الكهرباء أحد أعظم القوى بالطبيعة
وبمنتصف القرن العشرين
تم تسخيرها لانارة وتشغيل عالمنا الحديث
مئات السنين من الاكتشافات العلمية
والاختراعات التى وصلتنا اليوم
لكن الأمر تطلب رجلاً عبقرياً غريب الأطوار
ليكشف عن القوة الحقيقية للكهرباء
فى شتاء عام 1943
"نيكولا تسلا"
"حَدَّق فى سماء "مانهاتن
للمرة الأخيرة على الاطلاق
وُلد "تسلا" فى عالم يعمل بالبخار ، ويضاء بالجاز
لكنه وقبل أن يرى بعينيه حَلِمَ بعالم جديد
عالم يتحول
عالم يعمل بالكهرباء
عالمه
خائفاً ، وحيداً
ومتأثراً بموت أحد طيوره الذى كان يعشقه
هذا العبقرى المتميز فوق العادة
عرف ان مهمته بالحياة انتهت ورقد فى فراشه منتظراً الموت
لقد مر ثلاثة أيام قبل أن يكتشف أحد جثته
على مدار 200 عام
اكتشف العلماء أن الكهرباء شيئاً ما أكثر من كونها مجرد شحنات ساكنة
ومن الممكن أن تتدفق فى تيارات مستمرة
وذلك باكتشافهم شيئاً غامضاً
أن الكهرباء ترتبط بالمغناطيسية
اكتشاف الرابط بين الكهرباء والمغناطيسية
سوف يفتح أفاقاً جديدة
ويسمح لنا بانتاج كميات لا محدودة من الطاقة الكهربية
هذه القصة تحكى كيف استطاع العلماء والمهندسين
فك غموض الكهرباء
ومن ثم استخدامها فى قرن الاختراعات والابتكارات
لكن هذا لم يكن قبل أن تبدأ
أحد أكثر المنافسات العلمية بالتاريخ اثارة
تبدأ قصتنا هنا من لندن
فى بدايات القرن التاسع عشر
مع شاب سوف يعمق من فهمنا للكهرباء
أكثر من أى وقت مضى
فى 29 من فبراير ، 1812
شاب بعمر العشرين عَلًَمَ نفسه ذاتياً "بجمعه للكتب يدعى "مايكل فراداى
أتى هنا الى المعهد الملكى فى بريطانيا
كان محاطاً بالعالم الأكاديمى المبهر
وكان على وشك الاستماع الى أحد أفضل عقول العلماء فى هذا الوقت
"فراداى" ابن "بلاك سميث" كان قد أنهى تعليمه الأساسى
حينما كان بعمر الثانية عشر
لم يذهب للجامعة بعدها أبداً
لكنه لم يكن قد اكتفى من التعليم بعد
حيث كان شغوفاً بالعلم
قضى فراداى وقتاً طويلاً وجاداً بقراءة الكتب طوال النهار
لكن مساءً ، كان يقرأ ما تقع عليه يده من الأدب والروايات
كان يحب تعلم الأشياء الجديدة
وكانت لديه تلك الرغبة والحماس
لمعرفة كيف تعمل الأشياء
كانت القراءة العلمية أحد اهتماماته
لكن لاشباع رغباته بشكل كامل
كان "فاراداى" شغوفاً برؤية التجارب المعملية
وقد نال فرصته أخيراً
حينما حصل على تذكرة حضور أحد أخر المحاضرات
للكيميائى الانجليزى العظيم "بذلك الوقت "هامفرى ديفى
لقد غير ذلك حياة "فاراداى" للأبد
"بعد مشاهدته لـ "ديفى أُلهم بشدة وتدفقت أفكاره
لقد علم "فاراداى" ما يتوجب عليه فعله فى الحياة
لقد عزم أمره على تكريس نفسه للعلم
وهذا ما فعله بالضبط
وخلال عام
عينه"ديفى" مساعداً له فى المعهد الملكى
برعاية سيده "ديفى" استطاع فاراداى" تعلم كل أساسيات الكيمياء"
لكن ما ألهم أعظم اكتشافاته العلمية
كان الغموض الذى يربط قوى الكهرباء بالمغناطيسية
فى عام 1820 ، تم دراسة كلاهما بواسطة العالم الدانمركى
"هانس كريستيان اورستد"
والذى قام باكشتاف متميز
لقد مرر تياراً كهربى خلال قضيب من النحاس
وحركها بالقرب من ابرة مغناطيسية
وقد لاحظ أن الابرة تدور
"بالنسبة لـ"اورستد كان ذلك مميزاً
لقد رأى للمرة الأولى
أن تياراً كهربياً قادر على خلق قوة مغناطيسية
لقد ربط الكهرباء والمغناطيسية معاً
ما نطلق عليه اليوم "الكهرومغناطيسية"
وهى احدى القوى الأساسية بالطبيعة
"لقد أظهر اكتشاف "اورستد وجهاً جديداً تماماً للنشاط الابداعى
حول ظاهرة المجال الكهربى
د. ايوان رايس موروس جامعة ابيرستويث
بعد ذلك ظهرت التجارب التى تنافست
على ايجاد روابط جديدة تجمع بين الكهرباء وقوى الطبيعة الأخرى
فى المعهد الملكى
كان "فاراداى" يعيد "صنع تجارب "اورستد
والتى ستخطو به الى أولى خطوات الشهرة والمال
وخلال بحثه الدقيق
استنتج وجود فيض من القوة يربط بين السلك وابرة البوصلة
والجهاز الذى صممه ليبرهن على ذلك
سيغير مسار التاريخ
صمم "فاراداى" دائرة كهربية باستخدام بطارية كهذه
وزوج من الأسلاك وكمية من الزئبق
تُحمل الدائرة على هذه السيقان النحاسية
هذا السلك يتحرك بحرية ويتدلى فى كأس الزئبق
ولأن الزئبق من المواد جيدة التوصيل كهربياً
فانه يغلق الدائرة الكهربية
وبينما يمر التيار عبر الدائرة
فانه يخلق فيض دائرى من المجال المغناطيسى حول السلك
والآن بحدوث التفاعل مع مجال المغناطيس الدائم
"الذى وضعه "فاراداى بمنتصف كأس الزئبق
فانهما يجبران السلك على الحركة
"لقد أثبت "فاراداى وجود هذه القوة الخفية
وقد استطاع رؤية أثرها من الحركة الدائرية
كان هذا هو الجهاز الأول الذى يحول التيار الكهربى الى حركة مستمرة
