Статьи

Первого успеха достигли, когда выяснилось, что химическая активность при электрическом разряде значительно возрастала при использовании токов очень высокой частоты. Это явилось важным шагом вперед, но вскоре практические соображения наложили определенные ограничения на прогресс в этом направлении. После этого исследовали влияние параметров электрических импульсов, их волновой формы и другие характеристики. Затем изучили влияние атмосферного давления, температуры, наличия воды и других веществ, и, таким образом, были постепенно выявлены наилучшие условия, способствующие наиболее интенсивному действию разряда, обеспечивающие максимальную эффективность процесса. Естественно, поиск лучших вариантов требовал времени; и я мало-помалу продвигался вперед. Пламя набирало силу, а его окисляющее действие становилось всё более интенсивным. От незначительного, длиной несколько дюймов разряда на щетке оно выросло в удивительное электрическое явление — гудящее пламя, поглощающее атмосферный азот и достигающее шестидесяти или семидесяти футов в диаметре. Так, медленно, почти незаметно, возможное стало свершившимся фактом. Как бы там ни было, еще не всё сделано, но в какой-то степени мои усилия были вознаграждены, это можно увидеть на иллюстрации на с. 104, подпись к которой говорит сама за себя (Ил. 1). Видимый на снимке разряд, подобный пламени, получен в результате интенсивных электрических колебаний, которые проходят через демонстрируемую катушку и интенсивно возбуждают наэлектризованные молекулы воздуха. Таким способом создается большое количество соединений из двух обычно индифферентных составных частей атмосферы, и они легко соединяются, даже если не создавать никаких других условий для интенсификации химической реакции разряда. При получении азотных соединений таким способом будут, конечно, использоваться любые возможные методы, имеющие отношение к интенсивности этой реакции и к эффективности процесса. Кроме того, будут предусмотрены специальные меры для закрепления образовавшихся соединений, так как они, как правило, нестойки, и азот вновь становится инертным по истечении короткого промежутка времени. Пар является простым и эффективным средством стойкой фиксации соединений. Проиллюстрированный результат делает практически возможным окисление атмосферного азота в неограниченных количествах, используя лишь дешевую механическую энергию и простое электрическое устройство. Производство многих азотных соединений при малых затратах и в любом количестве таким способом становится возможным в любой точке мира, и с помощью этих соединений можно удобрять почву и неограниченно повышать ее продуктивность. Таким образом, можно достичь изобилия дешевой и полезной пищи, не искусственной, а такой, к которой мы привыкли. Этот новый и неисчерпаемый источник запасов продовольствия принесет человечеству не поддающуюся учету выгоду, ибо он внесет огромный вклад в увеличение массы человечества и, таким образом, чрезвычайно много добавит к энергии человечества. Вскоре, я надеюсь, мир увидит зарождение промышленности, которая со временем станет второй по важности после производства железа.

Проблема номер два: как уменьшить силу, сдерживающую увеличение массы человечества; телеавтоматика

Как было сказано выше, силы, тормозящие движение человечества вперед, есть так называемые отчасти сила трения и отчасти отрицательная сила. Чтобы показать различие между ними, могу назвать, к примеру, невежество, глупость и отсутствие способностей как в чистом виде фрикционные, или противодействующие, силы, лишенные какой-либо конкретной направленности. С другой стороны, прожектерство, умопомешательство, склонность к самоубийству, религиозный фанатизм и тому подобное представляют собой силы отрицательного характера, действующие в определенных направлениях. Чтобы ослабить или полностью побороть эти разнородные тормозящие силы, необходимо использовать специальную методику. Вы, например, знаете, чего ожидать от фанатика, и в ваших силах предпринять превентивные меры, просветить, убедить и, возможно, направить его, превратить его недостаток в достоинство; но вы не знаете и никогда не узнаете, что может сделать человек, обуянный животными страстями, или глупец, и вы должны поступать с ним, как с косной массой, лишенной интеллекта и позволившей стихиям безумия выйти из-под контроля. Отрицательной силе всегда свойственно некое качество, нередко высокого плана, хотя и неверного направления, которое возможно обратить в полезное преимущество; но не имеющая направленности сила трения приводит к неизбежным потерям. Таким образом, очевидно, что при первом рассмотрении обобщенный ответ на поставленный выше вопрос таков: направить всю отрицательную силу в правильное русло и уменьшить силу трения.

Не может быть сомнений, что из всех фрикционных противодействий невежество более всего тормозит развитие человечества. Не без основания великий мудрец Будда сказал: «Невежество есть величайшее зло в мире». Трение, возникающее от невежества и намного возрастающее по причине существования многочисленных языков и народов, можно уменьшить лишь путем распространения знаний и унификации разнородных элементов человечества. Ни одно усилие не может найти лучшего применения. Но как бы невежество ни препятствовало движению человечества вперед в прошлые времена, роль отрицательных сил в настоящее время, несомненно, возросла. Среди них есть одна, имеющая гораздо большее значение, чем какая-либо другая. Она называется «организованные военные действия». Когда мы рассуждаем о миллионах индивидуумов, часто талантливых духовно и физически, о цвете человечества, принуждаемом к бездеятельности и непродуктивности, об огромных суммах на ежедневное содержание армий и военного аппарата, материально воплощающих колоссальное количество человеческой энергии, обо всех бесполезных усилиях, затраченных на производство вооружения и орудий уничтожения, о людских потерях и о привитии духа варварства, мы ужасаемся тому неисчислимому урону, который неизбежно влечет за собой существование этих прискорбных обстоятельств. Что мы можем сделать, чтобы наилучшим образом справиться с этим ужасным злом?

Закон и порядок, безусловно, требуют сохранения силовых структур. Ни одно сообщество не может существовать и развиваться без жесткой дисциплины. Каждая страна должна быть в состоянии защитить себя, если возникнет такая необходимость. Сегодняшнее положение не является результатом вчерашнего дня, и радикальные изменения не могут осуществиться завтра. Если бы государства разоружились сразу, более чем вероятно, это повлекло бы за собой худшее, чем сама война, состояние. Всеобщий мир — это красивая мечта, но вряд ли быстро осуществимая. В последнее время мы видели: даже благородные усилия людей, облеченных величайшей мирской властью, не имели фактически желаемого результата. И неудивительно, что для установления всеобщего мира в настоящий период нет физической возможности. Война — это отрицательная сила, и ее направленность нельзя изменить на позитивную, пока она не пройдет промежуточные стадии. Проблема состоит в принудительном повороте колеса, вращающегося в одну сторону, в противоположное направление без замедления хода и остановки и в последующем ускорении его вращения в новом направлении.

Идут споры о том, что создание оружия большой разрушительной силы остановит войну. Я сам так думал долгое время, но теперь считаю это глубоким заблуждением. Такие достижения в большой степени видоизменят ее, но не остановят. Напротив, я считаю, что каждый новый изобретенный вид вооружений, каждый новый шаг, сделанный в этом направлении, привлекают новых талантливых и умелых людей, на это затрачиваются новые усилия, предлагается новый побудительный мотив, и, таким образом, дается лишь дополнительный импульс к дальнейшему усовершенствованию. Вспомните открытие пороха. Можем ли мы представить себе более радикальные последствия, чем те, что были вызваны этим нововведением. Давайте представим себя живущими в тот период: разве тогда мы не подумали бы, что войне пришел конец, раз рыцарское вооружение стало объектом осмеяния, а физическая сила и ловкость, так много до этого значившие, перешли в разряд малоценных? Тем не менее порох не остановил войну; как раз наоборот — он подействовал как мощнейший побудительный мотив. Не верю я также и в то, что, пока сохраняются условия, подобные ныне существующим, с войной можно покончить с помощью какой бы то ни было научно обоснованной или умозрительной разработки, поскольку война сама стала наукой и затрагивает сокровенные человеческие чувства. В самом деле сомнительно: будут ли люди, которые не готовы отстаивать высокие принципы, пригодны для чего-нибудь вообще? Человек — это не душа и это не тело; человек — это единство души и тела. Наши добродетели и наши недостатки неразделимы, как сила и материя. Когда они разделяются, человека больше нет.

