BBC Shock and Awe : The Story of Electricity

فى الرابع عشر من أغسطس عام 1894

اجتمع حشد مثير خارج متحف التاريخ الطبيعى باكسفورد

هذا المبنى العملاق كان يستضيف الاجتماع السنوى

للجمعية البريطانية للعلوم والتقدم

تم بيع 2000 تذكرة مقدماً لهذا المؤتمر

وكان المتحف ممتلئ بالكامل

فى انتظار محاضرة "من القاء بروفيسور "اوليفر لودج

ربما يكون اسمه غير مألوفاً لنا الأن

لكن اكتشافاته ستجعل منه رمزاً

مثل باقى رواد مهندسين الكهرباء بالتاريخ

"مثل "بنجامين فرانكلين

"اليساندرو فولتا"

"والعظيم "مايكل فاراداى

وبدون قصد ، سوف يصنع مجموعة من الأحداث

سوف تحدث ثورة فى العصر الفكتورى حينها

فى مواد النحاس ، وأسلاك التليغراف

سوف تعد هذه المحاضرة علامة ميلاد للعالم الكهربى الحديث

عالم يهيمن عليه السليكون والاتصالات اللاسلكية

فى هذه الحلقة سنكتشف كيف ربطت الكهرباء العالم

بواسطة الاذاعة وشبكات الحاسوب

وكيف استطعنا أخيراً تسخير الكهرباء العنيدة

فى المستوى الذرى البعيد

بعد قرون من تجارب العلماء على الكهرباء

كانت تُرسم ملامح عصر جديد من فهمنا للكهرباء

هذه الأنابيب لا تتصل بأى مصدر للطاقة

رغم أنها تضئ بشدة

انه التأثير الخفى للكهرباء

فتأثيرها لا يظهر فقط خلال أسلاك تسرى بها

فى منتصف القرن التاسع عشر

تم تطوير نظرية توضح كيفية حدوث هذا

تقول النظرية أنه يحيط بأى شحنة كهربية

كما يتدفق الكثير منها فوق رأسى الأن

تكون هناك قوة مجال

مصابيح الفلورسنت هذه تضئ بوضوح

لأنها تقع تحت تأثير قوة المجال من كابلات الجهد العالى بالأعلى

النظرية التى تقول بأن تدفق الكهرباء ينتج عنه قوة مجال خفية

كان أول من وضعها هو مايكل فاراداى

لكن الأمر تطلب شاب عبقرى اسكتلندى

"يدعى "جيمس ماكسويل "ليثبت صحة نظرية "فاراداى

ليس من خلال التجارب بل من خلال الرياضيات

كانت هذه صيحة كبيرة بالقرن التاسع عشر

فى فهمنا لعلوم بالكون

والذى بدأ يظهر كألة من الفيزياء

"قبل "ماكسويل صمم العلماء ألات غريبة

وأجروا اختبارات رائعة لصناعة وقياس الكميات الكهربية

لكن ماكسويل كان مختلفاً

كان شغوفاً بالأرقام

ولم تكتفى نظريته الجديدة بالكشف عن قوة المجال الخفية للكهرباء فحسب

لكن أيضاً حسابها

سوف تعتبر أحد أهم الاكتشافات العلمية على الاطلاق

كان ماكسويل عالم رياضيات متميز

د. جون اجار جامعة لندن

ولقد نظر الى الكهرباء والمغناطيسية بطريقة فريدة

لقد عبر عن علاقتهما فى معادلات محكمة ودقيقة

والشئ الأكثر أهمية ، أنه فى معادلات ماكسويل

هو فهم الكهربية والمغناطيسية كشئ مرتبط وكشئ مولد للموجات

أظهرت حسابات ماكسويل أن هذه المجالات تنتشر

كما لو أنك لمست سطح الماء باصبعك

التغير فى اتجاه التيار الكهربى

سوف ينتج نوع من الموجات

خلال هذه المجالات الكهربية والمغناطيسية

وبالتالى ، فان تغير اتجاه تدفق التيار الكهربى

للأمام وللخلف كما فى حالة التيار المتردد

سوف ينتج سلسلة كاملة من الموجات

موجات حاملة للطاقة

كانت الرياضيات تؤكد أن التغير فى التيارات الكهربية

سوف يتناسب معها مباشرة ارسال مستمر لموجات من الطاقة حول محيطها

موجات سوف تستمر للأبد ما لم يمتصها شئ

