Nikola Tesla (1856-1943), thiên tài về
điện hai chiều
1- Tuổi trẻ tại châu Âu.
Làng Smiljan và ngôi nhà bên cạnh nhà thờ
mà Nikola Tesla sinh ra đờ,. Cha ông là tu sĩ
Orthodox
Vào khoảng năm 1942, người ta thường thấy một ông
già gầy ốm, trầm lặng, với bộ y phục màu đen và một
túi đựng hạt ngũ cốc cho chim ăn, tới công viên Bryant
Park gần thư viện công lập New York. Ông già cô độc này là
Nikola Tesla, một thiên tài về điện lực, một nhà kỹ
thuật của nhân loại. Tesla đã sống cả một cuộc đời
không vợ con, thiếu bạn bè, để hiến thân cho Khoa Học.
Vào mùa đông, Tesla thường tìm vui trong việc chăm sóc
vài con chim bồ câu gẫy cánh trong căn phòng của mình. Ông
ngắm chúng hàng giờ mà không biết chán. Thú vui đơn giản
này đã tới với Tesla khi ông mới được 6 tuổi. Khi đó,
cậu bé Nikola đã quá ham mê chim bồ câu đến nỗi vào ngày
dọn nhà đi nơi khác, cha mẹ cậu không biết rõ cậu mải
chơi ở đâu nên cả gia đình đã bỏ sót cậu lại.
Nikola Tesla ra đời vào năm 1856 tại làng Smiljan, miền
Croatia khi đó thuộc Đế Quốc Ao. Nikola có một người anh
thần đồng nhưng yểu mệnh, cậu thường thua kém anh về
nhiều phương diện nên cậu đã phải cố gắng về mọi
mặt. Cha của Nikola là một tu sĩ, ông ta quyết định cho
cậu nối nghiệp của mình nhưng Nikola lại chịu ảnh hưởng
của mẹ. Bà mẹ này tuy học vấn không cao nhưng lại có tài
sáng chế và đã cải tiến nhiều vật dụng dùng trong nhà
cũng như các nông cụ.
Ngay từ thuở thiếu thời, Nikola đã tỏ ra có năng
khiếu về cơ khí. Cậu đã từng phát minh ra một thứ máy
móc nhỏ chuyển vận bằng 16 con bọ hung. Cậu đã từng làm
ra nhiều súng hơi và đã bán súng cho các bạn để lấy
tiền nhưng công việc khai thác thương mại này không kéo dài
được lâu : thứ súng do Nikola chế tạo đã là nguyên nhân
khiến cho nhiều cửa kính trong làng bị bắn vỡ, vì vậy
cha cậu đã đóng cửa vĩnh viễn "cửa hàng" của
cậu.
Nikola rất yêu thích đọc sách. Nhiều đêm cậu mê
mải với sách vở đến nỗi quên cả ngủ. Cha cậu đã
phải giấu hết đèn nến nhưng Nikola lại đổ lấy nến để
dùng.
Năm 1863, cha của cậu Nikola phụ trách một ngôi giáo
đường tại thành phố Gospic. Cậu bé từ đây xa cách
miền Smiljan và bắt đầu làm quen với đời sống thành
thị. Nhưng dù ở đâu, Nikola vẫn tỏ ra có năng khiếu về
máy móc. Lúc bấy giờ một công ty chữa lửa mới được
thành lập. Trong ngày khai trương, các viên chức lớn của
thành phồ đọc diễn văn và tiếp theo là cuộc trình diễn
chiếc máy bơm nước mới. Lệnh bắt đầu cuộc biểu
diễn được ban ra : mỗi bên 8 nhân viên lực lưỡng điều
khiển chiếc vòi rồng rất nhịp nhàng nhưng chẳng thấy nước
phun ra. Trước tình trạng nguy ngập này, Nikola khi đó đang
đứng coi các người lính chữa lửa làm việc, liền nhẩy
ngay xuống sông. Trong khoảng khắc, cậu Nikola đã ý thức
được cách cơ hành của chiếc máy bơm và không đầy
10 giây đồng hồ, cậu đã tìm ra chỗ gây trở ngại. Máy
bơm nước lại vận chuyển và nước vọt ra như suối.
