回転磁場を発見したセルビア系アメリカ人の発明家ニコラ・テスラは、19世紀後半に活躍した多くの偉人の中でも、その科学的貢献度の高さは際立っている。

テスラは、その生涯で少なくとも278件の特許を取得した。 ここでは、その中から注目すべき発明を厳選して紹介する。

1.テスラコイル

テスラコイルは、テスラの最も有名な発明であり、最も壮大な発明の一つである。

一次コイルと二次コイルからなり、それぞれにコンデンサー（電池のように電気エネルギーを蓄えるもの）が付いています。 一次コイルは電源に接続され、そこから大量の電荷を受けます。電荷は2つのコイルの間の空間（スパークギャップと呼ばれます）の空気抵抗を破壊し、磁場を作り、すぐにその磁場を放出します。2つのコイルの間に1秒間に数百回のスパーク電圧が流れ、2次コイルのコンデンサーが充電され、電流が流れ出すと同時に、コンデンサーが爆発する。

テスラコイルの実用化は限定的だが、電気に対する理解を一変させ、テレビやラジオなど20世紀を代表する電気技術革新の多くに、同様の技術が採用され続けている。

ニコラ・テスラのコロラドスプリングス研究所で実際に使用されているテスラコイル（1899年12月）。

画像引用元：ニコラ・テスラ via Wikimedia Commons / Public Domain

2.テスラタービン

テスラは、自動車用ピストンエンジンの成功に刺激され、独自のタービン型エンジンの開発を決意した。 境界層タービン、凝集型タービンとも呼ばれるテスラのタービンは、従来のタービンとは異なり、羽根がなく、室内で回転する滑らかなディスクで運動させる設計であった。

テスラが開発した新型タービンエンジンは、ブレード式タービンに比べて適応性が高く、製造コストが安いだけでなく、3,600rpmで675馬力を発生するという驚異的な効率性を持っていたが、従来のタービンとは明らかに異なるため、普及することはなかった。

3.ラジオ

マルコーニがラジオを発明したのは有名だが、テスラがコイルを使って1890年代半ばに無線信号の送受信に成功し、1896年にマルコーニが最初の無線電信の特許を取ったのだ。

1895年初頭、テスラはマンハッタンの南5番街33番地と35番地にある彼の研究所から、ニューヨーク州のウエストポイントまで50マイルの無線信号を送る準備をしていた。 その1年後、マルコーニがイギリスで最初の無線電信の特許を取った。

グリエルモ・マルコーニと初期の無線電信の送受信機、1897年

画像出典：Wikimedia Commons経由作者不詳／パブリックドメイン

4.拡大投影機

テスラの多くの作品と同様、拡大送信機はテスラコイル技術の拡張であった。 1899年にコロラドスプリングスに研究所を設立した彼は、これまでで最大のテスラコイルを作るスペースと資源を持っていた。 彼はこの3重コイルシステムを拡大送信機と呼んだ。 それは直径52フィートで、数百万のボルトの電気を生み出し、130フィート長の稲妻を発生させるものだった。

5.インダクションモータ

テスラの発明は、ほぼ同時期に同じ技術を開発したイタリアのガリレオ・フェラーリスとの間で、電磁誘導を利用してローターを回転させるモーターを先に発表し、テスラが特許を先取りしていたため、その発明をめぐって争われることになった。

6.交流

テスラの人類への最大の貢献は、交流（AC）の開発に影響を与えたことである。 厳密に言えば、彼の発明のリストに載せるべきものではないが、彼の技術が世界の主要な電気システムである交流の出現に貢献したことは間違いないだろう。

テスラの交流に対する熱意は、1880年代にテスラが働いていた直流を強く支持するトーマス・エジソンと激しく対立しました。 エジソンは、交流は直流よりも危険だと考え、「電流戦争」と呼ばれる非常に公然とした戦争が起こり、交流最大のチャンピオン、ジョージ・ウェスティングハウスはテスラの誘導モーターを完全に統合した交流システムを使用しました。 エジソンとは対照的に、テスラでは、直流は交流よりも危険だと考え、「電流戦争」を繰り広げます。しかし、ウェスチングハウス社のACに対する信念は、最終的に正しかったのである。

7.水力発電

テスラとジョージ・ウェスティングハウスのパートナーシップによる最も印象的な製品の1つが、世界初の水力発電所であるアダムス発電所である。 この革新的な発電所は、北米で最も壮大な自然の驚異の1つであるナイアガラの滝の素晴らしい力を利用できるという長年の希望を実現した。 このプロジェクトは、テスラが企画したコンテストから間接的に生まれたものであった。国際ナイアガラ・フォールズ委員会は、それを成功させるための計画を見つけるために、「ナイアガラの滝」を開発しました。

このコンペには世界中から応募があり、エジソンも賛同した直流送電の案もあったが、委員会のリーダーであるケルビン卿は、1893年のシカゴ万博でウェスティングハウス・エレクトリックが展示した交流送電に十分感心し、ウェスティングハウスとテスラに交流送電の開発を依頼したのである。

1896年11月16日、アダムズ発電所の変電所が稼働し、ニューヨーク州バッファローに電気が流れ始めた。 やがて、さらに10台の変電所が建設され、テスラはこの発電所で発電した電気をニューヨーク州バッファローに送った。そのエネルギーは、ニューヨークの電化に使われた。

ナイアガラフォールズのエドワード・ディーン・アダムス発電所のウェスティングハウス社製発電機（1905年）。

画像出典：Works of Westinghouse Electric & Manufacturing Company via Wikimedia Commons / Public domain

8.影絵

テスラは、1895年にニューヨークの研究所を火災で焼失したため、X線技術の開発にも着手していた。

レントゲンのX線に触発されたテスラは、自らも興味を持ち、真空管を用いた「影絵」を開発。 1896年に制作した「足を入れた靴の画像」は、アメリカ初のX線とされている。

9.ネオンライト

ネオンもまた、テスラが発明したというより、むしろ発展させた技術である。 1910年、フランスのジョルジュ・クロードがパリモーターショーに全長38フィートのネオン管を展示し、ネオン時代の幕開けとなった。 しかし、ネオン照明に似たものは、それより数十年も前の19世紀中頃、ドイツのガラス工芸家で物理学者でもあるハインリッヒ・ガイスラーによって開発されており、その作品は、テラ・マイヤーズが開発したものである。アルゴンなどの気体を封入したガラス管に電流を流してネオンのような効果を得ることができる。

テスラは、ガイスラーの放電管をいくつか手に入れ、コイルの周波数を調整すると次々と点灯することを確認した。 この偶然の発見が、無線エネルギーへの関心を飛躍的に高めることになった。 1893年、彼はシカゴ万博に電極や電線を使わずに点灯する放電灯を出品した。

10.テスラバルブ

テスラが1920年に特許を取得した「バルブ・コンジット」が、2021年に科学者によって再検討され、テスラの100年前の設計にさまざまな新しい用途が見出された。 テスラは明らかに電流と回路の研究でよく知られているが、このバルブは彼の天才性を示す興味深い一例である。を別の科学分野に応用しています。

可動部を持たないこの装置は、涙型のループがいくつも連なり、液体の順流には道を開き、逆流速度には制限を加える。 テスラバルブの改良版は、従来の逆止弁に代わる有効な手段として、可動部を使わずに流れを制御できると考えられている。