ألكسندر بين (مخترع)

في عام ١٨٤٠، وفي ظلّ حاجته الماسة للمال لتطوير اختراعاته، أفصح بين عن مشاكله المالية لمحرر مجلة الميكانيكا ، الذي عرّفه على السير تشارلز ويتستون . عرض بين نماذجه على ويتستون، الذي قال، عندما سُئل عن رأيه: "لا داعي لتطوير هذه الأشياء أكثر من ذلك! ليس لها مستقبل". ^{[ ٣ ]} بعد ثلاثة أشهر، عرض ويتستون ساعة كهربائية على الجمعية الملكية ، مدعيًا أنها من اختراعه. إلا أن بين كان قد تقدّم بطلب للحصول على براءة اختراع لها. حاول ويتستون منع براءات اختراع بين، لكنه فشل. عندما نظّم ويتستون قانونًا برلمانيًا لإنشاء شركة التلغراف الكهربائي، استدعى مجلس اللوردات بين للإدلاء بشهادته، وأجبر الشركة في النهاية على دفع ١٠٠٠٠ جنيه إسترليني لبين وتعيينه مديرًا، مما دفع ويتستون إلى الاستقالة.

يعود تاريخ أول براءة اختراع لبين إلى 11 يناير 1841، وكانت مسجلة باسم جون باروايز، صانع الساعات، وألكسندر بين، الميكانيكي. تصف هذه البراءة ساعته الكهربائية التي تستخدم بندولًا يتحرك بفعل نبضات كهرومغناطيسية . وقد طوّر بين هذا الابتكار في براءات اختراع لاحقة، بما في ذلك اقتراح استخلاص الكهرباء اللازمة من " بطارية أرضية "، تتكون من صفائح من الزنك والنحاس مدفونة في الأرض.

في ديسمبر 1841، حصل بين، بالتعاون مع الملازم توماس رايت من البحرية الملكية ، على براءة اختراع لطريقة استخدام الكهرباء للتحكم في محركات السكك الحديدية عن طريق إيقاف البخار، وتحديد الوقت، وإرسال الإشارات، وطباعة المعلومات في مواقع مختلفة. وكانت الفكرة الأهم التي تضمنتها براءة الاختراع هي خطته لعكس التلغراف الإبري الذي طوره سابقًا أمبير وويتستون وآخرون: فبدلاً من إرسال الإشارات بواسطة إبرة مغناطيسية محورية تحت تأثير مغناطيس كهربائي، قام بتعليق ملف متحرك بين قطبي مغناطيس ثابت. ويظهر مفهوم مشابه في مسجل السيفون الخاص بالسير ويليام طومسون . كما اقترح بين جعل الملف يسجل الرسائل عن طريق طباعتها، وهي فكرة طورها لاحقًا في براءة اختراع أخرى. استُخدم جهاز التلغراف الذي ابتكره بين لأول مرة في ديسمبر 1845 على خط سكة حديد إدنبرة وغلاسكو الذي افتُتح عام 1842. وفي يناير 1846، أقنع بين مديري خط سكة حديد ستوكتون ودارلينغتون بتركيب جهاز التلغراف الخاص به بين الطرفين الشمالي والجنوبي لنفق شيلدون . وظلت هذه الأجهزة قيد الاستخدام حتى سبتمبر 1865 (ولا تزال موجودة حتى اليوم، انظر أدناه). كما حقق جهاز التلغراف الذي ابتكره بين نجاحًا في الخارج: "صُنعت أجهزة بين النمساوية الأولى على يد يوهان مايكل إكلينغ في فيينا، ولاحقًا بواسطة ورش التلغراف الملكية الإمبراطورية في فيينا." ^{[ 4 ]}

"لقد كرست نفسي لسنوات عديدة لجعل الكهرباء مفيدة عمليًا، وانخرطت على نطاق واسع، ليس فقط في هذا البلد، ولكن أيضًا في أمريكا وفي القارة الأوروبية، في بناء وتشغيل التلغراف الكهربائي؛ وفي الوقت نفسه، استحوذ استخدام الكهرباء في قياس الوقت على اهتمامي أيضًا."

