ديفيد إدوارد هيوز

كان ديفيد إدوارد هيوز (16 مايو 1830  - 22 يناير 1900) مخترعًا أمريكيًا من أصل ويلزي، ومُجربًا عمليًا، وأستاذًا للموسيقى، اشتهر بعمله على التلغراف الطباعي والميكروفون . [ ^{3 ] يُعتقد} عمومًا أنه وُلد في لندن، لكن عائلته انتقلت في ذلك الوقت تقريبًا، لذا يُحتمل أنه وُلد في كورون، ويلز . ^{[ 4 ]}

انتقلت عائلته إلى الولايات المتحدة الأمريكية عندما كان طفلاً، وأصبح أستاذاً للموسيقى في كنتاكي. وفي عام 1855، حصل على براءة اختراع لجهاز تلغراف للطباعة. عاد إلى لندن عام 1857، وواصل تجاربه واختراعاته، حتى توصل إلى ميكروفون كربوني مُحسَّن عام 1878.

في عام 1879، اكتشف هيوز ظاهرة جديدة خلال تجاربه: إذ كان بالإمكان سماع شرارات كهربائية متولدة في جهاز ما عبر ميكروفون محمول منفصل كان قد جهّزه. كان من المرجح أن تكون هذه الشرارات عبارة عن إشارات لاسلكية، ولكن ذلك كان قبل تسع سنوات من إثبات مفهوم الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وقد أقنعه آخرون بأن اكتشافه لم يكن سوى حث كهرومغناطيسي .

وُلد هيوز عام 1830، لعائلة موهوبة موسيقيًا، أصلها من يي بالا (موطنه الأصلي إما لندن أو كورون ، دينبيشير )، وهاجر إلى الولايات المتحدة في سن السابعة. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ومن المعروف أنه في سن السادسة فقط، كان يعزف على القيثارة والكونشرتينا الإنجليزية ^{[ 5 ]} بمستوى عالٍ جدًا. في سن مبكرة، طوّر هيوز موهبة موسيقية لافتة، حتى أنه لفت انتباه السيد هاست، عازف البيانو الألماني البارز في أمريكا، الذي وفّر له منصب أستاذ موسيقى في كلية سانت جوزيف في باردستاون، كنتاكي . عمل هيوز أيضًا كمُجرّب عملي، فابتكر التلغراف الطباعي عام 1855. عاد إلى لندن عام 1857 لبيع اختراعه، وعمل على نقل الصوت عبر الأسلاك. كما عمل على الميكروفونات وتطوير ميزان الحث (الذي استُخدم لاحقًا في أجهزة الكشف عن المعادن ). على الرغم من براعة هيوز في إجراء التجارب، إلا أنه لم يتلقَ تدريباً رياضياً يُذكر. وكان صديقاً لويليام هنري بريس .

في عام 1855، صمّم هيوز نظامًا للطباعة التلغرافية . ^{[ 6 ]} وفي أقل من عامين، اتحدت عدة شركات تلغراف صغيرة، من بينها شركة ويسترن يونيون في مراحلها الأولى، لتشكيل شركة واحدة كبيرة  هي  شركة ويسترن يونيون للتلغراف  ،  لتتولى أعمال التلغراف باستخدام نظام هيوز. وفي أوروبا، أصبح نظام هيوز للتلغراف معيارًا دوليًا.

ميكروفونات هيوز الكربونية. (أعلى) قضيب كربوني رأسي (A) معلق من طرفيه المدببين . (أسفل) قضيب كربوني يستند على كتل كربونية. يمكن ضبط الحساسية بواسطة الزنبرك (S).

