Nikola Tesla, sanjar, genij i humanist

Nedjelja, 05. ožujka 2006. u 20:11 sati

Zahvaljujemo se gospodinu Antunu Matejčiću koji nam je ljubazno dozvolio da objavimo njegov, više no zanimljiv, tekst o našem znanstveniku - Nikoli Tesli. Da je tekst zaista vrijedan i zanimljiv dokazuje i to da ga je objavio časopis Drvo znanja br. 63, str. 31-34. Zanima li vas njegov diplomski rad, možete ga pogledati na web adresi http://www.efst.hr/~agm/


Tesla je izmislio ili barem teoretski zamislio skoro sve tehničke naprave koje danas koristimo. Svaki put kad upalite računalo sjetite se najvećeg znanstvenika u povijesti, jer se izmjenična struja proizvodi u Teslinom trofaznom generatoru, prenosi se Teslinom visokonaponskom mrežom, Teslina zavojnica daje napon za sliku na monitoru a bežični miš radi putem radiovalova koje je prvi proizveo Tesla. I to je samo mali dio ostavštine ovog velikog inžinjera koji je imao preko tisuću patenata.


Otkriće izmjenične struje Nikole Tesle temelj je proizvodnje, prijenosa i uporabe električne energije i cjelokupne današnje industrije. Kao što je otkriće kotača vječni pokretač ljudskog napretka, tako je i izmjenična struja prometejski promijenila svijet dajući mu svjetlo i energiju. Tražeći pojam ili ime Nikole Tesle na Internetu pojavit će se barem 600.000 stranica na kojima se spominje najveći hrvatski i jedan od najvećih svjetskih znanstvenika i izumitelja u povijesti. Nikola Tesla, kojeg s pravom možemo smatrati dobitnikom Nobelove nagrade, rođen je 10.srpnja 1856. godine u mjestu Smiljan nedaleko od Gospića a umro 7. siječnja 1943. godine u hotelu "Newyorker" u New Yorku. Prema legendi rođen je točno u ponoć između 9. i 10. srpnja tijekom oluje kad se nebo osvijetlilo velikom munjom. Izmislio je i patentirao načelo okretnog magnetskog polja, cjeloviti sustav proizvodnje, prijenosa i iskorištavanja višefazne izmjenične struje, telefonsko pojačalo, indukcijski motor, generator struje visoke frekvencije (Tesline struje), Teslinu zavojnicu, bežične komunikacije, radio, fluorescentno svjetlo (tzv. Teslin luk). i oko tisuću drugih izuma bez kojih svijet danas ne bi bio nimalo sličan. Nikola Tesla se može smatrati pionirom bežične telegrafije i radiokomunikacija jer je napravio prvi sustav bežičnog upravljanja i prenošenja signala na daljinu. Bio je poznati borac za mir i napredak čovječanstva, sanjao je o "konačnom" oružju koje bi zbog straha odvratilo ljude od sukoba i okončalo sve ratove. U spomen na zasluge u elektrotehnici povodom stogodišnjice Teslina rođenja osnovna SI jedinica za magnetsku indukciju (gustoću magnetskog toka) dobila je ime po njemu, "tesla" (T). Objavio je niz znanstvenih radova iz fizike, čija su sva teoretska načela i praktično pokazana, osim jednog. Tesla nikada nije uspio prenijeti električnu energiju bežičnim putem, za što je do smrti tvrdio da je moguće, što ni do danas nije u cijelosti opovrgnuto.

Školovanje

Legendarni inžinjer školovao se u rodnom Smiljanu i Gospiću, maturirao Višu realnu gimnaziju u Rakovcu kod Karlovca. Gimnazijalac Tesla najviše je voli ptice, koje je nastavio hraniti tijekom čitavog života, i čitanje i kartanje. Nikola Tesla je svoju izumiteljsku budućnost najavio već sa šest godina kada je u blizini svoje kuće unaprijedio postojeći mlin na potoku Vagancu. Nakon završene gimnazije Tesla je dvije godine bolovao od kolere, nakon čega je 1875. godine, usprkos željama roditelja da postane svećenik, upisao studij politehnike na Visokoj tehničkoj školi u Grazu. Pet godina kasnije upisuje tehnički studij na Karlovu sveučilištu u Pragu, ali zbog nedostatka sredstava nakon godinu dana zapošljava se u Budimpeštu kao projektant u Centralnom telegrafskom uredu Ugarske vlade. Tamo je sudjelovao u izgradnji nove telefonske centrale i poboljšao uređaj za pojačanje glasa kod telefona.