ألكسندر بين، تاريخ موجز للساعات الكهربائية ^{[ 5 ]}

عمل بين على جهاز فاكس تجريبي من عام 1843 إلى عام 1846. استخدم ساعة لمزامنة حركة بندولين لمسح الرسالة سطرًا بسطر. وللإرسال، استخدم بين دبابيس معدنية مرتبة على أسطوانة مصنوعة من مادة عازلة. ثم قام مسبار كهربائي يرسل نبضات تشغيل وإيقاف بمسح الدبابيس. تم استنساخ الرسالة في محطة الاستقبال على ورق حساس كيميائيًا مشبع بمحلول كيميائي مشابه للمحلول الذي طُوّر لتلغراف بين الكيميائي. في وصف براءة اختراعه المؤرخة في 27 مايو 1843 لـ"تحسينات في إنتاج وتنظيم التيارات الكهربائية وتحسينات في الساعات، وفي الطباعة الكهربائية، وتلغرافات الإشارة"، ادعى أنه "يمكن نسخ أي سطح آخر مكون من مواد موصلة وغير موصلة بهذه الوسائل". ^{[ 8 ]} تم توصيل جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال بخمسة أسلاك. في عام 1850 تقدم بطلب للحصول على نسخة محسنة لكنه كان متأخراً جداً، حيث حصل فريدريك باكويل على براءة اختراع لجهاز "تلغراف الصور" المتفوق الخاص به قبل ذلك بعامين في عام 1848.

أنتجت آليات مختبر باين وباكويل صورًا رديئة الجودة، ولم تكن أنظمة عملية لأن جهاز الإرسال والاستقبال لم يكونا متزامنين تمامًا. في عام 1861، اخترع الفيزيائي الإيطالي جيوفاني كاسيلي أول جهاز فاكس كهروميكانيكي عملي يُستخدم تجاريًا، وهو جهاز البانتيلغراف . وقد أطلق أول خدمة فاكس تجارية بين باريس وليون قبل اختراع الهواتف العملية بما لا يقل عن 11 عامًا. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

في عام 1881، ابتكر المخترع الإنجليزي شيلفورد بيدويل جهاز التلغراف الضوئي الماسح ، الذي كان أول جهاز فاكس قادر على مسح أي صورة ثنائية الأبعاد، دون الحاجة إلى رسم أو تخطيط يدوي. ^{[ 11 ]} وفي حوالي عام 1900، اخترع الفيزيائي الألماني آرثر كورن جهاز "بيلدتيلغراف"، الذي انتشر على نطاق واسع في أوروبا القارية، لا سيما بعد نقل صورة شخص مطلوب من باريس إلى لندن عام 1908، والذي حظي باهتمام واسع النطاق، واستمر استخدامه حتى انتشار الفاكس اللاسلكي على نطاق أوسع . وكان منافسوه الرئيسيون جهاز "بيلينوغراف" الذي ابتكره إدوارد بيلين أولًا، ^{[ 12 ]} ثم جهاز "هيلشرايبر" الذي اخترعه المخترع الألماني رودولف هيل عام 1929 ، وهو رائد في مجال المسح الضوئي الميكانيكي ونقل الصور، وذلك منذ ثلاثينيات القرن العشرين . ^{[ 13 ]}

في 12 ديسمبر 1846، حصل بين، الذي كان يعيش آنذاك في إدنبرة ، على براءة اختراع لجهاز تلغراف كيميائي. كان قد لاحظ أن أجهزة التلغراف من نوع مورس وغيرها من الأجهزة المستخدمة آنذاك كانت بطيئة نسبياً، بسبب القصور الذاتي الميكانيكي لأجزائها المتحركة، وأدرك أنه يمكن استخدام تيار الإشارة لعمل علامة قابلة للقراءة على شريط ورقي متحرك مغموس في خليط من نترات الأمونيوم وفيروسيانيد البوتاسيوم ، والذي يعطي علامة زرقاء عند مرور تيار كهربائي من خلاله.

كانت سرعة الكتابة على الورق عالية جدًا لدرجة أن الإشارات اليدوية لم تكن قادرة على مواكبتها، فابتكر بين طريقة للإشارات الآلية باستخدام شريط ورقي مثقوب. وقد استخدم ويتستون هذا المفهوم لاحقًا في جهاز الإرسال الآلي الخاص به. جُرِّب التلغراف الكيميائي الذي ابتكره بين بين باريس وليل ، وحقق سرعة 282 كلمة في 52 ثانية، وهو تقدم كبير مقارنةً بتلغراف مورس الذي لم يكن يتجاوز 40 كلمة في الدقيقة.

في إنجلترا، استُخدم جهاز التلغراف الذي ابتكره بين على أسلاك شركة التلغراف الكهربائي على نطاق محدود، وفي عام ١٨٥٠ استُخدم في أمريكا على يد هنري أورايلي . إلا أنه أثار استياء صموئيل مورس ، الذي حصل على أمر قضائي ضده بحجة أن الشريط الورقي والأبجدية المستخدمة فيه تخضع لبراءته. ونتيجة لذلك، بحلول عام ١٨٥٩، كان جهاز التلغراف الذي ابتكره بين يُستخدم على خط واحد فقط، ولم ينتشر استخدامه على نطاق واسع.