تشارلز بروتيوس شتاينميتز

كان تشارلز بروتيوس شتاينمتز (وُلد باسم كارل أوغست رودولف شتاينمتز ؛ 9 أبريل 1865 - 26 أكتوبر 1923) عالم رياضيات ومهندسًا كهربائيًا بروسيًا أمريكيًا ، وأستاذًا في كلية يونيون . ساهم في تطوير التيار المتردد الذي مكّن من توسع صناعة الطاقة الكهربائية في الولايات المتحدة، ووضع نظريات رياضية للمهندسين. وقدّم اكتشافات رائدة في فهم ظاهرة التخلف المغناطيسي ، مما مكّن المهندسين من تصميم معدات كهرومغناطيسية أفضل ، وخاصة المحركات الكهربائية للاستخدام الصناعي. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ أ ]}

عند وفاته، كان شتاينمتز قد حصل على أكثر من 200 براءة اختراع. ^{[ 3 ] [ 4 ]} بصفته عبقريًا في كلٍ من الرياضيات والإلكترونيات، فقد أكسبه عمله ألقابًا مثل "صانع الصواعق" ^{[ 5 ]} و"ساحر سكنيكتادي". ^{[ 6 ]} سُميت معادلة شتاينمتز ^{[ 7 ]} ، ومجسمات شتاينمتز ، ومنحنيات شتاينمتز ، ودائرة شتاينمتز المكافئة ^{[ 8 ]} باسمه، وكذلك العديد من الجوائز والمنح الدراسية، بما في ذلك جائزة تشارلز بروتيوس شتاينمتز من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) ، وهي إحدى أرفع الجوائز التقنية التي يمنحها المعهد .

وُلد شتاينمتز، واسمه الأصلي كارل أوغست رودولف شتاينمتز، في 9 أبريل 1865، في بريسلاو ، مقاطعة سيليزيا ، بروسيا ( فروتسواف حاليًا ، بولندا )، وهو ابن كارولين (نويبرت) وكارل هاينريش شتاينمتز. ^{[ 9 ] [ 10 ]} تعمّد شتاينمتز في الكنيسة الإنجيلية البروسية . ^{[ 11 ] [ 12 ]} كان شتاينمتز، الذي لم يتجاوز طوله 1.22 مترًا ( 4 أقدام ) في مرحلة البلوغ، ^{[ 6 ]} يعاني من التقزم ، ^{[ 10 ]} والحدبة ، ^{[ 10 ]} وخلل التنسج الوركي ، كما كان الحال مع والده وجده. تخرج شتاينمتز بامتياز من مدرسة سانت جون الثانوية عام 1882. ^{[ 13 ]}   

بعد إتمام دراسته الثانوية، التحق شتاينمتز بجامعة بريسلاو ليبدأ دراسته الجامعية عام 1883. ومع اقترابه من إتمام الدكتوراه عام 1888، اضطر إلى الفرار إلى زيورخ بسويسرا ، حيث كانت الحكومة الألمانية تستعد لمحاكمته بسبب أنشطته الاشتراكية. ^{[ 14 ]}

بعد حظر الاجتماعات الاشتراكية والصحافة في ألمانيا، فرّ شتاينمتز إلى زيورخ عام ١٨٨٩ هربًا من احتمال اعتقاله. ويشير البروفيسور رونالد ر. كلاين، أستاذ جامعة كورنيل ومؤلف كتاب "شتاينمتز: مهندس واشتراكي" ، ^{[ ١٥ ]} إلى عوامل أخرى عززت قرار شتاينمتز بمغادرة وطنه، مثل المشاكل المالية ورغبته في حياة أكثر انسجامًا مع أصدقائه ومؤيديه الاشتراكيين مقارنةً بالظروف الأسرية المتوترة في منزل والده. ^{[ ١٥ ] : ١٦-١٧}

بعد أن واجه انتهاء صلاحية تأشيرته، هاجر إلى الولايات المتحدة عام 1889 عن عمر يناهز 24 عامًا. غيّر اسمه الأول إلى "تشارلز" ليبدو أكثر أمريكية، واختار اسم " بروتيوس " كاسم أوسط، وهو اسم شخصية أحدب حكيمة من الأوديسة كان يعرف الكثير من الأسرار، وذلك بعد لقب أطلقه عليه إخوانه في أخوية الجامعة. ^{[ 16 ]}

