КУЛТУРНИ ЈУБИЛЕЈИ
Никола Тесла
Живот и дела
— Од инжењера Jована Стојиљковића —
Открића и проналасци у електротехници и електрохемији. Откриће струја високе учестаности и њихове примене у медицини. Проналазак бежичне телеграфије.
Никола Тесла родио се 10 јула 1856 године у селу Смиљану, код Госпића. Његов отац, Милутин Тесла, српски свештеник у Смиљану, доцније прота у Госпићу, био је врло даровит човек, познат у целој околини, одличан беседник, филозоф и писац и располагао је великим памћењем. Имао је велику библиотеку, којом се Тесла још као дете врло много служио. Његова страст за читањем била је толико јака да му је отац ускраћивао непрекидно читање и закључавао библиотеку.
Мајка Теслина била је изванредне интелигенције и памћења и читаве сате је могла да цитира напамет народне песме и Његошев Горски вијенац. У домаћој индустрији била је велики проналазач. Неуморно је проналазила справе за кућну и пољску употребу. Осим тога била је велика уметница у изради женских ручних радова и њене тканине и везови били су познати у читавој околини. Њу је Тесла много ценио и волео. Као већ славан научник, мајку је помињао сваком приликом и увек би истицао да је свој проналазачки дар наследно од своје мајке.
Никола Тесла имао је врло бујну машту и још као осмогодишње дете осећао је да је довољна била једна реч па да у његовим мислима изазове слику предмета на који се та реч односи и то тако јасно и прецизно као да гледа сам предмет. Често су слике биле непријатне, јер су означавале невеселе и суморне призоре и утицале неповољно. Да би се ослободио тих нелагодности, нагонио је себе и своје мисли управљао на друге слике и предмете. Тако се круг његових мисли све више ширио и кад је изређао све оне слике које је видео, морао је тражити у својој уобразиљи и оне које дотле није видео. Његова уобразиља се убрзо развила до огромних размера. Замишљао је нове пределе, нове градове и читаве догађаје.
Када је имао десет година ступио је у нижу реалку у Госпићу, где је провео четири године, све до 1870. У школи је цртање важило као један од најглавнијих предмета, које му се није милило. Математику и природне науке је јако волео и због тога био цењен. Експерименте из механике и електротехнике, које је у школи посматрао, сам је код куће понављао. Потребне књиге набављао је где је стигао и са страшћу читао. Иако добар у свима
предметима, сем у цртању, имао је муке да пређе из разреда у разред.
По свршетку ниже реалке разболео се и лекари и родитељи изгубили су сваку наду. Као последњу понуду дозволили су Николи да ради што хоће. Прва његова жеља је била да чита. У кревету је непрестано читао и тако удубљено, да је потпуно заборавио да је болестан и убрзо се дигао из постеље, али се дуго опорављао и морао да пропусти још једну школску годину.
Тек 1872 године ступио је у вишу реалку у Карловцу, где је провео пуне три године и матурирао 1875. Ту је имао одличног професора физике који је вршио много експеримената, а Тесла му у томе стално помагао. Чудне појаве електрицитета, о којима ни у каквим књигама није могао добити објашњења, нарочито су га гониле на размишљање.
Намера његова била је да изучава електротехнику и да постане инжењер, али му је отац био неумољив и хтео да постане свештеник и продужи традицију породице. У то време завладала је колера у Госпићу и страховито покосила људе. Разболе се и сам Никола и једва пређе кризу, али је читавих девет месеци морао да остане у постељи и за то време лебдео између живота и смрти. Отац му је био стално поред постеље и стрепио за њега, јер је већ изгубио старијега сина. Никола, предосећајући да би му остварење његове жеље дало нове снаге, рече једнога дана оцу да мисли да би оздравио кад би га отац послао на технику. И отац му обећа да ће га послати у „најбољу технику на свету" да учи за електроинжењера.
