Những Phát Minh Của Tesla: Thực Tế Hay Hư Cấu?

Nikola Tesla đã là một biểu tượng của văn hóa đại chúng, một biểu tượng của nhà khoa học thiên tài và lập dị, của nhà phát minh đi trước thời đại và bị hiểu lầm. Sách và phim

Nikola Tesla đã là một biểu tượng của văn hóa đại chúng, một biểu tượng của nhà khoa học thiên tài và lập dị, của nhà phát minh đi trước thời đại và bị hiểu lầm.

Sách và phim tài liệu kể lại tiểu sử thú vị của Tesla, người cũng xuất hiện như một nhân vật hư cấu trong phim và truyện trông. Nhân vật thần thoại về ông ấy được củng cố, đó là hình ảnh một siêu ông hùng khoa học đối mặt với nhân vật phản diện Edison.

Nhưng có phải tất cả những phát minh được gán cho Tesla là có thật? Chúng tôi xem xét những thành tựu cá nhân tuyệt vời của ông ấy, những đóng góp của Tesla cho những tiến bộ chung và những ý tưởng đầy tham vọng mà ông ấy chưa bao giờ xoay sở để đưa vào thực tế.

1. Cuộn dây Tesla

Ở tuổi 35, Nikola Tesla đã đăng ký vào năm 1891, mẹ đẻ của hơn 300 bằng sáng chế, cái mà ngày nay chúng ta gọi là ‘cuộn dây Tesla’: Một máy biến áp điện được tạo thành từ một số mạch cộng hưởng được ghép nối.

Bản thân nhà phát minh đã sử dụng các biến thể khác nhau của cuộn dây này làm cơ sở cho vô số thí nghiệm tiếp theo, trong đó ông nghiên cứu các hiện tượng như lân quang hoặc tia X, đồng thời khám phá những khả năng mới cho chiếu sáng điện và truyền tải điện không dây.

Mặc dù cuộn dây Tesla đã được sử dụng thương mại trong các thế hệ máy điện báo vô tuyến đầu tiên, nhưng ngày nay việc sử dụng chúng chỉ giới hạn trong lĩnh vực giải trí.

Chúng là những thiết bị rất phổ biến trong các viện bảo tàng khoa học, vì chúng tạo ra những tia lửa điện và phóng điện ngoạn mục, và thậm chí còn được điều chỉnh để hoạt động như một nhạc cụ.

Bí mật là họ tạo ra dòng điện xoay chiều có điện áp cao, tần số cao và cường độ thấp: Hiểu được cuộn dây Tesla sẽ cung cấp một số chìa khóa cơ bản để biết cách thức hoạt động của điện.

2. Bộ khuếch đại máy phát

“Trong tất cả các phát minh của tôi, tôi chắc chắn rằng, máy phát khuếch đại sẽ là thứ quan trọng và có giá trị nhất đối với các thế hệ tương lai”, Nikola Tesla tuyên bố trong cuốn tự truyện của mình.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi ông đã thiết kế phiên bản tiên tiến này cho cuộn dây Tesla của mình để thực hiện các thí nghiệm nhằm tìm kiếm giấc mơ vĩ đại của mình: Loại bỏ dây cáp viễn thông và truyền tải điện.

Tesla, trong phòng thí nghiệm của ông ở Colorado Springs, bên cạnh máy phát khuếch đại của ông (1899). Ảnh: Dickenson V. Alley/Tạp chí thế kỷ

Năm 1899, Tesla đã chế tạo, trong phòng thí nghiệm Colorado Springs của mình (nơi ông chuyển đến từ New York), một máy phát khuếch đại có đường kính hơn 15 mét, có khả năng tạo ra dòng điện cực cao (lên đến 4 triệu vôn) và các tia sét phóng điện, dài đến 40 mét.

Tesla đã sử dụng 100.000 đô la do một nhà đầu tư cung cấp cho các cơ sở đó cho một mục đích khác, để phát triển một hệ thống chiếu sáng công cộng mới.

Và sau 9 tháng thử nghiệm, Tesla nghĩ rằng mình đã thành công trong việc truyền điện mà không cần dây dẫn và tiến thêm một bước tới giấc mơ không dây của mình.

