تشارلز ويتستون

السير تشارلز ويتستون ( 6 فبراير 1802 - 19 أكتوبر 1875) فيزيائي ومخترع إنجليزي، ^اشتهر بمساهماته في تطوير جسر ويتستون ، الذي اخترعه في الأصل ^صموئيل هنتر كريستي ^، والذي يُستخدم لقياس المقاومة الكهربائية المجهولة، وبكونه شخصية بارزة في تطوير التلغراف . وتشمل إسهاماته الأخرى آلة الأكورديون الإنجليزية ، وجهاز الاستريوسكوب (جهاز لعرض الصور ثلاثية الأبعاد)، وشيفرة بلايفير ( تقنية تشفير ).

وُلد تشارلز ويتستون في ويستغيت، غلوستر، وعُمّد في كنيسة سانت ماري دي لود. إلا أنه بعد وفاته بفترة، أربكت إحدى السير الذاتية الأمر بنقلها مكان ولادته إلى منزل جدته في بارنوود ، غلوسترشير. كان والده، دبليو. ويتستون، إسكافيًا وبائعًا للآلات الموسيقية في المدينة، بينما كانت والدته تنحدر من سيد القصر في قرية مجاورة، ولها صلات بمجتمع لندن الراقي. انتقل والده إلى 128 بال مول، لندن، بعد أربع سنوات، وأصبح معلمًا للفلوت للعائلة المالكة. بقي تشارلز، الابن الثاني، مع جديه والتحق بمدرسة قروية في بارنوود، ثم انتقل لاحقًا إلى عدة مؤسسات تعليمية في لندن. إحداها كانت في كينينغتون ، تحت إشراف السيدة كاسلماين، التي اندهشت من تقدمه السريع. هرب من مؤسسة أخرى، لكن أُلقي القبض عليه في وندسور ، ليس بعيدًا عن مسرح اختراعه العملي للتلغراف. كان في صغره خجولاً وحساساً للغاية، وكان يحب الانعزال في العلية، دون أي رفقة سوى أفكاره.

عندما بلغ الرابعة عشرة من عمره تقريباً، تدرّب على يد عمه الذي يحمل اسمه، وهو صانع وبائع آلات موسيقية في 436 شارع ستراند بلندن؛ لكنه لم يُبدِ ميلاً يُذكر للأعمال اليدوية أو التجارة، وكان يُفضّل دراسة الكتب. شجّعه والده على ذلك، وفي النهاية أخرجه من رعاية عمه.

في الخامسة عشرة من عمره، ترجم ويتستون الشعر الفرنسي، وكتب أغنيتين، أهدا إحداهما إلى عمه الذي نشرها دون أن يعلم أنها من تأليف ابن أخيه. وأصبحت بعض أبياته التي عزفها على القيثارة شعارًا لنقشٍ من تصميم بارتولوزي . وكان يتردد كثيرًا على كشك كتب قديم بالقرب من شارع بال مول ، الذي كان آنذاك شارعًا تالفًا وغير معبد. وكان ينفق معظم مصروفه على شراء الكتب التي تثير اهتمامه، سواء أكانت حكايات خرافية، أم كتب تاريخ، أم كتب علوم.

في أحد الأيام، ولدهشة بائع الكتب، رغب تشارلز بشدة في اقتناء كتاب عن اكتشافات فولتا في الكهرباء، ولكن لضيق ذات اليد، ادّخر نقوده واشترى الكتاب. كان الكتاب مكتوبًا بالفرنسية، فاضطر إلى الادخار مجددًا حتى يتمكن من شراء قاموس. ثم بدأ بقراءة الكتاب، وبمساعدة أخيه الأكبر ويليام، أعاد التجارب الموصوفة فيه باستخدام بطارية منزلية الصنع في غرفة الغسيل خلف منزل والده. أثناء صنع البطارية، نفد مال الصبيين الفضوليين لشراء ألواح النحاس اللازمة، ولم يتبق لديهما سوى بضع عملات نحاسية. خطرت ببال تشارلز، الذي كان العقل المدبر لهذه الأبحاث، فكرة رائعة: "علينا استخدام العملات المعدنية نفسها"، فقال، وسرعان ما اكتملت البطارية.

في كنيسة المسيح، مارليبون ، في الثاني عشر من فبراير عام ١٨٤٧، تزوج ويتستون من إيما ويست. كانت ابنة تاجر من تونتون ، وذات مظهر جميل. توفيت عام ١٨٦٦، تاركةً وراءها خمسة أطفال صغار في رعايته. كانت حياته الأسرية هادئة وخالية من الأحداث.