في عام ١٨٧٨، نشر هيوز بحثه حول تأثير الصوت على أجهزة التقاط الصوت الإلكترونية التي تعمل بالطاقة، والتي تُسمى "أجهزة الإرسال"، والتي كانت قيد التطوير للهواتف. ^{[ ٦ ]} بيّن أن التغير في مقاومة أجهزة إرسال الهاتف المصنوعة من الكربون ناتج عن التفاعل بين أجزاء الكربون، وليس عن النظرية الشائعة التي تُرجعه إلى انضغاط الكربون نفسه. ^{[ ٧ ]} ونظرًا لقدرتها على التقاط الأصوات الضعيفة للغاية، أطلق هيوز عليها اسم " تأثير الميكروفون " (مستخدمًا مصطلحًا صاغه تشارلز ويتستون عام ١٨٢٧ لوصف مُضخِّم الصوت الميكانيكي ^{[ ٨ ]} ). أجرى هيوز تجربةً بسيطةً لتوضيح مبدأ التلامس غير المُحكم، وذلك بوضع مسمار حديدي فوق مسمارين آخرين موصولين ببطارية وجهاز جلفانومتر. قُرئ بحثه أمام الجمعية الملكية في لندن من قِبل توماس هنري هكسلي في ٨ مايو ١٨٧٨، ونُشرت تغطية "الميكروفون" الجديد في عدد ١ يوليو من مجلة التلغراف والمراجعة الكهربائية . نشر هيوز عمله في الفترة التي كان يعمل فيها توماس إديسون على جهاز إرسال هاتفي يعمل بالكربون ، وكان إميل برلينر يعمل على جهاز إرسال ذي تلامس غير محكم. ^{[ 9 ]} ربما استند كل من هيوز وإديسون في عملهما إلى عمل فيليب رايس في مجال الهاتف. ^{[ 9 ]} قام هيوز بتحسين تصميم الميكروفون الخاص به باستخدام سلسلة من "أقلام الكربون" المثبتة في كتل من الكربون لتحسين التقاط الصوت، لكنه لم يسجل براءة اختراع لعمله، معتقدًا أنه يجب أن يكون متاحًا للجميع لتطويره من قبل الآخرين.

يبدو أن هيوز قد اكتشف ظاهرة الموجات الراديوية قبل تسع سنوات من إثبات وجودها على يد هاينريش هيرتز عام 1888. ^{[ 3 ] [ 6 ]} في عام 1879، أثناء عمله في لندن، اكتشف هيوز أن خللاً في توصيل هاتف بيل كان يستخدمه في تجاربه كان يُصدر شرارات عند عمله على ميزان حثي قريب . ^{[ 6 ] [ 10 ] [ 11 ]} طوّر هيوز كاشفًا مُحسّنًا لالتقاط هذا "التيار الإضافي" المجهول، استنادًا إلى تصميمه الجديد للميكروفون، كما ابتكر طريقة لقطع عمل الميزان الحثي عبر آلية ميكانيكية لإنتاج سلسلة من الشرارات. ومن خلال تجارب متكررة، وجد في النهاية أنه يستطيع التقاط هذه "الموجات الهوائية" أثناء حمله لجهاز الهاتف في الشارع لمسافة تصل إلى 460 مترًا (500 ياردة ) . ^{[ 6 ]} 

في 20 فبراير 1880، عرض هيوز تقنيته على ممثلين عن الجمعية الملكية، بمن فيهم توماس هنري هكسلي ، والسير جورج غابرييل ستوكس ، وويليام سبوتيسوود ، رئيس الجمعية آنذاك. كان ستوكس مقتنعًا بأن الظاهرة التي كان هيوز يُظهرها ليست سوى حث كهرومغناطيسي ، وليست نوعًا من أنواع الإرسال عبر الهواء. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} لم يكن هيوز فيزيائيًا، ويبدو أنه تقبّل ملاحظات ستوكس ولم يُتابع التجارب. ^{[ 6 ] [ 13 ]} يبدو أن صلة بين ظاهرة هيوز وموجات الراديو ظهرت بعد أربع سنوات من إثبات هاينريش هيرتز وجودها عام 1888، عندما ذكر السير ويليام كروكس في مقالته المنشورة في مجلة "فورتنايتلي ريفيو" عام 1892 بعنوان " بعض إمكانيات الكهرباء " أنه شارك بالفعل في "التلغراف اللاسلكي" بـ"وسيلة مماثلة" لهيرتز، وهو تصريح يُشير إلى أن كروكس كان على الأرجح من بين الحاضرين في عرض هيوز. ^{[ 15 ]}

لم ينشر هيوز نتائج أبحاثه، لكنه أشار إليها في رسالة عام 1899 إلى مجلة "ذا إلكتريشن" ^{[ 2 ] [ 11 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]،} حيث علّق قائلاً إن تجارب هيرتز كانت " أكثر حسمًا من تجاربي "، وأن "جهود ماركوني في إثبات ذلك تستحق النجاح الذي حققه ... [و] سيكون العالم محقًا في وضع اسمه على أعلى قمة في مجال التلغراف الكهربائي الهوائي ". ^{[ 11 ]} وفي المنشور نفسه، ادّعى إيليهو طومسون أن هيوز كان بالفعل أول من بثّ الراديو. ^{[ 11 ]}

