Nikola Tesla

Kernbedeutung und Lebensdaten

Nikola Tesla (* 10. Juli 1856 in Smiljan, Kroatische Militärgrenze, Kaisertum Österreich; † 7. Januar 1943 in New York City) war ein Technik-Forscher und Erfinder. Sein Lebenswerk prägte vor allem die Elektrotechnik und die elektrische Energietechnik. Besonders wichtig war seine Arbeit am System des Zweiphasenwechselstroms zur elektrischen Energieübertragung. Tesla erhielt in 26 Ländern über 280 Patente, davon 112 in den USA.

Tesla stammte aus einer serbisch-orthodoxen Familie. Sein Vater Milutin Tesla war Priester, seine Mutter Georgina, genannt Đuka, geborene Mandić. Tesla besuchte Schulen in Gospić und Karlovac und begann 1875 ein Studium an der Kaiserlich-Königlichen Technischen Hochschule in Graz. Dort lernte er beim Physikprofessor Jakob Pöschl die Gramme-Maschine kennen, einen neuartigen Gleichstromgenerator. Sein Studium schloss er nicht ab; 1877/78 wurde er exmatrikuliert, nachdem er das Unterrichtsgeld nicht bezahlt hatte.

Nach verschiedenen Stationen in Marburg an der Drau, Gospić, Prag, Budapest und Paris arbeitete Tesla ab 1882 im Umfeld von Edison-Firmen in Europa. 1884 zog er fast mittellos nach New York und begann kurz darauf für Thomas Alva Edison zu arbeiten. Das Arbeitsverhältnis endete noch im selben Jahr wegen Differenzen über Gehaltsvorstellungen.

Wechselstrom, Patente und Stromkrieg

Teslas wichtigste technische Arbeiten entstanden in den 1880er Jahren. 1883 wurde er von der Edison Company nach Straßburg geschickt, um störanfällige Gleichstromleitungen zu betreuen. Dort baute er einen funktionierenden Dynamo für Wechselstrom und einen Induktionsmotor, fand dafür aber keine Finanzierung.

Nach dem Ende seiner Arbeit bei Edison gründete Tesla 1885 mit Partnern die Tesla Electric Light and Manufacturing Company. Sie meldete Patente etwa für Teslas Bogenlampe und einen neuartigen Kommutator an, ging aber Ende 1886 in Konkurs. 1887 gründete Tesla mit Alfred S. Brown und Charles F. Peck die Tesla Electric Company. Seine zentrale Idee war ein rotierendes magnetisches Feld, ein Drehfeld, das aus zwei Wechselströmen entsteht, die um 90° phasenversetzt sind. Dieses System wird heute Zweiphasenwechselstrom genannt. Bis Mai 1888 wurden sieben Patente zu mehrphasigem Wechselstrom und dessen Übertragung angemeldet, die sogenannten Polyphase-Patente. US-Patent Nr. 381.968 beschreibt eine Zweiphasen-Synchronmaschine.

Am 16. Mai 1888 hielt Tesla vor dem American Institute of Electrical Engineers einen viel beachteten Vortrag über Mehrphasenwechselstrom. Dadurch wurde George Westinghouse auf ihn aufmerksam. Westinghouse erwarb die Rechte an Teslas Polyphase-Patenten. In den folgenden Jahren stand Westinghouse im sogenannten Stromkrieg gegen Edison: Edison favorisierte Gleichstrom, Westinghouse Wechselstrom. Tesla arbeitete von Juli 1888 bis Juli 1889 mit Westinghouse-Technikern in Pittsburgh an Wechselspannungssystemen. 1890 setzten sich bei Westinghouse das Mehrphasensystem und die in Nordamerika bis heute übliche Netzfrequenz von 60 Hz durch. Gleichzeitig erfanden auch andere Forscher ähnliche Systeme: Galileo Ferraris entwickelte unabhängig von Tesla ein Drehstromsystem, und Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski erfand 1888 das heute in Stromnetzen übliche Dreiphasensystem.

Hochfrequenztechnik und drahtlose Energie

Ab 1889 arbeitete Tesla in New York an hochfrequenten Wechselströmen und elektromagnetischen Wellen. Er entwickelte unter anderem Resonanz-Transformatoren, die später Tesla-Transformatoren genannt wurden. Seine große Idee war die drahtlose Übertragung von Energie mit hochfrequenten Wechselströmen. In Vorführungen ließ er Geißlerröhren, eine frühe Form der Gasentladungsröhre, ohne Kabelanschluss leuchten. Diese Experimente beeindruckten das Publikum stark.

