Nauka na UMCS

 Grafika: GDJ/Pixabay

We shall be able to communicate with one another instantly, irrespective of distance. Not only this, but through television and telephony we shall see and hear one another as perfectly as though we were face to face, despite intervening distances of thousands of miles; and the instruments through which we shall be able to do his will be amazingly simple compared with our present telephone. A man will be able to carry one in his vest pocket.

Nikola Tesla, 1926

Młody geniusz

Nikola Tesla, serbski inżynier, wynalazca i wizjoner, urodził się 10 lipca (28 czerwca według starego porządku) 1856 roku w niewielkiej miejscowości Smiljan należącej w tamtych czasach do Cesarstwa Austrii, a obecnie znajdującego się na terytorium Chorwacji. Jego ojciec był duchownym kościoła prawosławnego, podobnie jak ojciec jego matki, oczekiwano więc, że i Nikola w przyszłości wybierze podobną drogę. W roku 1861 poszedł do szkoły. Uczył się początkowo w swojej rodzinnej miejscowości, by po roku przenieść się do szkoły w niewielkim miasteczku Gospić. W latach 1870 - 1873 uczęszczał do gimnazjum w Rakovacu. Później, w wyniku zmian administracyjnych Rakovac stał się częścią miasta Karlovac. Uczniem był znakomitym, o czym może świadczyć fakt, że czteroletni kurs przerobił w trzy lata. Z drugiej strony nie jest wykluczone, że chciał jak najszybciej opuścić dom swojej ciotki (żony pułkownika), w którym panował w nieznośny dryl. Egzamin końcowy zdawał przed komisją składającą się z 11 profesorów, uzyskując ocenę celującą z geografii, historii i języka niemieckiego, bardzo dobrą z fizyki, chemii, biologii, języka francuskiego i religii, dobrą z matematyki, geometrii i języka chorwackiego i dostateczną z rysunku. Talent, kreatywność i doskonała pamięć uczyniła z niego również poliglotę: w późniejszych latach władał biegle oprócz rodzinnego serbskiego (nie będziemy się tutaj wdawać w lingwistyczno-polityczne spory i przyjmiemy odrębność serbskiego i chorwackiego) oraz niemieckiego i francuskiego nauczanymi w szkole również angielskim, włoskim, węgierskim i czeskim.

Gimnazjum odegrało znaczącą rolę w formowaniu się zainteresowań Tesli. Wspomina on, że fascynację naukami ścisłymi, a w szczególności zjawiskami związanymi z elektromagnetyzmem, rozbudził jego znakomity nauczyciel. I choć nigdzie, w żadnym tekście Tesli nie pada jego nazwisko, wiele wskazuje na to, że był nim Martin Sekulić, naukowiec, literat i późniejszy członek korespondent Akademii Nauk z Zagrzebiu. Niestety, dalszą edukację przerwała na kilka miesięcy poważna choroba i dopiero w 1875 roku Tesla podejmuje studia na Uniwersytecie Technicznym w Grazu.

Wydaje się, że za namową rodziny przed rozpoczęciem studiów Tesla zrobił sobie gap year, trochę wymuszony przez niebezpieczeństwa związane z koniecznością odbycie trzyletniej służby wojskowej.

Po co komu studia…

W pierwszym roku swoich studiów zdaje 9 egzaminów, uzyskując przy tym najwyższe oceny. W liście gratulacyjnym wysłanym przez władze uczelni do jego ojca znajduje się zdanie: Pański syn jest gwiazdą pierwszej wielkości. Niestety, instytucja finansująca studia Tesli została rozwiązana i drugi rok jego studiów to usilne próby łatania budżetu.

Nie wiemy co było powodem kataklizmu, który spowodował, że trzeci rok studiów okazał się być prawdziwą katastrofą. Może były nim problemy zdrowotne, może osobiste, a może po prostu doszło do swego rodzaju wypalenia. Niezależnie od prób ich interpretacji fakty są takie, że Tesla wyjeżdża z Grazu w grudniu 1878 roku, nie uzyskując dyplomu.

Ironią losu jest, że w czasach późniejszych Tesla otrzymał stopnie od uniwersytetów Yale i Columbia, a w 1917 roku otrzymał medal Edisona od American Institute of Electrical Engineers.