3. Hệ thống không dây toàn cầu

Được khuyến khích bởi kết quả thí nghiệm của mình ở Colorado Springs, Tesla quay trở lại New York và vào cuối năm 1900 đã thuyết phục chủ ngân hàng JP Morgan tài trợ cho việc xây dựng một trạm viễn thông không dây (tháp Wardenclyffe) để truyền thông điệp đến thế giới, vượt Đại Tây Dương trước đối thủ Guglielmo Marconi.

Tòa tháp và phòng thí nghiệm của Nikola Tesla tại Wardenclyffe, năm 1902. Ảnh: Tesla Universe

Marconi đang thử với một máy điện báo vô tuyến. Tesla muốn làm điều đó với một công nghệ mới và tham vọng của ông đã khiến ông đưa ý tưởng truyền tải điện không dây vào hệ thống. Nhưng Morgan không muốn cung cấp thêm kinh phí cần thiết và tháp Wardenclyffe đã bị bỏ hoang vào năm 1906, chưa bao giờ đi vào hoạt động.

Tesla mong muốn mang điện và thông tin liên lạc đến mọi nơi trên thế giới, với một mạng lưới khoảng 30 trạm không dây sẽ sử dụng chính trái đất và bầu khí quyển của nó để dẫn điện thông qua một loại sóng đứng mới mà ông tuyên bố đã phát hiện ra.

Trong nhiều thập kỷ, ông không ngừng tranh luận rằng, hệ thống của mình ưu việt hơn hệ thống của sóng vô tuyến. Nhưng sự thật là nó chưa bao giờ được chứng minh là đã truyền điện mà không cần dây cách xa vài mét.

4. Máy móc hiệu quả hơn

Để kỷ niệm sinh nhật lần thứ 50 của ông, vào năm 1906, Tesla đã trình diễn một loại tua-bin không cánh mà ông dự định sử dụng để cạnh trông về hiệu quả với động cơ pít-tông.

Năm 1913, ông được cấp bằng sáng chế cho phát minh này (chưa bao giờ được phát triển thương mại) với mong muốn áp dụng nó vào việc sử dụng năng lượng địa nhiệt.

Tua bin của Tesla với phần trên không được che đậy. Nguồn: Walter Hines

Nhiều năm trước, ông đã được cấp bằng sáng chế cho một máy phát điện, bộ tạo dao động Tesla, để thay thế các động cơ hơi nước kém hiệu quả sau đó được sử dụng để sản xuất điện.

Nhưng phát minh của ông đã bị các tuabin hơi nước hiện đại vượt mặt về hiệu suất. Thử nghiệm với một phiên bản nhỏ của bộ tạo dao động, Tesla tuyên bố đã đạt đến tần số cộng hưởng trong tòa nhà của mình, khiến những người hàng xóm của ông phải gọi cảnh sát vì bị rung lắc và chấn động.

Một phiên bản khác của câu chuyện kể rằng nhà văn Mark Twain (một người bạn của Tesla) đã trải qua tác dụng nhuận tràng mạnh mẽ do sự rung động của bộ dao động.

Và tại bữa tiệc sinh nhật lần thứ 79 của mình, Tesla đã nói với báo chí rằng bộ tạo dao động của ông, nó có thể lật đổ Empire State hoặc thậm chí chia đôi lớp vỏ trái đất.

Nó thường được gọi là ‘cỗ máy động đất của Tesla’, mặc dù vào năm 2006, một phiên bản hiện đại của bộ tạo dao động đã thất bại trong việc gây ra các rung động lớn khi đưa vào thử nghiệm trên chương trình truyền hình “MythBusters”.

5. Dạy điện

Tin chắc về lợi ích của dòng điện xoay chiều, Tesla thậm chí còn phát triển phiên bản rèn luyện trí não của riêng mình, đưa ra giả thuyết rằng việc áp dụng dòng điện vào não sẽ kích thích trí thông minh, “giống như cách nó kích thích sự phát triển của thực vật”.

Năm 1912, Tạp chí điện lực phổ thông đã công bố kế hoạch của ông về việc áp dụng một loại xoa bóp phân tử cho học sinh, sử dụng dòng điện tần số cao, để tạo điều kiện thuận lợi cho việc học và thậm chí “biến những học sinh vụng về thành những học sinh thông minh, làm bão hòa các lớp học bằng sóng điện cực nhỏ”.

Dự án mà Tesla dự định cải thiện trình độ học vấn và sức khỏe của học sinh bao gồm việc đi dây cẩn thận trên các bức tường của lớp học mà học sinh không thể nhận ra.

