کاروتک

تکنولوژی و علمی

تلویزیون و سینما

تلویزیون کاروتک

نیکولا تسلا؛ فردی که شاید توی فضای مجازی در مورد اختراعات و کارهایی که انجام داده خیلی شنیده باشین، اما این فرد چه کسی هستش و داستان پشت اختراعاتش چی بود؟ برای گرفتن جواب این سوال با کارو تک همراه باشید.

تولد و سال‌های اول زندگی

نیکولا تسلا در تاریخ 10 جولای 1856 در شهر اسمیلیان کرواسی که در آن زمان جزوی از امپراتوری اتریش بود به دنیا آمد. پدر او، میلوتین تسلا، یک کشیش در کلیسای ارتدوکس صربستانی و نویسنده بود و مادرش هم مزرعه‌ای که خانواده در اختیار داشت را مدیریت می‌کرد. تسلا در یک مصاحبه اعلام کرده بود که علاقه شدید او به الکتریسیته را به ارث برده است؛ چرا که او در اوقات فراغتش بعد از انجام کارهای مربوط به مزرعه مشغول اختراع وسایل کوچک خانگی می‌شد.

نیکولا تسلا یک برادر با نام دنیل هم داشت که متاسفانه در سال 1863 در یک تصادف رانندگی جان باخت. همین از دست دادن برادش در نهایت به این مسئله منجر شد که تسلا در سن 7 سالگی دچار بی‌قراری‌های زیادی شود و در نهایت اولین نشانه‌های بیماری روانی مادام العمری که با خود به همراه داشت، به‌وجود آمد.

تحصیلات

نیکولا تسلا پس از آن که تحصیلات خود در مدرسه Realschule شهر Karlstadt در آلمان را به‌پایان رساند، راهی موسسه پلی تکنیک در گراش اتریش و سپس دانشگاه پراگ شد. این تحصیل در دانشگاه‌های مختلف دقیقا مصادف شده بود با دهه 70 قرن نوزدهم میلادی. نیکولا تسلا پس از آن که تحصیلات خود در دانشگاه پراگ را به‌پایان رساند، به بوداپست نقل مکان کرد تا برای مدتی در مرکز تلفن مرکزی مشغول‌به کار شود.

طبق گفته‌های تسلا، برای اولین او زمانی که در این مرکز تلفن کار می‌کرد ایده موتور القایی به ذهنش رسید، اما بعد از چند سال برای آن که بتواند تمام اختراعات خود را به هدف مشخصی برساند، در سن 28 سالگی قاره اروپا را ترک کرد و راهی آمریکا شد.

همکاری با ادیسون

در سال 1882 بود که تسلا از اداره مرکزی تلفن بوداپست خارج شد و سپس توادار پوشکاش که با او از قبل آشنایی داشت شغلی را برای او در شرکت کانتیننتال ادیسون فراهم آورد. تسلا در این کارخانه برای اولین بار شروع به کاری کرد که تا آن زمان تعداد افرادی کمی از وجود آن خبر داشتند. در واقع کار این کارخانه آن بود که چراغ‌های رشته‌ای را در مقیاس بزرگی در شهرهای بزرگ نصب کنند. تسلا ابتدا در یکی از زیرمجموعه‌های این شرکت بزرگ، یعنی Société Electrique مشغول‌به فعالیت شد که مسئول نصب روشنایی‌های مربوط به شهر پاریس بود. تقریبا پشت هر اختراع بزرگی، سال‌ها تجربه و علم اندوزی است و تسلا با کار کردن در این کارخانه تجربیات عملی بسیار زیادی را در زمینه مهندسی برق به‌دست آورد.

نیکولا تسلا به‌واسطه هوش بالا و پشتکار بسیار خوب خود در زمینه ارائه راهکارهایی برای بهبود نحوه کار شرکتی که در آن کار می‌کرد، نظر مدیران این کارخانه را جلب کرد و در نهایت آن‌ها از او خواستند که طراحی و ساخت نسخه‌های بهبودیافته دینام و موتورهای تولید برق را برعهده بگیرد. آن‌ها همچنین به نیکولا تسلا ماموریت دادند که عیب‌یابی مربوط به مشکلات مهندسی در سایر تاسیسات ادیسونی که در کشورهای دیگری مانند آلمان و فرانسه قرار داشتند را هم برعهده بگیرد.

مهاجرت به آمریکا

مهاجرت تسلا به آمریکا در واقع به‌واسطه یکی از مهندسین معروف کارخانه‌های ادیسون محقق شد. در سال 1884 چارلز باتچلور که تا قبل از آن بر نصب تجهیزات در پاریس نظارت می‌کرد، برای مدیریت کارخانه ماشین‌سازی ادیسون که یک بخش تولیدی در ایالت نیویورک آمریکا بود، به آمریکا بازگشت و در این بین از تسلا هم خواست که همراه او به آمریکا مهاجرت کند.

