ويليام سنو هاريس

كان السير ويليام سنو هاريس (1 أبريل 1791 - 22 يناير 1867) طبيبًا وباحثًا بريطانيًا في مجال الكهرباء، [ 1 ] يُلقب بـ"هاريس الرعد والبرق"، [ 2 ] واشتهر باختراعه نظامًا ناجحًا لتوصيلات الصواعق للسفن. استغرق الأمر سنوات عديدة من الحملات والبحوث والاختبارات الناجحة قبل أن تتحول البحرية الملكية البريطانية إلى استخدام موصلات هاريس بدلًا من نظامها السابق الأقل فعالية. ومن بين السفن التي نجحت في الاختبار سفينة إتش إم إس بيغل  ، التي نجت من ضربات الصواعق دون أن تُصاب بأذى خلال رحلتها الشهيرة مع تشارلز داروين . [ 3 ] [ 4 ]

سفينة شراعية حربية مربعة الشكل بثلاثة صواري راسية في ميناء، مع سفن أخرى وجدار بحري وخلفه مبانٍ. يُرى المشهد من الماء، مع قارب صغير يُجدّف في المقدمة.
كانت سفينة إتش إم إس بيغل  واحدة من أوائل السفن التي تم حمايتها من الصواعق بواسطة موصلات هاريس.

الحياة والعمل

وُلد هاريس في بليموث في الأول من أبريل عام 1791. كانت عائلته من المحامين المرموقين في المدينة، والتحق بمدرسة بليموث النحوية . [ 1 ] وقد غرسَت طفولته في المدينة الساحلية، التي ضمت حوض بناء السفن الذي أُعيد تسميته لاحقًا بديفونبورت، اهتمامًا دائمًا بالسفن. [ 3 ]

التحق بجامعة إدنبرة لدراسة الطب، وتخرج طبيباً ، ثم عاد إلى بليموث وأسس عيادة طبية. دفعه اهتمامه بعلم الكهرباء الناشئ إلى اختراع مانع الصواعق المحسن للسفن عام ١٨٢٠. وفي عام ١٨٢٤، تزوج وقرر التخلي عن مهنة الطب للتفرغ لدراساته في مجال الكهرباء. وقد أدت ورقته البحثية بعنوان "حول القوى النسبية لمختلف المواد المعدنية كموصلات للكهرباء"، التي قُدمت أمام الجمعية الملكية عام ١٨٢٦، إلى انتخابه زميلاً في الجمعية عام ١٨٣١. كما قدم أوراقاً بحثية حول القوانين الأساسية للكهرباء أمام الجمعية في أعوام ١٨٣٤ و١٨٣٦ و١٨٣٩، وأرسل أيضاً تقارير عن تجاربه واكتشافاته إلى الجمعية الملكية في إدنبرة. [ 1 ] نُشرت أبحاثه التجريبية حول قوة الكهرباء عالية الكثافة في المعاملات الفلسفية عام 1834. وفي عام 1835، حصل هاريس على ميدالية كوبلي من الجمعية الملكية عن "أبحاثه التجريبية حول قوى الكهرباء عالية الكثافة". [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]

كان هاريس أمينًا للأجهزة في متحف مؤسسة بليموث (الآن أثينيوم بليموث ) وشغل منصب الرئيس مرتين. [ 7 ]

حصل على معاش حكومي قدره 300 جنيه إسترليني تقديرًا لجهوده في تطوير العلوم، وذلك بفضل عمله على موصلات الصواعق للسفن. وللتغلب على الاعتراضات المستمرة على مقترحاته، نشر كتابًا عام 1843 عن العواصف الرعدية ، بالإضافة إلى مساهماته بمقالات في مجلة "ذا نوتيكال ماغازين" حول أضرار الصواعق. حصل على لقب فارس عام 1847 بعد اعتماد النظام وإثبات نجاحه، ومُنح منحة قدرها 5000 جنيه إسترليني. ورغم أن أبحاثه المتواصلة لم تسفر عن اكتشافات جديدة، فقد نُشرت كتيباته في الكهرباء، والكهرباء الجلفانية، والمغناطيسية بين عامي 1848 و1856، وطُبعت في عدة طبعات. عند وفاته في بليموث في 22 يناير 1867، كان قد أعدّ رسالة في الكهرباء الاحتكاكية ، ونُشرت في وقت لاحق من ذلك العام. [ 1 ]

