التلغراف الهيدروليكي

يشير التلغراف الهيدروليكي ( باليونانية : υδραυλικός τηλέγραφος ) إلى نظامين مختلفين للإشارات الضوئية يعتمدان على آليات مائية . طُوّر النظام الأول في اليونان في القرن الرابع قبل الميلاد ، بينما طُوّر النظام الثاني في بريطانيا في القرن التاسع عشر الميلادي. استُخدم النظام اليوناني بالتزامن مع نيران الإشارات الضوئية، بينما كان النظام البريطاني يعمل بضغط السائل الهيدروليكي فقط.

على الرغم من أن كلا النظامين استخدم الماء في أجهزة الإرسال والاستقبال، إلا أن وسائط الإرسال فيهما كانت مختلفة تمامًا. فقد كان النظام اليوناني القديم ينقل معلوماته الإشارية إلى جهاز الاستقبال بصريًا، مما حدّ من استخدامه إلى مسافات خط البصر فقط في ظروف جوية جيدة الرؤية. أما النظام البريطاني في القرن التاسع عشر، فقد استخدم أنابيب مملوءة بالماء لتغيير مستوى الماء في وحدة الاستقبال (على غرار أنبوب مرن شفاف مملوء بالماء يُستخدم كمؤشر مستوى)، مما حدّ من مداه إلى الضغط الهيدروليكي الذي يمكن توليده في جهاز الإرسال. ^{[ 1 ]}

بينما كان الجهاز اليوناني محدودًا للغاية في الشفرات (وبالتالي المعلومات) التي يمكنه نقلها، لم يُستخدم الجهاز البريطاني عمليًا إلا في عروض توضيحية قصيرة المدى جدًا. ^{[ 1 ]} ورغم إمكانية استخدام الجهاز البريطاني في أي مجال رؤية ضمن نطاق تشغيله، إلا أنه لم يكن يعمل في درجات حرارة متجمدة دون بنية تحتية إضافية لتسخين الأنابيب، مما ساهم في عدم جدواه.

تم وصف التصميم اليوناني القديم في القرن الرابع قبل الميلاد بواسطة إينياس تاكتيكوس وفي القرن الثالث قبل الميلاد بواسطة المؤرخ بوليبيوس .

كان النظام يتألف من حاويات متطابقة على تلال منفصلة، ​​غير متصلة ببعضها البعض؛ تُملأ كل حاوية بالماء، ويطفو بداخلها قضيب رأسي. وقد نُقشت على القضبان رموز مختلفة محددة مسبقًا في نقاط مختلفة على طول ارتفاعها.

لإرسال رسالة، يستخدم المُرسِل مصباحًا يدويًا للإشارة إلى المُستقبِل؛ وبمجرد تزامن الإشارات، يفتحان معًا صنابير المياه في قاع حاوياتهما. يتدفق الماء حتى يصل مستواه إلى الرمز المطلوب، وعندها يُشير المُرسِل بمصباحه، ويُغلق المُستقبِلان صنابيرهما في الوقت نفسه. وهكذا، يُمكن ربط المدة الزمنية بين إشارات المُرسِل برموز ورسائل مُحددة مُسبقًا.

قدّم بوليبيوس وصفًا معاصرًا لطريقة التلغراف القديمة. في كتابه "التواريخ" ، كتب بوليبيوس: ^{[ 2 ]}

إن إينياس، مؤلف العمل المتعلق بالاستراتيجية، [كتب] لإيجاد حل للمشكلة، فتقدم بالأمور قليلاً، لكن جهازه لا يزال بعيدًا عن متطلباتنا، كما يتضح من وصفه له.

يقول إن من سيُبلغون بعضهم بعضًا بأخبار عاجلة عبر إشارة نارية، عليهم اقتناء إناءين فخاريين متطابقين تمامًا في العرض والعمق، بحيث يكون العمق ثلاثة أذرع والعرض ذراعًا واحدًا. ثم يُصنع لهما سدادات من الفلين أضيق قليلًا من فوهتي الإناءين [بحيث تنزلق السدادة عبر العنق وتسقط بسهولة في الإناء]، ويُمرر في منتصف كل سدادة قضيب مُدرّج إلى أقسام متساوية بعرض ثلاثة أصابع، مع تمييز كل قسم بوضوح عن القسم الذي يليه. يُكتب في كل قسم الأحداث الأكثر وضوحًا وشيوعًا التي تحدث في الحرب، على سبيل المثال: في الأول "وصول سلاح الفرسان إلى البلاد"، وفي الثاني "المشاة الثقيلة"، وفي الثالث "المشاة الخفيفة"، ثم "المشاة والفرسان"، ثم "السفن"، ثم "الذرة"، وهكذا حتى ندخل في جميع الأقسام الاحتمالات الرئيسية التي يُحتمل حدوثها في الحرب في الوقت الحاضر. ثم يطلب منا أن نحفر ثقوباً في كلا الوعاءين بنفس الحجم تماماً، بحيث تسمح بنفس عملية الهروب تماماً.