Buổi trình diễn thành công vẻ vang. Nikola được các nhân
viên chữa lửa công kênh lên vai và dân chúng đứng chung
quanh vỗ tay khen ngợi.
Khi theo học tại Carlstadt, xứ Coatia, Nikola ở trọ
tại nhà của một người cô. Bà này rất khắc nghiệt, tưởng
rằng đứa cháu gầy ốm sẽ không ăn được nhiều nên
Nikola thường bị đói khát. Thêm vào đó, vùng cậu cư
ngụ lại lắm muỗi độc nên chẳng bao lâu Nikola mắc
bệnh sốt rét. Nhưng chính trong hoàn cảnh suy kém về sức
khỏe này, Nikola được biết tới một dụng cụ thí
nghiệm về điện học và chính vật dụng này đã quyết định
tương lai của cậu.
Nguyên trong phòng thí nghiệm, một vị giáo sư vật lý
đã sáng tạo ra một thứ động cơ chuyển vận được khi
nối với một máy phát điện một chiều, hiện tượng này
khiến cho Nikola suy nghĩ trong nhiều năm nhưng mặc dù có năng
khiếu về cơ khí, Nikola vẫn bị cha bắt buộc phải nối
nghiệp tu hành. Cậu biết rằng không còn cách nào khác hơn
là vâng lời cha.
Khi mùa hè tới, Nikola trở lại tỉnh Gospic thì bệnh
dịch hạch cũng lan tới vùng này. Vào thời đó, người ta
cho rằng không khí đã làm lan truyền bệnh dịch và vì phương
pháp ngừa bệnh không được áp dụng chu đáo, nên chẳng
bao lâu tới lượt Nikoloa bị nằm liệt giường. Lúc này,
cha cậu thường săn sóc bên con và chính trong lúc bệnh tình
gần như tuyệt vọng, Nikola đã nói với cha : "Có lẽ
con sẽ khỏi, khi đó xin cha cho phép con theo học ngành kỹ sư
điện". Vì thương con, ông Nikola vui vẻ nhận lời :
"Con sẽ theo học tại một trường danh tiếng
nhất". Rồi không hiểu tại sao, Nikola bình phục trong
một thời gian ngắn khiến cho các y sĩ điều trị phải
ngạc nhiên.
Sau khi khỏi bệnh, Nikola được cha cho đi tĩnh dưỡng
một năm trường tại miền núi nhưng trong khoảng thời gian
này, cậu đã lén lút đọc hết sách này tới sách kia.
Trong đầu óc của cậu đã nẩy sinh ra rất nhiều dự
kiến phát minh. Cậu đã phác họa cách dùng chuyển động
của trái đất vào việc chạy máy. Rất nhiều ý tưởng táo
bạo đã đến với cậu và hầu như là khả năng suy tư
về máy móc của Nikola không có giới hạn.
Năm 19 tuổi, Nikola Tesla theo học trường kỹ thuật ở
Gratz, thuộc nước Ao. Tới lúc này, Nikola cố gắng chứng
tỏ cho cha mẹ thấy rằng các người đã chọn đúng ngành
cho chàng. Vì vậy người ta thường thấy chàng thanh niên này
đọc sách từ 3 giờ sáng tới 11 giờ đêm và một vị Giáo
Sư của trường đã phải biên thư cho ông Nikola thúc dục
ông sớm mang con trai về nhà trước khi chàng chết vì lao
lực.