على الرغم من صمته وتحفظه في العلن، كان ويتستون متحدثًا فصيحًا وواضحًا في جلساته الخاصة، خاصةً إذا ما تطرق إلى دراساته المفضلة، وكان جسده الصغير النشيط، ووجهه البسيط الذكي، يفيض حيويةً. يروي لنا السير هنري تايلور أنه شاهد ذات مرة ويتستون في حفل مسائي في أكسفورد وهو يُسهب في الحديث مع اللورد بالمرستون عن إمكانيات جهاز التلغراف الخاص به. فصاح رجل الدولة قائلًا: "لا يعقل! يجب أن أجعلك تُخبر اللورد المستشار بذلك ." ثم قام بربط الكهربائي باللورد ويستبري ، وتمكن من الفرار. ولعلّ ذكرى هذا اللقاء هي التي دفعت بالمرستون إلى التعليق بأن هناك وقتًا سيُسأل فيه أحد الوزراء في البرلمان عما إذا كانت الحرب قد اندلعت في الهند، فيجيب: "انتظر لحظة؛ سأرسل برقية إلى الحاكم العام، وأخبرك."

حصل ويتستون على لقب فارس عام 1868، بعد إنجازه اختراع التلغراف الآلي. ^{[ 2 ]} وكان قد مُنح سابقًا وسام جوقة الشرف برتبة فارس . وشهدت نحو 34 شهادة تقدير وشهادة من جمعيات محلية وأجنبية على مكانته العلمية المرموقة. ومنذ عام 1836، كان زميلًا في الجمعية الملكية، وفي عام 1859 انتُخب عضوًا أجنبيًا في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، وفي عام 1873 عضوًا أجنبيًا منتسبًا في الأكاديمية الفرنسية للعلوم . وفي العام نفسه، مُنح ميدالية أمبير من الجمعية الفرنسية لتشجيع الصناعة الوطنية. وفي عام 1875، عُيّن عضوًا فخريًا في معهد المهندسين المدنيين. وحصل على دكتوراه في القانون المدني من جامعة أكسفورد، ودكتوراه في القانون من جامعة كامبريدج.

أثناء زيارته لباريس في خريف عام ١٨٧٥، وانشغاله بتطوير جهاز استقبال الكابلات البحرية، أصيب بنزلة برد أدت إلى التهاب رئوي ، وهو المرض الذي أودى بحياته في باريس في ١٩ أكتوبر ١٨٧٥ عن عمر يناهز ٧٣ عامًا. أقيمت مراسم تأبين في الكنيسة الأنجليكانية بباريس، وحضرها وفد من الأكاديمية. نُقل جثمانه إلى منزله في بارك كريسنت بلندن (المميز بلوحة زرقاء اليوم) ودُفن في مقبرة كينسال غرين .

في سبتمبر 1821، لفت ويتستون الأنظار إليه بعرضه "القيثارة المسحورة"، أو "الأكوكريبتوفون"، في متجر موسيقى في بال مول وفي معرض أديلايد. كانت عبارة عن قيثارة مُقلّدة مُعلّقة من السقف بحبل، تُصدر نغمات عدة آلات موسيقية - البيانو، والقيثارة ، والسنطور . في الواقع، لم تكن سوى صندوق رنين، والحبل عبارة عن قضيب فولاذي ينقل اهتزازات الموسيقى من الآلات المختلفة التي كانت تُعزف بعيدًا عن الأنظار والسمع. في هذه الفترة، أجرى ويتستون العديد من التجارب على الصوت وانتقاله. بعض نتائج تجاربه محفوظة في حوليات طومسون للفلسفة لعام 1823.

أدرك أن الصوت ينتشر عبر موجات أو تذبذبات الغلاف الجوي، كما كان يُعتقد آنذاك أن الضوء ينتشر عبر تموجات الأثير المضيء . ينقل الماء والأجسام الصلبة، كالزجاج أو المعدن أو الخشب الرنان، هذه التموجات بسرعة عالية، فابتكر خطة لنقل الإشارات الصوتية أو الموسيقى أو الكلام لمسافات طويلة بهذه الوسيلة. وقدّر أن الصوت سينتقل بسرعة 320 كم/ث عبر قضبان صلبة، واقترح إرسال التلغراف من لندن إلى إدنبرة بهذه الطريقة. حتى أنه أطلق على جهازه اسم "الهاتف". ( يكتب روبرت هوك في كتابه "ميكروغرافيا "، الذي نُشر عام 1667: "أستطيع أن أؤكد للقارئ أنني، بمساعدة سلك ممتد، نقلت الصوت لمسافة كبيرة جدًا في لحظة، أو بحركة سريعة كحركة الضوء". ولم يكن من الضروري أن يكون السلك مستقيمًا؛ بل يمكن ثنيه بزوايا. هذه الخاصية هي أساس الهاتف الميكانيكي أو هاتف العشاق، الذي يُقال إن الصينيين عرفوه منذ قرون عديدة. كما فكر هوك في إمكانية إيجاد طريقة لتسريع قدراتنا السمعية.) 