كان شتاينمتز ناشطًا سياسيًا في الولايات المتحدة الأمريكية كاشتراكي تكنوقراطي لأكثر من ثلاثين عامًا. بعد أن طرح البلاشفة خطة تكنوقراطية لتزويد روسيا بالكهرباء، وصف شتاينمتز لينين إلى جانب ألبرت أينشتاين بأنهما "أعظم عقلين في عصرنا". ^{[ 15 ] : 253} وكان يؤمن بحكومة صناعية نقابية تشمل أيضًا وظيفتها في مجال الرعاية الاجتماعية. ^{[ 15 ] : 230}

كان شتاينمتز، العضو في التحالف التقني الأصلي الذي ضم أيضًا ثورستين فيبلين وليلاند أولدز ، يؤمن إيمانًا راسخًا بقدرة الآلات على إلغاء العمل اليدوي وخلق وفرة للجميع. وقد عبّر عن ذلك بقوله: "سيأتي يوم نصنع فيه الخير للجميع". ^{[ 17 ]} كان تفاؤل شتاينمتز التكنولوجي الطوباوي متجذرًا بعمق في معتقداته السياسية، وكان مقتنعًا بأن انتشار الكهرباء سيقود المجتمع البشري حتمًا نحو الاشتراكية. ^{[ 18 ]}

يُعرف شتاينميتز بمساهمته في ثلاثة مجالات رئيسية لنظرية أنظمة التيار المتردد (AC) : التخلف المغناطيسي ، وتحليل الحالة المستقرة ، والظواهر العابرة . ^{[ 19 ]}

تولى شتاينميتز المناصب المهنية التالية:

• في كلية الاتحاد، كرئيس لقسم الهندسة الكهربائية من عام 1902 إلى عام 1913 ^{[ 24 ]} وكعضو هيئة تدريس بعد ذلك حتى وفاته في عام 1923 ^{[ 24 ].}
• عضو مجلس إدارة في مجلس التعليم في مدينة شينيكتادي لمدة ست سنوات، بما في ذلك أربع سنوات كرئيس للمجلس ^{[ 24 ]}
• رئيس المجلس البلدي لمدينة سكنيكتادي ^{[ 24 ]}
• رئيس المعهد الأمريكي للمهندسين الكهربائيين من عام 1901 إلى عام 1902 ^{[ 25 ]}
• النائب الأول لرئيس الرابطة الدولية لفنيي الكهرباء البلدية (IAME) {والتي أصبحت فيما بعد الرابطة الدولية لإشارات الكهرباء البلدية (IMSA) } من عام 1913 حتى وفاته عام 1923.

حصل على درجة الدكتوراه الفخرية من جامعة هارفارد عام 1901 ^{[ 24 ]} ، ودرجة الدكتوراه من كلية يونيون عام 1903. ^{[ 24 ]} ومن بين الجوائز الأخرى التي حصل عليها: شهادة تقدير من معهد فرانكلين عام 1908، وميدالية إليوت كريسون عام 1913، وميدالية سيدرغرين عام 1914. ^{[ 26 ]} كما كان شتاينمتز عضوًا منتخبًا في كل من الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم والجمعية الفلسفية الأمريكية . ^{[ 27 ] [ 28 ]}

كتب شتاينمتز 13 كتاباً و60 مقالاً، لم تقتصر كتاباته على الهندسة فقط. وكان عضواً ومستشاراً في أخوية فاي غاما دلتا في كلية يونيون، وكان منزلها من أوائل المساكن المكهربة. ^{[ 29 ]}

أثناء توليه منصب رئيس مجلس إدارة التعليم في مدينة سكنيكتادي، أدخل شتاينميتز العديد من الإصلاحات التقدمية، بما في ذلك تمديد ساعات الدوام المدرسي، وتوفير وجبات مدرسية، وتعيين ممرضات مدرسيات ، وإنشاء فصول دراسية خاصة لأبناء المهاجرين، وتوزيع الكتب المدرسية مجاناً. ^{[ 16 ]}

كان شتاينمتز يعاني من التقزم ، إذ لم يتجاوز طوله 1.22 متر ( 4 أقدام ) عند بلوغه، ^{[ 6 ]} وكان مصابًا بالحداب مثل والده وجده. وعلى الرغم من حبه للأطفال والحياة الأسرية، ظل شتاينمتز أعزبًا، حرصًا منه على عدم توريث تشوه العمود الفقري لأبنائه. ^{[ 16 ]}   