Часто приводится другой достаточно веский аргумент, а именно: война станет невозможной, когда средства защиты будут превосходить средства нападения. Это соответствует основополагающему закону, который можно сформулировать так: разрушать легче, чем строить. Этот закон отражает интеллектуальные способности и условия существования человеческого рода. Будь они такими, что строить оказалось бы легче, чем разрушать, человек шел бы беспрепятственно по пути творчества и накопления, не ведая пределов. Таких условий на нашей планете нет. Сущность, которая могла бы это сделать, была бы не человеком; это мог быть только бог. Защита всегда будет иметь преимущество над нападением, но одно это, мне кажется, никогда не сможет остановить войну. Используя принципиально новые способы защиты, мы можем сделать гавани неуязвимыми для нападения, но мы не сможем с помощью этих средств воспрепятствовать столкновению двух боевых кораблей в сражении в открытом море. К тому же, если придерживаться этой идеи и развивать ее, мы придем к выводу, что для людей было бы лучше, если бы нападение и защита соотносились как две противоположности; так как если бы каждая страна, даже самая маленькая, могла окружить себя стеной, абсолютно неприступной, и игнорировать остальной мир, это, несомненно, привело бы к состоянию, чрезвычайно неблагоприятному для прогресса человечества. Только уничтожение всех барьеров, разделяющих народы и страны, способствует продвижению цивилизации вперед.

Кроме того, говорят, что появление летательной машины должно привести к всеобщему миру. И это, я полагаю, тоже совершенно ошибочная точка зрения. Летательная машина, конечно, появится, и очень скоро, но условия останутся такими же, как прежде. В самом деле, не вижу причин, почему бы господствующей державе, например Великобритании, не управлять воздушным пространством так же, как морским. Не желая причислить себя к прорицателям, не побоюсь сказать, что ближайшее будущее увидит становление «воздушной державы», и ее центр не окажется далеко от Нью-Йорка. Но несмотря ни на что люди будут с удовольствием продолжать воевать.

Планомерное развитие военного принципа в конечном итоге привело бы к преобразованию всей энергии войны исключительно в потенциальную энергию взрыва, подобную энергии электрического конденсатора. В такой форме энергия войны могла бы сохраняться без усилий; ее должно быть намного меньше по количеству, в то же время ее эффективность должна быть несравнимо большей.

Что касается защищенности страны от иностранного вторжения, любопытно отметить, что она зависит только от относительного, а не абсолютного количества людей или величины войска, и что если все страны уменьшат вооруженные силы в одинаковой пропорции, степень безопасности останется неизменной. Международное соглашение, имеющее целью снижение до минимума силы войны, которое ввиду существующего несовершенного воспитания народа абсолютно необходимо, могло бы, следовательно, представлять первый рациональный шаг, направленный на ослабление силы, тормозящей движение человечества.

К счастью, существующие условия не могут длиться неограниченно долго, ибо новый этап эволюции заявляет о себе. Перемена к лучшему близка, и я попытаюсь сейчас показать, каков будет, согласно моим представлениям, первый шаг, направленный на установление мирных взаимоотношений между народами, и с помощью каких средств он, в конечном счете, будет совершен.

Давайте вернемся к самому началу, когда единственным законом являлся закон сильного. Еще не был зажжен свет разума, и слабый пребывал в полной власти сильного. Тогда слабый человек стал учиться защищать себя. Он использовал дубину, камень, копье, пращу или лук и стрелу, и с течением времени вместо физической силы решающим фактором в сражении стал интеллект. Дикий нрав постепенно смягчался пробуждающимися благородными чувствами, и таким образом, последовательно, в результате многовекового непрерывного развития мы прошли путь от жестокой битвы неразумного животного до нынешнего состояния, называемого нами цивилизованным ведением войны, при котором воюющие стороны обмениваются рукопожатиями, дружески беседуют и курят сигары в антрактах, готовые в то же время по сигналу вступить в смертельную схватку. Пусть пессимисты говорят, что хотят, но это абсолютная очевидность значительного и дающего удовлетворение прогресса.

А теперь рассмотрим следующую фазу этой эволюции. Во всяком случае, всё еще не мир. Следующее изменение, которое естественно должно вытекать из современных достижений, заключается в постоянном уменьшении численности людей, вовлеченных в сражение. Механизму войны предстоит обладать необыкновенно большой мощью, но для управления потребуется всего несколько человек. Эволюция в этом направлении будет всё больше выдвигать на передний план машину или механизм с наименьшим участием живой силы в военных действиях, и совершенно неизбежным следствием этого станет отказ от больших, неповоротливых, медленно передвигающихся и неуправляемых подразделений. Главной целью явится создание боевых машин, имеющих максимально возможную скорость и расходующих минимальное количество энергии. Потери в живой силе — значит, количество постоянно выбывающих людей — будет постепенно уменьшаться, машины вступят в соперничество без кровопролития, в то время как народы предстанут в роли заинтересованных, честолюбивых зрителей. Когда это благоприятное условие станет возможным, мир будет гарантирован. Но до какой бы степени совершенства ни были доведены скорострельные ружья, дальнобойные пушки, разрывные пули, торпедные катера или другие инструменты войны, какая бы разрушительная сила ни была в них заложена, это условие невозможно осуществить при наличии любого из этих достижений. Все эти орудия войны для управления ими требуют участия человека; люди являются неотъемлемой частью механизма. Их целью являются убийство и разрушение. Их энергия проявляется в способности творить зло. Пока люди участвуют в сражениях, кровопролитие неминуемо. Кровопролитие всегда будет подпитывать грубую страсть. Чтобы сломить этот свирепый дух, нужно предпринять радикальный шаг, должен быть предложен совершенно новый принцип, нечто, что никогда не существовало ранее во время военных действий, — принцип, который убедительно и неизбежно обратит битву в простое зрелище, спектакль, соперничество без кровопролития. Чтобы прийти к такому результату, необходимо исключить участие людей: машина должна сражаться с машиной. Но как осуществить то, что кажется невозможным? Ответ достаточно прост: создать машину, способную действовать так, как если бы она была частью человека — не простым механическим приспособлением, состоящим из рычагов, болтов, колес, сцеплений и ничего более, но машиной, воплощающей высокий принцип, который дает ей возможность выполнять должное, как если бы она обладала интеллектом, опытом, способностью принимать решение, сознанием! Этот вывод является результатом моих размышлений и наблюдений на протяжении, в сущности, всей жизни, и теперь я кратко опишу, как довел до конца то, что поначалу казалось неосуществимой мечтой.

Ил.3. Первое практическое применение телеавтоматики. Машина обладает способностью совершать повороты корпусом или двигаться поступательно, и действие ее внутренних механизмов регулируется на расстоянии беспроводным способом. Изображенное на фотографии судно не нуждается в экипаже, имеет собственную энергетическую установку, гребной винту рулевое устройство и другие многочисленные механизмы. Все они действуют благодаря беспроводной передаче с большого расстояния электрических колебаний на контур судна, который настроен на прием только таких колебаний.

Много лет тому назад, будучи ребенком, я страдал от страшной болезни, которая была, по-видимому, вызвана чрезвычайной возбудимостью сетчатой оболочки глаза. Мне упорно являлись образы, искажавшие зрительное восприятие реальных предметов и нарушавшие ход мысли. Когда мне говорили слово, перед моим взором возникал яркий образ объекта, который оно обозначало, и во многих случаях я не мог сказать, был объект, виденный мною, реальным или нет. Это причиняло мне большой дискомфорт и вызывало страх, и я упорно пытался освободиться от наваждения. Но в течение долгого времени мои попытки были напрасными, и, как сейчас ясно помню, так было до тех пор, пока я лет в двенадцать усилием воли не добился первого успеха в изгнании явившегося мне образа. Никогда мое счастье не было таким полным, как в то время, но, к сожалению (как я тогда считал), старая болезнь вернулась, а с ней моя тревога. Именно тогда начались наблюдения, на которые ссылаюсь. А именно, мною было замечено, что всякий раз, когда перед моими глазами появлялся образ объекта, я до этого видел нечто, что напоминало мне о нем. Сначала считал, что это чистая случайность, но вскоре убедился, что это не так. Зрительное впечатление, полученное сознательно или бессознательно, неизменно предшествовало появлению образа. Постепенно во мне росло желание выяснить, что вызывало появление образов, и удовлетворение этого желания стало скоро настоятельной потребностью. Продолжая наблюдения, я обнаружил, что если образы являлись ко мне как результат чего-то увиденного ранее, то и мысли приходили ко мне тем же путем. Кроме того, я испытывал такое же желание определить источник возникновения образа, который вызывал мысль, и этот поиск первоначального зрительного впечатления вошел у меня в привычку. Как бы там ни было, мое мышление стало автоматическим, и за годы непрерывной, почти бессознательной практики я обрел способность каждый раз и, как правило, мгновенно определять происхождение зрительного образа, породившего мысль. Прошло немного времени, и мне стало ясно, что и мои действия имеют ту же побудительную силу, и поэтому, непрерывно, год за годом анализируя, наблюдая, проверяя каждую свою мысль и каждое свое действие, я доказал, и к полному своему удовлетворению продолжаю доказывать, что являюсь автоматом, наделенным способностью совершать действия, который просто отвечает на внешние раздражители, воздействующие на мои органы чувств, и мыслит, ведет себя и двигается соответственно. Припоминаю только один или два случая за всю свою жизнь, когда не мог определить происхождение впечатления, которое вызвало внутренний импульс, мысль или даже сновидение.