ربما يكون اكتشاف هيوز أن أجهزته، القائمة على اتصال غير محكم بين قضيب كربوني وقطعتين من الكربون، بالإضافة إلى الحبيبات المعدنية في الميكروفون التي أظهرت خصائص غير عادية في وجود شرارات متولدة في جهاز مجاور، قد مهّد الطريق لأجهزة لاحقة تُعرف باسم الكوهيمر . ^{[ 10 ] [ 19 ] [ 20 ]} كما أن قضيب الكربون وقطعتي الكربون، اللذين أطلق عليهما اسم "الكوهيمر" عام 1899 ^{[ 11 ]،} يشبهان أيضًا أجهزة تُعرف باسم كاشفات الراديو البلورية . ^{[ 10 ] [ 20 ]}

انتُخب هيوز زميلًا في الجمعية الملكية في يونيو 1880، ^{[ 21 ]} وحصل على ميداليتها الملكية عام 1885. بعد وفاته، أنشأت الجمعية الملكية ميدالية هيوز تكريمًا له، تُمنح لعلماء آخرين " تقديرًا لاكتشاف أصيل في العلوم الفيزيائية، ولا سيما الكهرباء والمغناطيسية أو تطبيقاتهما ". تضمنت الميدالية جائزة مالية قدرها 1000 جنيه إسترليني، ومُنحت لأول مرة عام 1902. فيما يلي قائمة بأسماء الحاصلين على ميدالية هيوز:

توفي هيوز في لندن ودُفن في مدفن عائلي على الحلقة الخارجية لدائرة لبنان في مقبرة هايغيت .

دُفنت زوجته آنا تشادبورن هيوز معه.

أوصى في وصيته بمعظم ممتلكاته (473,034 جنيهًا إسترلينيًا) لصندوق استئماني، ليتم توزيعها بين مستشفيات لندن الأربع: مستشفى ميدلسكس ، ومستشفى لندن ، ومستشفى كينغز كوليدج ، ومستشفى تشارينغ كروس . كما أوصى بتبرعات لمعهد المهندسين الكهربائيين ، والجمعية الدولية للكهربائيين ، والجمعية الملكية ، وأكاديمية العلوم التابعة للمعهد ، والمؤسسة الملكية لبريطانيا العظمى . ^{[ 41 ]}

تضمنت التكريمات التي حصل عليها هيوز كمخترع ما يلي:

1. ميدالية ذهبية كبرى مُنحت في معرض باريس عام 1867.
2. ميدالية الجمعية الملكية الذهبية عام 1885.
3. ميدالية ألبرت الذهبية من جمعية الفنون عام 1897.
4. شوفالييه جوقة الشرف ، الذي قدمه نابليون الثالث لاختراعاته واكتشافاته في عام 1860، ^{[ 42 ]} مما منحه لقب "قائد وسام جوقة الشرف الإمبراطوري".

كما حصل على الجوائز التالية:

1. رهبنة القديسين موريس ولعازر (إيطاليا)
2. وسام التاج الحديدي (النمسا) الذي كان يحمل معه لقب بارون ( فريهر )
3. وسام القديسة آن (روسيا)
4. وسام القديس ميخائيل النبيل (بافاريا )
5. قائد وسام الصليب الأكبر الإمبراطوري للمجيدية (تركيا)
6. قائد وسام كارلوس الثالث الملكي والمتميز (إسبانيا)
7. نجمة الضابط الكبير
8. طوق وسام تاكوفو الملكي (صربيا) ^{[ 43 ]}
9. ضابط في وسام ليوبولد (بلجيكا)

• براءة الاختراع الأمريكية رقم 14917 ، ديفيد إي هيوز، "التلغراف [مع لوحة مفاتيح أبجدية وطابعة]"، الصادرة في 20 مايو 1856 
• براءة الاختراع الأمريكية رقم 22531 ، ديفيد إي هيوز، "التلغراف المزدوج"، الصادرة في 4 يناير 1859 
• براءة الاختراع الأمريكية رقم 22770 ، ديفيد إي هيوز، "تلغراف الطباعة [مع عجلة الطباعة]"، الصادرة في 25 يناير 1859 

• الوسائط المتعلقة بديفيد إدوارد هيوز على ويكيميديا ​​كومنز
• "هيوغز، ديفيد إدوارد"  . موسوعة أمريكانا . 1920.
• تشيشولم، هيو ، محرر (1911). "هيوز، ديفيد إدوارد"  . الموسوعة البريطانية (  الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج.
• davidedwardhughes.com - موقع إلكتروني يحتوي على معلومات سيرية وصور وقصاصات صحفية ووسائط أخرى
• صورة لآلة هيوز أثناء الاستخدام، 1934من سلسلة "دليل المهووسين" التابعة لصحيفة ذا ريجستر