آن‌ها در ماه ژوئن سال 1884 به آمریکا رسیدند و در همان روزهای اولیه نیکولا تسلا در قسمت مربوط به کارهای ماشینی شرکت ادیسون که در حومه شهر منهتن نیویورک قرار داشت مشغول به کار شد. این قسمت یک مغازه بسیار شلوغ بود که در آن صدها ماشین مخصوص کار، کارگر، مدیر و 20 مهندس میانی کار می‌کردند تا برق شهر بزرگی مانند منهتن و قسمت‌هایی از ایالت نیویورک را تامین کنند. در واقع تسلا جزوی از کارگران یا مدیران این تاسیسات نبود، بلکه او روی عیب‌یابی تاسیسات و بهبود دادن عملکرد ژنراتورها کار می‌کرد. البته در این بین چند باری هم دیدارهایی را ادیسون داشت.

یکی از این مواقع دیدار تسلا با ادیسون مربوط می‌شود به یکی از پروژه‌هایی که او روی آن کار می‌کرد. در خاطرات نیکولا تسلا آمده است که او برای تعمیر دینام‌های آسیب دیده کشتی اقیانوس‌پیمای SS Oregon تمام شب را بیدار ماند و در این بین ناگهان با بتچلور و ادیسون روبه‌رو شد. تسلا در همان لحظه به آن‌ها گفت که برای تعمیر دینام‌های این کشتی همه شب را بیدار بوده و ادیسون هم در پاسخ به این حرف تسلا با اشاره به بتچلور گفت:

این یک مرد خوب سخت‌کوش است!

یکی از پروژه‌هایی که در کارخانه تسلا به ادیسون داده شد، توسعه یک سیستم روشنایی خیابانی ‌مبتنی‌بر لامپ قوسی بود. در آن زمان لامپ‌های قوس الکتریکی محبوب‌ترین وسیله برای روشنایی خیابان‌ها بود، اما نیاز زیادی به برق ولتاژ بالا داشت و به‌هیچ عنوان با سیستم لامپ‌های رشته‌ای کم ولتاژ ساخته شده توسط ادیسون کار نمی‌کرد؛ به همین دلیل تعداد بسیار زیادی از قراردادهای این شرکت در شهر مختلف را از دست دادند.

تسلا در کل توانست که شش ماه در قسمت ماشین‌های مربوط به کار شرکت ادیسون دوان بیاورد و در نهایت از این شغل استعفا داد؛ البته در مورد دلیل خروج او از این شرکت هنوز بعد از این همه سال مشخص نشده است، اما بسیاری بر این باورند که به تسلا پاداشی که قرار بود برای طراحی مجدد ژنراتورها و سیستم روشنایی قوسی الکتریکی بدهند را ندادند و او هم دلسرد شد و از این شرکت رفت. تسلا قبلا هم با شرکت ادیسون بر سر پاداش‌هایی که باید دریافت می‌کرد، اما هیچ وقت به او پرداخت نشده بود هم به اختلافاتی خورده بود. تسلا در دفتر خاطرات خود آورده است که مدیر کارخانه ماشین‌سازی ادیسون به او قول پاداش 50 هزار دلاری را در صورت طراحی و ساخت 24 نوع ماشین مختلف را داده بود، اما بعدتر مشخص شد که او هیچ وقت قصد انجام این کار را نداشته است. در مجموع نیکولا تسلا از شرکت ادیسون چیزی در حدود 1.4 میلیون دلار را به‌عنوان پاداش طلب داشت، اما این شرکت هیچ وقت این پاداش‌ها را به‌دلایل مختلفی پرداخت نکرد و در نهایت همه این موارد دست به دست هم دادند تا تسلا از شرکت ادیسون استعفا دهد.

چراغ برق تسلا

بعد از آن که تسلا شرکت ادیسون را ترک کرد، روی پروژه‌ای مشغول به کار شد که مربوط به سیستم روشنایی قوس الکتریکی بود. بسیاری بر این باورند که تسلا طرح‌های اولیه این سیستم را در شرکت ادیسون کشید، اما بنابر دلایلی هیچ وقت به مرحله اجرایی شدن نرسید. پس از آن که تسلا طرح‌های خود را تکمیل کرد، با وکیل ادیسون هماهنگ کرد تا با اون ملاقات کند و به‌وسیله او پتنت‌های مربوط به اختراعش را به‌ثبت رساند. وکیل ادیسون او را به دو تاجر با نام‌های رابرت لین و بنجامین ویل معرفی کرد و این دو تاجر هم موافقت کردند تا روی ایده‌های تسلا سرمایه‌گذاری و شرکت Tesla Electric Light & Manufacturing کنند. بعد از این موفقیت بزرگ، تسلا تمام تلاش خود را به‌کار گرفت تا روی پتنت‌های خود که شامل یک ژانراتور بهبودیافته برای تولید برق مستقیم بود کار کند. این سیستم برق‌رسانی جدید تسلا تا جایی پیش رفت که بسیار از رسانه‌های فعال در زمینه صنعت برق به‌سرعت اخباری مربوط به این اختراع را پوشش دادند و در مورد ویژگی‌های استثنایی آن اظهار نظر کردند.

بعد از این که تسلا با این اختراع خود توانست که نامش را بر سر زبان‌ها بیندازد، در کامل تعجب از علاقه سرمایه‌گذاران برای تزریق پول به پروژه‌های و ایده‌های تسلا برای انواع جدیدی از موتورهایی که جریان متناوب (AC) را تولید می‌کردند و تجهیزات جدید انتقال برق کاسته شد. در واقع آن‌ها به این نتیجه رسیده بودند که در فضای فعلی بخش تولیدی کسب‌وکارها در رقابت بسیار تنگاتنگی هستند و باید بتوان با تولید تجهیزاتی از میدان رقابت خارج نشد.