William H. Maxwell, giám đốc trường học New York lúc bấy giờ, ban đầu đã đồng ý cho kế hoạch của Tesla, mặc dù thử nghiệm đó chưa bao giờ thành hiện thực.

6. Đèn Neon

Một trong những phát minh vĩ đại khác được cho là của ông là đèn Neon, mà theo nhiều tài liệu tham khảo, Tesla đã trình diễn tại Hội chợ thế giới Chicago (1893). Tuy nhiên, mãi đến năm 1898, khí Neon mới được phát hiện và chiếc đèn Neon đầu tiên được giới thiệu bởi người Pháp Georges Claude tại Paris Motor Show năm 1910.

Các biển hiệu được chiếu sáng mà Tesla trình bày tại Hội chợ thế giới Chicago năm 1893. Ảnh: Hiệp hội Tesla

Nikola Tesla là người tiên phong trong việc phát triển đèn phóng điện khí. Và tất nhiên ông là một trong những người đầu tiên áp dụng phát minh này để tạo ra các biển báo được chiếu sáng bằng cách uốn cong các ống chứa khí.

Mặc dù những chiếc đèn mà Tesla trình diễn vào năm 1893 không khả thi về mặt thương mại và cũng không phải là đèn Neon.

7. Chụp X-Quang

Thử nghiệm với các ống phóng điện, năm 1894 Tesla nhận ra rằng “bức xạ vô hình” xuất hiện và làm hỏng phim ảnh được cất giữ gần đó. Ông tiếp tục điều tra dòng này nhưng các ghi chú, dụng cụ và nỗ lực của ông đã bị mất trong một vụ hỏa hoạn trong phòng thí nghiệm của ông vào tháng 3 năm 1895.

Cuối năm đó, Wilhelm Röntgen, người Đức, tuyên bố rằng ông đã phát hiện ra tia X, bằng cách thử nghiệm với một ống của Crookes tương tự như cái được sử dụng bởi Tesla.

‘Đồ thị bóng’ của một bàn chân trong giày, do Tesla thu được vào năm 1896. Ảnh: Bảo tàng Tesla

Sau thông báo của Röntgen, Tesla đã dễ dàng thiết kế hệ thống tia X của riêng mình. Ông cũng thu được một số hình ảnh đầu tiên về cơ thể con người bằng tia X, cái mà ông gọi là “đồ thị bóng tối”, gây ấn tượng với chính Röntgen, người phát minh ra tia X, về chất lượng và mức độ chi tiết của chúng.

Tesla chưa bao giờ thảo luận về khám phá của mình với người Đức. Và nếu không vì vụ hỏa hoạn đáng tiếc đó, có lẽ ông đã là người đầu tiên phát hiện ra tia X và giành giải Nobel năm 1901. Tesla quả thực là người tiên phong có những đóng góp quan trọng cho sự phát triển của tia X.

8. Động cơ cảm ứng

Vào tháng 5 năm 1888, Nikola Tesla đã xuất bản một bài báo khoa học, trong đó ông trình bày chi tiết hoạt động của thứ sẽ là thành công lớn nhất của ông với tư cách là một nhà phát minh: Động cơ cảm ứng xoay chiều, với những ưu điểm vượt trội so với động cơ điện một chiều. Nguyên tắc hoạt động của nó là tạo ra chuyển động trong động cơ thông qua từ trường quay, được tạo ra bởi dòng điện xoay chiều nhiều pha.

Mô hình động cơ cảm ứng ban đầu của Tesla (1887). Ảnh: Bảo tàng Khoa học

2 tháng trước, Galileo Ferraris của Ý đã giới thiệu động cơ cảm ứng của riêng mình, độc lập với cùng một công nghệ tiên tiến. Ông trùm George Westinghouse, người đang phát triển ứng dụng thương mại của dòng điện xoay chiều, đã quan tâm đến cả 2 thiết kế và cuối cùng quyết định rằng bằng sáng chế của Tesla có cơ hội tốt hơn.

Westinghouse đã chọn động cơ cảm ứng của mình để cạnh trông với General Electrics và Thomas Edison trong cái gọi là ‘Cuộc chiến của các dòng điện’.

Đây là lý do tại sao Tesla thường được coi là nhà phát minh ra động cơ cảm ứng, mặc dù ông phải chia sẻ vinh dự đó với Ferraris; một điều gì đó rất phổ biến trong lịch sử khoa học, vì những tiến bộ vĩ đại như thuyết tiến hóa, bảng tuần hoàn hóa học hay điện thoại được phát triển độc lập và gần như đồng thời bởi những người khác nhau, những người dựa trên những ý tưởng trước đó của các nhà nghiên cứu khác.