Nikola Tesla / GDJ z Pixabay

…ważne, by spełniać się w pracy

Nie jest łatwo prześledzić jego losy po relegowaniu z uczelni. Przez kilka następnych lat wiedzie żywot trochę nieuporządkowany: jest rysownikiem w Mariborze, uczy w swojej dawnej szkole w Gospić, próbuje studiować w Pradze i na koniec dostaje posadę głównego elektryka w budapeszteńskiej firmie telefonicznej, kierowanej przez Tivadara Puskása, słynnego węgierskiego inżyniera i wynalazcy. To właśnie w Budapeszcie po raz pierwszy ujawniają się jego ogromna kreatywność i głębokie rozumienie zjawisk elektromagnetyzmu. Chęć ulepszania i naprawiania - charakterystyczny rys Tesli jako pracownika - zaowocowała licznymi małymi (nigdy nie opatentowanymi) wynalazkami. Kilka z nich zostało wykorzystanych do usprawnień urządzeń macierzystej firmy.

Dociekliwy umysł

Budapeszt odegrał jednak kto wie czy nie kluczową rolę w jego karierze. To właśnie tutaj, podczas spaceru po jednym z budapeszteńskich parków ze swoim serdecznym przyjacielem Antalem Szigetim, przychodzi mu do głowy rozwiązanie problemu, nad którym intensywnie myślał od czasu opuszczenia Grazu - ogólna idea działania silnika elektrycznego na prąd zmienny. Idea, która zmieni świat.

Jesienią 1872 roku widzimy go w Paryżu. Polecony przez Tivadara Puskása rozpoczyna pracę w europejskiej filii jednej z firm Edisona: Continental Edison Company. W Paryżu pracuje jedynie kilka miesięcy. Wyposażony w list polecający od Charlesa Batchelora do Thomasa Edisona wyrusza na pokładzie statku Saturnia do Nowego Jorku. Ma 27 lat. W krótkim liście Batchelor pisze:

Dear Mr. Edison,

I know two great men, and you are one of them.
This young man is the other.

Tesla przybywa do Nowego Jorku w czerwcu 1884 roku pełen ufności we własne siły i nadziei. Amerykańskie losy Tesli są jednak skomplikowane. Początkowo dobrze zapowiadająca się współpraca z Edisonem ulega stopniowemu pogorszeniu, aż do całkowitego zerwania – raptem 3 lata dzieliły go od współpracy do całkowitego uniezależnienia się i rozpoczęcia działalności na własny rachunek. Głównym powodem sporu była niechęć Edisona do idei promowanej przez Teslę, a dotyczącej systematycznego przechodzenia od wykorzystywania prądu stałego na prąd zmienny, potem zaczęły brać górę osobiste urazy. Kreatywność była po stronie Tesli, znajomość amerykańskich realiów i biznesowa bezwzględność po stronie Edisona. 

Mistrz techniki bez Nobla

Wspaniałe pomysły, uzyskane patenty i zgromadzona fortuna windują go na szczyty nowojorskiej socjety. Przez kilka lat jest prawdziwym celebrytą, bez którego nie może się odbyć żadna ważniejsza nowojorska impreza. Z drugiej strony spory z Edisonem, brak perfekcjonizmu współpracowników, trudności z pozyskiwaniem inwestorów i konieczność finansowania realizacji dużej części swoich wynalazków, kładą się cieniem na życiu Tesli. Cios nadchodzi z niespodziewanej strony. Chodzi o patent Tesli 645,576 (dotyczący systemu transmisji energii elektrycznej) zgłoszony 9 września 1897 roku, a wydany 20 marca 1900 i jego późniejszy spór z Guglielmo Marconim o pierwszeństwo wynalezienia radia. Tesla nie może się pogodzić z tym, że opinia publiczna jest przekonana o tym, że jedynym wynalazcą radia jest Marconi. Czary goryczy dopełnia przyznanie Marconiemu Nagrody Nobla w roku 1909 i trwająca wiele lat batalia sądowa. Do tego dochodzą jeszcze poważne kłopoty zdrowotne Tesli. Można tylko dodać, że ostatecznie urząd patentowy przywraca pierwszeństwo wynalezienia radia Tesli, choć niestety miało to miejsce już po śmierci wynalazcy.