Nikola Tesla je 1919. godine napisao autobiografiju pod naslovom "My Inventions", a prevedena je 1977. godine u Zagrebu. U svojoj knjizi Tesla daje niz detalja iz svog djetinjstva, školovanja i znanstvenog rada, svoje planove i detaljno opisuje veliki broj svojih izuma.


Izum izmjenične struje

Fizičar Michael Faraday objavio je 1831. godine svoje zakone elektromagnetizma, u kojima je pokazao načela proizvodnje struje. Ti su zakoni temelj današnje tehnike, međutim, Faraday je postavio teoretske jednadžbe o kojima se raspravljalo dugo vremena a Tesla je samostalno riješio taj problem u kratkom roku. Za svijet najvažnije Teslino otkriće nastalo je u veljači 1882. godine u Budimpešti kada je došao na ideju okretnog magnetskog polja. Tim je otkrićem Tesla postavio temelje moderne elektrotehnike i proizvodnje izmjenične struje kakvu i danas koristimo, jer se do tada koristila samo istosmjerna struja. Kasnije je Tesli osporeno otkriće okretnog magnetskog polja koje su htjeli prisvojiti Ferraris, Dobrovoljski i drugi znanstvenici, međutim je Tesla uspio dobiti svoje patente. U svom prvom generatoru Tesla je upotrijebio fazni pomak dvofazne struje, gdje je kašnjenjem faza napravio vremenski promjenjivo polje potrebno za indukciju struje po Faradayevom načelu. Naknadno je dvije faze zamijenio s tri radi bolje iskoristivost magnetskog polja, a konstruirao je i jednofazni generator za manje snage.

Na poticaj šefa vrlo je brzo otišao u Pariz u "Compagnie Continentale Edison de Paris", a 10. srpnja 1883. godine u Strassburgu je konstruirao prvi indukcijski motor. Kako nije dobio sredstva za daljnji rad na motoru 1884. godine odlazi u New York s četiri centa u džepu, nekoliko svojih pjesama i planovima za leteći stroj. Zaposlio se u "Machine Works" kod Thomasa Alve Edisona koji ga je uskoro prihvatio za jednog od najbližih suradnika. Te je godine Tesla usavršio je 24 istosmjerna generatora radeći od 10.30 ujutro do 5 sati sljedećeg jutra, ali od Edisona nije dobio ništa od obećanih 50.000 dolara što je tada bio veliki iznos. Tesla i Edison se nisu slagali ni oko metoda istraživačkog rada i budućnosti proizvodnje električne energije, jer je Edison zastupao svoje patente istosmjerne struje, pa je Tesla napustio Edisona. Bez financijera radio je što je mogao, a u zimu 1885. godine kopao je jarke za 2 dolara dnevno. Na sreću je uspio pronaći sredstva i 1887. godine osnovao je samostalni laboratorij "Tesla Arc & Light Co". Glavni Teslin cilj tada je bio "usavršiti strojeve izmjenične struje čiji je izumitelj Nikola Tesla". Da bi pokazao bezopasnost izmjenične struje visoke frekvencije često je javno palio žarulje bez žica, puštajući struju kroz tijelo.

Prvi patent Tesla je prijavio 6. svibnja 1885. godine, a prvo predstavljanje znanstvenoj javnosti dogodilo se 16. svibnja 1888. godine kada je održao predavanje s temom "Novi sistem motora i transformatora izmjenične struje". Ubrzo nakon tog predavanja prodao je 40 patenata proizvodnje, prijenosa i upotrebe trofazne izmjenične struje Georgeu Westinghouseu. Zajedno s Westinghouseom postavio je rasvjetu za Svjetsku izložbu u Chicagu 1893. godine, nakon čega je zajedno s Westinghause-General Electric inžinjerima radio na konstrukciji prve moderne trofazne izmjenične centrale na slapovima Nijagare. Centrala je otvorena 12. siječnja 1895. godine i smatrala se jednim od svjetskih čuda toga doba. Svi upotrijebljeni patenti izmjenične struje nepromijenjeni se koriste i danas u 90% svjetske proizvodnje električne energije. Pored hidrocentrale danas stoji Teslin spomenik, koji se ne osvjetljava po noći kako bi se naglasio njegov doprinos svijetu i mogućem mraku koji bi nas bez Tesle okruživao.