لقد كان ذلك أول محرك كهربى تم صنعه
لكن "فاراداى" كان مستعداً لما هو أكثر اثارة
د. فرانك جيمس المعهد الملكى البريطانى
"أحد الأثار الدائمة لاكتشاف "فاراداى عن الحركة الكهرومغناطيسية عام 1821
كان بيان العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية والحركة
"لقد كشف "فاراداى عن هذه العلاقة بالتفصيل
وقد وضع لنفسه تحدياً أكثر صعوبة
وذلك باستخدام المغناطيسية والحركة لانتاج الكهرباء
.. وبالنهاية
فان الحماس والعمل الجاد مع الاصرار قد حقق نتائجه
لقد جاء الانجاز فى السابع عشر من اكتوبر عام 1831
حين جاء "فاراداى" بمغتاطيس مثل هذا وحركه ذهاباً واياباً داخل ملف من السلك
وقد حصل على تيار كهربى خفيف من الملف
بالتحريك فى اتجاه ما
والتبديل فى الاتجاه الأخر
عرف "فاراداى" أن لديه شئ ما
بعد عدة أيام
وبدلاً من تحريك المغناطيس خلال الملف
صنع تجربة مشابهة
بتحريك قرص نحاسى موصل خلال المجال المغناطيسى
لم يدرك ما حصل عليه حينها
لكن بتحريكه المستمر كان القرص يقطع المجال المغناطيسى
كانت مليارات الشحنات السالبة للالكترونات
تُطرد من مسار دورانها الطبيعى
وبدأت بالانجراف نحو الحافة
تكونت شحنة سالبة على الحافة الخارجية لقرص النحاس
تاركة شحنة موجبة فى المركز
وحيث أن القرص كان متصلاً بالأسلاك
تحركت الالكترونات فى مسار مستمر
لقد صنع "فاراداى" سيلاً مستمراً من التيار الكهربى
بخلاف البطارية
هذا التيار كان يتدفق طالما كان القرص النحاسى يدور
لقد وَلًَـد طاقة كهربية مباشرة من الطاقة المغناطيسية
"كما أن اكتشاف "فاراداى كان مهماً بشدة كتجربة فى حد ذاتها
وكان لها أثارها فى فهم الكهرباء لباقى القرن التاسع عشر
كان بالنسبة له أن فتح عقد من الزمان للبحث المثمر
لأن ذلك أعطى له المفتاح فى كيفية المتابعة فى بحثه
بينما استمر "فاراداى" فى عمله
محاولاً فهم طبيعة الكهرباء الغامضة
كان المخترعون عبر اوروبا أقل اهتماماً بالعلم المجرد للكهرباء
وأكثر اهتماماً لمعرفة كيفية جنى المال عن طريقها
ما يثير الدهشة فعلاً فى ذلك الوقت المعاصر
أنه لم يكترث أحد أبداً لمعرفة ماهية الكهرباء
لم يكن هناك نقاش علمى حقيقى حول اذا ما كانت الكهرباء
قوة ما ، أو سائل أو شئ وهمى
ما كان يهتمون به حقيقة بذلك الوقت هو ما يمكن للكهرباء فعله
فاراداى" يعيش فى عالم قوى البخار"
وبينما كان يعمل على تقنية الكهرباء
ومعرفة ما هى تماماً
كان انجازاً علمياً أخر قد حُقق بنفس الوقت
فى معرفة كيف يمكننا استخدامها والاستفادة منها
كان هذا هو الجهاز الأول
الذى أخرج الكهرباء من المعامل الى أيدى الناس العادية
التيليغراف
ان مفتاح فهم عمل التليغراف
يأتى بفهم نوع خاص من المغناطيس "المغناطيس الكهربى"
وهو بالأساس مغناطيس مصنوع بواسطة تيار كهربى
أول مغناطيس كهربى تم صنعه على يد "ويليام ستيرجن" من بريطانيا
و"جوزيف هنرى" من أمريكا
كما اكتشف "فاراداى" أنه بلف السلك
فانه يحصل على تيار أكبر فى وجود المغناطيس المتحرك
"كذلك اكتشف "هنرى" وستيرجن
أن بزيادة عدد اللفات للأسلاك الحاملة للتيار
يزداد الفيض المغناطيسى المتولد من الملفات
أى أنه بزيادة طول السلك وعدد اللفات يزداد الفيض المغناطيسى المتولد
لذا بامرار تيار كهربى خلال هذا الملف
يمكننا بوضوح رؤية أثر المجال المغناطيسى
هذه هى التجربة الشهيرة بالمدارس
لنثر برادة الحديد فى نطاق المغناطيس
اذا طرقت هنا الأن
نرى برادة الحديد تتبع خطوط المجال تماماً
هذا يكشف لنا بوضوح أثر المغناطيسية
ولجعل الملف المغناطيسى أكثر قوة
"اكتشف "هنرى" و"ستيرجن
أن بامكانهم وضع نوع نوع ما من المعادن بداخل الملفات
سبب أن الحديد له أثره العظيم أمر مدهش
اذ يعمل كما لو كان مكون من العديد من المغناطيسات الصغيرة
تشير جميعها الى أماكن عشوائية
الأن لا يوجد أية مغناطيسات
المغناطيسات الصغيرة الأن بالداخل تصطف مشابهة لإبر هذه البوصلات
كما نرى ، فانها تشير الى أماكن مختلفة
لكن حينما تطبق عليها مجالاً مغناطيسياً تصطف جميعاً مشيرة لنفس الاتجاه
تجتمع كل هذه المغناطيسات
وتعزز من قوة الملف المغناطيسى
"لذا ما فعله "هنرى" و "ستيرجن
هو وضع اثنان من الملفات المغناطيسية على ذراعى حدوة حصان
وذلك لتوليد مجالاً أكبر بكثير
ويمكننا الأن رؤية قوة هذه الملفات على حدوة الحصان
لو شغلنا هذه الملفات، واستخدمنا شيئاً أكبر قليلاً من برادة الحديد
هذه القطع الصغيرة من الحديد
انظر الى قوة المجال المغناطيسى حيث يمسك بالقطع فى مكانها
ما يجب علمه بالتأكيد
أن هذه الملفات تعمل فقط
طالما يمر بها تيار كهربى
وبمجرد فصل التيار الكهربى