9. Bán kính

Ý kiến ​​cho rằng Tesla là “nhà phát minh thực sự của đài phát vô tuyến” đang lan rộng. Tuy nhiên, truyền thông vô tuyến là một trong những công trình tập thể đó, được phát triển với sự đóng góp của nhiều nhà khoa học và kỹ sư: Từ những người đã khám phá ra bằng thực nghiệm mối quan hệ giữa điện và từ (Ørsted, Ampère, Henry và Faraday), đến người đã thống nhất cả 2 hiện tượng với lý thuyết của ông về điện từ (Maxwell) hoặc theo đó, ông đã đạt được sự truyền sóng điện từ đầu tiên (Hertz, năm 1887).

Marconi đã sử dụng một số bằng sáng chế của Tesla trên máy điện báo vô tuyến năm 1901. Ảnh: The World’s Work

Và Guglielmo Marconi đã dựa vào các sóng vô tuyến này (còn gọi là Hertzian) để thiết kế vào năm 1896 chiếc máy điện báo không dây đầu tiên có khả năng truyền tín hiệu trên một khoảng cách xa, từ điểm này đến điểm khác nằm cách xa vài km.

Marconi được coi là người phát minh ra đài phát thông vì thành tích đó và cũng vì đã thực hiện liên lạc đầu tiên bằng điện báo vô tuyến qua Đại Tây Dương (giữa Ông và Canada) vào năm 1901.

Tesla đang cạnh trông với Marconi để đạt được mục tiêu khoa học này, nhưng hệ thống của ông không sử dụng sóng vô tuyến.

Trên thực tế, Tesla nghi ngờ rằng sóng vô tuyến thực sự tồn tại; và trong mọi trường hợp, ông ấy nghĩ rằng nếu chúng tồn tại thì chúng chỉ có thể di chuyển theo đường thẳng, vì vậy chúng không thể được sử dụng để liên lạc đường dài.

Đó là lý do tại sao Tesla còn chưa kịp phát minh ra radio, bất kể Marconi đã sử dụng bao nhiêu trong máy điện báo vô tuyến của mình một số thành phần điện do Tesla cấp bằng sáng chế.

10. Điều khiển từ xa

Những phát minh vĩ đại của Tesla đã giúp cho việc sử dụng điện trong các gia đình trở nên khả thi. Những đóng góp của ông cho dòng điện xoay chiều (động cơ cảm ứng, hệ thống nhiều pha và máy biến áp) là rất cần thiết để Westinghouse thành công trong việc áp dụng công nghệ này chống lại dòng điện một chiều.

Cùng nhau, nhà phát minh và doanh nhân, họ đã đạt được một điều phi thường: Tạo ra điện ở thác Niagara (Mỹ) và đưa điện đến các hộ gia đình ở thành phố Buffalo gần đó vào năm 1896.

Kể từ đó, các thành phố nhông chóng được lấp đầy bằng dây cáp điện. Bước tiếp theo, giấc mơ không dây của Tesla, vẫn chỉ là một giấc mơ.

Hình minh họa Tesla tại cuộc biểu tình Madison Square Garden năm 1898. Ảnh: Khoa học phổ thông

Tesla đã không có bất kỳ đóng góp lớn nào cho công nghệ không dây. Đối với tất cả tài năng của mình, không thể làm điều đó nếu không hiểu cơ sở khoa học của hiện tượng.

Và Tesla đã không chấp nhận các nguyên tắc vật lý mới giải thích sự truyền xung điện qua không khí. Mặc dù không tin vào sóng điện từ, Tesla đã thiết kế một ứng dụng gây tò mò về những thứ này: Hệ thống điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến đầu tiên.

Cùng với ông ấy, vào năm 1898, ông ấy đã vận hành một chiếc thuyền nhỏ không dây tại một hội chợ điện, trước sự ngạc nhiên của một lượng khán giả chia rẽ giữa những người tin rằng Tesla có sức mạnh từ xa và những người đang tìm kiếm mánh khóe bên trong thuyền. Phát minh nhỏ của ông ấy là tiền thân của máy bay không người lái và điều khiển từ xa của TV.

Francisco Doménech viết cho Cửa sổ kiến thức

Scroll to Top