Tesla, Röntgen i radiotehnika

Nakon otkrića okretnog magnetskog polja Tesla je odlučio praktično riješiti i James Clerk Maxwellovu (1831-1879) i Heinrich Hertzovu (1857-1894) teoriju elektromagnetskih polja. Početkom 1889. godine konstruira prvi generator struje visoke frekvencije (generator s velikim brojem polova) i visokog napona. Iako se za oca radiotehnike smatra skromni talijanski fizičar Marchese Guglielmo Marconi, pravi pionir radija je Nikola Tesla, koji je 1891. godine napravio visokofrekventni alternator i Tesline zavojnice, indukcijske zavojnice koje su i danas nezamjenjive u radio i televizijskoj tehnici. Posljednjeg desetljeća 19. stoljeća Tesla je intenzivno radio na proučavanju struja visokih frekvencija, rezonanciji, njihovom utjecajem na ljude i pravi prve moderne oscilatore. Tesla je proučavanjem rezonancije došao i do metode bežične rasvjete, iz čega će naknadno nastati fluorescentne žarulje. Također je zahvaljujući svojim izvorima visokog napona i frekvencije već 1894. godine provodio eksperimente sa sjenografom. Sličan je uređaj kasnije koristio Wilhelm Röntgen kada je 1895. godine otkrio X-zrake i dobio prvu Nobelovu nagradu za fiziku. Probleme s priznavanjem prvenstva u otkrivanju X-zraka i radiotehnici Tesla je doživio zbog požara 1895. godine u kojem me je izgorio čitav laboratorij zajedno sa svim uređajima i dokumentacijom. Naknadno je priznato da je Tesla otkrio postojanje jakih zraka u visokofrekventnim cijevima i prvi je ukazao na štetni utjecaj X-zraka zraka na ljudski organizam. Sam je Röntgen bio iznenađen vrlo preciznim Teslinim snimkama šake, lubanje, koljena i lakta, koje je Tesla napravio 1896. godine. Paralelno proučavanju Röntgenskih zraka osmislio je radar, uporabu solarne energije, teoretski je postavio komunikaciju s drugim planetima uporabom ultrakratkih valova i bežični prijenos električne energije temeljene na radiovalovima. U to doba Tesla je održao niz predavanja o strujama visokih napona i frekvencija u SAD, na Kraljevskom institutu u Londonu i Parizu, čime je stekao svjetsku slavu i niz priznanja.

Teslino postavljanje temelja rezonancije i izum rezonantnog sustava s četiri strujna kruga 1893. godine, po dva na predajnoj i prijemnoj strani, krivo je pripisan Marconiju, koji je tek 1901. godine uspostavio radiotelegrafsku vezu između Europe i SAD, za što je dobio Nobelovu nagradu. Ta je nepravda ispravljena nakon dugogodišnje rasprave odlukom američkog Vrhovnog suda o Tesli kao vlasniku patenta i plagijatoru Marconiju, tek šest mjeseci nakon Tesline smrti. Marconi je zapravo samo napravio uređaj s dva rezonantna strujna kruga temeljen na objavljenim Hertzovim, Flemingovim i Teslinim radovima, i taj je uređaj djelomično bio prepravljena kopija uređaja Mahlona Loomisa iz 1872. godine. Sam Tesla je o tome rekao: "Marconi me je pokrao jer svi znaju da sam nekoliko godina prije njega javno izveo pokuse radioveze i demonstrirao daljinsko upravljanje modelima brodova i podmornica u Madison Square Gardenu u New Yorku. To smatram svojim najvećim otkrićem". Tesla je već 1893. godine napravio prvi praktični daljinski kontroliran automat, a svoje patente iz radiotehnike prijavio još 1898. godine. Zbog toga se, uz Maxwella i Hertza, Nikolu Teslu neosporno smatra ocem radiotehnike.


Otkriće elektrona

Osim upitnog prvenstva u otkriću X-zraka važno je i otkriće koje je Tesla objavio 1891. godine. Eksperimentirajući s visokim naponima u vakuumskoj cijevi primijetio je postojanje elektrostatskog naboja koji je protumačio kao posljedicu električno nabijenih čestica. Na taj mu je članak oštro odgovorio J.J. Thomson osporavajući rezultate. Tesla je odmah odgovorio novim člankom u kojem tvrdi da je elektrostatski naboj posljedica "malih nabijenih čestica koje imaju električni naboj" i sudaraju se s molekulama razrijeđenog plina. To pismo nije pobudilo pažnju svjetskih fizičara, a ponovljenim eksperimentima s vakuumskom cijevi u magnetskom polju Thomson je potvrdio postojanje upravo "tih" čestica i nazvao ih je elektronima. Za to je otkriće Thomson dobio Nobelovu nagradu, a da u svom radu nigdje nije spomenu Teslina otkrića niti prepisku s njim. Tim bi otkrićem Tesla zauzeo zasluženo mjesto među velikanima fundamentalne fizike.