بعد از تمامی این جریانات، دو سرمایه‌گذار اولیه Tesla Electric Light & Manufacturing، شرکت دیگری را تاسیس و نیکولا تسلا و شرکت را بدون هیچ پول و سرمایه‌ای رها کردند. بدبیاری‌های تسلا تمامی نداشت و با تاسیس این شرکت جدید توسط سرمایه‌گذاران، عملا او کنترلش بر تمامی اختراعاتی که ثبت کرده بود را از دست داد و در نهایت مجبور شد که در شرکت‌های مختلف برقی به‌عنوان حفار چاه با حقوق روزانه 2 دلاری شروع به کار کند. نیکولا تسلا در مورد این بازه زمانی از زندگی خود می‌گوید:

تحصیلات عالی من در شاخه‌های مختلف علوم، مکانیک و ادبیات به‌نظرم مسخره می‌آمد.

جریان متناوب و موتور القایی

در اواخر سال 1886 که نیکولا تسلا همچنان در شرکت‌های مختلف و با حقوق بسیار پایینی مشغول‌به فعالیت بود، با دو فرد آشنا شد که مسیر زندگی او را به‌طور کلی تغییر دادند؛ آلفرد اس براون و چارلز فلچر پک. هر دو این افراد در زمینه ثبت اختراعات به‌صورت ملی تجربه بسیار زیادی داشتند و موافقت کردند که از این مخترع جوان که در آن زمان روی پروژه‌های مختلفی در حوزه تجهیزات الکتریکی مانند موتور حرارتی مغناطیسی کار می‌کرد، حمایت و اختراعات او را ثبت کنند.

با تلاش‌های فراوانی که این سه نفر با هم انجام دادند، در نهایت در ماه آوریل سال 1887 شرکت تسلا الکترونیک ساخته شد و از همان اول مبنای شراکتشان بر آن بود که سود حاصل از تمام تولیدات این شرکت و تجهیزاتی که می‌سازند را تقسیم بر سه کنند و هر کدام یک‌سوم از آن را بردارد.

اولین اختراعی که تسلا با استفاده از این شرکت توسعه داد و به دنیا معرفی کرد، یک موتور القایی بود که با جریان کاملا متناوب کار می‌کرد. این سیستم تقریبا تمامی اشکالات مربوط به سیستم برق ادیسون، مانند ولتاژ پایین و عدم امکان رساندن آن به مکان‌های دور را از بین برده بود و به‌سرعت در آمریکا و اروپا توسعه یافت. در واقع این موتور از جریان چند فازی که یک میدان مغناطیسی دوار برای چرخاندن موتور استفاده می‌کند (طبق ادعای تسلا، این روشی است که او در سال 1882 ابداع کرده بود).

این اختراع تسلا که در ماه می سال 1886 به ثبت رسید را می‌توانیم به‌نوعی یک انقلاب در صنعت تولید برق به‌حساب آوریم؛ چرا که به‌هیچ عنوان نیازی به کموتاتور نداشت و بنابراین خبری از جرقه زدن و تعمیر و نگه‌داری برس‌های مکانیکی که دائما در حال سرویس شدن و تعویض بودند جلوگیری می‌کرد.

همان‌طور که می‌دانید، هر اختراعی بعد از به‌وجود آمدن نیاز به تبلیغ و سرمایه‌گذاری دارد تا بتوان آن را به دست همه رساند؛ پک و براون، دو شریک تسلا، هم به این موضوع اشراف کامل داشتند و در گام اول تمام تلاش خود را روی این موضوع گذاشتند که خبر به‌وجود آمدن این اختراع به گوش همه برسد. برای این منظور آزمایش‌ها مستقلی را انجام دادند و بعد از آن هم مطالبی را برای تمام نشریاتی که در زمینه صنعت فعالیت می‌کردند فرستادن تا آن‌ها هم اخبار و مقالاتی را در مورد این اختراع بزرگ تسلا بنویسند. در ادامه این روند، دو سرمایه‌گذار پروژه‌های تسلا با ویلیام آرنولد آنتونی، یکی از فیزیکدانان مشهور، و توماس کامرفورد مارتین، سردبیر مجله Electrical World، ارتباطاتی را برقرار کردند و آن دو هم فرصتی را برای تسلا فراهم آوردند که او موتور جریان متناوب خود را در تاریخ 16 می سال 1888 در موسسه مهندسین برق آمریکا به‌نمایش بگذارد.

تسلا در این موسسه نمایشی خارق‌العاده را برگزار کرد و در نهایت توانست که نظر تعداد زیادی از افراد را به سمت خود جلب کند که چند نفر از این افراد مهندسین شرکت وستینگهاوس بودند. این مهندسین به موسس شرکت، یعنی جورج وستینگهاوس گزارش دادند که تسلا در حال حاضر به تکنولوژی یک موتور با جریان متناوب و سیستم مربوط به انتقال قدرت این سیستم خود رسیده است. جورج وستینگهاوس و شرکتش به‌دنبال این بود که روی یک موتور القایی مبتنی‌بر میدان مغناطیسی بدون نیاز به جابه‌جایی که در سال 1885 توسعه یافته بود سرمایه‌گذار کند، اما به این نتیجه رسید که اختراع ثبت شده توسط تسلا کارایی بهتری دارد و به این نتیجه رسید که باید روی آن سرمایه‌گذاری کند. تلاش‌های جورج وستینگهاوس در نهایت نتیجه داد و او در ماه جولای سال 1888 توانست که با براون و پک بر سر موتور القایی چند فازی و ترنسفورماتور طراحی و ساخته شده توسط تسلا با مبلغ 60 هزار دلار نقد و سهام و حق امتیاز 2.5 دلاری به‌ازای هر اسب بخاری که توسط موتورهای AC تولید می‌شوند به توافق رسیدند.

