекламным трюком. Мощность таких машинок невелика и не позволяет отделить частицы грязи от белья, а эффект все же некоторого реального отстирывания связан на самом деле с обычным стиральным порошком, который производители машинок разумно рекомендуют добавлять в тазик. Классический пример супа из топора.
Но Тесла тут ни при чем. Он-то установил реальные возможности механических осцилляторов и предложил реальные пути их использования. Например, однажды он обнаружил эффект отражения ультразвука от одной из стен лаборатории. Это навело его на мысль, что с помощью отраженных ультразвуковых волн можно обнаруживать невидимые предметы — например подводные лодки! Как обычно, высказав эту идею, он ее тут же забросил и до практического воплощения не довел, как и во многих других случаях. Справедливости ради отметим, что Тесла был не единственным, кто предполагал использовать отражение ультразвука и предсказал эхолот.
Однажды вместе со своим помощником Джорджем Шерфом он разместил свой генератор механических колебаний на центральной балке своей новой лаборатории на Хьюстон-стрит и настроил генератор на частоту, при которой балка начала гудеть. Со временем гуд охватил все здание, а дальше… есть несколько версий развития событий. По одной из них, начали трястись все окружающие лабораторию здания, в конструкции которых применялись аналогичные балки, потом примчались пожарные, но пол в лаборатории Теслы провалился и в подвал ухнули несколько тонн его оборудования. От полного разрушения здание спасло только то, что Тесла кувалдой разбил свой генератор — для простого выключения требовалось некоторое время, а времени явно уже не было.
Согласно другой версии, до разрушения пола дело не дошло, поскольку в момент уже опасных колебаний балки в лабораторию ворвались полицейские, которые увидели, как Тесла разбивает свое детище. При этом полиция прибыла не по доносу соседей из жутковато вибрирующих домов, а по собственной инициативе — в полицейском участке через дом от лаборатории некие конструкции также пришли в резонанс с генератором Теслы, а про эксцентричного ученого по соседству полиция уже хорошо знала.
Тесла приберег для рекламы и собственную версию. Якобы он однажды пошел к строительной площадке на Уолл-стрит, где возводили дом высотой в десять этажей со стальным каркасом, взяв с собой генератор механических колебаний размером с будильник. Найдя подходящую балку, он прикрепил к ней генератор и настроил прибор на частоту собственных колебаний балки (определяется по звуку). Постепенно дрожание балки усилилось, амплитуда колебаний достигла уже заметных величин, и рабочие в панике разбежались — так Тесла описывал свои действия репортеру крупной нью-йоркской газеты. Был генератор и удалился. А репортеру сообщил, что еще минут десять, и здание бы рухнуло, и что таким осциллятором он мог бы обрушить Бруклинский мост в реку минут за сорок.
Разумеется, если Тесла и не придумал всю эту историю про десятиэтажку, которая может рухнуть от дрожания карманного осциллятора, возможности своего устройства он здорово превысил. Помимо совпадения частоты колебаний, необходима еще и их мощность, которую устройство такого размера выдать никак не может. Кроме того, и у балки, и у моста наверняка очень низкая добротность — характеристика системы, показывающая, насколько широка полоса частот, при которых может возникнуть резонанс. Ну, мы же знаем гонор великого изобретателя. Тем более что Бруклинским мостом он не ограничился — а я был на этом мосту и должен сказать, что даже сейчас, через сто с лишним лет после окончания строительства он производит гигантское впечатление, да и остается гигантским. Во всяком случае, такой же висячий Крымский мост в Москве втрое (!) меньше.
Так вот, Тесла пишет (1): "Колебания земной коры происходят с периодичностью приблизительно раз в один час сорок девять минут. И если я нанесу удар в это мгновение, по земле пройдет волна сокращения и вернется ровно через час и сорок девять минут, но усиленная. Земля, как и все остальное, находится в состоянии вибрации. Она все время расширяется и сжимается. Теперь предположим, что в тот самый момент, когда она начинает сжиматься, я взорву тонну динамита. Это ускорит сжатие, и через час и сорок девять минут последует точно такое же ускоренное расширение. Когда расширение затихнет, я взорву еще одну тонну, а потом повторю это несколько раз. Разве можно сомневаться в том, что произойдет? Я лично не сомневаюсь. Земля расколется надвое. Впервые в истории человечества появилось знание, которое способно влиять на космические процессы".
Этот текст был надиктован репортеру в 1897 году, кстати, всего через четырнадцать лет после завершения строительства Бруклинского моста. Тесла спрашивает, можно ли сомневаться, — да, можно не сомневаться, что ничего описанного им не произойдет. Лишь в XX веке, когда прошли две мировые войны и на поля сражений и мирные города были сброшены не тонны, а тысячи и тысячи тонн динамита, люди смогли оценить устойчивость нашей планеты к воздействию ее "разумных" обитателей. Артиллерийские подготовки перед некоторыми битвами продолжались часами, а то и по полдня, и наверняка часть боеприпасов взрывалась через указанные Теслой один час сорок девять минут. И ничего не случилось. Тесла в который раз решил поразить читателей своими идеями, и возможно, что тогда кто-то действительно был потрясен. Хотя профессиональные физики только усмехались, читая тесловские предсказания и отлично понимая, что все это пиар, хотя слова такого тогда, кажется, еще и не было. А знание, которое появилось впервые в истории и оказалось способным влиять на космические процессы, появилось только через 48 лет, когда были взорваны первые атомные бомбы. Эти средства уничтожения уже способны повлиять, во всяком случае, на состояние атмосферы и климата на Земле ("ядерная зима") — пожалуй, это действительно уже космический уровень.
Откуда Тесла взял величину один час сорок девять минут, мы никогда не узнаем. Уже хотя бы потому, что одного-единственного периода собственных колебаний Земли не существует. Еще в начале прошлого века (при жизни Теслы!) было вычислено, что период собственных колебаний стального шара размером с Землю будет равен одному часу. После землетрясения на Камчатке было обнаружено, что есть собственные колебания планеты с периодом 57 минут, а после чилийского землетрясения в 1960 году — что есть собственные колебания с периодом 54 минуты. Земля не стальной шар, и у нее много (целый спектр) собственных колебаний.