مانع الصواعق للسفن

اقترح اختراع مانعة الصواعق، الذي ابتكره بنجامين فرانكلين عام ١٧٥٢، حلاً لمشكلة الصواعق الشائعة التي كانت تُلحق الضرر بالسفن الشراعية الخشبية في ذلك الوقت. في بريطانيا، اختارت البحرية الملكية نظام حماية يعتمد على سلسلة مُدلاة في البحر من أعلى الصاري كموصل للصواعق. إلا أن هذا النظام لم يكن مُرضيًا: إذ كان من المفترض رفع السلسلة إلى أعلى الصاري فقط عند توقع حدوث صاعقة، وكثيرًا ما كانت الصواعق تضرب بشكل غير متوقع. وعند رفع السلسلة، كانت تُسبب إزعاجًا للبحارة في الصواري للتعامل مع الأشرعة المربعة ، وحتى عند رفعها، كانت ضربات الصواعق تُلحق الضرر بالسلسلة أو بالسفينة أحيانًا. كما كانت هناك مخاوف من أن تجذب الموصلات الصواعق إلى السفينة، وحُكم مُسبق ضد استخدامها. [ ٤ ] أما البحرية الفرنسية، فقد ابتكرت نظامًا مُعدلاً، حيث تم إنزال السلسلة على طول الصواري الثابتة لتتصل بالغلاف النحاسي الذي كان يُستخدم لحماية الهيكل أسفل خط الماء من أضرار الاصطدامات وديدان السفن . في أوائل القرن التاسع عشر، استبدلوا السلاسل بكابلات معدنية. [ 3 ]

ابتكر هاريس نظامًا جديدًا عام 1820، يتألف من ألواح موصلة للصواعق مثبتة على طول الصواري وعلى الجانب الخلفي للصاري، وصولًا إلى الهيكل لتتصل بالغلاف النحاسي. وكان من المقرر ربط جميع الكتل المعدنية الرئيسية في السفينة بالموصل لضمان عدم حدوث أي ومضات جانبية. اقترح هاريس هذا النظام على الأميرالية عام 1821، لكنها لم تجد استجابة لمقترحاته، فقام بحملة لإقناع البحرية باختبار نظامه، ونشر مدى خطورة المشكلة. ووافقت البحرية على اختبار النظام على إحدى عشرة سفينة، بدءًا من عام 1830. [ 3 ]

التجارب على متن سفينة إتش إم إس بيغل

كانت سفينة إتش إم إس بيغل  من أوائل السفن التي جُهزت للاختبار ، بعد عودتها من رحلتها الاستكشافية الأولى إلى أمريكا الجنوبية، حيث أُعيد بناؤها وتجهيزها على نطاق واسع استعدادًا للرحلة الاستكشافية الثانية . وكجزء من هذا العمل، "تم تركيب موصلات للصواعق، من اختراع السيد هاريس، في جميع الصواري، والجزء الأمامي من السفينة، وحتى في ذراع الشراع الأمامي المتحرك ". [ 8 ] تولى القبطان روبرت فيتزروي قيادة السفينة في منتصف الرحلة الاستكشافية الأولى بعد انتحار القبطان السابق. وقبل توليه هذه القيادة، كان فيتزروي ملازمًا على متن سفينة إتش إم إس ثيتيس في ميناء ريو عندما ضربت صاعقة صاريها الأمامي. "تحطم الصاري الأمامي العلوي إلى مجرد شظايا"، وتضرر الصاري الأمامي بشكل لا يمكن إصلاحه، مما أدى إلى تأخير السفينة لمدة شهرين تقريبًا ريثما "تم إزالة الصاري الأمامي واستبداله بآخر تم شراؤه من الحكومة البرازيلية بتكلفة باهظة". [ 9 ]