كانت رياضيات ماكسويل تتميز بالتقدم والتعقيد

حيث حفنة قليلة من الناس استطاعوا فهمها

وبالرغم من أن عمله كان مجرد فرضيات رياضية

الا أنه ألهم شاب ألمانى فيزيائى "يدعى "هاينرك هرتز

قرر "هرتز" أن يكرس وقته لاجراء تجارب

تثبت صحة معادلات ماكسويل بشأن الموجات

وها هو يفعل

هذا هو معمل هرتز الأصلى

ويكمن جماله فى البساطة التامة

هنا يتولد تيار متردد يسرى عبر هذه الأقطاب المعدنية

مع شرارة تقفز عبر هذه الفجوة

بين هاتين الكرتين

والأن ، اذا كان ماكسويل على صواب

فسوف ينتج التيار المتردد موجات كهرومغناطيسية خفية تنتشر فى المحيط

واذا وضعت سلك فى طريق هذه الموجات

فانه سيتأثر بالمجال الكهرومغناطيسى

والذى سيحث تياراً كهربياً على المرور بالسلك

لذا ما فعله هرتز هو بناء هذه الحلقة من السلك كمستقبل

حيث يتنقل به فى كل مواضع الغرفة

ليرى اذا ما كان يستطيع كشف أى موجات

وقد فعل هذا بترك فجوة صغيرة جداً بالسلك

حيث تقفز الشرارة اذا مر أى تيار بالحلقة

وبما أن قيمة التيار ضعيفة جداً فان الشرارة ستكون خافتة جداً

وقد قضى هرتز معظم أوقات عام 1887

بغرفة مظلمة يحدق بعدسته

محاولاً كشف وجود أياً من هذه الشرارات الخافتة

لكن هرتز لم يكن الوحيد الذى كان يحاول كشف موجات ماكسويل

رجوعاً الى انجلترا "كان البروفيسور الفيزيائى الشاب "اوليفر لودج

معجباً وشغوفاً بالأمر منذ سنوات

لكنه لم يملك وقتاً لتصميم أية تجارب

ليحاول اثبات النظرية

وفى يوم ما بعام 1888 حينما كان يقوم بتجربة على الحماية من البرق

لاحظ شيئاً غريباً

لاحظ "لودج" أثناء قيامه بهذه التجربة

وبارساله تياراً متردداً حول الأسلاك

استطاع رؤية وهج بين الأسلاك

وفى حالة من الاضطراب

رأى هذا الوهج يحدث نمطاً

كانت هذه الشرارات الكهربية ذات الوهج الأزرق تضى بوضوح

فى مساحات بين الأسلاك المتباعدة

أدرك أن ذلك بفعل قمم وقيعان الموجات

موجات كهرومغناطيسية خفية

أثبت "لودج" أن "ماكسويل" كان محقاَ

اذن وبدون قصد ، صنع لودج موجات ماكسويل الكهرومغناطيسية حول الأسلاك

لقد تمت الاجابة على السؤال المحير

ممتلئ بالحماسة باكتشافه

أعد لودج نفسه ليعلن عن اكتشافه للعالم

فى الاجتماع الصيفى العلمى السنوى الذى تقيمه الجمعية البريطانية

ولكن قبل ذلك الحدث قرر أن يذهب فى اجازة

كان ذلك التوقيت الأسوء

لأنه فى المانيا وفى نفس التوقيت تماماً

كان "هرتز" هو الأخر يجرى تجاربه على نظريات ماكسويل

وفى النهاية وجد هرتز ما كان يبحث عنه

شرارة خافتة

وبينما يتنقل بالمستقبل فى مواضع الغرفة المختلفة

استطاع رصد الموجات التى أنتجتها معداته

وقد فحص كل معادلات ماكسويل بحرص

وقام باختبارها معملياً

لقد كان سباق القوى فى التجارب العلمية

رجوعاً الى بريطانيا

حيث تجمعت الحشود باجتماع الجمعية البريطانية

عاد "اوليفر لودج" من رحلته مستريحاً وممتلئ بالحماسة

اعتقد لودج حينها أنها لحظة انتصاره

حينما يستطيع اعلان اكتشافه لموجات ماكسويل

"صديقه العظيم عالم الرياضيات "فيتذجيرالد

كان من المقرر أن يلقى خطاب الافتتاح بالاجتماع

لكنه أُبلغ حينها بأن هرتز" قد نشر نتائج مدهشة"

