AC/DC Savaşları ve Zamanının Ötesindeki Dahi: Nikola Tesla

Sırp asıllı Amerikalı mucit, fizikçi ve elektrofizik uzmanı olan Nikola Tesla 10 Temmuz 1856 yılında, şuanda Hırvatistan topraklarında bulunan, Smilijan köyünde doğdu. Annesinin okuma yazması yoktu fakat halk arasında “pratik ev gereçleri mucidi” olarak bilinirdi. Belki de bundan dolayı Tesla, hayatında gördüğü en büyük mucidin annesi olduğunu söylerdi her zaman. Babası ise bir papazdı ve Tesla’nın da her zaman bir papaz olmasını istemişti. Fakat o babasını ikna edip mühendislik okuyacaktır. 

Tesla, ailesinin 5. çocuğuydu. Daha 5 yaşındayken abisi Daniel hayatını kaybetmişti. Bu Tesla’da birçok takıntıya sebep olmuş ve şizofreniye yakın belirtiler göstermişti. O bu belirtiler hakkında şöyle bahsediyordu: 

"Yakından ve uzaklardan gelen kükreyen sesler beni korkuya sürüklüyordu ve bunların ne olduğunu bir türlü ayırt edemiyordum. Güneş ışınlarının önü periyodik olarak kesildiğinde bu beynim üzerinde öylesine büyük bir güç alanı yaratıyordu ki kendimden geçiyordum. Bir köprü ya da bunun gibi bir yapının altından geçebilmek için tüm irademi zorlamam gerekiyordu çünkü kafatasım üzerinde dayanılmaz bir basınç hissediyordum. Karanlıkta bir yarasa kadar duyarlı olabiliyordum, metrelerce uzaklıktaki bir nesnenin varlığını alnımda hissettiğim bir ürperti sayesinde fark edebiliyordum...”

Hayatı

Ailesi 1862 yılında Smilijan’dan Gospic’e göç etti. Tesla da okula Karlovac’da gitti. Daha sonra Tesla, Avusturya Graz Politeknik okuluna girdi ve burada elektrik üzerine bilgisini arttırdı. Fakat takıntıları ve asosyalliği nedeniyle okulu 3. sınıftayken bıraktı. Sonrasında babasının da isteği üzerine Prag’da Charles Ferdinand Üniversitesi’ne başladı. Buradayken yabancı teknik kayıtları okuyabilmek için anadili olan Sırpça’ya ve ailece bildikleri Almanca’ya ek olarak İngilizce, Fransızca ve İtalyanca da öğrendi. Ardından babasının ölümü üzerine burada da okulu bıraktı ve Budapeşte’de ulusal telefon şirketinde çalışmaya başladı. Burada 1 yılda şefliğe yükseldi. 1882 yılında ise Paris’te bir telefon şirketinde çalışmaya başladı. Buradayken doğru akım motorları ve dinamolar hakkında çok önemli bilgiler edindi. Burada, döner makineleri korumak için regüle edici kontrol cihazlar icat etti. Dönen manyetik alanlar ile bu dönemde ilgilenmeye başladı.

Tesla 1884 yılında eski patronu Charles Batchelor’un referans mektubu ile New York’a gelir. Burada Pearl Caddesi’ni aydınlatan “Edison Makine İşleri” isimli şirkette Edison ile birlikte çalışmaya başlar. Ve bizim bu yazıda değineceğimiz asıl konu olan “Akımlar Savaşları”nın tohumları burada atılacaktı. 

AC/DC Savaşları, Edison ve Tesla

Edison’un akkor lambayı bulmasının ardından, Amerika’da elektrik alanındaki çalışmalar hızla ilerlemekteydi. 1870de, New York’ta Edison’un Manhattan’da kurduğu doğru akım santralinde üretilen elektriği taşıyan elektrik telleri mevcuttu fakat bu teller elektrik direklerinden sarkmakta, kıvılcım atlamalarına neden olmaktaydı. Çünkü teller doğru akıma (DC) uzun süre maruz kaldıklarında eriyorlardı. Çocuklar bu sarkan telleri çubuklarla dürterek elektrik çarpması nedeniyle ölmekte, şehirde sıklıkla elektrik kaçaklarına bağlı yangınlar çıkmaktaydı. Ancak bu tehlikelerine rağmen, zenginler evlerine elektrik çektirmek konusunda yarış halindeydiler. Bu durum da bir iş adamı gibi düşünen Edison için oldukça iyi bir geçim kaynağıydı.