در کنار عقد این قرار داد، وستینگهاوس تسلا را با مبلغ هنگفت 2 هزار دلار ماهانه که در حال حاضر ارزشی معادل 57600 دلار ارزش دارد استخدام کرد تا به‌عنوان مشاور در آزمایشگاه‌های شرکت وستینگهاوس در شهر پیتسبورگ مشغول به فعالیت شود. در مدت فعالیت تسلا در این آزمایشگاه شرکت وستینگهاوس در پیتسبورگ، توانست که یک سیستم جریان متناوب برای تامین برق تراماواهای شهر درست کند. تسلا در نهایت به دلیل درگیری با سایر مهندسین وستینگهاوس بر سر اجرای بهترین روش به‌وجود آوردن برق متناوب به مشکل خورد و این شرکت را ترک کرد. در واقع آن‌ها روی یک سیستم تولید برق متناوب 60 چرخه‌ای که تسلا پیشنهاد داده بود تا به واسطه آن بتواند با فرکانس کاری موتورهای تسلا هماهنگ شود مستقر شدند، اما در نهایت به این نتیجه رسیدند که این سیستم جدید روی تراماواها کار نمی‌کند؛ چرا که موتور القایی تسلا جوری طراحی شده بود تا تنها با سرعت ثابت کار کند. در نهایت این مهندسین به این نتیجه رسیدند که سیستم جدید تسلا عملا بلااستفاده است و به استفاده از یک موتور کششی DC رو آوردند.

آشفتگی‌های بازار و چالش‌های تولید جریان متناوب تسلا

اگر به زمانی که تسلا موتور القایی خود را اختراع و پس از آن هم وستینگهام تمام حقوق مربوط به این اختراع را خریداری کرد نگاهی بیندازیم، متوجه خواهیم شد که در همگی در سال 1888 رخ داده‌اند و آن سال هم دقیقا مصادف شده بود با رقابت شدیدی که بین شرکت‌های فعال در زمینه تولید برق وجود داشت. در بازار گفته شده، سه شرکت وستینگهاوس، ادیسون و تامسون-هودسون در تلاش بودند تا در یک تجارت که به سرمایه بسیار زیادی نیاز داشت رشد کنند و در عین حال حجم بازار تولیدی طرف مقابل خود را به کمتری میزان ممکنه برسانند.

با مطالعه بهترین و چالش برانگیزترین کمپین‌های بازاریابی به این نتیجه می‌رسید که شرکت ادیسون الکترونیک کمپین تبلیغاتی با نام جنگ جریان‌ها به راه انداخته بود و در آن به این موضوع اشاره می‌کرد که سیستم جریان مستقیم آن‌ها بسیار بهتر و کم خطرتر از سیستم جریان متناوب شرکت وستینگهاوس است. البته در این رقابت‌ها معمولا شرکت ادیسون برنده می‌شد، چرا که شرکت وستینگهاوس پول و منابع کافی برای توسعه موتورهای ساخته شده توسط تسلا را در اختیار نداشت.

این چالش‌های پیش روی شرکت وستینگهاوس از سال دوم بعد از امضای قرارداد با تسلا بر سر تجهیزات تولیدکننده جریان متناوب شروع شد. پس از آن که در سال 1890 بانک Barings در نزدیکی‌های ورشکستگی قرار گرفت، تصمیم گرفت که وام‌هایی که به شرکت وستینگهاوس پرداخت کرده بود را پس بگیرد. این کمبود ناگهانی نقدینگی در نهایت منجر به این موضوع شد که این شرکت دومرتبه تمام بدهی‌ها و سرمایه‌گذاری‌های خود را دسته‌بندی کند. در کنار این موضوع، وام‌دهنده‌های جدید هم از وستینگهاوس خواستن که سرمایه‌ای که این شرک برای خرید، تحقیقات و پتنت‌ها که موتور تسلا هم جزو آن بود را کاهش دهد. با مطالعه اسناد مربوط به شرکا وستینگهاوس متوجه خواهید شد که موتور القایی تسلا در آن زمان ناموفق بود و همچنان نیاز به توسعه و تحقیق بیشتر داشت. در این بین که وستینگهاوس دچار ضررهای مالی زیادی شده بود، مبلغ 15 هزار دلار را به عنوان حق امتیاز موتور القایی تسلا پرداخت می‌کرد و این در حالی بود که نمونه‌های عملیاتی این موتور بسیار نایاب و در کنار آن سیستم‌های قدرت چند فازی مورد نیاز آن هم نایاب‌تر بود.