تختفى الطاقة المغناطيسية
أظهر المجربون الأوائل هذه القوة وقدرتها على حمل المعادن
صنع "هنرى" أحدها بقدرة لحمل طن ونصف من المعدن
مبهر ، لكن ليس بالشئ الذى يغير العالم
لكن ضع هذا المغناطيس بعيداً بنهاية طرف سلك
تستطيع حينها التحكم بالأشياء عن بعد
فى غمضة عين
هذه القدرة للتحكم بالمغناطيس عن بعد
أحد أكثر الأمور المفيدة التى تم اكتشافها
اذا استطعت الاستفادة من الكهرباء
بعيداً عن مصدر توليدها
حينها تمتلك اتصالاً أنياً
بمنتصف أربعينات القرن التاسع عشر
طور "صامويل مورس" نظاماً للرسائل
يعتمد على مدى فتح أو فصل الدائرة الكهربية
"-" نبضة طويلة من التيار تدل على شرطة "." ونبضة خفيفة للدلالة على نقطة
سمح ذلك بارسال واستقبال الرسائل باستخدام شيفرة بسيطة
اعتقد الناس بهذا العصر بأن الكهرباء والتليغراف
سيجعلون من العالم مكان أصغر
كان هناك ذلك التفاؤل خلال القرن التاسع عشر
بخصوص ذلك التليغراف الجديد
والذى سيجعل التواصل أسهل ويخلق التفاهم بين الناس
وان ذلك سيكبح الحروب بالتأكيد
لأننا سنتفاهم بشكل افضل
أعتقد أنه وبالنظر للماضى كان ذلك خيالاً محضاً
بحلول الخمسينات
اتصلت أمريكا وأوروبا بأسلاك التليغراف
لكن الحلم بالتواصل العالمى
كان لايزال بعيد المنال
كان ذلك بسبب عدم وجود كابلات قادرة على حمل الرسائل
بين الدولتى العظمتين على الأرض
بريطانيا وأمريكا
اعتقد العديد من الخبراء
استحالة مد كابلات عبر المحيط الأطلسي لكنهم عرفوا أن لو استطاعوا حل هذه المشكلة
لربحوا مالاً وفيراً
وبحلول الخمسينات قام رجال الأعمال الأمريكان والمهندسين الانجليز
بتجميع الجهود ليثبتوا امكانية فعل هذا
فشلت محاولات تلو الأخرى
وتلفت الكابلات الثقيلة بفعل عنف مياه المحيط والعواصف
فى النهاية ، بالتاسع والعشرين من يوليو عام 1858
تم توصيل زوجين من الكابلات عبر المحيط الأطلسي
كان يصعب حمل كابل ضخم قطعة واحدة بواسطة سفينة
"لذا أُخذ طرف الكابل من "نيوفاوندلاند
"ووُصل نهايته بجنوب غرب "ايرلندا
بعد مرور ستة أيام
كان أول خط مباشر بين الدولتين الأقوى بالعالم فى مكانه
كُلل المشروع بنجاح باهر
وتم ارسال رسالة تهنئة رسمية
"من الملكة "فكتوريا "الى الرئيس "بيوكانن
لكن وقبل نهاية الاحتفالات بدأت الأمور تسوء
هذه هى المفكرة الأصلية لكبير المهندسين
يمكنك رؤية الرسالة الأصلية للملكة فكتوريا هنا
طول الرسالة 98 كلمة فقط لكنها استغرقت 16 ساعة لوصولها
كان من الصعوبة على مشغلى التليغراف فك شيفرة الرسالة
كانت الاشارات الكهربية تصل مشوهة وغير واضحة
وكان يتم اعادة طلب الارسال مرة بعد مرة
لذا ترى هنا
"اعادة الارسال .. انتظار الوصول .. لا اشارة"
بوضوح .. التواصل عبر الأطلسى
لم يكن بالوضوح والدقة كما كان مأمولاً
بعد عدة أيام ، مئات الرسائل تم تحريفها
"وهذه التى وصلت "نيوفاوندلاند
كان من المستحيل فك شيفرتها
فقط فوضى من الرموز ، الشرطات والنقط
كانت المشكلة كبيرة بالكابل وكانت الأمور تزداد سوءً
لم يتم اصلاح الكابل أبداً
وقد انتهى الأمر حينما اعتقد بالخطأ "المهندس البريطانى "ويلدمان وايتهاوس
أن زيادة الجهد على الكابل
ستجبر الاشارة على الوصول الى نيوفاوندلاند
لكن حينها توقف الكابل عن العمل تماماً
فى تلك الحالة فان زيادة الجهد
باستخدام بطاريات أقوى أحدث تغييراً
اعتقد معظم الخبراء أن التيار الكهربى
يسرى داخل الكابل كالسائل داخل الأنبوب
وأن زيادة الجهد يشبه زيادة الضغط داخل الانبوب
مجبراً التيار على الوصول للجهة الأخرى
لكن التليغراف بالحقيقة كان يحمل نبضات
أو تموجات من التيار عبر الكابل
وليس تياراً مستمراً
وفى حالة المسافات البعيدة
كانت هذه التموجات تتشوه
جاعلاً من الصعب تحديد النقطة القصيرة من الشرطة الطويلة
بدراسة أثر كابلات النقل تحت الماء
بدأ العلماء يفهمون
أن التيار الكهربى ليس مشابهاً لتدفق الماء
وأنه أيضاً يصنع موجات كهرومغناطيسية أو تموجات
وكان هذا هو الاكتشاف الذى سيقود الى فرع جديد من البحث
فى دراسة الطيف الكهرومغناطيسى
ويحل مشاكل التليغراف الأطلسى
لقد كانت تجربة التواصل عبر الأطلسى
عظيمة ، طموحة وباهظة الثمن
وأظهرت عدم مواكبة العلم للتطبيق
وقد أدت الى بدء الكشف عن فهم نظرى وأكثر قرباً للكهرباء
بمعرفة كيف تسير الموجات الكهربية عبر الكابلات
تم تطوير التصميم والتركيب وأسلوب وضع الكابلات
وقد استغرق الأمر ثمانية سنوات من العلماء والمهندسين
يعملون سوياً لوضع أول كابل فعال فى مكانه بين الدولتين
وفى يوم الجمعة السابع والعشرين من يوليو عام 1666
تم ارسال رسالة من أيرلندا الى نيوفاوندلاند
واضحة ونقية