عندما أعلن جوزيف ليروي هايدن، مساعد المختبر المخلص والمجتهد، عن نيته الزواج والبحث عن مسكن خاص به، قدّم شتاينمتز اقتراحًا غير مألوف بفتح منزله الكبير، المجهز بمختبر أبحاث ودفيئة ومكتب، أمام عائلة هايدن وعائلتهم المستقبلية. أعجب هايدن بالفكرة، لكن خطيبته كانت متخوفة من هذا الترتيب غير التقليدي. وافقت بعد أن أكد لها شتاينمتز أنها ستتمكن من إدارة المنزل كما تراه مناسبًا. ^{[ 16 ]}

بعد بداية مضطربة، سارت الأمور على ما يرام بالنسبة لجميع الأطراف، لا سيما بعد ولادة ثلاثة أطفال من عائلة هايدن. تبنى شتاينمتز جوزيف هايدن قانونيًا كابن له، وأصبح جدًا للصغار، يُسليهم بقصص رائعة وعروض علمية مذهلة. استمر هذا الترتيب المعيشي غير المألوف والمتناغم طوال حياة شتاينمتز. ^{[ 16 ]}

في عام 1894، أسس شتاينمتز شركة موهوك للملاحة الجوية (المحدودة) ، والتي أصبحت أول نادٍ عملي ونشط للطيران الشراعي في العالم. لكن لم ينجح أي من نماذجها الأولية في الطيران. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ ب ]}

كان شتاينمتز لا أدريًا طوال حياته . ^{[ 34 ] [ ج ]} توفي في 26 أكتوبر 1923، عن عمر يناهز 58 عامًا ودُفن في مقبرة فال في سكنيكتادي .

حظي شتاينمتز بتقدير واسع النطاق في الأوساط العلمية، وحصل على العديد من الجوائز والتكريمات خلال حياته وبعد وفاته.

تُعرّف معادلة شتاينمتز ، المستمدة من تجاربه، الطاقة الحرارية التقريبية الناتجة عن التخلف المغناطيسي، لكل دورة لكل وحدة حجم من المادة المغناطيسية. ويُعرف جسم شتاينمتز الصلب بأنه الجسم الصلب الناتج عن تقاطع أسطوانتين أو ثلاث أسطوانات متساوية نصف القطر بزوايا قائمة. ولا تزال دائرة شتاينمتز المكافئة تُستخدم على نطاق واسع في تصميم واختبار الآلات الحثية. ^{[ 35 ]}

تُمنح جائزة " IEEE Charles Proteus Steinmetz " كواحدة من أعلى التكريمات التقنية التي يقدمها معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، وذلك للمساهمات الكبيرة في التقييس في مجال الهندسة الكهربائية والإلكترونية.

بدأت سلسلة محاضرات تشارلز ب. شتاينميتز التذكارية تكريماً له عام 1925، [ 36 ^{] برعاية فرع} سكنيكتادي التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . ^{[ 37 ]} وحتى عام 2017، عُقدت ثلاثة وسبعون محاضرة، حصراً تقريباً في كلية يونيون ، واستضافت شخصيات بارزة مثل الفيزيائي التجريبي الحائز على جائزة نوبل روبرت أ. ميليكان ، ومخترع المروحية إيغور سيكورسكي ، ورائد الغواصات النووية الأدميرال هايمان ج. ريكوفر (1963)، ومخترع أشباه الموصلات الحائز على جائزة نوبل ويليام شوكلي ، و"الأب المؤسس" للإنترنت ليونارد كلاينروك . ^{[ 38 ]}

يُحتفى بصلات شتاينمتز بجامعة يونيون من خلال ندوة شتاينمتز السنوية، ^{[ 39 ]} وهي فعالية تستمر ليوم كامل، يقدم خلالها طلاب يونيون الجامعيون عروضًا تقديمية عن أبحاثهم. وقد سُميت قاعة شتاينمتز، التي تضم مركز الحاسوب في كلية يونيون، باسمه.