وأنه اكتشف موجات ماكسويل التى تنتشر عبر الفضاء

أعلن هرتز عن اكتشافه قائلاً

لقد انتزعنا السماء من الرب ذاته" "وسخرنا الأثير من حولنا

حسناً ، أتخيل الأن كيف شعر لودج

وكأن انجازه قد سُرق

فقد البروفيسور "اوليفر لودج" لحظة انتصاره

"حيث تفوق عليه "هاينرك هرتز

اكتشاف هرتز للموجات الكهرومغناطيسية هو ما ندعوه اليوم الموجات الراديوية

بالرغم من عدم معرفته حينها

سوف يؤدى هذا الى ثورة كاملة فى علم الاتصالات على مدار القرن التالى

كشفت نظرية ماكسويل أن الشحنات الكهربية

تخلق قوة مجال حولها

وأن الموجات تنتشر عبر هذه المجالات كما فى الماء

وقد صنع هرتز جهازاً

يستطيع كشف وقياس هذه الموجات عبر الهواء

لكن وبنفس الوقت تقريباً

كان هناك اكتشاف ثورى أخر فى فهمنا للكهرباء

"اكتشاف سيعيد البروفيسور "اوليفر لودج مرة أخرى الى الصورة

ومرة أخرى ، سيتم سرقة اكتشافه

تبدأ القصة باكسفورد فى صيف عام 1894

مات هرتز فجأة فى بداية هذا العام

وقد أقام لودج محاضرة تذكارية مع اكتشاف جديد

سيروج لفكرة الموجات لأعداد أكبر

عكف لودج على تحضير محاضرته

وبحث عن أفضل الطرق فى اكتشاف الموجات

وقد اقترض بعض المعدات من أصدقائه

وقام بتطوير بعض التقنيات المدهشة

فى كشف تلك الموجات

هذا الجهاز هنا يولد تياراً متردد

وشرارة عبر هذه الفجوة

يصدر التيار المتردد موجات كهرومغناطيسية كما توقع ماكسويل تماماً

ومن ثم يتم استقبالها عند المستقبل

فيحث هذا تيار ضعيف جداً عبر هذا الهوائى

الى الأن ، هذا ما فعله هرتز

ما أضافه لودج على هذا هو صنع هذه الأنابيب المحشوة بالحديد

فيمر التيار الكهربى عبر هذا الحشو

مجبراً اياهم على التكتل سوياً

وهذا يغلق دائرة كهربية أخرى

ويطلق رنين الجرس

لذا ، عند الضغط على الزر فى هذه الناحية

يطلق هذا الجرس عند المستقبل

وهذا يحدث دون اتصالاً مباشراً بين الدائرتين

هذا أشبه بالسحر

يمكنك تخيل ازدحام المنزل

بالنسبة لمعظم المشاهدين فقد تفاجأوا

فكما لو أن سحراً دق الجرس

انه مثير الى حد ما

ربما لم يكن أكثر الأشياء ابهاراً قد رأها المشاهدين من قبل

لكنه بالطبع خلق ذلك الاحساس عند الحضور

المعدات التى جهزها لودج حينها

لم تبدو كتجربة معملية بحتة

فى الحقيقة كانت بمثابة ألة كالتليغراف

والتى كانت ثورة فى علم الاتصالات لكن دون كابلات طويلة

تمتد بين المرسل والمستقبل

بالنسبة لهؤلاء العبقريين من الحضور

كانت التجربة أكثر من كونها اثبات لنظريات ماكسويل العظيم

كان ذلك عملاً ثورياً فى شكل الاتصال

نشر لودج محاضرته على الموجات الكهرومغناطيسية

وامكانية ارسالها واستقبالها بالأسلوب الذى طوره

فى كل العالم كان المخترعون والعلماء وحتى الهواة

قد قرأوا عن تقارير لودج وتجربته

وبدأوا التجارب على موجات هرتز

وكان شخصين قد أُلهموا بشدة من هذا العمل

وكلاهما سيساهم فى تطوير التليغراف اللاسلكى

وكلاهما سيُخلد اسهاماتهم العلمية أكثر من اوليفر لودج