Обладая такими знаниями, я, и это естественно, уже давно задумал создать автоматическое устройство, которое стало бы моим олицетворением и реагировало бы на внешние воздействия так, как делаю это я, пусть и более примитивным образом. Очевидно, у такого автомата должны быть движитель, органы управления и один или несколько органов восприятия, способных возбуждаться от внешних воздействий. Это устройство, как я имел основание считать, станет совершать действия подобно живому существу, поскольку будет иметь всё те же основные механические характеристики и такие же составные части. Еще надо упомянуть функции роста, размножения, и, самое главное, сознание, без которого модель нельзя считать совершенной. Но в данном случае в способности роста не было необходимости, так как механизм может быть построен в законченном виде. Что касается способности к размножению, на нее также можно не обращать внимания, так как для механической модели она просто означала бы процесс производства. Будет ли автоматическое устройство состоять из плоти и костей или из дерева и стали, не столь важно, при условии, что оно может исполнять все необходимые обязанности подобно мыслящему существу. Чтобы быть таковым, автомат должен иметь компонент, соответствующий сознанию, который контролировал бы все действия автомата, понуждал бы его действовать со знанием дела, разумно, рассудительно и умело в любых непредвиденных обстоятельствах, которые могут возникнуть. И именно этот элемент устройства я мог без труда поместить в него, придав ему свойства моего видения мира. Таким образом осуществилось это изобретение, и так вошло в жизнь новое направление научного творчества, для которого предлагается название «телеавтоматика», что означает возможность управления действиями находящегося на расстоянии устройства.

Ил. 4. Опыт передачи электрической энергии по однопроводной системе без обратного провода.

Обычная лампа накаливания, одна или обе клеммы которой соединены с проводом, образующим верхний свободный конец катушки, светится под воздействием электрических колебаний, передаваемых через катушку от электрического генератора, задействованного только на одну пятую процента его полной мощности.

Этот принцип был, очевидно, применим к любому типу машин, которые действуют на суше, в воде или воздухе. Для первого практического применения я выбрал подводную лодку (см. Ил. 3). Аккумуляторная батарея, помещенная внутри нее, подавала энергию. Гребной винт, работающий от мотора, являл собой двигательные органы. Руль, приводимый в движение другим мотором, точно так же получавшим питание от аккумулятора, выполнял роль управляющих органов. Что касается органа восприятия, то первой мыслью было, конечно, использовать прибор, который подобно селеновому элементу чувствителен к световому лучу и может функционировать как человеческий глаз. В процессе экспериментов я понял, что невозможно в полной мере осуществлять управление автоматом с помощью света, теплового излучения, излучений Герца или вообще лучей, т. е. излучателей, распространяющихся в пространстве прямолинейно. Одна из причин заключалась в том, что любая помеха, появляющаяся между оператором и находящимся на расстоянии автоматом, сделает его недосягаемым для управления. Другая причина касалась сенсорного устройства, представляющего глаз, которое должно находиться в определенном положении относительно управляемого на расстоянии аппарата, и эта необходимость наложит большие ограничения в управлении. Еще одна и очень важная причина состояла в том, что применение лучей сделало бы трудным, если не сказать невозможным, придание автомату индивидуальных качеств или характеристик, отличающих его от других устройств подобного рода. Очевидно, что автомат должен отвечать только на индивидуальный вызов, как человек откликается на имя. Такие соображения привели к заключению, что чувствительный орган аппарата должен соответствовать скорее уху, чем глазу, человека, так как в этом случае его действиями можно было бы управлять вне зависимости от возникающих препятствий, не обращая внимания на его местонахождение относительно пульта дистанционного управления. И последний, но не менее важный довод: подобно преданному слуге он останется глухим и невосприимчивым ко всем сигналам, кроме зова своего хозяина. Эти условия заставили использовать для управления автоматом вместо света или других лучей волны, которые передаются в пространстве во всех направлениях, подобно звуку, или следуют по пути наименьшего сопротивления без искажения. Я получил результат, которого желал, с помощью колебательного контура, помещенного внутри судна и отрегулированного или «настроенного» точно на электрические колебания необходимого свойства, передаваемые ему находящимся на расстоянии электрическим генератором колебаний. Этот контур, отвечая, хотя и слабо, на передаваемые колебания, возбуждал магниты и другие приборы, посредством которых происходило управление гребным винтом и рулем, а также приводились в действие другие многочисленные механизмы.

Простым способом, описанным выше, знания, опыт, способность принимать решения — назовем это сознанием находящегося на расстоянии оператора — стали присущи машине, которая, таким образом, получила способность двигаться и выполнять все необходимые операции. Она вела себя подобно человеку с повязкой на глазах, который выполняет указания, воспринимаемые на слух.

Построенные автоматы «позаимствовали», так сказать, «сознание», поскольку каждый из них просто выполнял функции органов находящегося на расстоянии оператора, который передавал ему разумные распоряжения. Но эта отрасль только начинает развиваться. Я намерен показать, что, как бы нереально это ни казалось, возможно создать автомат, который будет иметь «собственное сознание», и этим хочу сказать, что он, реагируя на внешние раздражители, воздействующие на его органы восприятия, будет способен независимо от какого бы то ни было оператора, предоставленный самому себе, производить множество разнообразных действий и операций, как если бы имел разум. Он сможет следовать проложенным курсом или повиноваться приказам, отданным задолго до времени их исполнения; он будет способен видеть различие между тем, что делать необходимо, а что нет, и приобретать опыт, или, говоря иначе, записывать впечатления, которые определенно повлияют на его последующие действия. Фактически я уже представляю этот проект.

Хотя я и разработал это изобретение много лет тому назад и очень часто рассказывал о нем посетителям моей лаборатории во время показательных опытов, о нем стало известно намного позже, спустя много лет после завершения работы, когда, что вполне естественно, оно вызвало большую дискуссию и сенсационные сообщения. Большинство людей не поняли истинного значения этого нового научного направления, как не признали и огромного значения основополагающего принципа, положенного в его основу. Насколько точно я мог судить по многочисленным комментариям, которые появились тогда, достигнутые мной результаты считались совершенно невозможными. Даже те немногие, склонные признать осуществимость этого изобретения, видели в нем лишь самодвижущуюся торпеду, которую можно было с сомнительным успехом использовать для подрыва боевых кораблей. Наиболее распространенное мнение сводилось к тому, что я разработал только способ управления судном такого рода с помощью герцовых или других волн. Однако были созданы торпеды, управляемые по проводам, и беспроводные средства связи, а вышеупомянутое являлось, конечно, очевидным следствием. Если бы я создал только это и ничего более, то действительно достиг немногого. Однако научное направление, развиваемое мною, предполагает не одно лишь управление движением судна; оно предлагает возможность надежного управления всевозможными поступательными движениями, а также процессами, протекающими во всех внутренних системах автомата.

Ил. 5. Опыт, демонстрирующий беспроводную передачу электрической энергии через землю.

Катушка настроена на колебания находящегося на расстоянии электрического генератора, нижняя клемма заземлена.

Лампа, которая светится, помещена в независимый контур, который возбуждается от электрических колебаний, передающихся ему через землю от генератора, который задействован лишь на 5 процентов его максимальной мощности.

Ил. 6. На снимке показано несколько катушек с различной настройкой, реагирующих на колебания, которые передаются им через землю от электрического генератора. Большая катушка справа с мощным разрядом настроена на основную частоту 50 000 колебаний в секунду, две большие вертикальные катушки — на вдвое большую частоту; небольшая белая катушка — на частоту, превышающую основную в четыре раза, а остальные малые катушки — на более высокие гармоники. Колебания, производимые генератором, были столь интенсивны, что прослеживалось их воздействие на катушку, настроенную на частоту в 26 раз бóльшую.

Критические замечания по поводу того, что управление автоматом могло причинить вред, исходили от людей, даже не осведомленных об удивительных результатах, которые возможны при использовании электрических колебаний. Мир меняется медленно, и трудно увидеть новые истины. Несомненно, использование этого принципа может обеспечить создание оружия обороны и атаки большой разрушительной силы, тем более если этот принцип будет применен к подводным лодкам и воздушным судам. В сущности нет ограничений в количестве взрывчатого вещества, которое судно может иметь на борту, или в расстоянии, на которое оно может нанести удар, тем более что отказ в работе почти невозможен. Но действие этого нового принципа не исчерпывается одной только разрушительной силой. Его применение привносит в военные действия элемент, которого никогда доселе не существовало, — боевую машину как средство нападения и обороны без участия живой силы. Непрерывное техническое совершенствование в этом направлении должно превратить войну в простое состязание машин без участия живой силы и людских потерь — состояние, которое наверно неосуществимо без этого новшества и, по моему мнению, должно быть достигнуто в качестве первого шага на пути к постоянному миру. Будущее подтвердит или опровергнет эти взгляды. Я без излишней горячности изложил свои воззрения по этому вопросу, будучи глубоко убежденным в своей правоте.