Bước lên năm thứ hai, Nikola mới được dịp tỏ rõ
thiên tài của mình. Năm đó, nhà trường mới mua từ Pháp
về một máy Gramme dùng dòng điện một chiều. Máy được
một vị giáo sư vật lý trình bày cho cả lớp quan sát,
mọi người đều nhận thấy một khuyết điểm lớn không
sửa chữa được của máy, đó là các tia lửa sẹt ra. Sau
khi xem xét kỹ càng máy Gramme, Nikola thấy rằng chiếc chổi
tiếp xúc (brush commutator) là nguyên nhân của các tia lửa, vì
vậy chàng đề nghị rằng phải loại bỏ thứ chổi đó và
nếu thế, chiếc máy này sẽ đơn giản hơn lại dùng được
cho cả dòng điện hai chiều. Nhưng ý tưởng của Nikola đã
bị cả lớp nhao lên phản đối và chính Giáo Sư Poeschl cũng
phải công nhận: "Anh Tesla có thể làm được nhiều
việc lớn, nhưng đối với chiếc máy này, chắc chắn
rằng anh không thể cải tiến được".
Khi bày tỏ ý kiến trên với các bạn cùng lớp, Nikola
chưa có các ý tưởng về cách chế tạo một động cơ điện
không chổi, nhưng chàng biết chắc rằng sau này, phải có
một thứ máy như vậy và chàng quyết định tìm cách thực
hiện ý nghĩ. Trong 6 năm trời, Nikola luôn luôn học hỏi các
kiến thức mới về máy Gramme.
Sau khi rời tỉnh Gratz, Nikola theo ngành học kỹ sư
trong một năm rồi tới Đại Học Prague và học nốt chương
trình đó trong một năm nữa. Tới giai đoạn này, Nikola
thấy rằng chàng phải tự túc mà không được sống nhờ vào
cha mẹ, vì vậy chàng xin việc làm trong một công ty điện
thoại tại Budapest. Ban ngày làm việc kiếm tiền, ban đêm
Nikola giành thời giờ vào việc tìm hiểu chiếc động cơ mà
chàng hằng mơ tưởng.
Từ lâu, nhiều nhà phát minh đều công nhận rằng động
cơ đơn tướng (single-phase a.c. motor) bị giới hạn rất
nhiều. Vì vậy Nikola đã dùng trực giác áp dụng vào việc
hoàn thành một động cơ đa tướng (polyphase) và nhờ vậy,
đã tìm thấy rằng không có một giới hạn nào đối với
thứ động cơ này. Trước kia khi dùng dòng điện một
chiều, người ta không thể chế tạo được một động cơ
mạnh hơn 200 mã lực, nhưng về sau nhờ phát minh của Tesla,
các động cơ đa tướng dùng dòng điện hai chiều đã vượt
quá sức mạnh 40,000 mã lực.
Nikola Tesla bắt đầu mua dụng cụ và chế tạo thứ động
cơ mới này khi ông định cư tại Strassbourg, miền Alsace
của nước Pháp. Nhờ nguyên tắc của Tesla, người ta có
thể làm được nhiều loại máy lớn phát ra dòng điện 2
chiều cũng như rất nhiều động cơ xử dụng thứ điện
đó. Nikola đi tìm người bỏ vốn nhưng các nhà tư bản châu
Au thường hay bi quan. Họ không muốn đầu tư vào một chương
trình nào mà kết quả chưa rõ ràng. Chính trong lúc chưa tìm
ra người thành lập công ty, Nikola đã gặp một người
bạn cũ là kỹ sư Charles Bachellor. Ong này khuyên Nikola nên
sang Hoa Kỳ và làm việc cho "ông chủ" Edison. Nikola
nhận lời và mua vé tầu qua nước Mỹ năm 1884.
2- Cuộc sống tại Hoa Kỳ.
Hai năm về trước, Thomas Edison đã thực hiện một chương
trình mắc điện cho vài trăm tòa nhà tại New York. Edison là
một nhà phát minh tự học, tính tình rất bình dị, nhưng
ông ta hay gắt gỏng và nghi ngờ tài năng cũng như học
vấn của những người tốt nghiệp từ những trường đại
học. Vì vậy khi nhìn thấy dáng điệu thư sinh và đẹp mã
của Nikola Tesla, ông già Edison đã trao cho chàng một nhiệm
vụ khó khăn, đó là xem xét hệ thống điện trên con tầu
thủy Oregon hiện đang trì hoãn chuyến ra khơi vì bình phát
điện bị hư hỏng, trong khi bộ phận này lại được đặt
tại giữa các thành phần khác nên rất khó tháo ra.