تُمنح منحة تشارلز ب. شتاينمتز الدراسية سنويًا من قِبل الكلية، ^{[ 40 ]} وتتكفل شركة جنرال إلكتريك بتمويلها منذ إنشائها عام 1923. ^{[ 37 ]} كما أُنشئت منحة تشارلز ب. شتاينمتز التذكارية لاحقًا في جامعة يونيون من قِبل مارجوري هايدن، ابنة جوزيف وكورين هايدن، وتُمنح للطلاب المتخصصين في الهندسة أو الفيزياء. ^{[ 41 ]}

اشترت كلية يونيون في عام 1971 سيارة "دوبلكس درايف بروهام" الكهربائية من طراز ديترويت ، موديل 1914، والتي كانت ملكًا لشتاينمتز، وقامت بترميمها لاستخدامها في احتفالات الحرم الجامعي. تُعرض سيارة شتاينمتز بشكل دائم في ممر الطابق الأول بين مركز وولد ومبنى إف دبليو أولين. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

سميت مدرسة ثانوية عامة في شيكاغو، وهي مدرسة شتاينميتز كوليدج بريب ، باسمه، ^{[ 44 ]} وكذلك مدرسة عامة في سكنيكتادي، وهي أكاديمية شتاينميتز المهنية والقيادية، والتي كانت تُعرف سابقًا باسم مدرسة شتاينميتز المتوسطة.

تم تسمية حديقة عامة في شمال مدينة سكنيكتادي بولاية نيويورك باسمه في عام 1931. ^{[ 45 ]}

في عام 1983، أدرج مكتب البريد الأمريكي شتاينمتز في سلسلة من الطوابع البريدية التي تخلد ذكرى المخترعين الأمريكيين. ^{[ 46 ]}

في مايو 2015، تم الكشف عن تمثال برونزي بالحجم الطبيعي لتشارلز شتاينميتز وهو يلتقي توماس إديسون من تصميم النحات وصانع التماثيل ديكستر بنديكت في ساحة تقع على زاوية شارع إيري بوليفارد وشارع ساوث فيري في مدينة سكنيكتادي. ^{[ 47 ]}

تم الحفاظ على كوخ تشارلز شتاينميتز على نهر موهوك وعرضه في المجموعة الخارجية للمباني التاريخية في قرية غرينفيلد، وهي جزء من مجمع متحف هنري فورد في ديربورن، ميشيغان. ^{[ 48 ]}

يُذكر شتاينمتز في إحدى سيرته الذاتية ضمن ثلاثية جون دوس باسوس عن الولايات المتحدة الأمريكية . ^{[ 49 ] [ 50 ]} كما يُعد شخصية رئيسية في كتاب ستارلينغ لورانس الصادر عام 2006 بعنوان "حارس البرق" . ^{[ 51 ]} شتاينمتز شخصية رئيسية أيضًا في رواية " المدينة الكهربائية" لإليزابيث روزنر .

في الفيلم القصير "Busy Buddies" لفرقة " Three Stooges " عام 1944، أشار مو هوارد إلى شتاينمتز. ^{[ 52 ]} وقد جسّد الممثل رود ستايغر شخصية شتاينمتز عام 1959 في مسلسل " The Joseph Cotten Show" التلفزيوني الذي عُرض على شبكة سي بي إس . ركزت الحلقة على أنشطته الاشتراكية في ألمانيا.

تُروى حكاية شهيرة عن شتاينمتز تتعلق باستشارة لحل المشكلات في مصنع ريفر روج التابع لهنري فورد . ومن الجوانب الطريفة في القصة "الفاتورة المفصلة" التي قدمها مقابل العمل المنجز. ^{[ 16 ]}

• مركز تشارلز ب. شتاينميتز الأكاديمي
• جائزة تشارلز بروتيوس شتاينميتز من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات
• de:Steinmetzschaltung (دائرة شتاينميتز) (بالألمانية)