في أواخر عام ١٨٣١، بينما كانت سفينة بيغل لا تزال تُجهز في ديفونبورت استعدادًا للإبحار، وصل تشارلز داروين، حديث التخرج ، إلى بليموث لينتهز فرصة الإبحار على متنها كعالم طبيعة نبيل ممول ذاتيًا، ليكون رفيقًا للقبطان أثناء وجود السفينة في البحر، وليقوم برحلات استكشافية خاصة به إلى الداخل بينما يقوم طاقم السفينة بمسح السواحل. [ ٨ ] أخبر أخته أنه تناول الإفطار أمس مع السيد هاريس، الذي أعجبني أكثر من أي شخص آخر رأيته. - لقد كتب الكثير عن الكهرباء. [ ١٠ ] وكتب ليخبر أستاذه الجامعي جون ستيفنز هينسلو عن تقدمه، مشيرًا إلى أنه التقى "بشخص أو شخصين لطيفين، أبرزهم السيد ثاندر آند لايتنينغ هاريس، الذي أظن أنك سمعت به". [ 11 ] دوّن في مذكراته أنه في مساء الحادي والعشرين من نوفمبر/تشرين الثاني، حضر "محاضرة شعبية للسيد هاريس حول مانعات الصواعق" في الأثينيوم. استخدم هاريس "آلة كهربائية" لتمثيل سحابة رعدية وحوض ماء لتمثيل البحر، ثم "لعبة لسفينة حربية" أوضح فيها عملية تعرضها للصاعقة، وأثبت بشكل مُرضٍ للغاية كيف تحمي خطته السفينة تمامًا من أي عواقب وخيمة. تتكون هذه الخطة من صفائح نحاسية مطوية فوق بعضها البعض، مثبتة في الصواري والأذرع وموصولة بالماء أسفلها. - يكمن مبدأ هذه المزايا في أن التيار الكهربائي يضعف عند مروره على مساحة واسعة لدرجة أنه لا يُلاحظ أي تأثير، حتى عند تعرض الصاري للصاعقة. - تم تجهيز سفينة بيغل بموصلات وفقًا لهذه الخطة؛ ومن المرجح جدًا أن نتمكن من تجربة هذه التقنية، وآمل أن نثبت جدوى تأثيرها. [ 12 ]

استغرقت الرحلة قرابة خمس سنوات، وعلى الرغم من تعرض سفينة بيغل المتكرر للصواعق، واعتقاد البعض أنها أصيبت بصاعقة في مناسبتين على الأقل، "عندما سُمع صوت أزيز على الصواري لحظة وميض برق ساطع مصحوبًا بدويّ رعد مدوٍّ، ولاحظوا حركة غريبة، وإن كانت طفيفة، في السفينة، مما يشير إلى حدوث أمر غير عادي"، لم يحدث أي "أدنى ضرر". [ 13 ] وقد أبلغ داروين نفسه عن هذا التأثير، وعن قناعته بأنه "لولا الموصل، لكانت النتائج وخيمة". [ 3 ] وذكر فيتزروي أن الصفائح النحاسية ظلت ثابتة في مكانها، حتى في الصواري الصغيرة، وعززت الصواري بدلًا من إضعافها. وأشاد فيتزروي بنظام الحماية من الصواعق إشادة بالغة: [ 13 ]

لم يُبدَ أي اعتراض، أراه وجيهاً، عليها حتى الآن؛ ولو خُيِّرتُ بين تركيب الصواري بهذه الطريقة أو عكسها، لما ترددتُ لحظةً في اختيار تلك المزودة بموصلات السيد هاريس. أما إمكانية تحسينها أكثر، من حيث الموقع والتفاصيل الأخرى، فذلك متروك لمخترعها المبدع ليُفكِّر فيه ويُقرِّره. لقد كرّس سنواتٍ عديدة من وقته وجهده الثمينين لموضوع بالغ الأهمية، ألا وهو حماية السفن من الصواعق الكهربائية؛ وقد حقق نجاحاً باهراً لصالح الآخرين - رغم ما تكبّده من مشقة ونفقات - لذا يُؤمل بشدة أن تُعوِّضه الحكومة، نيابةً عن هذا البلد البحري العظيم، على الأقل، عن الوقت الذي بذله والأموال الخاصة التي أنفقها في خدمة عامة بهذه الأهمية والضرورة.