این مشکلات مالی در نهایت شرکت وستینگهاوس را بر آن داشت تا با شخص نیکولا تسلا وارد مذاکره شوند و به گفتند که اگر خواسته‌های بانک‌ها در زمینه وام‌هایی که اعطا کرده‌اند را برآورده نکنند، دیگر کنترلی بر شرکت نخواهند داشت و او باید به‌صورت مستقیم با این بانکدارها وارد مذاکره کند تا بتوانند حق امتیاز مربوط به اختراعات او را همچنان در دست داشته باشند. تسلا هم با بررسی شرایط شرکت وستینگهاوس و در کنار آن برتری این شرکت و فناوری‌های آن برای ادامه دادن اختراعش، تصمیم گرفت که دیگر از این شرکت هیچ هزینه‌ای را دریافت نکند و عملا حق امتیاز اختراع خود را به آن‌ها واگذار کرد.

سکوی پرتاب تسلا: آزمایشگاه‌های نیویورک

نیکولا تسلا با استفاده از حق امتیاز اختراعات خود توانست که ثروت هنگفتی را به دست آورد و به همین واسطه به‌دنبال منافع و اختراعات بیشتر خود رفت. او در سال 1889 از مغازه‌ای که دو سرمایه‌گذار جدید او، یعنی آقای پک و براون اجاره کرده بودند نقل مکان کرد و برای ده‌ها سال در یک سری از کارگاه‌ها و آزمایشگاه‌هایی که در منهتن نیویورک وجود داشتند به کار مشغول شد. تسلا و کارکنان استخدام شده او برخی از مهم‌ترین کارهای او را در این کارگاه‌ها و آزمایشگاه‌ها انجام دادند که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سیم پیچ تسلا

در تابستان سال 1889 تسلا برای اولین بار به نمایشگاه 1889 پاریس رفت و در آنجا توانست که در جریان آزمایش‌های هاینریش هرتز قرار بگیرد. آقای هرتز در سال‌های 1886 تا 1888 روی تابش‌های الکترومغناطیسی از جمله امواج رادیویی کار می‌کرد. تسلا به‌طرز عجیبی تحت تاثیر این کشف جدید قرار گرفت و بعد از آن تصمیمش بر آن شد که تمام زیر و بم‌های این فناوری را کاوش کند.

تسلا در ابتدای آزمایش‌های خود در این زمینه تلاش کرد که یک سیم پیچ رومکورف را با یک دینام با سرعت بالا که به‌عنوان بخشی از یک سیستم روشنایی قوسی بهبود یافته ساخه شده بود را تغذیه کند، اما متوجه شد که در جریان این آزمایش‌ها جریان فرکانسی بالا هسته آهنی در این پیچه را داغ می‌کند و در نتیجه عایق موجود بین سیم پیچ اولیه و ثانویه از بین خواهد رفت. تسلا تحقیق و تلاش فراوانی برای رفع این مشکل انجام داد و در نهایت به این نتیجه رسید که باید شکاف هوا را به جای مواد عایق بین سیم پیچ اول و ثانویه و یک هسته آهنی جایگزین کند. بعدها این اختراع را سیم پیچ تسلا نامیدند و برای تولید برق با ولتاژ بالا، جریان کم و فرکانس بالا در جریان متناوب مورد استفاده قرار گرفت. او بعدها تصمیم گرفت تا از این سیم پیچ ابداعی خود در سیستم برق بیسیم خود استفاده کند.

تسلا برای ثبت ای اختراع به نام خود با یک چالش اساسی طرف بود؛ او نمی‌توانست تا زمانی که شهروندی ایالت متحده را به‌دست نیاورده باشد هیچ اختراعی را ثبت کند؛ پس او به سراغ دریافت شهروندی ایالات متحده رفت و در تاریخ 30 جولای سال 1891 و در سن 35 سالگی این عنوان را دریافت کرد.

انتقال الکتریسیته به‌صورت بیسیم

پس از آزمایش موفق سیم پیچ در سال 1890، تسلا به سمت آزمایش انتقال نیرو با استفاده کوپلینگ القایی و خازنی بر اساس ولتاژ‌های متناوب بالا که از طریق سیم پیچش تولید می‌شد، رفت. او تلاش کرد که انتقال الکتریسیته بیسیم مبتنی‌بر کوپلینگ القایی و خازنی در میدان کوچک را ایجاد کند و یک سری از نمایش‌ها را هم اجرا کرد که در آن لوله‌های Geissler و حتی لامپ‌های رشته‌ای در سراسر یک صحنه روشن می‌شدند. او بیشتر از یک دهه با استفاده از کمک سرمایه‌گذاران مختلف روی این پروژه کار کرد، اما در این بین هیچ یک از سرمایه‌گذاران موفق نشدند که از محصول او یک نمونه تجاری موفق بسازند و در نهایت از او جدا شدند.

در سال 1893 تسلا به تماشاگران حاضر در سنت لوئیس، میسوری، موسسه فرانکلین در فیلادلفیا، پنسیلوانیا و انجمن ملی نور الکتریکی گفت که مطمئن است سیستمی مانند چیزی که او در دست توسعه دارد در نهایت این توانایی را دارد که با هدایت آن از طریق زمین، سیگنال‌های قابل تبدیل یا شاید حتی قدرت را به هر فاصله‌ای بدون استفاده از سیم هدایت کند.