أشار كاتب في صحيفة " ريبوزيتوري أوف آرتس " بتاريخ 1 سبتمبر 1821، عند حديثه عن "القيثارة المسحورة"، إلى إمكانية عرض أوبرا في مسرح الملك، والاستمتاع بها في قاعات ساحة هانوفر ، أو حتى في حانة هورنز في كينينغتون. ومن المفترض أن تنتقل الاهتزازات عبر موصلات تحت الأرض، كما ينتقل الغاز في الأنابيب.

ويلاحظ قائلاً: "إذا كانت الموسيقى قادرة على أن تُنقل بهذه الطريقة، فربما تكون كلمات الكلام قابلة لنفس وسائل الانتشار. فبلاغة المشورة، ومناقشات البرلمان، بدلاً من أن تُقرأ في اليوم التالي فقط، - لكننا سنضيع أنفسنا في البحث في هذا الموضوع الغريب."

إلى جانب نقل الأصوات إلى مسافة بعيدة، ابتكر ويتستون أداة بسيطة لتضخيم الأصوات الضعيفة، والتي أطلق عليها اسم "الميكروفون". كانت تتكون من قضيبين رفيعين ينقلان الاهتزازات الميكانيكية إلى كلتا الأذنين، وهي تختلف تمامًا عن الميكروفون الكهربائي للبروفيسور هيوز.

في عام ١٨٢٣، توفي عمه، صانع الآلات الموسيقية، وتولى ويتستون، مع شقيقه الأكبر ويليام، إدارة العمل. لم يكن تشارلز مولعًا بالجانب التجاري، لكن براعته وجدت متنفسًا في تحسين الآلات الموجودة، وفي ابتكار ألعاب فلسفية. كما اخترع آلات موسيقية خاصة به. من أشهرها آلة الأكورديون الإنجليزية (الكونشرتينا) من ويتستون . كانت آلة سداسية الأضلاع ذات ٦٤ ^{مفتاحًا ، مرتبة منطقيًا لعزف نغمات كروماتية بسيطة. ازدادت شهرة الأكورديون الإنجليزية (الكونشرتينا) طوال حياته، إلا أنها} لم تبلغ ذروة شعبيتها إلا في أوائل القرن العشرين ^.

في عام ١٨٢٧، قدّم ويتستون جهازه " الكاليدوفون "، وهو جهاز يجعل اهتزازات الجسم المُصدر للصوت مرئية للعين. يتكون الجهاز من قضيب معدني يحمل في نهايته خرزة فضية تعكس بقعة ضوئية. ومع اهتزاز القضيب، تُرى البقعة وهي ترسم أشكالًا معقدة في الهواء، كشرارة تدور في الظلام. وربما استوحى ويتستون فكرة مقياس الضوء من هذا الجهاز. فهو يمكّن من مقارنة ضوءين من خلال سطوع انعكاساتهما النسبية في خرزة فضية ترسم شكلًا بيضاويًا ضيقًا، بحيث ترسم البقع على شكل خطوط متوازية.

في عام 1828، طوّر ويتستون آلة النفخ الألمانية المسماة "موندهارمونيكا" ^، فابتكر السيمفونيوم (أو ^{السيمفونيون} ) ^، وهي آلة نفخية تُنفخ بالفم وتتميز بتصميم منطقي لأزرارها، وقد حصل على براءة اختراعها في 19 ديسمبر 1829، ^{[ 4 ]} مُمهدًا بذلك الطريق لظهور آلة الكونشرتينا الإنجليزية التي تُنفخ بالمنفاخ. ^{[ 5 ]} ويُعد الهارمونيوم المحمول اختراعًا آخر من اختراعاته، وقد حاز على ميدالية في المعرض الكبير عام 1851. كما طوّر ويتستون آلة التخاطب الخاصة بـ" دي كيمبلين" ، وأيّد رأي السير ديفيد بريستر بأن جهازًا للغناء والتحدث سيكون من بين إنجازات العلم قبل نهاية هذا القرن.