"تم توقيع معاهدة سلام بين النمسا وبروسيا"
وفى النهاية أصبح حلم التواصل الأنى عبر الأطلسى حقيقة
\ ان نجاح كابل عام 1866 جعل من العالم مكاناً أصغر
ان التغيير من عالم يستغرق أياماً وأسابيع وحتى شهور لسفر المعلومات
الى عالم تصل فيه المعلومات فى ثوان أو دقائق
كان تطوراً عظيماً
أكثر من أى شئ يمر على المرء بحياته لقد غير اختراع التليغراف حياة الناس العادية
لكن الانجاز الحقيقى
سيكون بمعرفة استخدامنا للتيار الكهربى المستمر
والأثر العظيم لذلك على الحياة
حيث كان المخترعون يطورون طريقة جديدة لاستخدام الكهرباء
فى شئ يتمناه كل من بالعالم
الضوء الكهربى
حتى القرن التاسع عشر
كانت الطريقة الوحيدة للاضاءة هى
حرق الأشياء
وبمنتصف القرن التاسع عشر
تم تطوير طريقة فعالة لاضاءة المنازل
باستخدام الجاز
كان يضاء البيت العادى بستينات القرن التاسع عشر بهذه الطريقة
الغاز سريع الاشتعال
كان يتم ضخه مباشرة الى المنازل
خلال شبكة من الأنابيب
لكنها كانت خافتة جداً بالمناطق الواسعة
لذا كانت محطات القطارات والشوارع تضاء بمصدر أكثر قوة
ضوء القوس الكهربى
تم استخدام أول قوس كهربى للانارة
بواسطة المعلم "الخاص لـ "مايكل فاراداى
"السيد"هامفرى ديفى
من المعهد الملكى فى بداية عام 1808
وهى تعمل بامرار شرارة مستمرة من الكهرباء
عبر قضيبين من الكربون
لكن شدة الوهج الأبيض كان براقاً فقط للمنازل
ولانارة كهربية تتفوق على الاضاءة بالجاز
كانت بحاجة الى تصغيرها كثيراً
وجعلها أقل استهلاكاً للطاقة ، وأكثر جمالاً
الذى ينجح فى ايصال الضوء الكهربى الى كل منزل
هو من سيحظى بالشهرة والمال
وفى بداية الثمانينات ، كان هناك الأكثر شهرة ، المخترع الاستثنائى
الأفضل فى العالم بكل المقاييس
أخذ على عاتقه التحدى
"الأمريكى .. "توماس ألفا اديسون
كان الاختراع بالنسبة لاديسون شغف وهواية
هذا ما أحب عمله لقد أحب المكوث بالمعمل
د. باول اسرائيل جامعة روتجرز
أول سبب لحماسته لذلك كانت المتعة التى يجدها بهذا
هذا ما وجده مثيراً أنه يصنع أشياء مفيدة
وقد أتاح له ذلك أن يطلق العنان لابداعاته
اديسون" هو سيد الاختراعات الكهربية"
لقد كان الرجل الموثوق بعمله
كان الرجل المأمل عليه عمل أى شئ
كان أيضاً له روابط جيدة مع الممولون
"الذين يضعون أموالهم تحت امرة "اديسون
ويغامرون معه بأموالهم
بالنسبة لاديسون ، كان المال ربما هو أهون الدوافع
ربما كان مهماً لسبب واحد له
ألا وهو تمويل المشروع الجديد
لقد جند اديسون مجموعة من المهندسين الصغار والموهوبين
"فى معمل أقصى مدينة "نيو جيرسى
"تبعد 26 ميلاً عن "مانهاتن
"مينلو بارك" ربما كان المشروع الأول تمويلاً بالعالم
سامحاً لاديسون وفريقه للاختراع على مقاييس صناعية ضخمة
لقد عملوا لساعات طويلة
تحدث بعضهم عن صعوبة رؤيته لأولاده
لأنه موجود بالمعمل طوال الوقت
لكنهم عرفوا أنهم بمنتصف الطريق الى شئ عظيم
ذلك أن لو نجح اديسون
ونجحوا هم أيضاً معه فان ذلك يؤمن مستقبلهم كان حلم اديسون هو انارة كل المنازل كهربياً
وبوجود فريق المهندسين بجانبه
ورؤيته لمستقبل الكهرباء الواعد أطلق مشروعه
كان السباق نحو انارة العالم كهربياً يتمركز حول المدن الكبرى فى ذلك الوقت
نيويورك،باريس،لندن
فريق اديسون بمشروعه مينلو بارك" هدف الى"
تطوير شكل مميز تماماً من المصباح الكهربى
مصباح الضوء المتوهج
فى الحقيقة ،لم يكن مصباح اديسون جديد تماماً أو فريد من نوعه
لقد ظل المخترعون بفرنسا روسيا،بلغاريا ،وبريطانيا،
يطورون مصابيح مشابهة على مدار 40 سنة
وكان أحدهم رجلاً انجليزياً "جوزيف سوان"
قد طور نسخته الخاصة من المصباح الكهربى
"مصابيح كلاً من "سوان" و"اديسون
كانت تعمل بامرار تياراً كهربياً على فتيل
كان الفتيل مادة حيث يجد التيار الكهربى صعوبة بالمرور به
اكثر من مروره بالنحاس فى بقية الدائرة
ويعتمد على فكرة المقاومة الكهربية
بداخل هذا البرطمان لدى فتيل مصنوع من الرصاص العادى
ويمكننا رؤية ما يحدث بامرار تيار كهربى خلاله
على صعيد المستوى الذرى البعيد
تقاوم ذرات الفتيل تدفق التيار الكهربى
لذا يتطلب الأمر طاقة أعلى لامراره
وتفقد هذه الطاقة بالفتيل فى صورة حرارة
وبينما تزداد الحرارة تزداد المقاومة
والتى تزيد من درجة الحرارة مرة أخرى الى أن تتوهج من شدة الحرارة
كانت أحد أول المواد التى استخدمها اديسون للفتيل هى البلاتين
بتميزه بنقطة انصهار عالية
كانت لديه القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية دون انصهار
كان أيضاً لديه ميزة التمدد الى جدائل رفيعة
حيث كلما كان الفتيل رفيعاً كلما زادت مقاومته للكهرباء