قد بعدی؛ سیستم چند فازی و نمایشگاه کلمبیا

در اولین روزهای آغاز سال 1893 بود که بسیاری از افراد مانند مهندسی وستینگهاوس، چارلز اف اسکات و بعد از آن هم بنجامین جی لام، با ایجاد بهبودهایی نسل بعدی موتور القایی تسلا را ساختند. یکی از این بهبودها آن بود که لام با توسعه یک مبدل چرخشی، سیستم چند فازی مورد نیاز با سیستم‌های قدیمی مربوط به جریان متناوب و مستقیم را سازگار ساخت. وستینگهاوس الکتریک راهی برای ارائه برق به تمام متقاضیان را یافته بود و در نهایت توانست که با استفاده از تجاری‌سازی سیستمی مربوط به برق مستقیم، محصول جدید خود با نام سیستم چند فازی تسلا را معرفی کرد.

در این بین شرکت وستینگهاوس هم از تسلا خواسته بود تا در نمایشگاه جهانی کلمبیا که در سال 1893 برگزار شده بود شرکت کند. این نمایشگاه به شرکت وستینگهاوس فضای بزرگی در ساختمان مربوط به برق را داده بود و این شرکت می‌توانست که با استفاده از این روش مشتریان زیادی را به سمت خود جذب کند. البته شرکت وستینگهاوس هم در جریان یک مناقصه مربوط به روشن‌سازی نمایشگاه هم حضور پیدا کرده بود و در نهایت توانست که با برنده شدن در این مناقصه یک قدم بزرگ در تاریخ برق متناوب را ثبت کند. این شرکت با برنده شدن در این مناقصه به تمام مردم آمریکا نشان داد که این فناوری ایمن، قابل اطمینان و با کارایی بسیار بالا است.

شرکت وستینگهاوس در نمایشگاه کلمبیا یک فضای ویژه برای نمایش اشکال و نمونه‌های مختلفی از موتور القایی تسلا را راه اندازی کرده بود. آن‌ها از طریق یک سری نمایش و ارائه توضیحاتی، میدان مغناطیسی چرخشی که تمام این موارد را به حرکت در آورده بود را شرح دادند. یکی از این موارد تخم کلمبوس بود که از طریق سیم پیچ دو فازی موجود در یک موتور القایی برای چرخاندن یک تخم مرغ مسی و ایستادن بسیار خوب آن استفاده می‌کرد.

تسلا به مدت یک هفته از شش ماه مدت برگزاری نمایشگاه بین‌المللی برق شرکت کرد و در این مدت جدیدترین دستاوردهای خود را به‌نمایش گذاشت. او یک اتاق مخصوص تاریک ساخته بود و در آن سیستم انتقال برق خود به صورت بیسیم را با استفاده از نمایشی که قبلا در آمریکا و اروپا برگزار کرده بود، به همه نشان داد؛ این نمایش شامل استفاده از جریان متناوب با ولتاژ و فرکانس بالا برای روشنایی لامپ‌های تخلیه گاز به‌صورت بیسیم بود.

یکی از بازدیدکنندگان در مورد این نمایش تسلا می‌نویسد:

در اتاقی که ما را بردند دو صفحه لاستیکی سخت که روی خود فویل قلع را داشت، آویزان بود. این دو صفحه از هم 15 فوت فاصله داشتند و به‌عنوان یک ترمینال برای سیم‌هایی که به ترنسفورماتورهای وصل بودند، عملا می‌کردند. با وصل شدن جریان، لامپ‌ها یا لوله‌هایی که هیچ سیمی به آن‌ها وصل نبودند، اما روی میزی بین صفحات معلق قرار داشتند و تقریبا در هر قسمت از اتاق که ممکن بود در دست نگه داشته شوند، نورانی می‌شدند. این‌ها همان آزمایش‌ها و همان دستگاهی بودند که تسلا در لندن حدود دو سال قبل نشان داده بود.

ژنراتور نوسانی بخار

نیکولا تسلا در طول ارائه خود در کنگره بین‌المللی برق نمایشی هم در سالن کشاورزی داشت و ژنراتور برق رفت و برگشتی با بخاری خود را که در آن سال ثبت اختراع کرده بود را به همه نشان داد. او در مورد این اختراع خود عقیده داشت که بهترین راه برای تولید جریان متناوب است. در این اختراع تسلا بخار آب به‌صورتی هدایت شده وارد اسیلاتور می‌شد و از طریق یک سری پورت به بیرون می‌رفت و به همین واسطه پیستونی که به آرمیچر متصل شده بود حرکت می‌کرد.

در این آزمایش آرمیچر با سرعت بسیار زیادی بالا و پایین می‌شد و در نهایت میدان مغناطیسی متناوب را ایجاد می‌کرد و همین کار جریان مغناطیسی متناوب را در سیم‌پیچ‌هایی که در مجاورت آن قرار داشت به‌وجود می‌آورد. او بخش‌های پیچیده یک ژنراتور مربوط به بخار را از بین برده بود، اما هرگز به عنوان یک راه‌حل مهندسی امکان‌پذیر برای تولید برق مورد توجه قرار نگرفت.