في عام ١٨٣٤، عُيّن ويتستون، الذي ذاع صيته، رئيسًا لقسم الفيزياء التجريبية في كلية كينجز بلندن . كانت أولى محاضراته عن الصوت فاشلة تمامًا، نظرًا لكرهه الشديد للخطابة. كان يتلعثم على المنصة ويعجز عن الكلام، حتى أنه كان أحيانًا يدير ظهره للجمهور ويتمتم وهو ينظر إلى الرسوم البيانية على الحائط. أما في المختبر، فقد شعر بالراحة، ومنذ ذلك الحين اقتصرت مهامه في الغالب على العروض التوضيحية.

نال شهرة واسعة بفضل تجربة عظيمة أجراها عام ١٨٣٤، تمثلت في قياس سرعة الكهرباء في سلك. قطع السلك من المنتصف، مُحدثًا فجوة تسمح للشرارة بالقفز عبرها، ووصل طرفيه بقطبي قارورة ليدن المملوءة بالكهرباء. نتج عن ذلك ثلاث شرارات، واحدة عند كل طرف من طرفي السلك، وأخرى في المنتصف. ثبّت مرآة صغيرة على آلية ساعة، بحيث تدور بسرعة عالية، وراقب انعكاسات الشرارات الثلاث فيها. كانت أطراف السلك مُرتبة بحيث لو كانت الشرارات لحظية، لظهرت انعكاساتها في خط مستقيم واحد؛ لكن لوحظ أن الشرارة الوسطى تتأخر عن الشرارات الأخرى، لأنها ظهرت بعد لحظة. استغرقت الكهرباء وقتًا معينًا للانتقال من طرفي السلك إلى المنتصف. حُدد هذا الوقت بقياس مقدار التأخير، ومقارنته بالسرعة المعروفة للمرآة. بعد أن توفر له الوقت، لم يكن عليه سوى مقارنة ذلك بطول نصف السلك، ليتمكن من إيجاد سرعة الكهرباء. أعطت نتائجه سرعة محسوبة قدرها 288,000 ميل في الثانية، أي أسرع مما نعرفه الآن عن سرعة الضوء ( 299,792.458 كيلومتر في الثانية (186,000 ميل/ثانية) )، ولكنها مع ذلك كانت تقريبًا مثيرًا للاهتمام. ^{[ 6 ] [ 7 ]} 

كان بعض العلماء يدركون بالفعل أن "سرعة" الكهرباء تعتمد على خصائص الموصل ومحيطه. لاحظ فرانسيس رونالدز تأخر الإشارة في كابل التلغراف الكهربائي المدفون (وليس في خطه الهوائي) عام 1816، وحدد سبب ذلك بأنه الحث الكهرومغناطيسي. ^{[ 8 ]} شهد ويتستون هذه التجارب في شبابه، والتي كانت على ما يبدو حافزًا لأبحاثه الخاصة في مجال التلغراف. بعد عقود، وبعد أن أصبح التلغراف منتجًا تجاريًا، وصف مايكل فاراداي كيف أن سرعة المجال الكهربائي في سلك بحري، مغطى بمادة عازلة ومحاط بالماء، لا تتجاوز 144,000 ميل في الثانية (232,000 كم/ث) ، أو حتى أقل. 

تم استخدام جهاز ويتستون للمرآة الدوارة لاحقًا من قبل ليون فوكو وهيبوليت فيزو لقياس السرعات النسبية للضوء في الهواء مقابل الماء ، ولاحقًا لقياس سرعة الضوء .

ساهم ويتستون وآخرون أيضاً في علم الأطياف المبكر من خلال اكتشاف واستغلال خطوط الانبعاث الطيفي. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

كما كتب جون مونرو عام 1891: "في عام 1835، خلال اجتماع الجمعية البريطانية في دبلن، بيّن ويتستون أنه عند تبخر المعادن بفعل الشرارة الكهربائية، فإن ضوءها، عند فحصه من خلال منشور، يكشف عن أشعة معينة تميزها. وهكذا، يمكن تحديد نوع المعادن التي شكلت نقاط الشرارة بتحليل ضوء الشرارة. وقد كان لهذا الاقتراح فائدة عظيمة في تحليل الطيف، وبتطبيقه من قبل روبرت بنسن ، وجوستاف روبرت كيرشوف ، وغيرهما، أدى إلى اكتشاف العديد من العناصر الجديدة، مثل الروبيديوم والثاليوم ، فضلاً عن زيادة معرفتنا بالأجرام السماوية." ^{[ 12 ]}

تخلى ويتستون عن فكرته بنقل المعلومات عبر الاهتزاز الميكانيكي للقضبان، واتجه نحو التلغراف الكهربائي . في عام ١٨٣٥، ألقى محاضرة عن نظام البارون شيلينغ ، وأعلن أن الوسائل المعروفة حاليًا تُمكن التلغراف الكهربائي من تقديم خدمة جليلة للعالم. أجرى تجارب على خطة من ابتكاره، ولم يكتفِ باقتراح مدّ خط تجريبي عبر نهر التايمز، بل اقترح أيضًا إنشاء خط مماثل على خط سكة حديد لندن وبرمنغهام. قبل تنفيذ هذه الخطط، استقبل زيارة من ويليام كوك في منزله بشارع كوندويت في ٢٧ فبراير ١٨٣٧، والتي كان لها أثر بالغ على مستقبله.