لكن البلاتين كان باهظ الثمن ولم يوفر المقاومة المطلوبة
فكان السباق حول ايجاد البديل المناسب
"وكان الحل حين أقبل فريق "مينلو بارك على طريقة كان "سوان" يطورها هو الأخر
استخدام الفراغ لايقاف فتيل الكربون الضعيف من الاحتراق سريعاً
"جرب "اديسون" و"سوان كل أنواع المواد المختلفة
لاشعال فتيل مناسب
كل شئ من الحرير وحتى الفلين
جرب اديسون حتى شَعْر مهندسين فريقه
وبالنهاية ، استقر على ألياف الخيزران
"بينما استخدم "سوان خيوط القطن المعالج
"كان مصباح "اديسون "مشابهاً تماماً لمصباح "سوان
وبالنهاية ، توصلوا الى اتفاق وشراكة للأمر
لبيع المصابيح بالولايات المتحدة
واليوم يعتقد معظم الناس أن اديسون" وحده من اخترع المصباح الكهربى"
وأصبح "سوان" على هامش التاريخ
لكن مصباحه كان مجرد جزء فى خطة اديسون
لقد اخترع أيضاً نظاماً كهربياً كاملاً
من الكابلات والعوازل لتمر بها
وكونه رجل أعمال عبقرى
طور أيضاً نظاماً جديداً لتوزيع الكهرباء
علم "اديسون" أن الطريقة الوحيدة لجمع المال من نظامه الكهربى
كان بتوليد الكهرباء فى محطة مركزية
وبيعها لأكبر عدد ممكن من العملاء
هذا ما اعتدنا عليه حالياً لكن حتى ذلك الحين
كان كل من أراد استخدام الكهرباء
لابد أن يمتلك المولد المزعج الخاص به
كان "اديسون" طموحاً جداً فى هذا الشأن
لقد أراد انارة المدينة الأكثر نمواً وازدهاراً بالعالم
نيويورك
فى صيف عام 1882 كان "اديسون" فى مكانة فريدة
فى مركز الاختراع والعلوم للقرن التاسع عشر
مُنح براءة اختراع المصباح الكهربى
لقد حَصَّل علم غزير عن الهندسة الكهربية
وفوق كل هذا
فقد نال سمعة واسعة بالمجتمع الأمريكى
كونه المخترع العبقرى فى البلاد
حيث تصارعت الصحافة على كل كلمة له
وكذلك التمويل الوفير من وولسترريت
سارع الى تبنى أفكاره الجديدة
"رؤيته لانارة "مانهاتن وبقية مدن العالم كانت الظروف متهيأة لها
كان "اديسون" وفريقه
مستعداً لاطلاق المشروع الأكثر مخاطرة وكلفة على الاطلاق
محطة الانتاج الأولى بأمريكا
لتوليد التيار الكهربى المستمر
فقط عند الثالثة مساءً من الرابع من سبتمبر عام 1882
كان "توماس اديسون" محاطاً بمجموعة من رجال الأعمال والنخبة والصحافة
دخلوا بناية "ج ب مورجان" هنا بجانبى
ضغط "اديسون" على أحد المفاتيح
وبدأت 100 مصباح كهربى بالانارة
قال ملتفتاً الى صحفى بجانبه
"لقد أنجزت كل ما وعدت به"
نصف ميل بعيداً عن شارع بيرل كانت محطة اديسون الجديدة
بتكلفة نصف مليون دولار وأربعة أعوام من العمل الجاد
قد خرجت للحياة
اندفع التيار عبر الكابلات المدفونة
ممتدة فى كل الاتجاهات
بالطبع نحن نعتاد الأمر حالياً
لكن رجوعاً الى ثمانينيات القرن التاسع عشر فى نيويورك
فان فكرة دفن كابلات كهربية تحت الأرض
بدى نظاماً مكلفاً بلا فائدة
ستكون هذه الشوارع متشابكة
بمئات الكابلات للتليغراف
والتليفونات ، واضاءة القوس الكهربى
بالنظر أعلى تجد أن لديك
شبكة من أنابيب الاسباكتى السوداء يخرج منها النور
علم اديسون أن موقفاً خطراً لابد وأن يتغير
وليستطيع أن يجنى مالاً بقدر الامكان
فقد احتاج اعادة تصنيف الكهرباء لقد روج لأن تكون الكهرباء أمنة
لذا فان اديسون جادل لأمان كلاً من
الجهد المنخفض للتيار المستمر والنقل بالكابلات الأرضية
لقد كان يبرهن على أن نظامه أكثر أمناً من القوس الكهربى بالشوارع
أو الاضاءة بالجاز فى المنازل
فلا مكان للخوف من الحرائق أو الموت من الكهرباء
فنحن أمنون من كل هذا
لأن نظامه المقترح كان للنقل تحت الأرض
لم تكن مشكلة دفن الكابلات هى كل شئ
لكن كان هناك مشاكل لوجستية كبيرة
لأن هذا كان المكان الأكثر ازدحاماً بالعالم
اختار اديسون هذا المكان لسبب ما
وولستريت
الثراء، الأهمية ،والسلطة
ذلك أن نجاح نظامه فى جنى المال
يعتمد على وجود عملائه الأثرياء
فى نطاق ميل واحد من محطة الانتاج
اضافة الى أنه قام بحساب
أكثر الكابلات سماكة سيدفنها
والتى ستحمل الكمية المناسبة للتيار الكهربى
الى العملاء فى هذه المنطقة
كان ذلك نقلة كبيرة للأمام
لأنه وللمرة الأولى
سيتم امداد عشرات العملاء من محطة انتاج واحدة
لكن كانت هناك مشكلة كبيرة
لا يمكن لمحطة اديسون أن تكون اقتصادية
فى انارة ضواحى أمريكا الجديدة
حيث لا يوجد كثافة للعملاء
تستحق بناية هذه المحطات الباهظة التكلفة
اذا كنا قد استمررنا على نظام اديسون الكهربى للانتاج والتوزيع
لأصبح العالم مكاناً مختلفاً تماماً عما هو عليه الأن
كنا سنضطر الى امتلاك محطات انتاج فى كل مكان
بمسافة لا تزيد عن ميل واحد بين كل محطة والأخرى
حتى فى مراكز المدن والعواصم