نیاگارا

تسلا در طول زندگی خود همواره تلاش می‌کرد تا از روش‌های گوناگونی برق متناوب را تولید کند و همین مورد باعث شد تا دیگر شرکت‌ها به او روی بیاورند و از او بخواهند که نظر کارشناسیش را در مورد تولید برق از طریق روشی که مدنظر آن‌ها بود ارائه دهد. یکی از این افراد ادوارد دین ویلیامز بود که ریاست شرکت ساخت‌وساز آب مروارید نیاگارا را برعهده داشت و در سال 1893 در مورد بهترین سیستم برای انتقال نیرو تولید شده توسط آبشار نیاگارا را جویا شد. قبل از این که او جویای نظر تسلا شود، نظریات مختلفی در مورد تولید برق از طریق آبشار نیاگارا وجود داشت که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به پیشنهاد‌ها چندین شرکت اروپایی و آمریکایی برای تولید برق متناوب دو فازی و سه‌فازی، برق مستقیم ولتاژ بالا و همین طور هوای فشرده اشاره کرد.

آدامز در اولین رویارویی خود با تسلا درخواستی در مورد وضعیت تمامی سیستم‌های رقیب خواست و تسلا هم به آدامز پیشنهاد کرد که برای بهره‌وری بالاتر از یک سیستم دوفاز استفاده کند. او همچنین سیستم شرکت وستینگهاوس که برای روشن کردن لامپ‌های رشته‌ای با استفاده از جریان متناوب دو فاز وجود داشت را پیشنهاد داد.

بعد از این پیشنهاد تسلا و همین طور نمایش فوق‌العاده شده وستینگهاوس در نمایشگاه کلمبیا، شرکت ساخت‌وساز آب مروارید نیاگارا قراردادی را برای ساخت یک سیستم مولد برق متناوب دو فاز در آبشار نیاگارا منعقد کرد. در کنار قرارداد گفته شده، آن‌ها قرارداد دیگری هم با شرکت جنرال الکتریک آمریکا برای ساخت سیستم توزیع برق متناوب منعقد شد.

شرکت نیکولا تسلا

همکاری ادوارد دین آدامز با تسلا تنها به تولید برق از طریق آبشار نیاگارا محدود نشد. او در سال 1893 در هنگامی که از نمایشگاه کلمبیا بازدید می‌کرد تحت تاثیر آن چیزهایی که تسلا در آزمایشگاه خود توسعه داده بود قرار گرفت و در نهایت راضی شد که با همکاری نیکولا تسلا شرکتی با نام او را بسازند تا بتواند به او در زمینه‌هایی مانند تامین مالی، توسعه و بازاریابی کمک کند. با توجه به همه این موارد، شرایط بسیار خوبی برای تسلا فراهم آمده بود که بتواند روی اختراعات بعدی خود تمرکز کند و همچنین اختراعات قبلی خود را هم به سرانجامی برساند.

برای تاسیس این شرکت همچنین آلفرد براون قراردادهایی را با ویلیامز امضا کردند و به همین دلیل پتنت‌هایی که تحت رهبری پک و براون توسعه داده شده بودند هم به این شرکت اضافه شد. آن‌ها در ابتدای مسیر خود سرمایه‌گذاران بسیار کمی را پیدا کردند و می‌توانیم اواسط دهه 1890 را یکی از بدترین مواقع برای نیکولا تسلا به‌حساب آوریم. با توجه به این محدودیت‌های مالی، اختراعاتی مانند انتقال برق به‌صورت بیسیم و همچنین نوسانگرهایی که قرار بود به بازار عرضه شوند هرگز به نتیجه نرسیدند؛ البته باید این را هم در نظر بگیریم که این شرکت برای چندین دهه بعد از تاسیس تمامی اختراعات ساخته شده توسط تسلا را مدیریت می‌کرد.

چاهی بعد از چاله‌های فراوان؛ آتش‌سوزی در آزمایشگاه تسلا

اگر فکر کردید که تسلا بعد از تاسیس شرکت یا پیدا کردن تعدادی سرمایه‌گذار به فضایی آرام رسید و توانست که تمام تمرکز خود را روی اختراعاتش بگذارد باید به شما بگوییم که سخت در اشتباهید. در ساعات اولیه روز 13 مارس 1895، ساختمانی که آزمایشگاه تسلا در آن قرار داشت به‌صورتی ناگهانی آتش گرفت. این آتش‌سوزی از زیرزمین آغاز شده بود و تا طبقه دوم هم ادامه یافته بود به همین دلیل تمامی ساختمان فرو ریخت و آزمایشگاه تسلا هم نابود شد. این آتش‌سوزی نه‌تنها پروژه‌های در حال انجام تسلا را عقب انداخت، بلکه مجموعه‌ای از یادداشت‌ها و مواد اولیه‌ای که برای تحقیقاتش تهیه کرد بود و همچنین مدل‌ها و قطعاتی که برای نمایش‌هایش آماده کرده بود، از جمله آن‌هایی که برای نمایشگاه کلمبیا 1893 آماده کرده بود هم از بین رفت. تسلا در واکنش به این آتش‌سوزی به روزنامه نیویورک تایمز گفته بود:

من در غم و اندوه زیادی هستم که نمی‌توانم صحبت کنم. چه می‌توانم بگویم؟

آزمایش‌های مربوط به اشعه ایکس

تسلا البته به هیچ عنوان خود را محدود به آزمایش‌ها مربوط به تولید برق نکرده بود و در سال 1894 پس از آن که متوجه فیلم آسیب‌دیده‌ای در آزمایشگاه خود شد که از آزمایش‌های قبلیش به‌جا مانده بود، شروع به تحقیق در مورد انرژی‌های تابشی از نوع نامرئی کرد. این اشعه‌های نامرئی بعدها با نام اشعه رونگتن یا همان اشعه ایکس نامیده شد. او آزمایش‌ها خود را روی لوله‌های کروکس که یک لوله تخلیه الکتریکی کاتد سرد بود آغاز کرد.