Tesla ise Edison ile çalışırken onun şöhretinden çok etkilenmişti ve kendi düşüncelerini Edison’a açmıştı. Fakat Edison Tesla’ya gereksiz teorilerle vaktini harcamaması gerektiği hakkında öğüt vermişti sadece. 

Ayrıca Tesla ve Edison taban olarak da çok zıttı. Edison’un aksine, ciddi bir mühendislik eğitimi almıştı, ayrıca paraya Edison kadar da önem vermiyordu. İlerleyen yıllarda aklındaki fikirleri gerçekleştirmek için elindeki tüm parasını harcamaktan çekinmeyecekti Tesla. Zaman ilerledikçe birlikte çalışmaları zorlaşacaktır bu ikilinin. 

Bir gün Edison bozulan bir DC motorunu tamir etmesi için Tesla’ya veriri, ona tamir için 50 bin dolar ikramiye önerir. Tesla’da zor durumda olduğu için bu teklifi kabul eder. Fakat motor tamir edildikten sonra Edison Tesla’nın 10 dolar olan haftalık ücretini 18 dolara çıkarmakla yetinir ve ikramiyeyi de vermez, Tesla da Edison ile çalışmayı bırakır. Fakat bu son karşılaşmaları olmayacaktı.  

Bu ayrılıktan sonra Tesla, 1 yıl boyunca çukur kazma işinde çalışmaya başlar. Beraber çalıştığı arkadaşına yeni elektrik sistemlerinin hayali tariflerinden bahseder. Arkadaşı bunlardan etkilenerek Tesla’yı A.K. Brown isimli firmanın sahibiyle tanıştırır. Brown ve ortağını büyüleyen Tesla, onları desteğiyle Broadway’de bir deney laboratuarı kurar. Orada jeneratör, transformatörler, iletim hattı, motorlar ve ışıklar gibi tasarladığı sistemlerin tümünün planlarını hazırlar.  

George Westinghouse, Tesla’nın laboratuarına gider ve araştırmalarını yakından inceler. Sonrasında ise Tesla ile birlikte çalışmak için ona teklifte bulunur. Satış payı, beygir gücü başına 1 dolar olmak üzere anlaşırlar. Tesla ise aldığı paranın yarısı ile hemen bir laboratuvar kurma işine girişir. Bu Tesla için bir dönüm noktası olacaktır.

Akımlar Savaşı: Alternatif Akım mı Doğru Akım mı?

Tesla ve Edison’un ikinci karşılaşmaları Chicago Dünya Fuarı’nda olur. Fuar alanının ışıklandırması için Edison’un çalıştığı General Electric firması ile Tesla’nın çalıştığı Westinghouse firması aday gösterilir. Birçok gösterinin ardından Tesla’nın tasarımlarının sunulduğu Westinghhouse firmasının ışıklandırmayı düzenlemesine karar verilir. Bu galibiyet Tesla’nın Edison karşısında kazandığı ilk galibiyettir. 

İlerleyen aylarda Edison alternatif akımın (AC) gücünü arttırmasını korkarak izlemiş, itibarını kaybetmekten korktuğu için ise Tesla ve AC üzerinde karalama kampanyalarına başlamıştır. İlk olarak Edison ve ekibi alternatif akımın ne kadar tehlikeli olduğunu göstermek için ilk kez tasarlanacak olan “elektrikli sandalye”de alternatif akımın kullanılmasını talep ettiler. 6 Ağustos 1890 yılında Tesla’nın alternatif akımı ile tasarlanan bu elektrikli sandalyeye idam edilecek kişi oturtuldu. Sandalye, ani kalp durmasına neden olacağına inanılan 1000 Volt’a ayarlanmıştı. Akım kesildiğinde, şahitler idam mahkumunun hala nefes aldığını söylediler. Doktorların mahkumun yaşadığını teyit etmesi üzerine mahkuma bu sefer 2000 volt akım verildi. Toplam 8 dakika süren infaz mahkumun damarlarının patlaması ve alev alması ile sona erer. Ve ayrıca bu olay elektrikli sandalyenin idam sahnesinde ilk kullanımıdır.

Fakat Tesla bu karalama girişiminden sonra şunları söyleyecekti:

“Frekans yüksek olduğu müddetçe yüksek voltajlardaki alternatif akımlar derinin yüzeyinde, herhangi bir yaralanmaya neden olmadan salınırlar. Ama bu amatörlerin becerebileceği bir şey değildir. Sinir dokularına nüfuz edebilecek miliamperler öldürücü bir etki yaratabilir ama derinin üzerindeki amperler kısa süreler için zarar vermez. Derinin altına sızabilecek düşük akımlarsa, ister alternatif ister doğru akım olsunlar, ölüme yol açabilir.”