Кад је Никола оздравио отац га пошље на Високу техничку школу у Грацу. Свој живот у Грацу првих година школовања описује Тесла у својој аутобиографији: „Када је прошло време мога одмора, био сам послат у Политехничку школу у Грац у Штајерској, коју је мој отац изабрао, јер ју је сматрао за једну од најстаријих и најбољих институција. То је био моменат који сам толико жудно очекивао и ја тако отпочех своје студије под добрим изгледима, чврсто решен да постигнем успех. Био сам се решио да своје родитеље изненадим и тако сам целе прве године радио непрекидно од 3 часа изјутра до 11 часова увече, и то сваког дана, не изузимајући ни недељу ни празнике. Моји другови нису узимали ствари тако озбиљно, и према томе природно је да сам био први међу свима. Те прве године сам положио девет испита и професори су сматрали да заслужујем више од највиших квалификација.
Од тога времена сам се посветио поглавито проучавању физике, механике и математике, проводећи часове одмора у библиотеци. Имао сам праву манију да сваки започети посао завршим.
Већ првих година рада у школи задобио сам наклоност и пријатељство неколицине професора. Међу њима био је и д-р Але. То је био насјајнији предавач кога сам икада слушао. Нарочито се интересовао за мој рад и често је остајао читав час-два у сали за предавања, дајући ми проблеме да их решим, у чему сам уживао. Њему сам објаснио летећу машину, коју сам био измислио, и то не један илузоран проналазак, већ проналазак који је базирао на здравим ,научним принципима, што је помоћу мојих турбина остварљиво и ја ћу ускоро свој проналазк објавити.
Друге године мојих студија добијемо у нашој лабораторији из Париза једну Грамову динамомашину. Док је проф. Пешл изводио опите, употребљавајући машину као мотор, четкице су проузроковале неприлике, бацале су велике варнице, и ја сам приметио да би морало бити могућно направити мотор без ових незгодних справа. Али он нам објасни да то није могућно. Под утицајем професоровог ауторитета, ја сам за прво време напустио ову идеју, али сам се убрзо уверио да сам у праву и приступио сам задатку са свим жаром и неограниченим самопоуздањем младости".
* * *
Машина чије је недостатке Тесла одмах уочио и осетио јесте динамомашина једносмислене струје, која је радила као мотор.
Једносмисленом струјом зовемо ону струју чији се саставни делови, електрони, крећу увек у истом смислу, исто онако као што се водене честице у једној реци крећу увек у једном истом смислу, од извора ка ушћу. Као што се воденично коло окреће под притиском водене струје, тако се и електрични мотор окреће под утицајем електричне струје која кроз њега пролази.
Поред једносмислене разликујемо и наизменичну струју. Ту саставни делићи струје, електрони, не иду непрекидно једни за другим, већ кад се из буди каквог разлога покрену са свога положаја, они се крећу док се не сударе са себи суседним делићима, њима предају брзину и терају их даље, а сами се враћају назад док се поново не сударе, сада са делићима с друге стране свога првобитног положаја итд.
Наизменичну струју можемо поредити за кретањем заталасаног језера или мора. Замислимо мирну језерску површину и бацимо у њу један камен. На месту пада камена вода ће шикнути, а око тога ће се створити један круг који ће се све више ширити и може доћи чак и до обале, ако је удар био довољно јак. Добија се апсолутно утисак да се онај првобитни круг заиста кренуо од места потреса и доспео до саме обале. Али ако се на површини воде налази какав предмет који плива, хартија, дрво, слама или др. видећемо да се при пролазу таласа пловни предмет само издигао, ишао мало лево и десно и кад се све смирило остао где је и био. То значи да водене честице које су се покренуле падом камена нису од тога центра потреса отишле до обале језера, већ су се само покренуле мало, потискивале испред себе суседне честице док су могле, па су се вратиле натраг и не могући да се задрже тамо одакле су пошле, отишле су и даље уназад, тамо се судариле са другим слојем честица, те се сада опет крећу тамо где су мало час биле итд.
То наизменично кретање честица час лево час десно од првобитног положаја мировања учинило је да је таква струја названа наизменична. Број осцилација које једна струја учини за секунд назива се учестаност. (Садашња струја за моторе и осветљење има учестаност 50 или 50 периода. Струје за радиотелефонију око милион периода, а нова станица у Београду са кратким таласима зрачи струју чија учестаност износи око шест милиона периода).