Ил. 7. Фотография основных частей электрического генератора, который использовали в описанных опытах.

Установление постоянных мирных отношений между народами наиболее эффективно способствовало бы ослаблению сил, тормозящих развитие массы человечества, и явилось бы наилучшим решением этой важнейшей человеческой проблемы. Но осуществится ли когда-нибудь мечта о всеобщем мире? Будем надеяться, что это произойдет. Когда свет науки рассеет всю тьму, когда все нации сольются в одну, и патриотизм будет отождествляться с религией, когда будет один язык, одна страна, одна цель, тогда мечта станет реальностью.

Проблема номер три: как увеличить силу, придающую ускорение массе человечества; использование солнечной энергии

Из трех возможных решений главной проблемы человечества — проблемы увеличения энергии — это решение следует считать наиважнейшим не только по причине заложенного в нем значения, но также и потому, что оно тесно связано со всем множеством элементов и условий, определяющих развитие человеческого общества. Чтобы изложить всё по порядку, мне необходимо остановиться на тех соображениях, которыми я руководствовался с самого начала в попытках прийти к решению, и которые шаг за шагом привели меня к описываемым здесь результатам. В качестве подготовительного этапа в изучении проблемы следует отдать предпочтение аналитическому исследованию основных сил, определяющих движение вперед, особенно тех, что нашли выражение в идее той гипотетической скорости, которая, как сказано в начале, является мерой энергии человечества; однако глубокое изучение этого вопроса именно здесь, как мне того хотелось, увело бы меня далеко за пределы рассматриваемой темы. Достаточно сказать, что равнодействующая этих сил постоянно обращена на причину, которая, следовательно, во все времена определяет направление движения человечества. Необходимо сказать, что каждое усилие, умело приложенное, рациональное, полезное или целесообразное, должно совпадать с направлением движения массы. Практичный, рациональный человек, наблюдатель, деловой человек, тот, который рассуждает, делает расчеты или принимает решение заранее, прилагает усилие со всей тщательностью. И когда проявится результат, его вектор будет совпадать с направлением движения, способствуя, таким образом, его наибольшей эффективности, и именно в этом знании и способности кроется секрет его успеха. Каждое новое открытие, каждый новый опыт или новое дополнение к нашим знаниям и проникновение в причинную сферу действует так же и, следовательно, меняет направление движения, которое, однако, всегда должно совпадать с направлением равнодействующей тех усилий, которые мы характеризуем как разумные, то есть способствующие самосохранению, полезные, выгодные или практичные. Эти усилия касаются нашей повседневной жизни, наших потребностей и удобств, нашей работы и коммерческой деятельности, и именно это стимулирует движение человека вперед.

Ил. 8. Опыт, иллюстрирующий эффект индукции электрического генератора большой мощности. На фотографии показаны обычные лампы накаливания, которые светят на полную мощность под действием токов, наведенных в локальном контуре, состоящем из одинарного провода в форме квадрата со стороной 50 футов, а также ламп.

Этот контур находится на расстоянии 100 футов от первичного, подсоединенного к генератору. Контур включает и электрический конденсатор, настроенный на частоту генератора, мощность которого задействована менее чем на 5 процентов от полной.

Но глядя на суету окружающего мира, наблюдая эту многоликую массу с ее повседневными волнениями и поступками, зададимся вопросом: что это, если не великолепный часовой механизм, приводимый в движение пружиной? Утром, когда мы пробуждаемся, мы не можем не заметить, что все предметы вокруг нас созданы машинами. Воду, которую мы используем, поднимает сила пара; поезда доставляют нам завтрак из отдаленных мест; лифты возят нас в жилых домах и офисных зданиях; автомобили, которые доставляют нас туда, — все эти механизмы приводит в действие энергия. Мы зависим от нее, когда исполняем повседневные обязанности и стремимся к достижению существенных жизненных целей, все окружающие нас предметы свидетельствуют об этом. И когда мы возвращаемся вечером в наше созданное механическим способом жилище — не будем об этом забывать, все материальные удобства в нашем доме, наша радующая глаз кухонная плита и лампа напоминают нам, в какой мере мы зависим от энергии. И если происходит случайная остановка в работе механизмов, если город занесен снегом, или процесс жизнеобеспечения временно приостанавливается по какой-либо другой причине, нам становится ясно, насколько невыносима была бы жизнь без движущей силы. Движущая сила — это работа. Следовательно, увеличение силы, ускоряющей движение человечества, означает совершение большей работы.

Ил. 9. Катушка, часть которой видна на фотографии, производит нетрадиционное перемещение электрического тока Земли в большую емкость и обратно с частотой 100 000 колебаний в секунду.

Схема отрегулирована таким образом, что емкость заряжается до момента, когда электрическое напряжение достигает максимума, и затем начинается разряд. Разряд происходит с оглушительным шумом, воздействуя на несоединенную катушку, находящуюся на расстоянии 22 фута, и создавая такой мощный вторичный поток электричества в Земле, что на расстоянии 300 футов от лаборатории от водопровода сыпались искры размером 1 дюйм.

Таким образом, мы приходим к выводу, что трем вероятным составляющим важнейшей проблемы увеличения энергии человечества соответствуют три слова: питание, мир, работа. Долгое время я размышлял, глубоко и всесторонне изучая проблему, терялся в догадках и теориях, считая человека массой, развивающейся под воздействием силы, побуждаемой непостижимыми внутренними импульсами, и применяя простейшие законы механики в психоанализе вышеупомянутой сущности, наконец осознал, что эти три слова, преподанные мне в раннем детстве, передают суть основных принципов христианской религии. Теперь мне ясен их научный смысл и назначение: питание — для увеличения массы, мир — для ослабления силы торможения и работа — для увеличения силы, ускоряющей движение человечества. Эти три решения важнейшей проблемы являются единственно возможными, и все они имеют одно назначение, одну цель, а именно — увеличение энергии человечества. Когда мы осознаем это, мы изумимся, насколько мудра, глубоко научна и безмерно целесообразна христианская религия, и как явно она контрастирует в этом отношении с другими религиями. Это, несомненно, результат практического опыта и научного наблюдения, которые велись на протяжении веков, в то время как иные религии кажутся следствием лишь абстрактных рассуждений. Работа, неустанное напряжение, эффективное и нарастающее, с периодами отдыха и восстановления сил для достижения более высокой эффективности, является ее главным и вечным заветом. Таким образом, и христианство, и наука вдохновляют нас сделать всё возможное для увеличения коэффициента полезного действия человечества. Эту важнейшую проблему человеческого общества я теперь рассмотрю особо.

Источник энергии человечества; три способа получения солнечной энергии

Во-первых, давайте зададимся вопросом: откуда приходит вся движущая энергия? Какая пружина движет всем? Мы видим, как чередуются океанские приливы и отливы, как текут реки, как в наши окна бьются ветер, дождь, град и снег, как прибывают и уходят поезда и пароходы; мы слышим шум проезжающих экипажей, до нас доносятся голоса с улицы; мы ощущаем, обоняем и пробуем на вкус — и мы размышляем об этом. Всё это движение, от мощной волны могучего океана до того неуловимого движения, что связано с нашим мышлением, вызвано общей причиной. Вся эта энергия исходит из одного-единственного центра, одного-единственного источника — Солнца. Солнце есть причина, которая движет всем. Солнце дает жизнь всему человечеству и питает его энергией. Ответ на поставленный вопрос огромной важности таков: чтобы увеличить силу, придающую ускорение движению человечества, следует направлять больше солнечной энергии на благо людей. Мы чтим и уважаем тех великих мужей прошлого, чьи имена связаны с бессмертными подвигами и которые принесли себя в жертву человечеству: религиозного реформатора — с его мудрыми жизненными принципами, философа — с его глубокими истинами, математика — с его формулами, физика — с его законами, естествоиспытателя — раскрывшего тайны и законы природы, художника — творца прекрасного; но кто чтит величайшего из всех, кто может назвать имя того, кто первым начал использовать энергию Солнца, чтобы облегчить жизнь своего собрата? Это стало первым деянием научной филантропии, совершённым человеком, и последствия этого невозможно переоценить.