وكان سيكون الأمر أكثر كلفة لتزويد المجتمعات الصغيرة بالكهرباء
لكن من يمتلك حلاً لهذه المشكلة
كان على وشك الدخول فى القصة
الرجل الذى سيساعد فى صناعة العالم الحديث
وسيلعب دوراً فريداً فى صناعة أكبر انجازات التاريخ العلمى
"كان اسمه "نيكولا تسلا
وقد كان ضمن فريق اديسون
كان اديسون مخترعاً صربياً
وقد ولد فى كرواتيا
وعمل مع اديسون بعد وصوله الى نيويورك بعمر الثامنة والعشرين
كان اوربياً منطوياً عميق مفكر
كان مختلفاً عن اديسون فى كل شئ
كان اديسون وتسلا مختلفين تماماً
فى طريقة ترتيب أمورهم وفى المظهر والسلوك
بروفيسور بيرنارد كارلسون جامعة فيرجينيا
وفى الصورة التى رسمها كلاً منهما لأنفسهم أمام الناس
لم يهتم اديسون بشأن ملابسه
واذا ما سُكب مواداً كيميائياً على أفضل بدلة عنده
لا يهتم .. ويأخذ الأمور ببساطة
كان باختصار نوعاً ما شخص غير نظيف
كان تسلا على العكس
حتى وهو بعمر العشرينات كان يهتم كثيراً بمظهره
وبأسلوب مقابلته للناس
لذا فهو يهتم بملابسه وسلوكه
كما كان يهتم بجمال الصور التى تؤخذ له
وكان يتأكد دائماً من ظهور ثلاثة أرباع وجهه بالصور
حيث لا يمكنك رؤية الندبة الموجودة بباقى وجهه
"ان حياة وموت "نيكولا تسلا
أحد أكثر القصص دهشة ومأساوية فى التاريخ العلمى
فقد قام بقطع حلقه
صادماً الجماهير بشكل مثير
كان المجتمع الأمريكى منبهراً
بنظام اديسون الجديد لمحطات انتاج التيار المستمر
لكن تسلا كان أقل انبهاراً
كان لديه حلم بامكانية نقل الكهرباء عبر مدن كاملة
أو حتى دول بأكملها
وقد اعتقد أنه يعرف الطريق الى ذلك
باستخدام نوع جديد من التيار الكهربى
كان معروفاً أنه كلما قل التيار المنقول عبر الكابلات
قلت المقاومة الكهربية لها
مما يعنى امكانية زيادة طوله
عزم تسلا استخدام طريقة جديدة لنقل الكهرباء
حيث يمكن خفض قيمة التيار
دون خفض كمية القدرة الكهربية المنقولة
"كان ذلك "التيار المتردد
التيار المتردد هو تماماً كالتالى
انه تيار كهربى حيث يبدأ حركته فى اتجاه ما
ومن ثم يغير اتجاهه بسرعة شديدة
وذلك بخلاف التيار المستمر الذى يسرى فى اتجاه واحد فقط
كان تسلا شغوفاً بالتيار المتردد
لأنه أدرك كباقى المهندسين فى هذه الفترة
أنه بزيادة الجهد لأى تيار "منقول من النقطة "أ" الى النقطة "ب
سيزيد ذلك من كفاءة النقل فى حالة الجهد العالى
وحيث ان كمية القدرة الكهربية فى الكابل
تساوى قيمة الجهد مضروبة فى قيمة التيار
فان زيادة الجهد يعنى خفض التيار بالكابلات
P=V*I ، المترجم : القدرة = الجهد * التيار فى حالة ثبوت القدرة وزيادة الجهد يقل التيار
وبالتالى ستقل المفاقيد نتيجة انخفاض المقاومة
ورغم هذا لا نريد الجهد العالى بدرجة عالية جداً
فلا تريد مثلاً 20 ألف فولت تسرى بمنزلك
اذاً فأنت تحتاج الى خفض التيار المنقول عبر مسافات الى منزلك
ولفعل هذا تحتاج الى محول
التيار المتردد يسمح لك باستخدام المحول
لتبدل بين الجهد العالى للتيار
والجهد المنخفض المستخدم عند الاستهلاك
ان احتراف تقنية لنقل الكهرباء
مئات الأميال بعيدة عن مكان انتاجها
سيمثل نقطة تحول كبيرة فى صنع العالم الحديث
وكان أحد رجال الأعمال الأثرياء
جاهز تماماً لذلك
"كان اسمه "جورج وستنجهاوس
كان وستنجهاوس يؤمن بأن التيار المتردد هو المستقبل
لكن كان هناك عائق كبير
بينما كان صالحاً لانارة المصابيح
وبخلاف التيار المستمر
لم يكن هناك محركات مصممة للعمل عليه
واعتقد الجميع أن هذه المشكلة لن تُحل
"فيما عدا "نيكولا تسلا
تسلا .. كمخترع ، كان يفكر كالأتى
لست بحاجة الى بناء شئ ما فى البداية
لكن عليك بداية تخيله وأن وتفكر له وتخطط له
وكان لديه ما يسميه علماء النفس حالياً
الذاكرة الخيالية
يستطيع بسهولة تذكر كل ما يراه
ومن ثم يتخيله فى صورة ثلاثية الأبعاد
ودائماً ما يقولون أن أصحاب هذه المهارة
يرون مخيلاتهم وكأنها على بعد ذراع منهم
ويرونها بصورة ثلاثية الأبعاد فى الفراغ
وكل الدلائل تشير الى امتلاك تسلا لهذه المهارة
هذه هى بيضة تسلا
انها نسخة مطابقة لما استخدمها تسلا
لينجز أكبر اكتشافاته
وأحد أهم الاختراعات على مر العصور
انها توضح امكانية توليد الحركة الدورانية
مباشرة من التيار المتردد
تيار تم انتاجه بعيداً مئات الأميال
كان هذا شئ لم يحدث مطلقاً من قبل
حينما عمل تسلا على محرك التيار المتردد
كان يفكر بعمق
لم يكن يفكر بجزء واحد فى المحرك قائلاً
لو استطيع جعل هذا يعمل بشكل أفضل قليلاً ، سيحل ذلك المشكلة
كان حقيقة يفكر بشأن نظام كامل يتضمن
المولد ، وكابلات النقل ، والمحركات
كان مميزاً ودائماً ما يفكر بعيداً عن التوقعات
ويصنع أشياء مختلفة تماماً عن المخترعين الأخرين