Buổi chiều hôm đó, sau khi được các thủy thủ đưa
đi xem tầu, Nikola Tesla đã tìm ngay ra nguyên nhân và sửa
chữa chỗ hư hỏng vào buổi tối. 5 giờ sáng hôm sau, lúc
gặp lại Edison, Tesla trình rằng chàng đã hoàn tất việc
sửa chữa và hệ thống đèn trên tầu Oregon đã cháy sáng
trở lại. Điều này làm cho Edison hết sức kinh ngạc.
Nikola Tesla nghiên cứu các dynamo cung cấp dòng điện
một chiều của Edison và thấy rằng có thể thêm vào đó
nhiều cải tiến. Edison bảo Tesla: "Cứ làm thử đi,
nếu được, sẽ có 50,000 mỹ kim trong đó".
Sau nhiều tháng trường nghiên cứu, Tesla đã chế tạo
được nhiều kiểu mẫu dynamo mới và khi hỏi ông Thomas
Edison về số tiền thưởng thì "ông già" lại trả
lời rằng: - "Anh không hiểu gì về sự khôi hài của
người Mỹ". Đối với người châu Au, tiền bạc không
phải là chuyện đùa, nên Tesla đã xin từ chức. Từ đó
về sau, Tesla rất ghét nghe đến tên Edison!
Sau đó, Tesla nhận làm phụ tá cho ông A.K. Brown thuộc
Công Ty Western Union Telegraph, rồi cùng với một người
bạn, lập ra Công Ty Tesla Electric. Trong phòng thí nghiệm
của ông trên đại lộ South Fifth, bây giờ gọi là West
Broadway, không xa phòng thí nghiệm của Edison, Tesla đã thực
hiện được nhiều kiểu máy phát điện (generator) sản
xuất dòng điện hai chiều, cũng như các máy biến điện và
động cơ dùng thứ điện mới này.
Tesla đã gửi một động cơ mới tới Giáo Sư W.A.
Anthony, một người rất có thẩm quyền về Khoa Học. Sau
khi thử máy, vị Giáo Sư này đã phải viết một bài tường
thuật để ca ngợi nhà phát minh. Tesla liền phổ biến một
số vật dụng khác do ông sáng chế. Tất cả các sáng tạo
này đã làm cho giới kỹ thuật ngạc nhiên. Người ta đã
mời ông diễn thuyết trước Viện Kỹ Sư Điện Lực Hoa
Kỳ (The American Institute of Electrical Engineers).
Ngày 11 tháng 5 năm 1888, khi Nikola Tesla trình bày các ý
tưởng mới của mình thì những kiến thức này đã làm lay
chuyển tới tận gốc rễ nền kỹ nghệ điện lực, khi đó
vẫn còn thô sơ. Khi các ý tưởng của Tesla được phổ
biến thì không đầy một tháng sau, George Westinghouse, vốn là
người trông xa, thấy rộng, đã trả cho công ty của Tesla
một triệu mỹ kim để mua lại các bằng sáng chế và thuê
nhà phát minh Tesla tới Pittsburg làm giám sát cho kế hoạch
chế tạo các dụng cụ mới. Nhưng vào thời bấy giờ,
rất ít kỹ sư điện quen với dòng điện hai chiều. Họ không
tin tưởng vào thứ điện này vì cao thế của nó và họ
lại cho rằng thứ điện hai chiều khi đi qua các đường dây
sẽ là mối đe dọa cho dân chúng. Để làm sáng tỏ vấn đề
này, Tesla đã để dòng điện hàng triệu Volt đi qua thân
thể của mình khiến cho mọi người phải kinh ngạc và cho
rằng nhà phát minh có tài quỷ thuật. Trong khi đó Edison
lại bảo vệ các quyền lợi từ dòng điện một chiều
của ông.