Человеком изначально были открыты три способа использования солнечной энергий. Дикарь, согревая замерзшие конечности у разведенного каким-либо способом костра, пользовался энергией Солнца, накопленной в горючем веществе. Когда он принес охапку веток в пещеру и поджег их там, то использовал накопленную солнечную энергию, перемещенную с одного места в другое. Когда он поставил парус на свой челн, то использовал энергию Солнца, напитавшую атмосферу и окружающую среду. Нет никаких сомнений, что первый способ был древнейшим. Огонь, найденный случайно, научил дикаря ценить его благотворное тепло. Весьма вероятно, затем он преисполнился идеей перенесения тлеющих углей в свое жилище. И в конце концов научился использовать силу быстрого потока воды или воздуха. Особенностью современного развития является факт, что и прогресс осуществляется в том же порядке. Использование энергии, накопленной в дереве, или каменном угле, или, говоря обобщенно, в топливе, привело к созданию парового двигателя. Следующим большим шагом вперед стало перемещение энергии в виде электричества, которое позволило осуществить передачу энергии из одного места в другое без перемещения топлива. Однако до сих пор еще не известно ни об одном радикальном шаге в плане использования энергии окружающей среды.

Ил. 10. Опыт, иллюстрирующий возможности генератора колебаний, создающего мощный электрический поток. Видимый на фотографии шар покрыт полированной металлической обшивкой площадью 20 квадратных футов. Шар является большим накопителем электричества, а перевернутая оловянная чаша над ним имеет острые края и большое отверстие, через которое электричество может истекать до того, как зарядится емкость. Количество электричества в потоке столь велико, что, хотя бóльшая его часть и истекает через края чаши или через предусмотренное отверстие, шар, или накопитель, тем не менее то разряжается, то заряжается (это подтверждает разряду исходящий из верхней точки шара) с частотой 150 000 раз в секунду.

Последние достижения в этих трех направлениях таковы: во-первых, сжигание угля низкотемпературным способом в печи, во-вторых, эффективное использование энергии окружающей среды и, в-третьих, беспроводная передача электрической энергии на любое расстояние. Каким бы способом эти результаты ни были достигнуты, их практическое применение непременно повлечет широкое использование железа, и этот бесценный металл несомненно станет важнейшей составляющей в дальнейшей разработке этих трех направлений. Если мы преуспеем в сжигании угля низкотемпературным способом и получим, таким образом, дешевую и рентабельную электрическую энергию и будем широко ее использовать, нам понадобятся электрические моторы, т. е. железо. Если мы добьемся успеха в извлечении энергии из окружающей среды, то и в процессе добывания энергии, и в ее использовании нам будут нужны механизмы — снова железо. Если мы осуществим беспроводную передачу энергии в промышленном объеме, то будем вынуждены широко применять электрические генераторы — опять железо. Что бы мы ни делали, железо станет, вероятно, основным средством успешного развития в ближайшем будущем — и гораздо более важным, чем в прошлом. Трудно сказать, как долго будет царствовать железо, поскольку уже сейчас вступает в силу серьезный соперник — алюминий. Но в данное время наряду с поиском новых источников энергии необходимо совершенствовать производство и использование железа. В развитии упомянутых направлений возможен большой прогресс, который, будь он осуществлен, в огромной степени увеличил бы количество полезной работы человечества.

Замечательные возможности, заложенные в железе, которые увеличивают количество работы человечества; огромные потери в производстве железа

Железо, являясь наиважнейшим фактором прогресса в настоящее время, вносит больший вклад, чем любой другой промышленный продукт, в силу, ускоряющую прогресс человечества. Использование этого металла носит всеобщий характер и так тесно связано со всем, что касается нашей жизни, что стало так же необходимо нам, как воздух, которым мы дышим. Его название синонимично его полезности. Но каким бы огромным ни было влияние железа на развитие человечества, оно не увеличивает силу, побуждающую человека к прогрессу, в той степени, в какой это могло бы быть. Производство железа, как оно существует сейчас, сопровождается ужасающе большим расходом топлива, т. е. растратой энергии. Кроме того, лишь часть всего произведенного железа находит полезное применение. Значительная часть его уходит на создание тормозящего сопротивления, и в то же время другая немалая часть является средством развития отрицательных сил, которые в большой степени замедляют движение человечества. Таким образом, отрицательная сила войны почти полностью представлена в железе. Невозможно вычислить с какой-либо степенью точности величину этой самой мощной из всех тормозящих сил, но она, несомненно, очень крупная. Если позитивную побудительную силу, действующую в настоящее время благодаря совокупному полезному применению железа, можно представить, к примеру, десятью единицами, то я бы не счел преувеличением оценить отрицательную силу войны с должным учетом всех ее задерживающих прогресс воздействий и последствий, скажем, в шесть единиц. На основе этих оценок полезная побуждающая сила железа, действующая в позитивном направлении, определялась бы разностью этих двух чисел, которая равна четырем. Но если, в случае установления всеобщего мира, производство военной техники будет остановлено, и вся борьба за верховенство между народами превратится в здоровое, всегда деятельное и плодотворное коммерческое соперничество, то и позитивная побудительная сила, заложенная в железе, измерялась бы суммой этих двух чисел, равной шестнадцати, то есть эта сила вчетверо превышала бы нынешнее значение. Конечно, этот пример приведен лишь для того, чтобы дать представление об огромном увеличении количества полезной работы человечества, которое было бы следствием радикальной реформы производства железа, поставляющего орудия ведения войны.

Ил. 11. Фотография эксперимента, иллюстрирующего действие электрического генератора колебаний мощностью 75 000 лошадиных сил. Разряд, нагревая воздух, создает сильную тягу и уходит вверх через отверстие в крыше здания. Максимальная ширина в поперечнике почти 70 футов. Напряжение превышает 12 000 000 вольт, а частота колебаний составляет 130 000 в секунду.

Такая же не поддающаяся оценке польза от сбережения энергии, имеющейся в распоряжении человека, может быть получена путем устранения огромных потерь угля, которые являются неотъемлемой составляющей современных способов производства железа. В некоторых странах, например Великобритании, начинают ощущаться пагубные последствия этого расточительного расходования топлива. Цена на уголь постоянно растет, и бедняки вынуждены всё больше и больше страдать. Хотя мы еще далеки от грозящего «истощения залежей каменного угля», филантропия внушает нам мысль об изобретении новых способов производства железа, которые не допустят таких варварских потерь этого ценного материала, который мы в настоящее время используем для производства большей части нашей энергии. Наш долг перед грядущими поколениями состоит в том, чтобы оставить им этот запас энергии нетронутым, или по крайней мере не трогать его до тех пор, пока мы не повысим эффективность процессов сжигания угля. Тем, кто придет после нас, понадобится больше топлива, чем нам. Нам следует научиться производить нужное нам железо, используя энергию Солнца, совершенно не тратя уголь. Были попытки добиться этого. Идея плавки железной руды с помощью электрических токов, полученных от энергии падающей воды, приходила в голову многим. Я сам провел много времени в попытках осуществить на практике такой процесс, который сделал бы возможным производство железа с малыми затратами. После длительного исследования этого вопроса, убедившись, что использование генерированных токов непосредственно для плавления руды невыгодно, я изобрел способ, намного более экономичный.

Новый способ экономичного производства железа

Промышленный проект, который я разработал шесть лет тому назад, в качестве предварительного шага предусматривал применение электрических токов, полученных от энергии водопада, не специально для плавления руды, а для разложения воды. Чтобы уменьшить стоимость установки, предложил генерировать токи в исключительно дешевых и простых динамо-машинах, спроектированных мной именно с этой целью. Водород, высвободившийся в результате электролитического разложения, должен был сгорать или воссоединяться с кислородом, но не с тем, от которого он был отделен, а с атмосферным кислородом. Таким образом, почти вся электрическая энергия, израсходованная на разложение воды, возвращалась в виде теплоты, полученной в результате воссоединения водорода, которая и должна была использоваться для плавления руды. Кислород, полученный в качестве побочного продукта разложения воды, я намеревался использовать для некоторых других промышленных целей, что, возможно, приносило бы хорошую финансовую прибыль, так как это самый дешевый способ получения этого газа в больших количествах. Его, например, можно использовать для сжигания всякого рода мусора, низкосортного углеводорода или угля самого плохого качества, который невозможно сжигать в воздухе или рентабельно утилизировать другим способом, и, таким образом, опять можно будет иметь в своем распоряжении значительное количество теплоты для плавления руды.