Teslini transformatori i visokofrekventne struje

Nakon uspjeha s radiovalovima Tesla 1899. godine odlazi u Colorado Springs gdje na visini od 2000 metara gradi laboratorij s radio-stanicom od 200 kW iz koje šalje signale u New York. Za svoje eksperimente napravio je posebni visokofrekventni transformator bez jezgre, tzv. Teslinu zavojnicu, koji je mogao dati napon do 12 milijuna volti i frekvenciju do nekoliko stotina tisuća hertza. Prve patente svog transformatora, čija je posebnost da nema metalnu jezgru, dobio je već 1891. godine. U to doba Tesla otkriva postojanje stacionarnih valova oko Zemaljske kugle, koje namjerava upotrijebiti za bežični prijenos električne energije. Također je na udaljenosti od 40 kilometara upalio 200 žarulja koje nisu bile povezane žicom, a koje su svaka pojedinačno osvjetljavale krug od 41 metra. Usput je uspio napraviti 35-metarske kuglaste munje kojima je prouzročio kratke spojeve u električnoj mreži Colorado Springsa zbog čega je pod pritiskom građana napustio svoj laboratorij.

Danas se generatori visokih frekvencija koriste u radio tehnici, industriji i u procesu oslobađanja nuklearne energije, a Tesla je predvidio njihovu primjenu i u medicini. Najvažnije eksperimente sa strujama visokog napona i frekvencije Tesla je obavljao u području bežičnog prijenosa signala. Nakon povratka u New York financijski potpomognut od J. P. Morgana započeo je izgradnju velike antene Wardenclyffe na Long Islandu za bežično slanje slika, poruka, vremenske prognoze i burzovnih izvještaja u sve dijelove svijeta. Taj je projekt nazvao "Svjetski radio sustav", a napustio ga je  1906. godine zbog financijskih problema i Morganovog odustajanja. Projekt Wardenclyffe najveće je Teslino razočaranje posebno jer je trebao omogućiti bežični prijenos električne energije.

Nakon razočaranja Tesla se usmjerio na praktične izume turbina, pumpi i mehaničkih uređaja. U kratkom je vremenu dobio patent turbine bez lopatica, koja se i danas koristi, i mjerač protoka tekućine ali je većina ideja ostala nedovršena zbog nedostatka sredstava. Većina Teslinih ideja kao što su turbo pumpe i turbine i dan danas se proučava zbog svog jedinstvenog pristupa problemu. Također je napravio nacrte uređaja za proizvodnju ozona, umjetnih gnojiva i zrakoplova s vertikalnim polijetanjem.


Nakon smrti majke 1892. godine došao je u Hrvatsku i u Zagrebu sudjelovao na sjednici Gradskog vijeća i održao predavanje o izmjeničnoj struji. Tada je rekao: "Smatram svojom dužnošću da kao rođeni sin svoje zemlje pomognem gradu Zagrebu u svakom pogledu savjetom i činom" U Tehničkom muzeju u Zagrebu od 1976. godine stalni je postav posvećen djelu Nikole Tesle, čiji se dio izuma i danas smatra "top secret" u američkom Ministarstvu obrane.


Teslini tajni izumi

Nakon Tesline smrti njegova imovina, dokumenti i projekti zapečaćeni su, a smatra se da ih je intenzivno proučavalo barem nekoliko američkih tajnih službi. Tesla je intenzivno radio na bežičnom prijenosu električne energije, a njegov izum nevidljivosti opisan je u filmu Philadelphia Experiment. Taj se eksperiment navodno dogodio početkom Drugog svjetskog rata kada je na nekoliko minuta nestao američki ratni brod Eldridge, ali je sam Tesla odbio raditi na njemu. Također su poznate i Tesline "zrake smrti", koje skoro čitavo stoljeće intrigiraju znanstvenike, ali za njihov nastanak nema pouzdanih dokaza. Tesla je u više navrata govorio o zrakama velike energije kojima može uništiti udaljene predmete bez obzira na njihovu zaštitu, a napajanje pojedinog generatora zraka bila bi obična baterija od 30 volti. Sa "zrakama smrti" Tesla je počeo eksperimentirati još 1899. godine a u osvit Drugog svjetskog rata obznanio je praktičnu upotrebu svog izuma kojim bi zaustavio nacistički pohod na svijet. Međutim zrake nitko nikada nije vidio niti ponovio Tesline pokuse, a prema legendi sam je Nikola prestrašen mogućnostima svog izuma rastavio stroj na tri dijela i poslao ih na tri različite strane svijeta kako ne bi pao u krive ruke.