Bezdomny bankrut

Z opinią niewiarygodnego ekscentryka i przy braku smykałki w interesach ciężko było mu przekonać do swoich pomysłów inwestorów i stopniowo popadał w długi. Dochody przeznaczał na rozwój pomysłu transmisji energii elektrycznej niewymagającej kabli – budując 57 m wieżę Wardenclyffe. Kontakty z ludźmi odsuwał stopniowo na rzecz obcowania z ptakami, które stały się jego inspiracją i odskocznią. W wieku 72 lat Tesla uzyskał ostatni już swój patent (na dwupłatowiec startu pionowego). Przez kilka kolejnych lat poszukiwał sponsorów swoich nieprawdopodobnych pomysłów i wędrował po hotelach zostawiając w nich nieopłacone rachunki i uprzedzonych (do niego i ptaków, które sprowadzał) współlokatorów. W pogarszającym się zdrowiu fizycznym i psychicznym pogłębiała się alienacja. Tesla umiera 7 stycznia 1943 roku w jednym z nowojorskich hoteli.

Wieża Wardenclyffe. Projekt, który pochłaniał środki Teslę, a który ostatecznie został w ramach rozliczeń za długi przekazany hotelowi Waldorf-Astoria (wobec którego wynalazca miał sięgający 20 tys. dolarów, co w przeliczeniu na dziś odpowiada 0,5 miliona dolarów), który go zburzył dla złomu.

Spuścizna

Tesla już w czasie studiów pracował nad sposobami wykorzystania prądu przemiennego –  w roku 1883 zbudował pierwszy motor indukcyjny, ale pierwsze fundusze przyniosły mu dopiero 5 lat później sprzedaż systemu prądnic, transformatorów i silników prądu przemiennego. W 1893 roku jego rozwiązanie wykorzystano do oświetlenia Kolumbijskiej Wystawy Światowej w Chicago, które zaowocowało też przyznaniem kontraktu na budowę pierwszej elektrowni wodnej na wodospadzie Niagara. Nie wypada wspomnieć, że mechanizm koła obracanego wodą wskazywany jest jako pierwszy wynalazek 5-letniego Nikoli.

Tesla jest wynalazcą urządzeń elektrycznych: silnika elektrycznego i prądnicy prądu przemiennego, autotransformatora, dynamo rowerowego, radio, elektrowni wodnej, baterii słonecznej, turbiny talerzowej i rezonansowej cewki wysokonapięciowej (transformatora Tesli). Iście prorocze wizje wynalazcze, które nie doczekały się realizacji za czasów Tesli, dotyczyły m.in. komunikacji bezprzewodowej, bezprzewodowego przesyłania prądu, bezprzewodowej komunikacji, czyli technologicznych rozwiązań, na które przyszło nam czekać jeszcze niemal wiek po czasach Tesli. Wśród niewdrożonych destrukcyjnych rozwiązań geniusza znalazła się broń, którą w dzisiejszych czasach określilibyśmy mianem działa laserowego dalekiego zasięgu, choć w języku Tesli był to śmiercionośny promień zdolny niszczyć 10 000 samolotów w promieniu 400 kilometrów.

Transformator Tesli w Instytucie Fizyki UMCS

Całkowita liczba uzyskanych przez Teslę patentów to 122, a wraz z uzupełnieniami i modyfikacjami ich liczba wynosi około 600. Po ich ogłoszeniu, te główne zajmują w sumie 498 stron dwukolumnowego druku. Są pośród nich wynalazki, które na zawsze zmieniły naszą cywilizację.

Jerzy Matyjasek - dr (Uniwersytet Warszawski) oraz dr hab. (UMCS), fizyk teoretyk. Zainteresowania: ogólna teoria względności, astrofizyka relatywistyczna (fizyka czarnych dziur), kosmologia i kwantowa teoria pola w zakrzywionej czasoprzestrzeni.

Bożena Zgardzińska – dr hab. (UMCS), fizyk doświadczalny. Zainteresowania: fizyka jądrowa (wokół zjawiska anihilacji pozytonów), fizyka medyczna (nanodiagnostyka onkologiczna), popularyzacja nauki i innowacje w obszarze dydaktyki.