Чтобы повысить экономичность процесса, предусмотрена эксплуатация установки таким образом, чтобы горячий металл и продукты горения, выходящие из печи, отдавали свое тепло холодной руде, поступающей в печь, так что в процессе плавления будет теряться лишь сравнительно небольшое количество тепловой энергии. По моим расчетам, этим способом можно было бы получать примерно сорок тысяч фунтов железа в год, затрачивая одну лошадиную силу. Эти приблизительные расчеты были сделаны с учетом потерь, которые невозможно избежать; при этом вышеназванное количество составляет около половины от теоретически достижимого. Полагаясь на эти расчеты и на конкретные факты относительно определенного вида ожелезненного песчаника, в изобилии залегающего в районе Великих Озёр, учитывая стоимость транспортировки и трудовых затрат, я пришел к заключению, что в некоторых местностях производство железа этим методом обходилось бы дешевле, чем любым из применяемых способов. Этот метод даст большую выгоду, если полученный из воды кислород использовать не для плавления руды, как предполагалось, а найти ему более выгодное применение, удешевляя, таким образом, производство железа. Проект был выдвинут только с учетом интересов производства. Когда-нибудь, я надеюсь, прекрасная индустриальная бабочка появится из сухой, сморщенной куколки.

Отделение железа из ожелезненного песчаника с помощью магнита в принципе весьма достойно похвалы, поскольку не связано с расходованием угля, но эффективность этого метода в значительной степени снижается из-за необходимости последующего плавления железа. Что касается дробления железной руды, я бы посчитал его рациональным только при условии применения гидроэнергии или энергии, полученной способом, исключающим расходование топлива. Электролитический низкотемпературный процесс, благодаря которому появилась бы возможность извлечения железа, а также его отливки в нужные формы без топливных затрат, мог бы стать, по моему мнению, очень важным шагом вперед в производстве железа. Так же, как некоторые другие металлы, железо до сих пор не поддавалось электролитической обработке, но не может быть сомнений, что этот низкотемпературный процесс заменит в конце концов существующий в металлургии несовершенный метод литья и, таким образом, устранит огромные потери топлива, которые неизбежны при частом нагревании металла в печах.

Еще несколько десятилетий тому назад ценность железа заключалась в его удивительных механических свойствах, но с приходом в производство динамо-машин и электрических моторов его значимость для человечества выросла благодаря его уникальным магнитным качествам. Первые шаги в этом замечательном деле были сделаны около тридцати лет тому назад, когда я открыл, что применение в двигателе переменного тока ковкой бессемеровской стали вместо сварочного железа, как это было принято в то время, удваивало производительность мотора. Я рассказал об этом явлении г-ну Альберту Шмиду, чьим неустанным усилиям и компетентности в большой степени обязано превосходство американской электротехнической продукции, впоследствии управляющему промышленной корпорацией, занимавшейся этим производством. Приняв мое предложение, он построил трансформаторы, используя указанную сталь, и они также продемонстрировали свое очевидное преимущество. Затем под руководством г-на Шмида было продолжено систематическое исследование, в ходе которого постепенно удалены примеси из «стали» (которая являлась таковой только по названию, так как в действительности это было ковкое железо), и вскоре получили продукт, не нуждавшийся в дальнейших существенных улучшениях.

Грядущий век алюминия; приговор медной промышленности; огромный прогрессивный потенциал нового металла

Добившись за последние годы больших успехов в производстве железа, мы в сущности достигли пределов его улучшения. Мы не питаем надежд на существенное увеличение предела прочности на разрыв, на улучшение его упругости, твердости или ковкости, не можем мы также рассчитывать и на значительное улучшение его магнитных свойств. Совсем недавно весьма полезным оказалось добавление небольшого в процентном отношении количества никеля в железо, но для дальнейшего продвижения в этом направлении возможностей не предвидится. Можно рассчитывать на новые открытия, но они не смогут внести существенных изменений в улучшение ценных свойств этого металла, хотя и могут значительно снизить производственные расходы. Ближайшее будущее железа обеспечено его дешевизной и универсальными механическими и магнитными свойствами. Характер этих качеств таков, что сегодня никакой другой материал не может конкурировать с железом. Но не может быть сомнений в том, что в недалеком будущем во многих своих неоспоримых ныне сферах применения железо окажется вынуждено передать скипетр другому металлу: наступающий век будет веком алюминия. Прошло только семьдесят лет с тех пор, как опыты Вёлера позволили внедрить этот чудесный металл, а алюминиевая промышленность, которой едва ли сорок лет отроду, уже приковывает к себе внимание всего мира. Никогда ранее в историю цивилизации не был вписан такой быстрый успех. Не так давно алюминий продавался по фантастической цене — тридцать или сорок долларов за фунт; сегодня его можно приобрести в любом желаемом количестве за столько же центов. Более того, недалеко то время, когда и эта цена будет казаться фантастической, так как есть немало возможностей для усовершенствования его производства. В настоящее время большую часть металла производят в электропечах в ходе имеющего ряд достоинств процесса, соединяющего в себе плавление и электролиз, но этот способ, естественно, требует больших затрат электрической энергии. Мои расчеты показывают, что стоимость алюминия можно значительно снизить, применив для его производства способ, подобный тому, что был предложен мною для получения железа. Для получения фунта алюминия потребуется лишь около семидесяти процентов теплоты, необходимой для получения фунта железа, а ввиду того, что его удельный вес составляет лишь около одной трети веса последнего, то при том же количестве тепловой энергии можно получить столько алюминия, что его объем будет в четыре раза превышать объем железа. Но идеальным решением является низкотемпературный электролитический процесс производства, и на него я возлагаю надежды.

Абсолютно неизбежно, что прогресс в алюминиевой промышленности приведет к полному уничтожению медной промышленности. Они не могут существовать и преуспевать совместно, и последняя обречена, не имея никакой надежды на выздоровление. Даже сейчас передача электрического тока по алюминиевым проводам обходится дешевле, а во многих отраслях хозяйственного применения у меди нет никаких шансов успешно выдержать конкуренцию. Дальнейшее существенное снижение стоимости алюминия приведет к полному вытеснению меди. Но широкое внедрение первого не будет проходить беспрепятственно, потому что, как это всегда бывает в таких случаях, более мощная промышленность будет подавлять более молодую: гигантские медные капиталы будут контролировать карликовые алюминиевые капиталы, и нескорая иноходь меди будет гасить быстрый аллюр алюминия. Но это только отложит, но не предотвратит надвигающуюся катастрофу.

Алюминий, однако, не остановится на вытеснении меди. Пройдет не очень много лет, и он вступит в жестокую битву с железом и в лице последнего найдет соперника, покорить которого будет нелегко. Исход соперничества в большой степени будет зависеть от того, станет ли железо обязательным материалом для электрических машин. Только будущее может дать ответ. Проявляющийся в железе магнетизм — единичное явление в природе. Еще не ясно, что это такое, что именно заставляет этот металл вести себя настолько отлично в этом отношении от всех других веществ, хотя предлагается много теорий. Что касается магнетизма, то молекулы различных веществ ведут себя подобно полым балансирам, частично заполненным вязкой жидкостью. Очевидно, в природе существует некий возмущающий фактор, который заставляет каждую молекулу, подобно балансиру, отклоняться в ту или другую сторону. Если молекулы отклоняются в одну сторону, тело является магнетиком; если в другую — тело не является магнетиком; но оба положения устойчивы, как это было бы в случае с полым балансиром, благодаря стеканию жидкости в нижнюю часть. Удивительная вещь: молекулы всех известных веществ отклонялись в одну сторону, в то время как молекулы железа — в другую. Представляется, что этот металл имеет совершенно отличное от всего остального на земном шаре происхождение. В высшей степени невероятно, что мы откроем какой-либо другой и более дешевый материал, который будет равен железу или превзойдет его по магнитным свойствам.

До тех пор, пока мы радикально не изменим характеристик применяемого электрического тока, железо будет необходимым. Тем не менее преимущества, которые оно демонстрирует, только кажущиеся. Пока мы используем слабые магнитные силы, оно намного опережает любой другой материал, но если мы найдем способы получения мощных магнитных сил, то более высокие результаты будут достигнуты и без него. Я фактически уже построил электрические трансформаторы, в которых не используется железо и производительность которых в десять раз выше на фунт веса, чем железных трансформаторов. Такой результат достигается при применении токов очень высокой частоты колебаний, полученных новым способом, вместо обычных токов, применяемых в настоящее время в промышленности. Я также добился успеха, работая на таких высоких частотах с электрическими моторами, построенными без применения железа, но результаты пока что хуже по сравнению с теми, что получены с обычными железными моторами, хотя теоретически первые способны производить несравнимо больше работы на единицу веса, чем последние. Но кажущиеся непреодолимыми трудности, стоящие сейчас на пути, можно в конце концов преодолеть, и тогда с железом будет покончено, и все электрические машины будут изготовляться, по всей вероятности, из алюминия по смехотворно низким ценам. Во многих отраслях промышленности, например, в судостроении, или там, где должны быть конструкции легкими, новый металл станет внедряться намного быстрее. Он замечательно подходит для такого применения и, несомненно, рано или поздно вытеснит железо. Весьма вероятно, что с течением времени мы окажемся способны придать ему много таких ценных свойств, которыми обладает железо.