Fakat canlılara alternatif akımın maruz bırakılması insanlarla kalmaz, birçok kedi ve köpek herkesin ortasında canice öldürülür ve son olarak da 3 kişiyi ezerek öldürdüğü için ölme mahkum edilen bir fil de yine alternatif akıma maruz bırakılarak öldürülür.

Bunca karalama kampanyasına rağmen Tesla ikinci galibiyetini 1890 yılında alır. 1890 yılında uluslararası Niagara komisyonu elektrik üretmek için Niagara Şelalesi’nden yararlanmak ister. Lord Kelvin, komisyon başkanlığına atanır ve doğru akımın elektrik üretiminde en iyi yol olduğunu söyler. Fakat gücün 26 mil öteye iletilecek olması işleri zorlaştırır ve istemeseler bile alternatif akımın kullanılması gerektiğini kabul ederler. Yani bir kez daha AC, DC’ye karşı galibiyet almıştır.

Bu ihalenin de Tesla tarafından kazanılması akım savaşlarının galibi Tesla demekti. Bu savaşın ardından Tesla Edison için şunları söyleyecekti: 

“Edison, bir samanlıkta kayıp bir iğneyi bulmak durumunda olsa bir balarısı çalışkanlığı ile tüm samanların altına tek tek bakarak söz konusu iğneyi bulmaya çalışır. Ben bilimsel çalışmalarında buna sık sık tanık olurdum. Oysa biraz teorik çalışma, biraz da hesaplama yapmak suretiyle harcadığı vakit ve emeğin yüzde doksanından tasarruf edebilirdi.”

Tesla Akımlar Savaşı’nın kazanılmasının ardından ABD’nin en büyük elektrik mühendisi seçilmiştir. 

1912'de Nikola Tesla ve Thomas Edison'un 40.000 dolarlık Nobel Ödülünü paylaşmaya seçildikleri açıklandı. Fakat Tesla bu ödülü reddetti. Ayrıca daha önce kendisine verilmek istenen iki şeref unvanının da birini reddetmiştir. 

Şimdi biraz da AC/DC’yi teknik olarak değerlendirelim.

AC/DC Savaşının Teknik Analizi

Aktarılan elektrik enerjisi sabitse, yüksek akımlı ve düşük gerilimli sistemlerdeki kayıp, tersinden, yani düşük akımlı, yüksek gerilimli sistemlerden çok daha fazladır. Daha fazla verim elde etmek için de gerilimi lehimize çevirmemiz gerekmektedir. Fakat bunu doğru akımda yapmak çok zahmetli ve pahalıdır. Edison’un DC tabanlı sisteminde akım jeneratörden kullanıcıya kadar aynı gerilimde seyrediyordu ve uzun mesafelerde çok büyük kayıplar yaşanıyordu. Yani elektrik uzun mesafelere taşınamıyor, sadece şehir merkezinde sınırlı kalıyordu. 

DC’nin aksine alternatif akımda gerilimi değiştirmek çok basittir. Bu yüzden de uzak mesafelerde alternatif akımın kullanımı maliyetin düşmesi demektir. Bu AC’nin DC üzerindeki avantajlarından biridir. 

Bir diğer konu ise, DC şebekede gerilimin değiştirilmesindeki zorluk, farklı gerilimle çalışan cihazlar açısından da bir sorun yaratmasıydı. Aydınlatma ve elektrik motorları farklı gerilimlerde çalışıyorlardı, bu nedenle bu ikisini de barındıran yerlere iki ayrı elektrik hattı çekmek gerekiyordu. Bu durum hem masrafları iki katına çıkarıyor, hem zaten henüz yeterince güvenli tasarlanmamış elektrik hatlarının sayısını artırarak ilave risk yaratıyordu. AC şebekesi ise geriliminin kolayca değiştirilebilmesi sayesinde bu sorunların üstesinden gelebiliyordu.

AC şebekelerde, akım kullanıcıya yakın bir noktaya gelene kadar yüksek gerilim ile taşınabiliyor, böylece yolda kaybolması önlendiği gibi, kullanıcıya yakın noktada farklı gerilimlere çevrilebiliyordu. Böylece birden fazla şebeke çekmeye gerek kalmadan, çok daha az sayıda kablo ve direkle, çok daha uzun mesafelere elektriğin kayıpsız bir şekilde varması sağlanıyordu. Bu da AC’nin ikinci artısıydı.

