Miten Nikola Teslan loputtoman sähkön piti toimia?

Keksijä Nikola Tesla (1856–1943) uskoi löytäneensä loputtoman universaalin energian lähteen ja langattoman globaalin viestinnän muodon. Teemaa on käyty paljon läpi, mutta Teslan tieteellistä järkeilyä ei ole juurikaan tutkittu.

Olen aiemmin tutkinut Maxwellin sähkömagnetismiin liittyneitä tutkimuksia, joiden kautta sain idean ja lopulta kytköksiä Nikola Teslan keksintöihin. Pohdin, perustuiko universaalin sähkön idea Teslan kuvitelmiin vai oliko hänellä taustalla laajempaa tiedepohjaa.

Tesla tunnetaan AC- (alternating current) eli vaihtovirtasähköjärjestelmistä. Nykyisistä sähköjärjestelmistä valtaosa on Teslan AC-järjestelmän perustalle rakennettua. Edellisestä Edisonin DC-tasavirtajärjestelmästä on vain muutamia sovellutuksia käytössä. Tasavirrasta on jäljellä paristot, autojen tasavirtajärjestelmät ja suurjännitteiden siirrot, mutta valtaosa nykyisistä järjestelmistä, elektroniikasta ja tietoliikenteestä on Teslan vaihtovirran varassa.

Molemmissa järjestelmissä on omat käyttönsä, mutta maailma olisi hyvin erilainen ilman vaihtovirtaa. Tesla ei ainoastaan kehittänyt vaihtovirran konseptia, vaan myös sen siirtojärjestelmän, muuntajia ja käämejä. Hän patentoi 125 keksintöä, 309 rekisteröidyllä patentilla.

Tesla oli oman aikansa nero keksijä, mutta toisin kuin moni tieteilijä, hän myös lisäsi omaa mainettaan kirjoittamalla keksinnöistään lehdille laajasta kirjosta eri yhteiskunnallisia aiheita ja joskus scifimäisiltä tuntuvia ratkaisuja.

Aihe sisältää historiantutkimuksen kannalta tieteellisen kritiikin vaikeuden erottaa, mikä on jälkikäteen Teslan legendoihin lisättyä, mikä Teslan omia lehtijuttuja tai huhupuheita, ja mitkä Teslan tekoja. Eikä tekoja jää puuttumaan.

Teslalla oli paljon erilaisia pyrkimyksiä globaalista sähköjärjestelmästä, maailmanlaajuisesta langattomasta kommunikoinnista, kuoleman säteistä – aina loputtomaan energiaan saakka. Osa näiden keksintöjen luonteista on saanut lähes scifimäiset mittasuhteet jo Teslan elinaikana ja myöhemmin.

En ole kuitenkaan kirjoittamassa Teslan henkilökultista, elämästä tai kulttuurisista ja ekonomisista vaikutuksista, vaan valitsin aiheeksi yhden Teslan suurimmista ideoista, universaalin loputtoman sähkön. Tämä valtavat mittasuhteet saanut idea kehittyi pienemmistä kokeista aina J. P. Morganin rahoittamaan 150 000 dollarin (nykyarvossa noin 5,5 miljoonaa dollaria) koejärjestelyyn. Tesla rakennutti Wardenclyffen tornin löytääkseen mekanismin, jolla hän olisi saanut sekä välitettyä informaatiota langattomasti ympäri maailmaa että loputtomasti energiaa.

Molempien pyrkimysten tieteellisenä perustana ei ollut pelkät kuvitelmat, vaan Teslalla oli 1800-luvun lopun tieteellisen pohjan kannalta syytä olettaa, että hänen keksintönsä toimisivat. Tesla tukeutui maxwellilaisten tutkijoiden kuten Oliver Lodgen populaareihin kirjoituksiin maxwellilaisesta eetteristä. Hän ei esimerkiksi seurannut muiden alueen tutkijoiden töitä kuten Heavisiden vektorianalyysillä tehtyjä kaavoja tai FitzGeraldin matemaattisfysikaalista työtä.

Yksi syy tälle oli se, että Teslan koulutus oli kesken jääneet insinööriopinnot ja vuosien sähkölaiteyhtiöiden käytännön kokemuksen varassa. Korkeamman koulutuksen puutteesta huolimatta hänellä oli Michael Faradayn verrattava kyky kokeellistaa ja kuvitella sähkön ilmiöitä.

Maxwellilainen eetteri oli hypoteesi kaiken tilan kattavasta väliaineesta, jonka tarkoitus oli välittää fysikaalisia ilmiöitä kuten sähkön, magnetismin, optiikan, termaalisia ja osassa teorioita jopa gravitaation.

Maxwellilaisten tutkijoiden käsissä Maxwellin hypoteesit olivat laajenemassa viktoriaanisen ajan kaiken teoriaksi, ja se noteerattiin kentällä myös Amerikassa. Maxwellilaisen teorian toiminta perustui mekaaniseen ajatukseen sähkömagneettisen kentän syntymisestä eetterin ja fysikaalisten kappaleiden liikkeiden seurauksena. Kineettiset suorat mekaaniset liikkeet aiheuttivat teoriassa magneettiset ilmiöt, ja staattiset stressit eetterissä muodostivat syyn sähkön ilmiöille. Näitä ilmiöitä keskenään systematisoimalla saatiin matemaattinen siltaus sähkömagnetismille ja myöhemmin yhdyssilta optiikalle James Clerk Maxwellin jälkeen. Maxwellin teoriatyötä eetterin kohdalla jatkoivat Oliver Lodgen lisäksi George Francis FitzGerald ja Oliver Heaviside.

Tesla näki maxwellilaisessa eetterissä mahdollisuuden loputtomaan energiaan. Hänelle eetteri tarvitsi vain oikeanlaisen kytkimen, jonka keksiminen toisi ihmiskunnan loputtoman energian äärelle. Näin ei kuitenkaan käynyt: alun perin J. P. Morganin rahoittama torni ei kyennyt tuottamaan langatonta viestintää eikä universaalia sähköä.

Vuosia myöhemmin Tesla kritisoi maxwellilaista eetteriä rajusti ja pyrki osoittamaan kirjoituksissaan tämän tiedepohjan olleen perimmäinen syy hänen universaalin sähkön epäonnistumiselle. Vaikka Teslan mielipiteet maxwellilaisesta eetteristä tekivät täyskäännöksen negatiiviseen, hän silti uskoi eetterin olevan fysikaalisten ilmiöiden perusta. Hän jatkoi universaalin sähkön oikeuttamista lainaamalla vuosisatoja aikaisempia Jean Fresnelin eetterin mekanismeja pyrkiessään löytämään eetterin energiaa taivaiden sijaan maankamaran sisältä.

Ari J. Tervashonka
Väitöstutkija
Historia- ja maantieteiden laitos, Itä-Suomen yliopisto

Tutkimusartikkeli on luettavissa verkossa: Tervashonka, Ari (2022). Philosophical analysis of the scientific background of Nikola Tesla’s universal energy. Metodologia, Issue III, 2022 119–147. https://www.journalofmethodology.com/en/publications/.