Пока еще невозможно сказать, когда совершится эта промышленная революция, но можно не сомневаться, что будущее принадлежит алюминию, и он явится основным средством увеличения мощности человечества. В этом отношении он обладает намного большими возможностями, чем любые другие металлы. Я бы оценил его прогрессивный потенциал ровно в сто единиц относительно потенциала железа. Эта оценка, хотя она и может удивить, вовсе не является преувеличением. Во-первых, мы должны помнить, что общий спектр применения алюминия в тридцать раз превышает объем использования железа. Это само по себе предполагает большие возможности. Кроме того, новый металл гораздо легче поддается обработке, что увеличивает его преимущества. Многие качества приближают его к драгоценному металлу, что придает ему дополнительную ценность. Один только параметр — удельная электропроводимость, которая при заданном весе больше, чем у любого другого металла, будет достаточной, чтобы сделать его незаменимым в будущем прогрессе человечества. Чрезвычайная легкость алюминия делает транспортировку изделий из него очень удобной. Это свойство алюминия произведет революцию в строительстве военно-морских судов. Но его важнейший, способствующий прогрессу потенциал проявится, я полагаю, когда человечество начнет совершать путешествия по воздуху с помощью летательных аппаратов. При условии, что полеты будут идеально удобными, он будет наилучшим средством единения разнородного и разноязычного человечества. В качестве первого шага в осуществлении этой идеи мы должны создать более легкую аккумуляторную батарею или получать больше энергии от угля.

Попытки получения большего количества энергии от угля; передача электроэнергии; двигатель, работающий на газе; низкотемпературная угольная аккумуляторная батарея

Я вспоминаю, что когда-то считал получение электричества путем сжигания угля в батарее величайшим достижением, успешно двигающим вперед цивилизацию, и с удивлением обнаруживаю, что непрерывное изучение этих вопросов в большой степени изменило мои взгляды. Как мне сейчас видится, сжигание угля в батарее, пусть и эффективное, стало бы просто промежуточным ходом, фазой в эволюционном развитии, направленном на нечто гораздо более совершенное. В конце концов, получая электричество таким способом, мы уничтожим сырье, а это было бы варварством. Нам следует научиться получать необходимую энергию, не растрачивая сырья. В настоящее время большую часть движущей энергии дает уголь, и он, или напрямую, или через продукты горения, в значительной степени увеличивает энергию человечества. К сожалению, во всех освоенных сейчас процессах большая часть энергии угля растрачивается понапрасну. Лучшие паровые двигатели используют только малую часть всей энергии. Даже в газовых двигателях, имеющих более высокие показатели, всё еще происходят потери в огромных масштабах. В нашей электроосветительной системе мы едва ли используем одну треть процента, а при газовом освещении еще меньшую часть суммарной энергии угля. Что касается различных способов использования угля, применяемых в мире, мы, конечно, потребляем не более двух процентов теоретически доступной нам энергии. Тот, кто остановит эти бессмысленные потери, станет великим благодетелем человечества, хотя решение, которое он предложит, не сможет быть долговременным, поскольку оно привело бы, в конечном счете, к истощению запасов горючего сырья. Попытки получения большего количества энергии от угля делаются, главным образом, в двух направлениях: путем генерирования электричества и путем получения газа с последующей выработкой движущей энергии. В обоих случаях уже имеются значительные достижения.

Появление системы передачи электрической энергии переменного тока открывает эпоху экономии энергии, которую человек может получить из угля. Очевидно, что электрическая энергия, которую дает водопад, сберегает другие виды топлива, тем самым представляет выгоду для человечества; эта энергия тем более экономична, что ее можно получать при небольших затратах человеческого труда, и этот способ получения энергии Солнца — наиболее совершенный из всех известных, во многих аспектах способствует успешному развитию цивилизации. Но электричество дает нам также возможность получать от угля больше энергии, чем при применении старых методов. Нет необходимости транспортировать уголь на большие расстояния к местам потребления: сжигаем его рядом с шахтой, получаем электричество с помощью динамо-машины и передаем электрический ток в отдаленные населенные пункты, добиваясь таким образом значительной экономии. Вместо того чтобы приводить фабричные механизмы в движение старым расточительным способом, используя ремни и приводные валы, превращаем энергию пара в электричество и подключаем электрические моторы. Неудивительно, что, кроме других важных преимуществ, этот способ дает двух- или трехкратное увеличение полезной движущей энергии, получаемой от горючего вещества. Именно в этой сфере, а также в передаче энергии на большие расстояния система переменного тока с ее идеально простым оборудованием совершает промышленную революцию. Но во многих областях этот прогресс еще не ощущается. Например, пароходы и поезда всё еще приводятся в движение непосредственным приложением энергии пара к приводным механизмам. Гораздо больший процент тепловой энергии топлива можно было бы преобразовать в энергию движения, если вместо привычных судовых двигателей и локомотивов использовать динамо-машины, приводимые в движение специально спроектированными паровыми и газовыми двигателями, и использовать полученное электричество для привода двигателя. Таким способом можно увеличить полезную энергию, полученную от угля, от пятидесяти до ста процентов. Трудно понять, почему инженеры не уделяют этому простому и очевидному факту большего внимания. Такое усовершенствование стало бы особенно желательным для океанских судов, что дало возможность уменьшить шумы и значительно увеличить скорость и грузоподъемность лайнеров.

В настоящее время, применяя новейшие, усовершенствованные газовые двигатели, от угля получают больше энергии; по экономичности они, вероятно, в два раза превосходят лучшие паровые аналоги. Развитие газовой промышленности способствует быстрому внедрению газовых двигателей. При нынешнем состоянии механики и электротехники наиболее рациональным способом извлечения энергии из угля является, очевидно, производство газа вблизи залежей угля и использование его или там же или в каком-либо другом месте с целью получения электричества для промышленных нужд с помощью динамо-машин, приводимых в движение работающими на газе моторами. Коммерческий успех такого предприятия в значительной степени зависит от производства газовых двигателей большой номинальной мощности, которые, судя по интенсивной работе в этой области, в скором времени начнут появляться.

Но все эти улучшения являются лишь промежуточными фазами в эволюционном развитии, нацеленном на нечто более совершенное, поскольку в конечном счете мы должны преуспеть в получении электричества из угля прямым способом, не допуская больших потерь тепловой энергии. Можно ли окислять уголь, применяя низкотемпературный процесс, это еще вопрос. Его соединение с кислородом всегда сопровождается выделением тепла, а можно ли энергию соединения углерода с другим элементом превратить непосредственно в электрическую энергию, еще не известно. При определенных условиях азотная кислота будет окислять углерод, генерируя электрический ток, но раствор не останется холодным. Предлагались другие способы окисления угля, но они не сулят эффективного результата. Я сам потерпел полную неудачу, хотя, возможно, не совсем такую полную, что испытали те, кто «усовершенствовал» низкотемпературную угольную аккумуляторную батарею. По существу, эта проблема — для химика. Она не для физика, который заранее рассчитывает все свои результаты, так что завершенный эксперимент не может быть неудачным. Химия, хотя наука и достоверная, еще не допускает поиска решений такими точными методами, как те, что применяются при разработке многих физических проблем. Результат, если это возможно, достигается скорее благодаря настойчивым опытам, чем дедукции и расчету. Однако скоро наступит время, когда химик сможет следовать заранее проложенным курсом, и процесс его прихода к желаемому результату будет просчитываться исключительно путем умозаключений. Низкотемпературный угольный аккумулятор мог бы дать замечательный импульс расширению применения электричества, за короткое время он привел бы к созданию летательной машины и чрезвычайно ускорил бы широкое распространение автомобиля. Но эти и многие другие проблемы будут решаться лучшим образом и научно обоснованно при наличии легкого аккумулятора.

Энергия, получаемая из окружающей среды; ветряная мельница и солнечный двигатель; движущая энергия земной теплоты; электричество от природных источников

Кроме горючих веществ мы могли бы со временем использовать другие имеющиеся в изобилии источники энергии. Необъятное количество энергии заключается, например, в известняке, и механизмы могут приводиться в действие благодаря выделению углекислоты под воздействием серной кислоты или другим способом. Когда-то я построил такой двигатель, и он работал удовлетворительно.