Şuanda şehirlere elektrik iletilmesinde AC şebekeleri kullanılırken; telefon, piller, güneş pilleri gibi sistemlerde daha avantajlı olduğu için DC sistemleri kullanılmaktadır. 

Tesla'nın Diğer Çalışmaları

Tesla’nın çalışmaları bunlardan ibaret değil tabi ki. 1898 yılında New York’un Madison parkında telsiz ile uzaktan kontrollü bir gösteri düzenlendi. Alanın ortasına bir tank koydu ve suyla doldurdu. Oluşturduğu bu havuza ise ortasında direk olan bir tekne koydu. İzleyenlerin isteği doğrultusunda, uzaktan kumanda ile tekneyi sağa, sola, ileriye ve ya geriye hareket ettirdi. Bu gösteri tüm seyircileri hayran bıraktı. Hatta bazıları Tesla’nın bunu “beyin gücü” ile yaptığını düşündü. Bu gösterinin gazetelerde çıkmasından sonra New York Times gazetesinden bir gazeteci Teslaya, savaşlarda kullanılmak için uzaktan kumandalı bir denizaltı yapılabileceğini söylemesi üzerine Tesla “Bu bir savaş aracı değil, robot ırkının ilk temsilcisidir, yani insanlığın hizmetinde kullanılabilecek onların işlerini azaltarak yapacak mekanik adamdır.”demiştir.

Yüksek gerilim ve yüksek frekans konusundaki ilgisi Tesla’yı bir dağın üzerine en güçlü radyo vericisini kurup çalıştırmaya yöneltti. 60 metrelik direğin etrafında, 22,5 metre çapında, hava çekirdekli transformatörü yaptı. Bu yapıyı kullanarak Tesla ilk insan yapımı şimşeği oluşturdu. 1 metre çaplı bakır küreden, 30 metre uzunluğundaki, kulakları sağır eden şimşekler çaktı. 40 kilometre uzaklıktaki kasabalarda bile bu şimşeklerin seslerinin duyulduğu kaydedilmiştir. Albay John Jacob Astor onu bu çalışmalarından dolayı 30.000 dolarla ödüllendirdi. 

Tesla’nın dünya çapında telsiz hayali, icat ettiği vericinin 30 yıl sonra kullanılması ile Amerika Radyo Kurumu tarafından gerçekleştirildi. Ölümünden 5 ay sonra ise Amerikan Yüksek Mahkemesi, daha önce Marconi adına verilmiş olan kablosuz iletişim tekniği patentinin geçersiz olduğunu belirterek patent hakkının Nikola Tesla’ya ait olduğuna karar vermiştir. 

Ölümü

Sıra dışı bir karakter olan Tesla para yönetiminde asla başarılı olamadı. Hayatının son yıllarında borçlardan kaçmak için sürekli otel değiştirdiği söylenir. 

Tesla 7 Ocak 1943 tarihinde bir otel odasında 86 yaşında kalp yetmezliği sonucu hayatını kaybetti. 

Fazla not alma alışkanlığı yoktu, her zaman araştırma ve deneylerini aklında tutabileceğini iddia ediyordu. Buy yüzden de öldükten sonra arkasında fazla bir şey kalmadı. Fakat ölmeden önce “teleforce silahı” adını verdiği bir araştırma yürütmekteydi. Ölümünden sonra bu çalışma hakkındaki tüm dökümanlara ABD hükümeti tarafından el konuldu.

Öldüğü zaman kendisine ait olan tam 700 tane patent bulunmaktaydı. Bu da “en çok patent sahibi olan kişi” olarak dünya tarihine geçmiştir.

Akım Savaşları’nın galibi her kim olursa olsun, Tesla da Edison da bilime, özellikle de elektrikli sistemlerin gelişmesine sonsuz derecede katkıda bulunmuşlardır. Fakat ne yazık ki Tesla’ya yeterli değerin verilmediğini söyleyebiliriz. Gerek ilkokullarda okutulan kitaplarda gerekse popüler bilim kitaplarında hala ismi çok fazla geçmemekte.  Biz de bu yazımızda doğumunun 158. yılında, hem Tesla’nın kısa bir hayat hikayesini yazmak hem de 19 yüzyıla damgasına vurun bir bilim savaşına değinmek istedik. Bu büyük insanın doğum gününü sizin huzurlarınızda kutluyoruz. 

İyi ki doğdun Tesla! 

Yazan: Meriç Öztürk (Evrim Ağacı)