• ألجر ، ب. ل.؛ أرنولد، ر. إ. (1976). "تاريخ المحركات الحثية في أمريكا". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 64 (9): 1380-1383 . doi : 10.1109/PROC.1976.10329 . S2CID 42191157 . 
• برودريك، جون توماس (1924). شتاينمتز واكتشافاته . روبسون وأدي.
• كالديكوت، إرنست؛ ألجر، فيليب لانغدون (1965). شتاينمتز الفيلسوف . سكنيكتادي، نيويورك: خدمة تنمية موهوك.
• "تشارلز بروتيوس شتاينميتز". مجلة إدارة الهندسة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 44 (2). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات: 7-9 . 2016. doi : 10.1109/EMR.2016.2568678 .
• غارلين، سيندر (1977). "تشارلز شتاينمتز: عالم واشتراكي (1865-1923): بما في ذلك مراسلات شتاينمتز-لينين الكاملة" . ثلاثة راديكاليين . نيويورك: المعهد الأمريكي للدراسات الماركسية.
• جيلبرت، جيمس ب . (شتاء 1974). "الجماعية وتشارلز شتاينمتز". مجلة تاريخ الأعمال . 48 (4): 520-540 . doi : 10.2307/3113539 . JSTOR 3113539. S2CID 145106936 .  
• جودريتش، آرثر (يونيو 1904). "تشارلز ب. شتاينميتز، كهربائي" . أعمال العالم . المجلد  8. الصفحات 4867-4869 . 
• هاموند، جون وينثروب (1924). تشارلز بروتيوس شتاينميتز: سيرة ذاتية . نيويورك: دار النشر سينشري وشركاه.
• هارت، لاري (1978). شتاينمتز في سكنيكتادي: تاريخ مصور لثلاثة عقود لا تُنسى . كتب أولد دورب.
• كلاين، رونالد ر. (1992). شتاينمتز: مهندس واشتراكي . بالتيمور، ماريلاند: مطبعة جامعة جونز هوبكنز.
• كلاين، رونالد (2014). "شتاينمتز، تشارلز" . في سلوتين، هيو ريتشارد (محرر). موسوعة أكسفورد لتاريخ العلوم والطب والتكنولوجيا الأمريكية . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0199766666.
• نولتون، أ. إي. (1949). الهندسة الكهربائية القياسية لمهندسي الكهرباء . ماكجرو هيل. الفصل 2 - الدوائر الكهربائية والمغناطيسية، الفصل 4 - خواص المواد، الفصل 7 - مولدات ومحركات التيار المتردد
• لافين، سيغموند أ. (1955). شتاينمتز، صانع البرق . دود، ميد وشركاه.
• ليونارد، جوناثان نورتون (1929). لوكي: حياة تشارلز بروتيوس شتاينميتز . نيويورك: دابلداي.
• ميلر، فلويد (1962). العبقري الكهربائي في قاعة ليبرتي: تشارلز بروتيوس شتاينميتز . نيويورك: ماكجرو هيل.
• ميلر، جون أندرسون؛ شتاينمتز، تشارلز بروتيوس (1958). جوبيتر الحديث: قصة تشارلز بروتيوس شتاينمتز . الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين.
• ريمشايد، إميل ج.؛ تشارفز، فيرجينيا ريمشايد (1977). ذكريات شتاينمتز: زيارة إلى ورش عمل الدكتور تشارلز بروتيوس شتاينمتز . شركة جنرال إلكتريك، قسم البحث والتطوير.
• وايت هيد، جون ب. الابن (1901). "مراجعة كتاب: ظواهر التيار المتردد" (ملف PDF) . نشرة الجمعية الرياضية الأمريكية . 7 (9): 399-408 . doi : 10.1090/S0002-9904-1901-00825-7 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 8 مايو 2015.

• "تشارلز شتاينميتز: عبقري الكهرباء في يونيون" . كلية يونيون. 1 نوفمبر 1998.
• تشارلز بروتيوس شتاينميتز، ساحر سكنيكتادي. مؤرشف بتاريخ 28 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine )، مؤسسة سميثسونيان.
• كينغ، جيلبرت (28 نوفمبر 2013). "تشارلز بروتيوس شتاينميتز، ساحر سكنيكتادي" . مجلة سميثسونيان . مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2018.

• تشارلز بروتيوس شتاينميتز | مركز إديسون التقني
• السخط الإلهي: تشارلز بروتيوس شتاينميتز | بي بي إس
• أوراق تشارلز بروتيوس شتاينمتز | كلية يونيون
• دليل البحث عن أوراق تشارلز شتاينمتز | الجمعية التاريخية لمقاطعة شينيكتادي
• قصاصات صحفية عن تشارلز بروتيوس شتاينميتز في أرشيف صحافة القرن العشرين التابع لـ ZBW