1891 hielt Tesla seine bekannte Columbia Lecture in New York, eine Mischung aus Fachvortrag und Bühnenshow. Danach wurde er auch gesellschaftlich bekannt. Am 31. Juli 1891 erhielt er die amerikanische Staatsbürgerschaft. 1892 hielt er Vorträge in London und Paris; im selben Jahr starb seine Mutter in Gospić.

1893 präsentierte Westinghouse auf der World’s Columbian Exposition in Chicago Tesla’s Egg of Columbus. Das Modell zeigte mit einem metallischen Ei die Wirkung des magnetischen Drehfeldes. Tesla führte außerdem Experimente vor, bei denen hochfrequente Wechselströme durch den Skin-Effekt bis zu einer gewissen Stärke ungefährlich an der Körperoberfläche wirkten und sichtbare Koronaentladungen erzeugten.

Tesla erlitt aber auch Rückschläge. Am 13. März 1895 zerstörte ein Brand sein Labor mit Geräten, Unterlagen und Aufzeichnungen. 1896 beschäftigte er sich mit Röntgenstrahlung, 1897 wieder mit drahtloser Energie- und Nachrichtenübertragung. 1898 entwickelte er ein 1,1 Meter langes, unbemanntes, drahtlos gesteuertes U-Boot, das im Spanisch-Amerikanischen Krieg eingesetzt werden sollte, aber nicht eingesetzt wurde.

1899 errichtete Tesla in Colorado Springs ein großes Labor. Dort untersuchte er starke elektrische Entladungen und wollte drahtlos „Nachrichten und Energie“ übertragen. Er beschrieb im niederfrequenten Bereich stehende Wellen in der Atmosphäre, die heute Schumann-Resonanz genannt werden, konnte sie aber nicht systematisch erklären. Bei seinen Versuchen brannten wiederholt Teile des Labors, und im Oktober 1899 fiel nach einer Leistungssteigerung der Generator der El Paso Electric Company aus, sodass Colorado Springs tagelang keinen Strom hatte. Tesla glaubte damals, ein funktionierendes „Welt-Energie-System“ gefunden zu haben.

Wardenclyffe, spätere Erfindungen und Niedergang

Am 20. März 1900 erhielt Tesla ein Patent über drahtlose Energieübertragung, das heute als erstes Patent der Funktechnik gilt, obwohl Tesla damit Energie zur Beleuchtung übertragen wollte. Kurz danach meldete Guglielmo Marconi ein Patent zur drahtlosen Telegraphie an und verwirklichte später die erste drahtlose transatlantische Funkverbindung zwischen Nordamerika und Europa.

Nach 1900 wurden Teslas Arbeiten weniger anwendungsorientiert und stärker von spekulativen, teils metaphysischen Ideen geprägt. In seinem Artikel The Problem of Increasing Human Energy schrieb er über die Steigerung menschlicher Energie, Sonnenenergie als natürliche Energiequelle und ein weltweites System kabelloser Energieübertragung. Er behauptete, die Energie eines Menschen sei „durch die Hälfte seiner Masse, multipliziert mit dem Quadrat einer noch unbekannten Geschwindigkeit“ bestimmt. In Fachkreisen und Medien stieß der Artikel auf starke Kritik.

1901 gewann Tesla J. P. Morgan als Investor und begann den Bau des Wardenclyffe Tower auf Long Island. Gegenüber Morgan stellte er das Projekt als leistungsstarken Funksender zur Nachrichtenübertragung dar; eigentlich wollte er damit seinen Traum weltweiter drahtloser Energieübertragung verwirklichen. Morgan interessierte sich vor allem für ein Funksystem in Konkurrenz zu Marconi. Als Tesla 1902 die eigentliche Aufgabe des Turms offenlegte, zog Morgan sich zurück; 1904 zerbrach die Geschäftsbeziehung endgültig. 1905 kam Wardenclyffe zum Stillstand und ging nie in Betrieb.

1908 erfand Tesla die Tesla-Turbine, eine Scheibenläuferpumpe. Sie weckte das Interesse von John Hays Hammond, und Tesla gründete die Tesla Propulsion Company. Wegen der damaligen Werkstofftechnik konnte die Turbine nicht serienreif werden und wird auch heute wegen Fertigungsproblemen kaum genutzt. 1916 ließ Tesla das Teslaventil patentieren, bei dem der Strömungswiderstand in eine Richtung geringer ist als in die andere, sodass eine Gleichrichterwirkung entsteht. In seinen späteren Jahren beschäftigte er sich auch mit Kriegstechnik, etwa mit „konzentrierten Strahlen hoher Frequenz“ gegen U-Boote und später mit „Strahlenkanonen“. Um 1930 geriet er durch die Wirtschaftskrise in große Geldnot. Ab 1933 zahlte Westinghouse ihm monatlich Geld für beratende Tätigkeiten. Am 1. Januar 1934 zog Tesla in das Hotel New Yorker.

