فرانسيس رونالدز

كان السير فرانسيس رونالدز، زميل الجمعية الملكية (21 فبراير 1788 - 8 أغسطس 1873)، عالمًا ومخترعًا إنجليزيًا، ويُوصف أحيانًا بأنه أول مهندس كهربائي . ^{[ 1 ]} وقد مُنح لقب فارس لابتكاره أول جهاز تلغراف كهربائي عامل لمسافة طويلة. ^{[ 2 ]} في عام 1816، مدّ سلكًا حديديًا بطول 13 كيلومترًا (8 أميال) بين إطارين خشبيين في حديقة والدته، وأرسل نبضات كهربائية باستخدام مولدات كهروستاتيكية . كما ابتكر أول ساعة كهربائية في عام 1814. ^{[ 3 ]}  

وُلد لفرانسيس رونالدز وجين (ني فيلد)، وهما تاجران بالجملة للأجبان، في محلهما الكائن في 109 شارع أبر تيمز بلندن. التحق بمدرسة القس الموحد إليعازر كوجان قبل أن يلتحق بتدريب والده في سن الرابعة عشرة من خلال شركة دريبرز . ^{[ 4 ]} أدار الشركة الكبيرة لعدة سنوات. سكنت العائلة لاحقًا في كانونبري بليس وهايبري تيراس، وكلاهما في إزلنجتون ، وفي كيلمسكوت هاوس في هامرسميث، وكوين سكوير في بلومزبري، وكرويدون ، وفي تشيسويك لين. ^{[ 5 ]}

كان لرونالدز أحد عشر أخًا وأختًا. كتب شقيقه الأصغر ، ألفريد رونالدز، كتاب "علم الحشرات لصياد السمك بالذبابة " (1836) بمساعدة رونالدز قبل هجرته إلى أستراليا. ^{[ 6 ]} وكان شقيقه هيو أحد مؤسسي مدينة ألبيون في الغرب الأوسط الأمريكي، ^{[ 7 ]} وجسّدت شقيقته إميلي رونالدز اهتمام العائلة بالإصلاح الاجتماعي. ^{[ 8 ]} وتزوجت شقيقات أخريات من صموئيل كارتر ^{[ 9 ]} - وهو محامٍ وعضو في البرلمان متخصص في قضايا السكك الحديدية - ومن بيتر مارتينو، صاحب مصنع سكر، وهو ابن بيتر فينش مارتينو . ^{[ 10 ]}

كان هيو رونالدز، صاحب مشتل ، عمه، ومن بين أبناء إخوته أستاذ الكيمياء إدموند رونالدز ، والفنان هيو كارتر ، ^{[ 11 ]} والمحامي جون كوري كارتر، وتاجر الأخشاب والفاعل الخيري جيمس مونتغمري . وكان توماس فيلد جيبسون ، المفوض الملكي للمعرض الكبير عام 1851، أحد أبناء عمومته. ^{[ 12 ]}

كان رونالدز يُجري تجارب كهربائية بحلول عام 1810: وقد وُضِّحت تلك المتعلقة بالكهرباء الجوية في كتاب جورج سينغر " عناصر الكهرباء والكيمياء الكهربائية " (1814). ^{[ 13 ]} ونشر أولى أبحاثه في المجلة الفلسفية عام 1814 حول خصائص البطارية الجافة ، وهي نوع من البطاريات ساهم مُعلِّمه جان أندريه ديلوك في تطويرها. وفي العام التالي، وصف أول ساعة كهربائية . ^{[ 14 ]}

شملت الاختراعات الأخرى في هذه الفترة المبكرة جهازًا لتسجيل تغيرات الكهرباء الجوية على مدار اليوم؛ وجهازًا لتوليد الكهرباء بأقل قدر من التدخل اليدوي؛ وأشكالًا جديدة للعزل الكهربائي، أعلن سينجر عن أحدها. ^{[ 1 ] [ 5 ]} كما كان يُنشئ ما سيصبح لاحقًا مكتبة رونالدز الشهيرة ^{[ 15 ]} للكتب الكهربائية، ويدير مجموعته باستخدام ما يُعد ربما أول فهرس بطاقات عملي . ^{[ 16 ]}