Vì việc chuyền dòng điện một chiều đòi hỏi dòng
điện phải thật mạnh, rồi sự mất nhiệt đã làm giảm
dần tầm chuyền điện đi xa, nếu thế, người ta phải tăng
thêm đường kính của dây điện, điều sau này khiến cho
không làm sao có đủ chất đồng để thực hiện các hệ
thống dây. Vì vậy chỉ có dòng điện 2 chiều cao thế
mới có thể giải quyết được ngõ bí này, và nhiều nhà
khoa học khác phải công nhận rằng phát minh của Nikola
Tesla là một thứ rất cần thiết cho sự phát triển kỹ
nghệ điện lực về sau. Một cuộc tranh chấp đã kéo dài
trong nhiều năm nhưng rồi Tesla đã thắng.
Cuối cùng, thành công huy hoàng nhất của Nikola Tesla là
công trình kỹ thuật của ông trong Hội Chợ Thế Giới
Chicago tổ chức vào năm 1893. Đây là lần đầu tiên một
hội chợ quốc tế được thắp sáng rực rỡ bằng 92,622 bóng
đèn do 12 máy phát điện đa tướng (polyphase) do Tesla chế
tạo. Ba năm sau, khi các máy phát điện Westinghouse đặt
tại Thác Nước Niagara gửi điện tới Buffalo cách đó 25
dặm thì các người phản đối dòng điện hai chiều mới
chịu im lặng.
Nhờ lợi tức của nhiều bằng phát minh, Nikola Tesla có
thể đắm mình trong phòng thí nghiệm và trong các công trình
khảo cứu khác. Ong trở nên con người khắc khổ, khó tính,
vừa bí ẩn, vừa hồ nghi, và vì quá chuyên tâm vào nghiên
cứu, ông hoàn toàn không để ý tới sự yêu đương. Người
ta còn kể lại rằng có một lần, nữ kịch sĩ lừng danh
Sarah Bernhardt đánh rơi khăn tay gần ông nhưng Tesla đã
nhặt khăn trả lại người đẹp mà chẳng buồn nói lên
một tiếng. Và hơn nữa, ông còn chủ trương cần tới hàng
ngàn thợ giỏi không biết tới ái tình mà chỉ biết lo làm
việc!
Nikola Tesla có thói kỳ dị về ăn uống. Ong thường
bắt người đấu bếp làm các món ăn theo ý của ông và ông
cũng dùng vài thứ rượu riêng nhưng mỗi ngày vào đúng 10
giờ đêm, Tesla đứng phắt lên và trở về phòng thí
nghiệm. Ong đã làm nhiều thí nghiệm về các ống chứa đầy
khí, các khảo cứu này dần dần đưa tới sự phát minh ra
đèn ống huỳnh quang. Nikola Tesla cũng đã thí nghiệm về
một số dụng cụ truyền thanh và họa kiểu loại bóng đèn
điện tử (electronic tube) để dùng làm bộ phận phát hiện
(detector) trong hệ thống vô tuyến, công trình này đã đi trước
Lee De Forest 20 năm. Trong các năm từ 1891 tới 1893, ông đã
diễn thuyết trước hàng ngàn kỹ sư và khoa học gia của
Hoa Kỳ và châu Au.
Năm 1893, Tesla là người đầu tiên nói về nguyên tắc
điều hưởng ở máy vô tuyến điện (radio tuning). Ong cũng
phác họa về hệ thống phát thanh. Một phát minh đáng kể
nữa của Tesla là một bộ phận biến thế cho tần số cao
(high frequency transformer) và được gọi là "cuộn
Tesla" (Tesla coil). Tesla còn chế ra một thứ đồng hồ
vận tốc của xe hơi và đã nghiên cứu về hóa học.