كانت فكرة تسلا عبقرية
لقد غَذَّى المحرك بأكثر من مصدر للتيار المتردد
وضبط توقيتهم ليتتابعوا بترتيب متتالى
التيار المتردد الأول
يغذى الملف الأول داخل المحرك
مولداً مجالاً مغناطيسياً
فيجذب معدن المحرك المتحرك بالمركز له
ثم يتلاشى التيار
ثم يبدأ التيار المتردد التالى بالتغذية للملف الثانى
ساحباً الجزء المتحرك اليه نتيجة المجال الجديد المتولد
وهكذا مع الملف الثالث والرابع
والنتيجة مجالاً مغناطيسياً دواراً قوى كفاية لدوران المحرك
أو فى هذه الحالة دوران البيضة
لقد طور تسلا نظاماً كهربياً جديداً بالكامل
يدعى النقل متعدد الأوجه
هذا يعنى أن محطات الانتاج ذات الضوضاء والرائحة الكريهة
ستولد الكثير من التيار المتردد المطلوب
بعيداً تماماً عن المناطق السكنية المأهولة
ولأول مرة تستطيع بناء محطات انتاج ضخمة
أينما تريد فى حافة المدينة
أو عند شلالات نياجرا
وتوزع الكهرباء عبر مسافات واسعة
وتخدم كل العملاء
بمدينة كاملة أو عاصمة
كان انجاز تسلا هو الفصل الأخير بالقصة
لكن كان عليه اقناع العالم
ان ابتكاره هو الأفضل
مقارنة بالتيار المستمر التى ابتكرها اديسون
ظل اديسون يروج لنظامه للتيار المستمر
ويبنى محطات انتاج بمدينة نيويورك
الى أن قام تسلا بمقابلة جورج وستنجهاوس
الرجل الذى سيجعل من حلمه حقيقة
فى يوليو عام 1888 قدم وستنجهاوس عرضاً الى تسلا
الرجل الذى أصبح جزءً من غموض قصة حياة تسلا الغريبة
التى لا يمكنك التفريق فيها بين الحقيقة والخيال
تم الدفع له مبلغ 75 ألف دولار لابتكاره لنظام التيار المتردد
وعُرض عليه 2.5 دولار لكل وحدة حصان سيولدها
كان هذا يضمن له الثراء السريع لبقية حياته
لكن هذا لم يحدث
من الواضح لدينا الأن تماماً
أن نظام التيار المتردد هى أفضل أنظمة نقل الطاقة الكهربية
وربما تتخيل أنه بانجاز تسلا
لن يقف شئ أمام تفوق التيار المتردد على التيار المستمر
لكن رجلاً مازال يؤمن تماماً بنظامه للتيار المستمر
من فتيل المصابيح والمفاتيح ، والمقابس والمولدات
ولم يكن مستعداً لخسارة ملايين الدولارات بتغيير النظام
اديسون
كانت هذه ملامح الحرب
كان تسلا مع وستنجهاوس معاً ضد اديسون وفريقه
للسيطرة على عقود الانارة المربحة فى نيويورك
نظامين مختلفين تماماً
يتصارعا من أجل الجائزة الكبرى
الفرصة لانارة أمريكا ، والعالم كله من بعدها
عرف ذلك باسم حرب التيارات الكهربية
حاول كل فريق أن ينافس بتقديم السعر الأفضل
لكن اديسون كان يعلم بأن نظامه للتيار المستمر
كان أفضل من التيار المتردد لأنه اكثر أماناً
ملامسة كابل اديسون ذو الجهد المنخفض
كان مؤلماً لكنه غير مؤذى نسبياً
فى حين كابلات التيار المتردد
كانت تحمل جهد عالى نسبياً
ولمسه قد يودى بالحياة
لذا ما اعتمد اديسون عليه
هو الترويج لنظامه على أنه الأكثر أماناً
وأنه أفضل من استخدام القوس الكهربى للانارة
وأفضل من استخدام الجاز
وهو الأن أفضل من التيار المتردد ذات الجهد العالى
هذا هو النظام الأمن
تبنى نظام اديسون كن متأكداً أنك آمن
ادعى اديسون أن التيار المتردد
كان نوعاً خطراً من الكهرباء
وقد تصيد كل حادثة لرجال العمل لدى وستنجهاوس
وكل حريق سببه ذلك النظام
وكان لذلك مفعوله
لأنه بذلك الوقت كان الكثيرين يخشون الكهرباء
يمكنها الصعق والقتل فى لحظة
وسبب ذلك كان مازال مجهولاً
للكثيرين ، فإن تعبئة تلك الأنابيب القاتلة الخفية الى منازلهم
كان أمراً مستحيلاً
لذا ، فإن السلاح المستخدم فى حرب التيارات الكهربية كان الخوف وقد كان مهندس كهرباء مغمور
"هارولد ب.براون"
كان على وشك الانتقال بالحرب ضد التيار المتردد الى مستوى جديد
كان يحاول اطلاق أحد أكثر حملات التشويه الشعبى اثارة فى التاريخ
ابتكر براون طريقة فريدة
لاثبات الخطر المميت للتيار المتردد
وكان محباً لمشاركة العالم بها
لذا ، وفى صيف ليلة دافئة فى يوليو عام 1888
جمع 75 من أفضل مهندسين الكهرباء والصحفيين بالبلاد
ليشهدوا عرضاً لن ينسوه أبداً
كانت خطة براون رهيبة
لقد استأجر مجموعة من أطفال الشوارع
ليجمعوا له بعض الكلاب الضالة بمدينة مانهاتن
وقف على المنصة وخاطب المستمعين
لقد دعوتكم الى هنا ايها السادة
لتشهدوا تجربة للكهرباء
على مجموعة من الحيوانات
كان عرضه يتضمن صعق الكلاب
بكلاً من التيار المتردد والمستمر
محاولاً اثبات سرعة الموت بواسطة التيار المتردد الخطير
ولم تكن الكلاب فقط
لقد استمر براون ليرى المشاهدون قتل العجول وحتى الأحصنة
وقد أراد التجربة على الحيوانات الكبيرة ليثبت شيئاً
لقد أراد اظهار مدى خطورة التيار الكهربى المتردد
حيث يمكنه قتل أى كائن حى ضخم بما فيها الانسان