التعاون مع كوك

كان كوك ضابطًا في جيش مدراس ، وكان يقضي إجازته في منزله، ويحضر بعض المحاضرات في علم التشريح بجامعة هايدلبرغ . في السادس من مارس عام ١٨٣٦، شاهد عرضًا توضيحيًا للتلغراف قدمه البروفيسور جورج مونكه ، وقد أُعجب بأهميته لدرجة أنه تخلى عن دراسته الطبية وكرس كل جهوده لإدخال التلغراف إلى العالم. عاد إلى لندن بعد ذلك بوقت قصير، وتمكن من عرض جهاز تلغراف بثلاث إبر في يناير عام ١٨٣٧. ولشعوره بنقص في المعرفة العلمية، استشار مايكل فاراداي وبيتر روجيه (سكرتير الجمعية الملكية آنذاك )، فأحاله روجيه إلى ويتستون.

في مقابلة ثانية، أخبر كوك ويتستون بنيته ابتكار جهاز تلغراف عملي، وشرح له طريقته. ووفقًا لتصريحه، أشار ويتستون لكوك إلى أن هذه الطريقة لن تنجح، ثم أخرج جهاز تلغراف تجريبيًا خاصًا به. في النهاية، اقترح كوك الدخول في شراكة، لكن ويتستون كان مترددًا في البداية. كان ويتستون عالمًا مرموقًا، وكان ينوي نشر نتائج أبحاثه دون السعي إلى الربح منها. أما كوك، فقد صرّح بأن هدفه الوحيد هو جني ثروة طائلة من هذا المشروع. في مايو، اتفقا على توحيد جهودهما، حيث ساهم ويتستون بالخبرة العلمية، وكوك بالمهارات الإدارية. وُقّع عقد الشراكة في 19 نوفمبر 1837. وحصلا على براءة اختراع مشتركة لاختراعاتهما، بما في ذلك جهاز التلغراف ذو الإبر الخمس لويتستون، ^{[ 13 ]} وجهاز إنذار يعمل بواسطة مرحل، حيث يُكمل التيار، بغمس إبرة في الزئبق، دائرة كهربائية محلية، ويُحرر آلية الساعة.

كان التلغراف ذو الإبر الخمس، الذي يعود الفضل فيه بشكل رئيسي، إن لم يكن كليًا، إلى ويتستون، مشابهًا لتلغراف شيلينغ، ويعتمد على المبدأ الذي وضعه أمبير ، أي أن التيار كان يُرسل إلى الخط بإكمال دائرة البطارية بواسطة مفتاح توصيل وفصل، وفي الطرف الآخر يمر عبر ملف سلكي يحيط بإبرة مغناطيسية حرة الدوران حول مركزها. وبحسب ما إذا كان أحد قطبي البطارية يُطبق على الخط بواسطة المفتاح، فإن التيار كان يُحرك الإبرة إلى أحد الجانبين. كانت هناك خمس دوائر منفصلة تُشغل خمس إبر مختلفة. كانت هذه الإبر مثبتة في صفوف عبر منتصف قرص على شكل معين، ورُتبت عليه حروف الأبجدية بطريقة تُشير إلى الحرف حرفًا حرفًا عندما يُحرك التيار إبرتين نحوه.

التركيبات المبكرة

في الخامس والعشرين من يوليو عام ١٨٣٧ ، تم مدّ خط تجريبي، مزود بسلك عودة سادس، بين محطة يوستون ومحطة كامدن تاون التابعتين لسكك حديد لندن والشمال الغربي. لم تتجاوز المسافة الفعلية ميلًا ونصف (٢.٤  كيلومتر)، ولكن تم إدخال سلك احتياطي في الدائرة لزيادة طولها. كان الوقت متأخرًا من المساء قبل إجراء التجربة. كان كوك مسؤولًا في كامدن تاون، بينما كان روبرت ستيفنسون وآخرون يراقبون؛ وجلس ويتستون أمام جهازه في غرفة صغيرة كئيبة، مضاءة بشمعة، بالقرب من مكتب الحجز في يوستون. أرسل ويتستون الرسالة الأولى، فردّ عليها كوك قائلًا: "لم أشعر قط بمثل هذا الإحساس الجارف من قبل، كما شعرت عندما كنت وحيدًا في الغرفة الهادئة، أسمع صوت نقر الإبر، وبينما كنت أهجّي الكلمات، شعرت بعظمة الاختراع الذي أُعلن أنه قابل للتطبيق دون أدنى شك أو جدال."