Tesla i Nobel

Na pitanje ljuti li se na Marconija jednom je prilikom Tesla odgovorio da bi radije vidio svoje ime na svojim patentima nego dobio stotinu Nobelovih nagrada. Tesla nikada nije pridavao previše pažnje krađi njegovih ideja, iako se bunio kada su ga ignorirali. Zbog toga je tako dugo vremena proveo u sudskom parničenju s Marconijem, jer je tražio službenu potvrdu svojih postignuća. Iako se dugo vremena spekuliralo hoće li Tesla dobiti zasluženo priznanje, on nikada nije dobio poziv za primanje Nobelove nagrade. Jednom je bio službeno nominiran, 1937. godine, a smatra se da je bio nominiran i 1912. i 1915. godine zajedno s Edisonom, ali nagradu nije dobio jer je i prije nominacije odbio bilo kakav susret s Edisonom. Zbog toga se vjeruje da ni Edison nije dobio Nobelovu nagradu. Neki Teslini biografi smatraju da je dobio službeni poziv za primanje nagrade 1915. godine i sličan je članak izašao u nekoliko američkih novina. Međutim je Tesla stalno odbijao dijeliti Nobelovu nagradu s bivšim prijateljem koji ga je u nekoliko navrata pokrao, vodio kampanju protiv izmjenične struje i za kojeg je smatrao da je šarlatan i plagijator. Nakon Tesline smrti postojala je namjera dodijeliti mu to najveće znanstveno priznanje, međutim su samo dva čovjeka posthumno odlikovana, Erik Karlfeldt i Dag Hammarksjoeld.

Davno prije događaja s Nobelovom nagradom Tesla je zapisao: "Neka budućnost sudi i pokaže istinu o mom radu i postignućima." Kao da je već tada znao da će mu većina počasti i nagrada biti uskraćena. Zauzvrat je za svoja postignuća 1917. godine dobio Edisonovu medalju, najveće odlikovanje Američkog instituta električnih inžinjera. A sedamdeset i peti rođendan čestitaju mu Lee de Forest i Albert Einstein. Danas Teslino poprsje, poklon srednjoškolskog profesora i borca za Teslinu revalorizaciju Johna W. Wagnera, krasi aulu sveučilišta Yale, koje je prvo priznalo njegov rad i dodijelilo mu počasnu diplomu još 1894. godine. Za života je dobio petnaest počasnih doktorata najpoznatijih svjetskih sveučilišta, a Dr. David L. Goodstein profesor fizike s Kalifornijskog tehnološkog instituta svrstava Teslu među rijetke "Svetce znanosti", u isti rang s Leonardom Da Vincijem.

Prometej moderne tehnike

Nikola Tesla ni kao znanstvenik ni kao čovjek nije bio uobičajen. Nije imao puno prijatelja, s novcem se nikada nije dobro snalazio, bio je pedantan i temeljit, nikada nije napuštao započeti posao, ekscentrik, panično se bojao bacila, govorio je devet jezika ali je uglavnom više volio društvo golubova nego ljudi. Zanimljivo je da mu je jedan od bližih prijatelja bio Mark Twain. Nastavio je raditi do kraja života, spavajući između 5.30 i 10.30 sati.

Osim što je dobio svoju fizikalnu jedinicu, po Tesli je imenovano i brdo na Mjesecu, čime se malo Nobelovaca može pohvaliti Vizionar Tesla zamislio je televizor, daljinski upravljane krstareće rakete, lebdeće vlakove s magnetskom levitacijom, svemirsko oružje sa zrakama visokih energija kakve se danas koriste u "Ratu zvijezda", pa čak i Internet o kojem je maštao kao "svjetskom povezivanju komunikacija u jedan sustav".

Posljednju počast Nikoli Tesli odalo je dvije tisuće ljudi u katedrali St. John the Divine u New Yorku, a među njima i trojica nobelovaca koji su došli pozdraviti "čovjeka koji je popločao put čitavom tehnološkom razvoju modernog doba". Teslina postignuća započela su Drugu industrijsku revoluciju, čiji je meteorski razvoj omogućio da 74 godine nakon otkrića izmjenične struje čovjek sleti na Mjesec i danas komunicira jedinstvenim sustavom. Otkriće okretnog magnetskog polja i izrada generatora izmjenične struje smatra se najvećim otkrićem u posljednjih 500 godina i zajedno s Gutenbergovim tiskarskim strojem obilježava svijet kakav danas poznajemo.

Antun Matejčić, dipl.ing.

Želite li saznati još više o Nikoli Tesli, preporučamo vam da svoju potragu započnete s ovoga mjesta.

Unesco i Hrvatska vlada proglasili su 2006. godinu - Godinom Nikole Tesle!