اقنعت تجارب براون على الحيوانات السياسيين الأمريكيين
أن طريقة الاعدام المثلى للمجرمين المدانين
هى الاعدام بالصعق الكهربى للتيار المتردد
المولدة من ماكينات وستنجهاوس
حتى أن أنصار اديسون اقترحوا مصطلحاً جديداً
وهو وصف الذى يصعق بهذه الطريقة
أنه سيعدم بطريقة وستنجهاوس
وفى تمام الساعة 6:32
فى صباح السادس من اغسطس عام 1890
ويليام كيملر" رجل فى الـ45 من عمره"
تم ربطه فى كرسى خشبى
وقطبين موصلين مبللين
تم توصيلهم به بعناية
وقرابة الـ 26 من الأطباء والمسئولين كانوا ينظرون من غرفة مجاورة
قال كيملر "وداعاً" الى قسيس السجن ثم انتظر
كانت حادثة اعدام ويليام كيملر
أقصى نقطة بلغتها الحرب بين التيارات الكهربية
لكنها لم تكن النهاية أبداً
حيث كان نيكولا تسلا على وشك القيام بشئ
لم يراه احد من قبل
شئ يدعو للذهول والدهشة
شئ سيعيش للأبد فى ذاكرة اولئك الناس الذين شاهدوه
لقد طور تسلا طريقة لتوليد تيار متردد ذات تردد عالى جداً
وفى الحادى والعشرين من مايو عام 1891
فى لقاء مع أفضل مهندسين الكهرباء
أفصح عنها أخيراً
فى عرض سحرى من الجمال والرعب
ودون ارتداء أى دروع وقاية او غطاء أمان
عشرات الألاف من الفولتات المولدة من أحد ملفات تسلا
مرت خلال جسده عابرة الى مصباح كان يحمله
كان ذلك التيار المتردد ذات تردد عالى جداً
لدرجة مروره عبر جسده
بدون احداث ضرر بالغ أو أى ألم
كشف عرضه أنه بالتصميم المناسب للتيار المتردد عند الجهود العالية
فإنه يكون أمن تماماً
لقد فاز فريق فى حرب التيارات الكهربية
"وستنجهاوس" و"تسلا"
فى عام 1896 ، تم اكتمال المحطة الجديدة عند شلالات نياجرا
باستخدام مولدات وستنجهاوس للتيار المتردد
لانتاج تيار تسلا متعدد الأوجه
وأخيراً ، كمية هائلة من الطاقة الكهربية
"يمكن نقلها من الشلالات بجوار "بافالو
وخلال عدة سنوات
كانت محطة نياجرا تغذى مدينة نيويورك نفسها
واليوم ، كل الكهرباء بالعالم تقريباً
يتم انتاجها بنظام تسلا
لكن قصة تسلا لم تنتهى بالشهرة والثراء
بالرغم من استمرار اسهاماته العظيمة
فى كثير من المجالات العلمية والاختراع
لانقاذ جورج وستنجهاوس من الافلاس بعد تحطم لسوق الأسهم
تخلى عن حقوق الملكية الفكرية لنظام انتاج التيار متعدد الأوجه
نيكولا تسلا كان رجلاً موهوباً ومميزاً ونحن جميعاً ندين له بالكثير
لكنه أيضاً كان معقداً وغريب الأطوار
وبكل أسف ، وفى أواخر حياته وقع فى المزيد من المشاكل
كان لديه لزمة الرقم ثلاثة
يظل يردده بصوت عالى أثناء مشيه
وتطور لديه خوف وفوبيا غريبة من الجراثيم
ومن النساء اللاتى يرتدين المجوهرات المتلألئة
على أى حال ، فإن عقله العبقرى أصبح خارج عن السيطرة
وبينما تقدم به العمر
كان يبتعد عن الناس
ويشعر بالراحة فى الأماكن المنعزلة
أصبح مهووساً بالحمام
وكانت تتم رؤيته يطعمهم بانتظام هنا فى حديقة براينت
فى مركز مدينة مانهاتن
حتى أنه عشق طائراً أبيض متميز
وعندما مات
أصبح جريح القلب
وكونه رجلاً عجوزاً تُرك تسلا وحيداً ومفقراً
يعيش منعزلاً فى هذا الفندق
عاش سنواته الأخيرة هنا فى غرفة 3327 فى فندق نيويورك
حزيناً ، بائساً ، ووحيداً
أما اديسون فقد استمر كبطل أمريكى
"وكانت شركته جزء من "جنرال الكتريك
حتى انها اليوم أحد أكبر شركات متعددة الجنسيات بالعالم
فى يناير عام 1943 "كانت نهاية قصة "نيكولا تسلا
ناظراً الى سماء مانهاتن للمرة الأخيرة على الاطلاق
رأى سماءً تملؤها الأنوار
والملايين قد تطورت حياتهم بسبب عبقريته
ان قدرة انتاج ونقل الطاقة الكهربية
واختراع الألات التى تُدار بها
قد غيرت عالمنا الى طرق لم نكن نتخيلها
نحن الأن ننتج مليارات الوحدات من الطاقة الكهربية
كل ثانية ، وكل ساعة ، وكل يوم
وأياً ما كانت الطريقة باستخدام الفحم أو الجاز
أو الانشطار النووى
فان كل المحطات تعتمد "على نظرية اكتشفها "مايكل فاراداى
"وطورها "نيكولا تسلا
وباقى مهندسين الكهرباء الاوائل
فى عصر مذهل للاختراع
نحن الأن نمتلك منحة الكهرباء
ونسينا كيف كانت هذه القوة السحرية والغامضة من قبل
لكن هناك شيئاً علينا ألا ننساه
اليوم ، بدون الكهرباء فان العالم سينهار من حولنا
وسوف يتغير عالمنا وحياتنا تماماً
فى الحلقة القادمة نتحدث عن مفاجأت الكهرباء
التى قادتنا الى فهم هذه القوة المدهشة
لتعرف أكثر عن قصة الكهرباء
ولتختبر قوة معرفتك
جرب النشاط التفاعلى للجامعة المفتوحة
... اذهب الى bbc.co.uk/electricity
واتبع الرابط الى الجامعة المفتوحة
تــرجــمــة : م / رامى أحمد facebook.com/romioin
الصدمة
والرعب
قصة
الكهرباء
الحلقة الثانية
عصر الاختراعات
بروفيسور / جيم الخليلى