طبق اسناد به جا مانده، این امکان وجود دارد که تسلا به‌صورتی ناخواسته تصویری با استفاده از اشعه ایکس گرفته باشد. این اسناد بیان می‌کنند که این اتفاق چند هفته قبل از اعلام کشف اشعه ایکس تسط ویلیام رونگتن در دسامبر 1895 رخ داده بود.

در ماه مارس 1896 و پس از آن که تسلا در مورد کشف رونتگن از اشعه ایکس و تصویربرداری با استفاده از آن منتشر شد، به آزمایش‌ها خود در زمینه تصویربرداری با استفاده از اشعه ایکس ادامه داد و برای این کار از یک لوله خلا تک ترمینال با انرژی بالا که با طراحی خود بود و در آن هیچ الکترودی وجود نداشت کرد. این لوله در واقع از سیم پیچ ساخته شده توسط تسلا بهره می‌برد.

تسلا در مسیر انجام تحقیقات خود، چندین مجموعه آزمایشی برای تولید اشعه ایکس ابداع کرد. در آن زمان تسلا معتقد بود که این ابزارهای ساخته شده توسط او می‌تواند پرتوهای کشف شده توسط رونتگن را با قدرتی بسیار بیشتر از آنچه که با استفاده از دستگاه‌های معمولی قابل دستیابی است، تولید کند.

دستگاه‌های ساخته شده توسط تسلا خطراتی داشتند و او هم به خطرات کار با مدار خود و دستگاه‌های تک گره تولید اشعه ایکس اشاره کرده بود. او در یادداشت‌های متعددی که در مورد خطرات احتمالی استفاده از دستگاه‌هایش وجود داشت، آسیب‌‌هایی که به پوست افراد وارد می‌شد را به موارد مختلفی نسبت داد. در واقع او در ابتدای مسیر معتقد بود که آسیب‌ها پوستی توسط پرتوهای رونتگن ایجاد نمی‌شوند، بلکه این آسیب‌ها ناشی از تولید اوزون تولید شده در تماس با دست و تا حد کمتری توسط اسید نیتروژن هستند. این اعتقاد از آنجایی ناشی می‌شد که تسلا معتقد بود که پرتوهای ایکس ری مانند امواجی که در پلاسما تولید می‌شوند، طولی است. این امواج پلاسما گفته شده می‌توانند در میدان‌های مغناطیسی بدون نیرو رخ دهند.

در تاریخ 11 جولای سال 1894، روزنامه نیویورک هرالد تریبون مقاله‌ای را در مورد تسلا منتشر کرد و در آن یادآور اتفاقاتی شد که در زمان انجام آزمایش‌های لوله‌های خلا تک الکترود رخ می‌داد شد. این روزنامه نوشته بود که یک ذره کوچک کاتد را می‌شکند، از آن خارج می‌شود و سپس به‌صورتی فیزیکی به او ضربه می‌زند:

تسلا می‌گوید که می‌تواند درد شدیدی را در جایی که این ذره وارد بدنش می‌شود و دوباره در جایی که از بدنش خارج می‌شود احساس کند. تسلا در مقایسه این ذرات با تکه‌های فلزی که توسط تفنگ الکتریکی خود به بیرون پرتاب می‌شود، گفت: «ذرات موجود در پرتو نیرو بسیار سریع‌تر از چنین ذراتی حرکت می‌کنند و در غلظت‌ها حرکت خواهند کرد.

کنترل از راه دور رادیویی

یکی دیگر از زمینه‌های فعالیت نیکولا تسلا، کنترل از راه دور اجسام به‌وسیله امواج رادیویی بود. او در سال 1898 یک قایق را که مجهز به کنترل رادیویی بود را در نمایشگاه برق مدیسون اسکوئر گاردن به عموم مردم نشان داد. تسلا این دستگاه خود را تلاتوماتون نامیده بود. تسلا برای آن که این ابداع خود را به مرحله تجاری‌سازی برساند، سعی کرد تا این قایق کنترلی را به‌عنوان نوعی اژدر رادیویی با ارتش ایالات متحده بفروشد، اما از آنجایی که ارتش این کشور علاقه آنچنان زیادی به این موضوع نداشت، اختراع تسلا را نخرید.

این کنترل رادیویی اجسام تا جنگ جهانی اول و حتی پس از آن، تا زمانی که تعدادی از کشورها این تکنولوژی را در برنامه‌های نظامی خود به کار ببرند، چیز بسیار تازه‌ای بود. به همین جهت، تسلا از فرصت استفاده کرد و در سخنرانی که در باشگاه تجاری شیکاگو داشت، این اختراع را به همه افراد حاضر در این نمایشگاه نشان داد.

حال به پایان قسمت اول از زندگی‌نامه نیکولا تسلا رسیده‌ایم. این مقاله در سه قسمت منتشر خواهد شد و می‌توانید از این لینک قسمت دوم از زندگی‌نامه او را مطالعه کنید.