Persönlichkeit, Ansichten und Tod

Tesla wurde als auffällige, elegante und sehr sorgfältige Person beschrieben. Er war 1,88 m groß und wog von 1888 bis etwa 1926 ungefähr 64 kg. Er beherrschte acht Sprachen fließend: Serbo-Kroatisch, Tschechisch, Englisch, Französisch, Deutsch, Ungarisch, Italienisch und Latein. Er las viel, lernte manches auswendig und soll ein fotografisches Gedächtnis besessen haben. In seiner Autobiografie beschrieb er Lichtblitze vor seinen Augen und eine besondere Fähigkeit, Erfindungen im Kopf mit großer Genauigkeit zu visualisieren, bevor er sie baute.

Tesla heiratete nie. Er erklärte zeitweise, Keuschheit helfe seinen wissenschaftlichen Fähigkeiten. Viele Bekannte beschrieben ihn als höflich, gebildet und großzügig, zugleich zeigte er auch problematische Seiten, etwa abwertende Äußerungen gegenüber übergewichtigen Menschen. Mit Thomas Edison blieb sein Verhältnis angespannt; nach Edisons Tod 1931 äußerte Tesla in der New York Times eine deutlich negative Einschätzung seiner Arbeitsweise.

Tesla behauptete, höchstens zwei Stunden pro Nacht zu schlafen, gab aber gelegentliches Dösen zu. Er arbeitete oft sehr lange, spielte in jungen Jahren intensiv Billard, Schach und Karten und wurde später Vegetarier. In New York hatte er einen festen Tagesablauf mit Arbeit, Abendessen im Delmonico’s oder Waldorf-Astoria und weiterer Arbeit bis spät in die Nacht.

In seinen Ansichten war Tesla widersprüchlich. Er wurde orthodox-christlich erzogen, sah sich später aber nicht als gläubig im orthodoxen Sinn und glaubte nicht an ein Leben nach dem Tod. Er lehnte Telepathie ab, glaubte aber, dass alle Grundgesetze auf ein einziges Gesetz zurückgeführt werden könnten. In der Physik widersprach er der Vorstellung von subatomaren Teilchen, hielt Atome für unveränderlich, glaubte an einen Äther und kritisierte Einsteins Relativitätstheorie. Gesellschaftlich vertrat er auch eugenische Positionen; 1937 sprach er sich für Sterilisation und bewusste Führung des Paarungsinstinkts aus, um die Fortpflanzung „Unfähiger“ zu verhindern.

Tesla wurde am Morgen des 8. Januar 1943 im Hotel New Yorker tot aufgefunden; als Todestag wurde der 7. Januar 1943 eingetragen. Seine Unterlagen wurden von US-Behörden beschlagnahmt, obwohl er US-Staatsbürger war. John G. Trump begutachtete sie und hielt sie für spekulative, teils philosophische Arbeiten, die weder neu noch anwendbar seien. Seit 1952 befindet sich Teslas Asche im Nikola-Tesla-Museum in Belgrad.

Nachwirkung und Ehrungen

Tesla wurde für seine Leistungen vielfach geehrt. 1916 erhielt er die AIEE Edison Medal. In den 1930er-Jahren bekam er insgesamt zwölf Ehrendoktorwürden, unter anderem von der Universität Prag, 1937 von der Technischen Hochschule Graz sowie von Universitäten in Brünn, Bukarest und Paris. 1975 wurde er in die National Inventors Hall of Fame aufgenommen.

Nach Tesla ist seit 1960 die physikalische Einheit der magnetischen Flussdichte benannt: das Tesla, abgekürzt T. Die Definition lautet: 1 T = 1 N/(A m) = 1 V s/m². Außerdem tragen unter anderem der Mondkrater Tesla, der Asteroid (2244) Tesla, der Nikola-Tesla-Flughafen Belgrad, Unternehmen und technische Einrichtungen seinen Namen.

Es gibt zahlreiche Denkmäler und Museen zu Tesla, darunter das Nikola-Tesla-Gedenkmuseum in seinem Geburtshaus in Smiljan, das Nikola-Tesla-Museum in Belgrad, das Teil des Weltdokumentenerbes der UNESCO ist, und ein Tesla Museum in Gallspach. Tesla erschien auf zahlreichen jugoslawischen und serbischen Banknoten sowie auf kroatischen 10-, 20- und 50-Cent-Münzen ab 2023. Sein Leben und seine Erfindungen wurden außerdem in Filmen, Romanen, Fernsehserien, Computerspielen und anderen Bereichen der Populärkultur aufgegriffen.