على الرغم من هذه التجربة، تعامل مديرو السكك الحديدية مع الاختراع "الجديد" بلامبالاة، وطالبوا بإزالته. إلا أنه في يوليو 1839، حظي الاختراع بتأييد شركة السكك الحديدية الغربية الكبرى ، وتم إنشاء خط من محطة بادينغتون إلى محطة ويست درايتون ، بمسافة 21 كيلومترًا (13 ميلًا) . في البداية، وُضع جزء من السلك تحت الأرض، ثم رُفع بالكامل على أعمدة على طول الخط. وفي عام 1841، امتدت دائرته إلى سلاو ، وعُرض للجمهور في بادينغتون كإحدى عجائب العلم، حيث كان بإمكانه نقل خمسين إشارة بسرعة 7500 كيلومتر في الثانية (280,000 ميل في الدقيقة). وكان سعر التذكرة شلنًا واحدًا (0.05 جنيه إسترليني)، وفي عام 1844، سجل أحد المراقبين المفتونين ما يلي:  

إنها مثالية من محطة غريت ويسترن حتى سلاو، أي مسافة ثمانية عشر ميلاً؛ حيث تمتد الأسلاك في بعض الأماكن تحت الأرض داخل أنابيب، وفي أماكن أخرى معلقة في الهواء، وهو ما يعتبره الخيار الأفضل بلا منازع. سألناه إن كان الطقس يؤثر على الأسلاك، فأجاب بالنفي؛ فقد تُحدث عاصفة رعدية عنيفة رنينًا خفيفًا، لا أكثر. اقتيدنا إلى غرفة صغيرة (كنا السيدة دروموند ، والآنسة فيليبس، وهاري كودرينغتون، وأنا، ثم انضم إلينا آل ميلمان والسيد ريتش) حيث كانت هناك عدة صناديق خشبية تحتوي على أنواع مختلفة من أجهزة التلغراف. في أحد هذه الأجهزة، كانت كل كلمة تُهجى، وعندما يُوضع كل حرف بدوره في موضع محدد، كانت الآلة تُمرر السائل الكهربائي على طول الخط، حيث يظهر الحرف في سلاو، وهو ما لم يستطع شرح آلية عمله. بعد كل كلمة، كانت تأتي إشارة من سلاو، تعني "أفهم"، وتأتي بالتأكيد في أقل من ثانية واحدة من نهاية الكلمة... ثم تأتي إشارة أخرى تطبع الرسائل التي تحملها، بحيث إذا لم ينتبه أحد للجرس، فلن تضيع الرسالة. يتم ذلك عن طريق سائل كهربائي يدفع مطرقة صغيرة لضرب الحرف الذي يظهر، فيرتفع الحرف ويصطدم بورق كتابة متعدد الطبقات (اختراع جديد، ورق أسود يترك علامة سوداء لا تمحى عند الضغط عليه)، وبذلك تُطبع الصورة على ورقة بيضاء تحته. كانت هذه أكثر الابتكارات إبداعًا على الإطلاق، ويبدو أنها كانت المفضلة لدى السيد ويتستون؛ كان لطيفًا جدًا في شرحه، لكنه يفهمها جيدًا لدرجة أنه لا يشعر بقلة معرفتنا بها، ويشرحها بسرعة كبيرة يصعب على أمثالنا من الجهلة متابعته في كل شيء. أخبرتني السيدة دروموند أنه مذهل لسرعة تفكيره وقدرته على الابتكار. إنه يبتكر أشياء كثيرة لدرجة أنه لا يستطيع تنفيذ نصف أفكاره ، بل يتركها ليتم التقاطها واستخدامها من قبل الآخرين، الذين يحصلون على الفضل فيها. ^{[ 14 ]}

وصف ويتستون الرؤية المجسمة لأول مرة عام 1838. [ ^{17 ] وفي} عام 1840، مُنح الميدالية الملكية من الجمعية الملكية لشرحه للرؤية الثنائية ، وهو بحثٌ قاده إلى رسم رسومات مجسمة وبناء جهاز الاستريوسكوب . بيّن ويتستون أن إدراكنا للصلابة ينشأ من خلال دمج صورتين منفصلتين لجسمٍ ما في أذهاننا، تلتقطهما كلتا العينين من زاويتين مختلفتين. وهكذا، في جهاز الاستريوسكوب، وهو عبارة عن مجموعة من العدسات أو المرايا، تُدمج صورتان لنفس الجسم، مأخوذتان من نقطتين مختلفتين، بحيث يبرز الجسم بمظهرٍ صلب. وقد طوّر السير ديفيد بريستر جهاز الاستريوسكوب بالاستغناء عن المرايا، وجعله على شكله الحالي باستخدام العدسات.