Све до Тесле није био пронађен мотор који би могао да се окреће у једном правцу под утицајем овакве наизменичне струје, чије честице непосредно мењају смисао свога кретања.
* * *
Остварење таквог мотора Тесли се наметало из два разлога:
На новопронађеном мотору једносмислене струје који је донет из Париза, Тесла је приметио да се стварају варнице и пламенови на оном месту где струја улази у машину и то зато што ту струја од једносмислене прелази у наизменичну.
Зна се да се та струја у централи, у електричном генератору, рађа као наизменична, па изилазећи из генератора она се претвара у једносмислену да би као једносмислена само дошла до мотора, а кад у мотор уђе она се понова враћа у својство наизменичне струје и као таква даје мотору потребну моторну снагу.
Тесли је изгледало нелогично да се мотор може окретати под утицајем наизменичне струје, која се роди као неизменична па пређе у једносмислену и понова се врати у наизменичну, а да не може ако се струја роди као наизменична и непосредно као таква уђе у мотор. На тај начин прво би се избегли скупи органи на генератору у централи који наизменичну струју претварају у једносмислену и на мотору где једносмислену струју преобраћају у неизменичну, а на другом месту избегле би се штетне и опасне варнице, које се јављају баш због тог преобраћања струје из једног стања у друго. „Природа мора да је оставила могућност да се ово непотребно, двоструко преобраћање избегне, мислио је оправдано Тесла, само људи нису још успели да ову тајну природе открију".
Други разлог је био много важнији и далекосежнији, а не само усавршавање једне машине.
Наиме, увидело се да се Њујорк, Париз и друга места тешко могу снабдевати струјом чим је потрошња порасла. Једносмислена се струја није дала лако преносити на већа растојања и у већим количинама. Велике вароши су морале имати читав низ централа около и свака је снабдевала свој најближи крај. За већа растојања и веће количине енергије, губици су били огромни као да су проводници гутали струју. Искоришћавање даљих рудника и даљих водопада изгледало је немогуће. Производња струје дошла је у кризу. Није се знало на коју страну да се крене. Да ли да се и даље производи једносмислена струја, која се може
употребити и за осветлење и за моторе, макар да се много губи у преносу, па докле се може поднети тај губитак или да се почне са производњом наизменичне струје која се врло лако и економично може преносити, али се на жалост не може непосредно употребити за моторе, већ би се морала употребљавати само за осветлење.
У то време кризе Тесла је 1887 године успео да оствари свој мотор наизменичне струје, назван доцније индукциони или асинхрони мотор, али је заједно с њим и баш ради њега морао да створи и нов систем производње и преноса наизменичне струје, т. зв. трофазни систем, који је он још онда толико разрадио и усавршио, да је цео систем и данас остао у истом стању, или како је д-р Беренд, велики американски стручњак и проналазач,
рекао „он није ништа оставио следбеницима да ураде".
Као инжењер Тесла је најпре радио у Будимпешти на увођењу телефонске централе и мреже. Ту је извршио неке поправке на телефонима, али је стално био заузет и мислима о своме мотору. Најзад је 1882 године успео да пронађе начин како ће се помоћу наизменичне струје, која непрекидно осцилира у једном и другом смислу, моћи да створи обртно магнетно поље које ће се моћи увек да окреће у истом смислу и које ће бити у стању да за собом вуче обртни део мотора.
Да би своје откриће остварио Тесла је из Пеште отишао у Стразбург па онда у Париз, а одатле у Њујорк где је најзад 12 октобра 1887 године патентирао свој мотор наизменичне струје и производњу и пренос трофазне наизменичне струје.
Патенти су му додељени 1 маја 1888 године, а 16 маја исте године на позив Удружења американских електроинжињера одржао је предавање о својим проналасцима и приказао их у раду.