شملت إسهاماته النظرية تحديدًا مبكرًا للمعايير المعروفة الآن بالقوة الدافعة الكهربائية والتيار؛ وفهمًا لآلية توليد الكهرباء في الأكوام الجافة ؛ وأول وصف لتأثيرات الحث في إبطاء نقل الإشارة الكهربائية في الكابلات المعزولة. ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 17 ]}

التلغراف الكهربائي

ابتكر رونالد التلغراف الكهربائي في سن الثامنة والعشرين. وقد أثبت إمكانية نقل الإشارات الكهربائية عبر مسافات شاسعة باستخدام سلك حديدي بطول 13 كيلومترًا (8 أميال) موصول بعوازل في حديقة منزل والدته في هامرسميث. ووجد أن الإشارة تنتقل بسرعة هائلة من طرف إلى آخر (مع أنه كان يعتقد أن السرعة محدودة). ^{[ 18 ]} مستشرفًا بذلك عصرًا كهربائيًا مستقبليًا وانتشارًا واسعًا للاتصالات، كتب: 

قد تُستخدم الكهرباء في الواقع لغرض أكثر فائدة عملية من مجرد إشباع فضول الفيلسوف وبحثه... قد تُجبر على السفر  ... مئات الأميال تحت أقدامنا  ... وأن  تُنتج  ... فوائد عامة وخاصة كثيرة  ... فلماذا  ... نضيف إلى عذاب الغياب تلك الأدوات المُماطلة، الأقلام والحبر والورق والأعمدة؟ لنُنشئ مكاتب اتصالات كهربائية ، نتواصل فيها مع بعضنا البعض في جميع أنحاء المملكة  . ^{[ 18 ]}

أكمل رؤيته بنظام تلغراف عملي بُني داخل حديقة والدته في هامرسميث وتحتها. ^{[ 19 ]} رُفض النظام في 5 أغسطس 1816 من قِبل السير جون بارو ، سكرتير الأميرالية ، باعتباره "غير ضروري على الإطلاق". ^{[ 20 ]} لم يبدأ تسويق التلغراف تجاريًا في المملكة المتحدة إلا بعد عقدين من الزمن، بقيادة ويليام فوثرجيل كوك وتشارلز ويتستون ، اللذين كان لكليهما صلة بأعمال رونالدز السابقة. ^{[ 19 ] [ 21 ]}

شهدت الفترة من 1818 إلى 1820 رحلة رونالدز الكبرى إلى أوروبا والشرق الأدنى. انطلق في رحلته وحيدًا، والتقى خلالها بالعديد من الأشخاص، من بينهم صديقه السير فريدريك هينيكر ، ^{[ 22 ]} وعالم الآثار جيوفاني باتيستا بلزوني ، والفنان جيوفاني باتيستا لوسيري ، والتاجر والتر ستيفنسون ديفيدسون، ^{[ 23 ]} والقس جورج وادينجتون ، وعالم المسكوكات الإيطالي جوليو كورديرو دي سان كوينتينو ، والجيولوجي الإسباني كارلوس دي جيمبيرنات . نُشرت مذكرات رحلات رونالدز ورسوماته على الإنترنت. ^{[ 24 ]} عند عودته، نشر ملاحظاته حول الكهرباء الجوية التي أجراها في باليرمو بصقلية، وبالقرب من فوهة بركان فيزوف الثائر . ^{[ 18 ] : 28-46}

بعد ذلك، ركز رونالدز على الهندسة الميكانيكية والمدنية والتصميم. ومن بين أدوات المسح التي صممها واستخدمها للمساعدة في إعداد مخططات المسح، عجلة مسح معدلة تسجل المسافات المقطوعة بيانيًا، وقطاع عاكس مزدوج لرسم المسافة الزاوية بين الأجسام البعيدة. كما اخترع جهازًا أوليًا لكشف الحرائق، والذي حصل على براءة اختراع عام 1915، لتحديد موقع الحريق بدقة، بالإضافة إلى ملحقات متنوعة للمخرطة . وقد صُنعت بعض هذه الأجهزة للبيع من قبل صانع الأدوات هولتزابفيل . ^{[ 5 ]} وتشير بعض الأدلة إلى أنه ساعد تشارلز هولتزابفيل في المراحل الأولى من إعداد كتاب عائلة هولتزابفيل الشهير عن الخراطة.