تم تقديم " المنظار الزائف " (صاغ ويتستون المصطلح من الكلمة اليونانية ψευδίς σκοπειν) في عام 1852، ^{[ 18 ]} وهو يُعدّ نوعًا ما عكس المنظار المجسم، إذ يجعل الجسم الصلب يبدو أجوفًا، والجسم الأقرب يبدو أبعد؛ وهكذا، يبدو تمثال نصفي كقناع، وتبدو شجرة تنمو خارج النافذة كما لو كانت تنمو داخل الغرفة. وكان الغرض منه اختبار نظريته عن الرؤية المجسمة ولإجراء دراسات في ما يُعرف الآن بعلم النفس التجريبي.

في عام 1840، قدّم ويتستون جهازه الكرونوسكوب لقياس فترات زمنية دقيقة، والذي استُخدم في تحديد سرعة الرصاصة أو مرور نجم. في هذا الجهاز، كان التيار الكهربائي يُشغّل مغناطيسًا كهربائيًا، والذي كان يُسجّل لحظة وقوع الحدث بواسطة قلم رصاص على ورقة متحركة. ويُقال إنه كان قادرًا على تمييز جزء من 7300 من الثانية (137 ميكروثانية)، والزمن الذي استغرقه جسم ما للسقوط من ارتفاع بوصة واحدة (25  ملم).

في السادس والعشرين من نوفمبر عام ١٨٤٠، عرض ساعته الكهرومغناطيسية في مكتبة الجمعية الملكية، واقترح خطة لتوزيع التوقيت الصحيح من ساعة معيارية إلى عدد من الساعات المحلية. وكان من المقرر أن تُكهرب دوائر هذه الساعات بواسطة مفتاح أو موصل يعمل بمحور الساعة المعيارية، وأن تُصحح عقاربها بواسطة الكهرومغناطيسية. في يناير التالي، حصل ألكسندر بين على براءة اختراع لساعة كهرومغناطيسية، ثم اتهم ويتستون بسرقة أفكاره. ويبدو أن بين عمل كميكانيكي لدى ويتستون من أغسطس إلى ديسمبر ١٨٤٠، وأكد أنه نقل إليه فكرة الساعة الكهربائية خلال تلك الفترة؛ لكن ويتستون أكد أنه أجرى تجارب في هذا الاتجاه خلال شهر مايو. كما اتهم بين ويتستون بسرقة فكرته عن التلغراف الكهرومغناطيسي للطباعة؛ لكن ويتستون أثبت أن الجهاز لم يكن سوى تعديل لتلغرافه الكهرومغناطيسي الخاص.

في عام ١٨٤٠، ذكر ألكسندر بين لمحرر مجلة الميكانيكا مشاكله المالية. عرّفه المحرر 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". بعد ثلاثة أشهر، عرض ويتستون ساعة كهربائية على الجمعية الملكية، مدعيًا أنها من اختراعه. مع ذلك، كان بين قد تقدم بالفعل بطلب للحصول على براءة اختراع لها. حاول ويتستون منع براءات اختراع بين، لكنه فشل. عندما نظم 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.

في عام 1843، قدّم ويتستون ورقة بحثية هامة إلى الجمعية الملكية بعنوان "وصف لعدة عمليات جديدة لتحديد ثوابت الدائرة الفولتية". تضمنت الورقة شرحًا للميزان المعروف لقياس المقاومة الكهربائية للموصل، والذي لا يزال يُعرف باسم جسر ويتستون أو ميزان ويتستون، على الرغم من أن صموئيل هنتر كريستي ، من الأكاديمية العسكرية الملكية في وولويتش، هو من ابتكره ونشره في المعاملات الفلسفية لعام 1833. ^{[ 19 ]} وقد أُهملت هذه الطريقة حتى لفت ويتستون الانتباه إليها. ^{[ 20 ]}

تزخر ورقته البحثية بصيغ بسيطة وعملية لحساب التيارات والمقاومات باستخدام قانون أوم . وقدّم وحدة للمقاومة، وهي قدم من سلك نحاسي يزن مئة حبة (6.5 غرام)، وبيّن كيفية استخدامها لقياس طول السلك من خلال مقاومته. وقد مُنح ميدالية من الجمعية تقديرًا لورقته البحثية. ^{[ 21 ]} وفي العام نفسه، اخترع جهازًا يمكّن من تسجيل قراءة الترمومتر أو البارومتر عن بُعد باستخدام وصلة كهربائية مصنوعة من الزئبق. كما حصل كوك وويتستون على براءة اختراع لجهاز تلغراف صوتي، تُنقل فيه الإشارات بدقات جرس، في مايو من ذلك العام.