Настаје велики духовни покрет у електротехници. Американска кућа Вестингхаус откупљује Теслине патенте и по том систему подиже прву централу на Нијагари, и убрзо преноси струју на даљину од 40 км. У Европи приступају најпознатије фирме Ерликон. А. Е. Г., Сименс и др. и на изложбу у Франкфурту 1891, захваљујући Теслином систему, доведена је струја са даљине од 175 км., са губицима два пута мањим но што се очекивало. Сада се у свету производи скоро искључиво трофазна наизменична струја, око 300 милијарди киловат часова годишње, што, ако рачунам један динар по киловату, износи 300 милијарди динара
годишње, и по речима д-р Беренда, Американца: „Када бисмо избацили из нашег индустриског живота резултате Теслиног рада, точкови индустрије престали би да се крећу, наша електрична кола и железнице зауставили би се, наше вароши биле би у мраку, наши млинови изумрли би и опустели. Његово дело је толико далекосежно да је оно мрежа и ланац индустрије".
Пошто је осигурао производњу и пренос електричне енергије, приступио је даљем разрађивању проблема. Прве сијалице са угљеним влакном трошиле су много струје. Установио је да ће струја бити много рационалније искоришћена у сијалицама, ако би влакно могло јаче да се усија. Пошто угљено влакно није могло да издржи температуру вишу од 2000 С то је влакно замењивао лоптицом или штапићем, а повећавао учестаност струје док није достигао да производи струје које за секунд начине милион и више трептаја или осцилација. Са таквим струјама Тесла је произвео такве светлосне појаве да је задивио не само лаике већ и најученије људе онога доба и утолико више уколико су људи били посвећенији у познавању физичких закона.
За постојеће пак сијалице које су имале да раде са струјом ниске учестаности, 25 — 140 трептаја у секунду, Тесла је рекао да угљено влакно треба да буде обложено супстанцама које ће дозволити загревање влакна и преко 2000 С а да се не распадне, или да цело буде састављено од издржљивијих супстанци. Како је било тешко припремати те супстанце, он их је сам припремао и показао како се ради.
После његових предавања и публикација појавила су се разна усавршавања електричне сијалице и ми сада имамо сијалица са влакном које се загревају до 2800 Ц и за исту светлосну јачину, троше само десети део онога што су трошиле прве сијалице са угљеним влакном.
О струјама високе учестаности и њиховој разној примени за осветлење, за пренос енергије и знакова, за производњу нитрата (вештачког гнојива) у циљу оплођавања земљишта, за терапију и др. Тесла је одржао неколико предавања:
У Њујорку 20 маја 1891 године пред Институтом американских електроинжењера.
У Лондону 3 фебруара пред Инжењерским удружењем и 4 фебруара 1892 пред Академијом наука.
У Паризу у марту 1892 пред Међународним електричним друштвом.
У Филаделфији (Америка) пред Франклиновим друштвом, у фебруару 1893 године.
У Сен Лују (Америка), пред Електричном заједницом, у марту 1893 године.
Предавања су изазвала усхићење и стварала потпуно нове појмове и погледе на ствари које су се износиле. Била је то права духовна револуција са огромним резултатима у практичном погледу.
*
У својим предавањима и експериментима са струјама високе учестаности Тесла је своје тело излагао утицају тих струја и доказао да оне не само нису штетне, већ могу бити и корисне.
Већ 1892 године, после предавања и специјалних публикација за лекаре јављају се методи лечења помоћу струје, како у Америци, тако и у Европи, под именом „дарсонвализација", „диатермија", „Цајлајсов метод" и др. који сви употребљавају Теслине
високоучестане струје.
Данас кад је утврђено да је сваки атом, па и атом људског организма састављен од електрона, утицај струје је сасвим појмљив. Струје високе учестаности и високог напона пролазећи кроз организам уздрмају молекиле и атоме из којих су састављене ћелије организма, и дају животну снагу оним деловима, који су буд из каквих разлога постали инертни у својим функцијама. Оживљују такве делове и ћелије су онда у стању да се
успешно боре против обољења и да болест савладају.
*
Стварајући пламенове помоћу својих струја, Тесла је утврдио како то електрично пражњење утиче на ваздух стварајући озон, азотну киселину и нитрате. И тој појави је нарочито посветио пажњу и утврдио под којим се условима јављају најповољније те појаве, јер су њихови производи врло важни за практичну примену.