ثم نملأ الأوعية بالماء ونضع عليها السدادات التي تحتوي على القضبان، ونترك الماء يتدفق عبر الفتحتين. عندئذٍ، يتضح أنه نظرًا لتشابه الظروف تمامًا، فإنه كلما زاد تدفق الماء، غرقت السدادتان واختفت القضبان داخل الأوعية. وعندما يُلاحظ بالتجربة أن سرعة التدفق متساوية في الحالتين، تُنقل الأوعية إلى الأماكن التي يتواجد فيها الطرفان لمراقبة الإشارات وتُوضع هناك. الآن، كلما حدث أي من الشروط المكتوبة على القضبان، يُطلب منا رفع مصباح يدوي والانتظار حتى يرفع الطرف الآخر مصباحًا آخر. عندما يصبح كلا المصباحين مرئيين بوضوح، يُخفض المُرسِل مصباحه ويترك الماء يتدفق فورًا عبر الفتحة. عندما تصل الرسالة التي ترغب في إيصالها إلى فوهة السفينة أثناء غرق السدادات، يُطلب من مُرسل الإشارة رفع مصباحه، وعلى مُستقبلي الإشارة إغلاق الفتحة فورًا وتدوين أي من الرسائل المكتوبة على القضبان موجودة عند فوهة السفينة. ستكون هذه هي الرسالة التي تم إيصالها، إذا كان الجهاز يعمل بنفس السرعة في الحالتين.

تُظهر التجارب الحديثة أن معدل نقل البيانات يمكن أن يصل إلى 151 حرفًا في الساعة. ^{[ 3 ]}

نشر المهندس المدني البريطاني فرانسيس ويشاو ، الذي أصبح لاحقًا أحد كبار المسؤولين في شركة التلغراف العامة، فكرة التلغراف الهيدروليكي عام 1838، لكنه لم يتمكن من استخدامه تجاريًا. ^{[ 4 ]} وباستخدام الضغط على جهاز إرسال متصل بأنبوب مملوء بالماء يمتد إلى جهاز استقبال مماثل، تمكن من إحداث تغيير في مستوى الماء، مما يشير إلى معلومات مشفرة لمشغل جهاز الاستقبال. ^{[ 1 ] [ 5 ]}

قُدِّرَت تكلفة النظام بـ 200 جنيه إسترليني لكل ميل (1.6 كم)، وكان بإمكانه نقل مفردات تصل إلى 12000 كلمة. ^{[ 6 ]} وصفته مجلة الميكانيكا البريطانية في مارس 1838 على النحو التالي: ^{[ 7 ]}

...يمكن استخدام عمود من الماء لنقل المعلومات بسهولة. قام السيد فرانسيس ويشاو بنقل عمود من الماء عبر أنبوب طوله ستون ياردة بطريقة معقدة للغاية، وبما أن طرفي العمود مستويان، فما إن تُعطى الحركة لأحد الطرفين حتى تنتقل عبر الستين ياردة كاملة إلى الطرف الآخر. لا يمر أي فاصل زمني ملحوظ بين لحظة إحداث الحركة في أحد طرفي العمود ولحظة نقلها إلى الطرف الآخر. يُثبّت ويشاو على كل طرف من طرفي العمود لوحًا عائمًا مزودًا بمؤشر، وعند الضغط على أي عدد من الأرقام على أحد المؤشرات، يتبعه مباشرةً ارتفاع مماثل للوح العائم والمؤشر في الطرف الآخر. يُفترض أن هذه الحركة الطولية البسيطة قادرة على نقل جميع أنواع المعلومات. ويبدو لنا أن كمية المعلومات التي يمكن نقلها عن طريق الحركة في اتجاه واحد فقط، أي حركة الماء ذهابًا وإيابًا، يجب أن تكون محدودة. إن مجرد تحريك لوحة عائمة للأمام والخلف، كما هو موضح على مؤشر متدرج، لنقل عدد كبير من الكلمات أو الحروف، هو الصعوبة التي يجب التغلب عليها.

وخلصت المقالة بشكل تخميني إلى أن "... التلغراف الهيدروليكي قد يحل محل نظام الإشارات الضوئية والتلغراف الجلفاني". ^{[ 1 ]}

• نظام المنارات البيزنطية
• فريكتوريا
• الهيليوغراف
• الاتصالات البصرية
• مصباح إشارة

• تمت أرشفة موقع Connected Earth بتاريخ 16 يونيو 2007 على موقع Wayback Machine.