تجلّت براعة ويتستون المذهلة أيضاً في اختراع الشفرات. فقد كان مسؤولاً عن شفرة بلايفير ، التي كانت آنذاك غير مألوفة، والتي سُميت تيمناً بصديقه اللورد بلايفير . وقد استخدمتها جيوش العديد من الدول خلال الحرب العالمية الأولى على الأقل، ومن المعروف أنها استُخدمت خلال الحرب العالمية الثانية من قبل أجهزة المخابرات البريطانية. ^{[ 22 ]}

كانت عصية على التحليل في البداية ، لكن طُوّرت لاحقًا طرق لفكّها. كما انخرط في تفسير المخطوطات المشفرة في المتحف البريطاني. وابتكر جهازًا لتحويل الرسائل إلى شفرة لا يمكن فكّها إلا بإدخال الشفرة في جهاز مُعدّ خصيصًا لفكّها.

نشر ويتستون، بصفته عالم رياضيات هاوي ، برهانًا رياضيًا في عام 1854 (انظر المكعب (الجبر) ).

في عام 1840، طرح ويتستون آلته الكهرومغناطيسية لتوليد تيارات مستمرة.

في 4 فبراير 1867، نشر مبدأ التفاعل في الآلة الكهربائية الديناميكية من خلال ورقة بحثية إلى الجمعية الملكية؛ لكن السيد سي دبليو سيمنز كان قد أبلغ عن الاكتشاف نفسه قبل عشرة أيام، وتمت قراءة الورقتين في نفس اليوم.

اتضح لاحقًا أن فيرنر فون سيمنز ، وصموئيل ألفريد فارلي ، وويتستون قد توصلوا بشكل مستقل إلى المبدأ في غضون بضعة أشهر من بعضهم البعض. حصل فارلي على براءة اختراع له في 24 ديسمبر 1866؛ ولفت سيمنز الانتباه إليه في 17 يناير 1867؛ وعرضه ويتستون عمليًا في الجمعية الملكية في التاريخ المذكور.

انخرط ويتستون في العديد من الخلافات مع علماء آخرين طوال حياته بشأن دوره في مختلف التقنيات، وبدا أحيانًا أنه ينسب لنفسه فضلًا أكثر مما يستحق. إلى جانب ويليام فوثرجيل كوك ، وألكسندر بين، وديفيد بريستر ، المذكورين سابقًا، شمل هؤلاء أيضًا فرانسيس رونالدز في مرصد كيو . وقد اعتقد الكثيرون خطأً أن ويتستون هو من ابتكر جهاز رصد الكهرباء الجوية الذي اخترعه رونالدز وطوّره في المرصد في أربعينيات القرن التاسع عشر، وأنه هو من قام بتركيب أولى أجهزة تسجيل البيانات الجوية الآلية هناك (انظر على سبيل المثال، هاوارث، ص 158). ^{[ 23 ] [ 24 ]}

تزوج ويتستون من إيما ويست، وهي عزباء، ابنة جون هوك ويست المتوفى، في كنيسة المسيح، مارليبون ، في 12 فبراير 1847. وكان الزواج بموجب ترخيص. ^{[ 25 ]}

في عام 1994، أطلقت شركة الاتصالات التابعة للسكك الحديدية البريطانية اسم "السير تشارلز ويتستون" على قاطرة السكك الحديدية البريطانية من الفئة 20 رقم 20187. ^{[ 26 ]}

• ويليام فوثرجيل كوك
• أوليفر هيفسايد

• الأوراق العلمية للسير تشارلز ويتستون (1879)
• تتضمن هذه المقالة نصًا من كتاب "أبطال التلغراف" لجون مونرو (1849-1930) في عام 1891، وهو الآن في الملكية العامة ومتاح على هذا الموقع .
• جينز، دبليو تي ، حياة الكهربائيين : الأساتذة تيندال، ويتستون، ومورس. (1887، ويتاكر وشركاه).

• اقتباسات متعلقة بتشارلز ويتستون على موقع ويكي الاقتباسات
• المواد السيريةفي أرشيف باندورا للويب
• نبذة تعريفية في معهد تقنيات التعلم
• موقع دفن في كينسال غرين، لندن
• تشارلز ويتستون في هواة جمع الطوابع الإلكترونية
• تشارلز ويتستون في المكتبة المفتوحة