Озон служи за пречишћавање ваздуха и стерилизацију питке воде и он се индустриски добија поглавито помоћу електричних пражњења.
Стварањем азотне киселине (ћезап) и нитрата (вештачко гнојиво) Тесла је хтео да повећа плодност земљишта и томе поклонио нарочиту пажњу. Садашња хемијска индустрија та два једињења добија искључиво синтетичким путем помоћу електрицитета. Азотна киселина има огромну примену у хемијским лабораторијама: за све врсте експлозива, за израду боја, за израду лекарија, камфора и др.
*
У својим предавањима и опитима Тесла је показао „како се и без жица може преносити електрична енергија високе учестаности, а за пренос знакова или снаге на даљину, ако се један крај отпремне станице веже за земљу, а други за уздигнуто тело велике површине. Пријемна станица треба да буде сличног састава".
Другим речима отпремна и пријемна станица да буду сличног састава и да имају оно што је доцније названо земља (веза са земљом) и антена.
Нарочито ваља уочити израз „пренос знакова или снаге", што значи да је Тесла у првом реду мислио на пренос знакова тј. на бежичну телеграфију. Ово треба уочити нарочито с тога, што су се у неким земљама доцније појавила тврђења, и ако неозбиљна и без доказа, да Тесла у својим патентима није мислио на бежичну телеграфију, већ само на пренос снаге, а да идеја о бежичној телеграфији припада другима, који су се јавили неколико година доцније, на пример Марконију, који се са својим патентима јавља први пут средином 1896 године, тј. више од три године после објављивања и демонстрација Теслиних, које су и код нас у Београду публиковане још 1894 године у књизи „Никола Тесла и његова открића" од проф. Ђ. Станојевића.
Тесла је на својим предавањима палио са даљине сијалице и покретао моторе који нису ничим били везани за генератор који је производио струју.
Оно што је Тесла 1893 рекао у општим цртама за бежичну телеграфију у доцнијим патентима је то питање разрађивао, усавршавао и дошао до закључка да се најбољи резултати постижу, ако отпремник има два осцилаторска кола у резонацији, спрегнута
(куплована) преко трансформатора (сада се тај трансформатор у целом свету зове Теслин трансформатор). Пријемник да има такође два осцилаторска кола у резонанцији.
Садашње радиотелеграфске и радиотелефонске станице у основи немају ништа више, ништа другојачије, према томе можемо укратко овако резимирати:
Никола Тесла је први и једини створио високоучестане струје и показао како се оне могу и без жица преносити на даљину, ако се начини веза са земљом и антена. Он је то јавно показао и доказао на три и по године пре икога другог и према томе, ако се говори о неком творцу и проналазачу радиотехнике, то може бити само Никола Тесла и нико други, јер је за њу пронашао и створио више него сви други заједно, јер оно што је Тесла објавио 1893 године, по речима д-р Аустина, познатог американског стручњака, претставља на пољу радиотехнике веће савршенство него све оно што је у радиотехници постигнуто до 1910 године", управо да оно што су други до 1910 године постигли, претставља само примену Теслиних проналазака.
*
Помоћу бежичне телеграфије Тесла је још пре 38 година 1897-98 са даљине управљао својом лађом, која се по његовој команди кретала без икакве посаде. Сада читамо у дневним листовима да Енглеска врши набавку ратних авиона који ће летети без посаде, а њима ће се управљати са земље. — Дакле, данас се примењује оно што је Тесла пре 38 година експериментално показао и остварио.
*
После свега што је учинио за човечанство, а што нисмо све могли изнети овде, не остаје нам ништа друго до да се са дивљењем поклонимо пред једним таквим умним и духовним великаном и да се поносимо што тај човек припада нама и нашем народу, да му најсрдачније и најтоплије честитамо осамдесети рођендан и пожелимо му дуг живот на срећу човечанства и понос нашег народа.
„Никола Тесла - живот и дела", Учитељ, Београд, 1. април 1936, год. 16 (50), бр. 8 - 9, стр. 593 - 600.