أسس رونالدز مرصد كيو لصالح الجمعية البريطانية لتقدم العلوم عام ١٨٤٢، وظل مديرًا فخريًا للمرصد حتى أواخر عام ١٨٥٣. وبفضل جودة إنجازاته هناك، نجا مرصد كيو من سنواته الأولى، ليصبح لاحقًا أحد أهم المراصد الأرصادية والمغناطيسية الأرضية في العالم. وذلك على الرغم من الجهود المتواصلة التي بذلها جورج إيري ، مدير مرصد غرينتش ، لتقويض العمل في كيو. ^{[ ٢٨ ]}

كاميرا تسجيل مستمرة

كان أبرز ابتكارات رونالدز في كيو عام 1845، أول كاميرا ناجحة تسجل بيانات جهاز ما بشكل متواصل على مدار 24 ساعة يوميًا. ^{[ 29 ]} وقد منحه رئيس الوزراء البريطاني اللورد جون راسل جائزة مالية تقديرًا لأهمية هذا الاختراع في علم الرصد. ^{[ 30 ]}

وظّف رونالدز تقنيته في أجهزة قياس الكهرباء لرصد الكهرباء الجوية ، وأجهزة قياس الضغط الجوي والحرارة والرطوبة لرصد الأحوال الجوية، وأجهزة قياس المغناطيسية لتسجيل مكونات القوة المغناطيسية الأرضية الثلاثة . استخدم إدوارد سابين أجهزة قياس المغناطيسية في مسحه المغناطيسي الأرضي العالمي، بينما استخدم مكتب الأرصاد الجوية البريطاني الجديد جهازي قياس الضغط الجوي والحرارة والرطوبة للمساعدة في أولى تنبؤاته الجوية . كما أشرف رونالدز على تصنيع أجهزته لمراصد أخرى حول العالم ( مرصد رادكليف تحت قيادة مانويل جون جونسون ومرصد كولابا في الهند مثالان على ذلك)، واستمر استخدام بعضها حتى أواخر القرن العشرين. ^{[ 5 ]}

كانت آخر رحلة خارجية لرونالدز بين عامي 1853 و1862 إلى شمال إيطاليا وسويسرا وفرنسا، حيث ساعد مراصد أخرى في بناء وتركيب أدواته الأرصادية، وواصل جمع الكتب لمكتبته. وتضمنت بعض أفكاره الموثقة في هذه الفترة الإضاءة الكهربائية ونظام الدفة والمروحة المدمج للسفن، والذي تم تطويره في القرن العشرين.

توفي في باتل ، بالقرب من هاستينغز، عن عمر يناهز 85 عامًا، ودُفن في مقبرة هناك. ^{[ 32 ] [ 33 ]} أُوصي بمكتبة رونالدز إلى جمعية مهندسي التلغراف المُنشأة حديثًا (والتي سرعان ما أصبحت معهد المهندسين الكهربائيين، وهي الآن معهد الهندسة والتكنولوجيا )، وأعادت مطبعة جامعة كامبريدج طباعة قائمة المراجع المُرفقة بها في عام 2013. ^{[ 34 ]}

كان رونالدز متواضعًا ومنطويًا على نفسه، ولم يبذل جهدًا يُذكر في الترويج لأعماله طوال حياته. ^{[ 35 ]} إلا أنه خلال سنواته الأخيرة، ذاع صيت إنجازاته الرئيسية ونالت تقديرًا واسعًا في الأوساط العلمية، بفضل مساعدة أصدقائه جوزيا لاتيمر كلارك وإدوارد سابين ، وصهره صموئيل كارتر . حصل على لقب فارس في سن الثانية والثمانين. اعتبره زملاؤه في جمعية مهندسي التلغراف "أبو التلغراف الكهربائي"، ^{[ 36 ]} بينما وُصفت كاميرته التي تسجل باستمرار بأنها "ذات أهمية بالغة لعلماء الأرصاد الجوية والفيزيائيين،... وتُستخدم في جميع المراصد الفلكية المتميزة". ^{[ 37 ]} رسم هيو كارتر لوحةً له . ^{[ 38 ]} وُضعت لوحات تذكارية على اثنين من منازله السابقة في هايبري وهامرسميث ، [ ^{39 ]} وسُمّي أحد شوارع هايبري باسمه ^{. [ 40 ]} سميت نقطة رونالدز في القارة القطبية الجنوبية باسمه.