Но какими бы ни были наши источники первичной энергии в будущем, мы должны, действуя целесообразно, добывать ее с минимальными затратами. Я давно пришел к этому выводу, и для достижения этого результата виделись, как упоминалось выше, только два возможных пути: или обратиться к использованию энергии Солнца, накопившейся в окружающей среде, или передавать энергию Солнца через среду на большие расстояния из того пункта, где ее можно получить даром. В то время я сразу же отверг второй способ как совершенно неосуществимый и обратился к исследованию возможностей первого.

Трудно поверить, но тем не менее это факт: с незапамятных времен человек имел в своем распоряжении весьма надежный механизм, который дал ему возможность использовать энергию окружающей среды. Этим механизмом является ветряная мельница. Вопреки распространенному мнению, от ветра может быть получена значительная энергия. Многие введенные в заблуждение изобретатели потратили годы жизни в попытках обуздать приливы, а некоторые предлагали даже сжимать воздух с помощью их энергии, или волн, совершенно не понимая знаков, подаваемых ветряной мельницей на холме, когда она, полная печали, размахивала своими крылами и предлагала им остановиться. Дело в том, что мотор, работающий на энергии волны или прилива, как правило, едва ли имеет шансы на выгодное соперничество с ветряной мельницей, которая представляет гораздо лучший механизм, позволяющий получать значительное количество энергии простым способом. Значение энергии ветра для человека былых времен трудно переоценить, хотя бы потому, что она позволила ему пересекать моря и даже сейчас является важным фактором в осуществлении пассажирских и грузовых перевозок. Но этот идеально простой метод использования солнечной энергии обладает существенными ограничениями. Механизмы имеют большие размеры на единицу мощности, и выработка энергии носит прерывистый характер, что неизбежно влечет за собой аккумулирование энергии и удорожание агрегата.

Однако для получения энергии гораздо лучше было бы воспользоваться солнечными лучами, которые, непрерывно падая на землю, снабжают ее энергией с максимальной величиной более четырех миллионов лошадиных сил на квадратную милю. Хотя в среднем энергия, получаемая с одной квадратной мили в какой-либо местности за год, составляет лишь малую долю этого количества, всё же эффективное применение этого открытия могло бы дать неисчерпаемый источник энергии. Единственным рациональным способом, известным мне, когда я приступил к изучению этого предмета, стало использование какого-либо теплового или термодинамического двигателя, работающего на жидкости, которая выпаривается в котле под воздействием тепла лучей. Но более глубокое изучение этого метода и расчеты показали, что, несмотря на огромное количество энергии, поступающее с солнечными лучами, этим способом можно получить только ее небольшую часть. К тому же солнечное излучение обладает определенной периодичностью, и я убедился в существовании тех же ограничений, что выявились в работе ветряных мельниц. После долгого изучения способов получения энергии Солнца, учитывая неизбежность котла большого объема, низкую эффективность теплового двигателя, дополнительные расходы на аккумулирование энергии и другие недостатки, я пришел к заключению, что, за исключением немногих случаев, успешная промышленная эксплуатация «солнечного двигателя» невозможна.

Другой способ получения движущей энергии из окружающей среды без расходования какого-либо вещества мог бы состоять в использовании тепла, которое содержится в земле, воде или воздухе, для запуска и дальнейшей работы двигателя. Хорошо известно, что внутренние слои земного шара очень горячие: как показывают измерения, температура по мере приближения к центру возрастает примерно на 1 °C на каждую сотню футов глубины. Трудности углубления шахтного ствола и помещения котлов на глубину, скажем, двенадцати тысяч футов, соответствующую увеличению температуры до 120 °C, не являются непреодолимыми, и, таким образом, мы несомненно могли бы пользоваться внутренним теплом земного шара. В действительности же нет вообще необходимости углубляться, чтобы получать энергию от накопившегося тепла Земли. Поверхностные слои Земли и находящиеся рядом с ними слои воздуха имеют температуру, достаточно высокую, чтобы испарять определенные чрезвычайно летучие вещества, которые мы могли бы использовать в наших котлах вместо воды. Нет сомнений, что с помощью двигателя, работающего на такой летучей жидкости, можно было бы приводить в движение судно в океане, не используя никакой иной энергии, кроме тепла, взятого у воды. Но количество энергии, которое возможно получать в этом случае, оказалось бы, без соблюдения дополнительных условий, очень небольшим. Электричество, образующееся естественным путем, является еще одним источником энергии, который может стать доступным. В разрядах молнии содержится огромное количество электрической энергии, которую мы могли бы использовать путем ее преобразования и аккумуляции. Несколько лет тому назад я опубликовал описание метода преобразования электричества, который представляет первую часть задачи по аккумулированию энергии разряда молнии, хотя осуществить это будет трудно. Кроме того, известно, что электрические токи постоянно циркулируют сквозь землю, и между землей и каким-либо воздушным слоем существует разность электрических напряжений, которая изменяется пропорционально высоте.

В ходе недавних экспериментов я, в этой связи, открыл два новых важных явления. Одно из них состоит в том, что в проводе, один конец которого заземлен, а другой уходит высоко вверх, возникает ток, что происходит либо благодаря вращению Земли вокруг своей оси, или благодаря ее поступательному движению. Однако еще нет уверенности в том, что ток станет постоянно проходить по проводу до тех пор, пока электричеству не будет создана возможность просачиваться в воздух. Его истекание в большой степени облегчится, если поднятый конец провода подсоединить к терминалу с большой поверхностью и множеством острых граней и шипов. Так мы сможем получать постоянный приток электрической энергии, просто удерживая провод на высоте, но, к сожалению, количество электричества, которое может быть получено таким способом, мало.

Второе явление, установленное мной, заключалось в том, что верхние слои воздуха имеют постоянные электрические заряды, противоположные заряду Земли. Так, по крайней мере, я интерпретировал свои наблюдения, из которых следует, что Земля с ее внутренней изолирующей и верхней проводящей оболочками образует сильно заряженный электрический конденсатор, содержащий, по всей вероятности, огромное количество электрической энергии, которую можно обратить на пользу человеку, если иметь возможность поднять терминал на большую высоту.

Возможно, и даже вероятно, что со временем будут открыты другие источники энергии, о которых мы сейчас ничего не знаем. Может быть, для обеспечения энергией механизмов, мы даже найдем способы применения таких сил, как магнетизм или гравитация. Хотя реализация подобных проектов — дело невероятное, отрицать такую возможность нельзя. Один пример наилучшим образом выразит идею того, на достижение чего мы можем надеяться и чего мы никогда не достигнем. Представьте себе диск из какого-либо однородного материала, обработанный с максимальной точностью и смонтированный таким образом, чтобы он вращался над Землей на горизонтальном валу в подшипниках качения. Абсолютно точно сбалансированный благодаря такому монтажу, он будет находиться в состоянии покоя в любом месте. Предположим, мы изыщем способ, как заставить этот диск непрерывно вращаться и совершать работу под действием силы тяжести без каких-либо дополнительных усилий с нашей стороны. Но без воздействия внешней силы диск никогда не сможет вращаться и совершать работу. Если бы это случилось, он стал бы тем, что на научном языке называется perpetuum mobile — механизмом, создающим свою собственную движущую энергию. Чтобы заставить диск вращаться под действием силы тяжести, нам нужно лишь изобрести экран, отражающий эту силу. С помощью такого экрана мы могли бы не допускать воздействия этой силы на одну половину диска, что привело бы к вращению последнего. По крайней мере, нельзя отрицать данную возможность, пока не будем знать досконально природу гравитации. Допустим, эта сила обязана производить движение, подобно потоку воздуха, нисходящего с высоты к центру Земли. Воздействие такого потока на обе половины диска окажется одинаковым, и последний в таком положении не будет вращаться, но если одну половину оградить пластиной, задерживающей движение потока, диск начнет вращаться.

Отход от известных методов; возможность создания «самодействующего» двигателя или механизма, неодушевлённого, тем не менее способного, подобно живому существу, извлекать энергию из среды; идеальный способ получения движущей энергии

В процессе исследования различных способов использования энергии среды мне впервые явились предварительные наброски идеи, и хотя я не был знаком с рядом упомянутых явлений, стало очевидным, что для успешного их решения необходим радикальный отход от уже известных способов. Ветряная мельница, солнечный двигатель, двигатель, работающий на теплоте Земли, ограничены количеством вырабатываемой энергии. Необходимо открыть новый способ, который бы давал возможность получать больше энергии. В окружающей среде достаточно тепловой энергии, но только небольшая часть ее использовалась для приведения в действие двигателя известными тогда способами. Очевидно, что проблема нуждалась в открытии нового метода, который позволил бы использовать больше тепловой энергии среды и извлекать ее с большей скоростью.