Năm 1898, Nikola Tesla trở nên công dân Hoa Kỳ và thành
công trong việc lắp ráp một chiếc thuyền nhỏ điều
khiển bằng vô tuyến điện. Công trình này đã mở đường
cho loại phi cơ và phi đạn điều khiển từ xa. Ong còn báo
trước về sự phóng năng lượng nguyên tử.
Về già, Tesla vẫn theo đuổi các chương trình nghiên
cứu vừa vĩ đại, vừa táo bạo. Ong được John Jacob Astor
trợ giúp trong việc thiết lập một phòng thí nghiệm trên
miền núi Colorado để trắc nghiệm các sáng chế. Lý
thuyết của ông về kế hoạch này rất phức tạp nhưng nói
một cách vắn tắt, ông trù tính nạp điện bằng một
thứ điện lượng địa cầu và đã thành công trong việc
thắp sáng các bóng đèn và chạy các động cơ nhỏ ở cách
xa phòng thí nghiệm hơn 15 dặm.
Năm 1902, J.P. Morgan lại trợ cấp Tesla trong việc xây
dựng một chiếc tháp cao 50 mét tại Shoreham, thuộc Long
Island. Với đài cao này, Tesla dự tính dùng làm nơi phát
thanh và truyền lực vô tuyến nhưng về sau, vì sự khó khăn
tài chính và sự chậm trễ của nhà thầu, việc thực
hiện chiếc tháp bị dở dang.
Trong thời gian cư ngụ tại Hoa Kỳ, Nikola Tesla vẫn
nhận được tiền trợ cấp của chính phủ Nam Tư. Ong sinh
sống rất khắc khổ và ăn uống tiết chế, thường gồm
sữa bò và rau tươi và cả tuần lễ ở trong một căn phòng
có nhiệt độ 32 độ C, vì ông tin tưởng rằng nhờ nguyên
tắc này, ông có thể thọ tới 150 tuổi.
Càng về già, Nikola Tesla càng nói về những sự kiện
khoa học quá bí ẩn và mơ hồ, chẳng hạn như sức vũ
trụ (cosmic force), như những tia sáng có thể giết chết hàng
triệu người và làm hư hỏng động cơ của máy bay cách xa
hàng trăm dặm. Vì thế một nhà báo phải nói rằng
"nếu điều này do một người khác không phải là
Nikola Tesla thì tôi phải kết luận rằng hắn ta điên".
Mặc dù vậy, các nhà chế tạo cơ khí vẫn e ngại rằng
biết đâu các ý tưởng do trực giác của Tesla sẽ có thể
giúp họ làm ra được những máy móc đáng giá bạc triệu.
Ít người biết được những ngày cuối đời của
Nikola Tesla. Sáng ngày 7 tháng 1 năm 1943, người ta đã thấy
ông từ trần trong một căn phòng cô đơn tại thành phố
New York. Nhà phát minh được đất nước Nam Tư tưởng
nhớ bằng Viện Bảo Tàng Tesla xây dựng tại thành phố
Belgrade. Năm 1956, một đơn vị cường độ từ trường
trong mét hệ được gọi bằng tên "Tesla" để vinh
danh vị thiên tài về dòng điện hai chiều.
Nikola Tesla là một thiên tài kỹ thuật của thế kỷ
20. Nếu không có các phát minh của ông, ngày nay các thành
phố lớn như Chicago hay New York đang phải dùng tới hàng ngàn
máy phát điện, mỗi cơ xưởng lại phải trang bị nhiều máy
phát điện riêng còn tại miền quê Hoa Kỳ, biết đâu dân
chúng vẫn còn dùng các ngọn đèn dầu hỏa và đã không có
cả các nhà máy thủy điện. Thiếu điện lực, việc sản
xuất về kỹ nghệ, về thực phẩm... sẽ bị giới
hạn trong các phạm vi nhỏ hẹp và nền văn minh của nhân
loại cũng bị ảnh hưởng nặng nề./. Bài đọc
thêm nơi nguồn:
http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/tesla.htm
©
http://vietsciences.free.fr Phạm
Văn Tuấn |