فيتزروي، 1839. [ 13 ]

واصل هاريس حملته الواسعة لتسليط الضوء على حجم مشكلة أضرار الصواعق. وقدّم تقريرًا يسرد الأضرار التي لحقت بالسفن البحرية البريطانية خلال الفترة من 1793 إلى 1838، بما في ذلك تسبب الصواعق في 62 حالة وفاة و114 إصابة. وقد أبدت لجنتان دراسيتان توصيات إيجابية لنظامه، إلا أن معارضة قائد البحرية الأول حالت دون تنفيذه بالكامل حتى أدى تغيير الحكومة إلى استبداله بقائد جديد للبحرية الأولى في أواخر عام 1841. وفي يونيو 1842، اعتمدت البحرية الملكية أخيرًا موصلات هاريس. [ 3 ] وبحلول ذلك الوقت، كانت البحرية الإمبراطورية الروسية قد اعتمدت بالفعل اختراع هاريس، [ 2 ] وفي عام 1845، أهداه القيصر خاتمًا ومزهرية ثمينين تقديرًا لخدماته. [ 1 ]

واصل هاريس توثيق آثار الصواعق على سفن البحرية الملكية، ونشر تفاصيل هذا البحث. في عام ١٨٥٣، ذكر تقرير في مجلة "ذا نوتيكال ماغازين" بفخر أنه بين عامي ١٨٣٠ و١٨٤٦، لم تتعرض أي من السفن المحمية بواسطة موصلات هاريس لأي خسائر بشرية جراء الصواعق، ولم تصبها الصواعق بنفس القدر الذي أصيبت به السفن غير المحمية. في المقابل، خلال فترة مماثلة، تعرضت ٤٥ سفينة غير محمية على الأقل لأضرار جسيمة جراء الصواعق. وأشار التقرير إلى جرأة هاريس في مدّ الموصلات عبر السفينة مرورًا بمناطق مكتظة ومواد قابلة للاشتعال، وإلى التحيزات التي كان على هذا المشروع التغلب عليها. ولفت التقرير إلى أن هذا الإجراء استند إلى أسس علمية سليمة، وحظي بدعم علماء بارزين من بينهم السير همفري ديفي . واستذكارًا للمعارضة السابقة لمقترحات هاريس، اختتم التقرير بـ"مشاعر رضا تقترب من الابتهاج بالنجاح الباهر الذي تُوّج جهوده". [ ١٤ ]

كتب مختارة

  • مبادئ الكهرباء الأساسية، وهي عرض موجز للمبادئ العامة لعلم الكهرباء. نشرها جون ويل ، 59 هاي هولبورن، لندن عام 1848.
الطبعة الثانية (1851)

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 تشيشولم، هيو ، محرر. (1911). "هاريس، السير ويليام سنو"  . الموسوعة البريطانية (  الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج.
  2. 1 2 3 بارلو 1967 ، ص 49 
  3. 1 2 3 4 5 6 أومان، مارتن أ. (2008). فن وعلم الحماية من الصواعق . مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 175-176 ، 179. ISBN  978-0-521-87811-1.
  4. 1 2 بيرنشتاين، ثيودور ورينولدز، تيري س (1978). "حماية البحرية الملكية من الصواعق: ويليام سنو هاريس ونضاله مع الأميرالية البريطانية من أجل موصلات ثابتة للصواعق". معاملات IEEE في التعليم . 21 (1): 7-14 . doi : 10.1109/TE.1978.4321177 . S2CID 46380992 . 
  5. سايمون روجرز (14 أغسطس 2009). "هانز كريستيان أورستد: ما القاسم المشترك بينه وبين ستيفن هوكينج؟ | أخبار | guardian.co.uk" . صحيفة الغارديان . تاريخ الاطلاع: 27 أكتوبر 2009 .
  6. "أخبار العلوم قبل قرن من الزمان" . مجلة نيتشر . 136 (3448): 82. 30 نوفمبر 1935. Bibcode : 1935Natur.136Q.882. doi : 10.1038 /136882a0 .
  7. "شخصيات تاريخية" . مكتبة بليموث أثينيوم. مؤرشف من الأصل في 6 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 7 نوفمبر 2014 .
  8. 1 2 فيتزروي 1839 ، الصفحات 18-19 
  9. فيتزروي 1839 ، الصفحات 80-81 
  10. "الرسالة رقم 146 - داروين، CR إلى داروين، CS، 12 نوفمبر (1831)" . مشروع مراسلات داروين.
  11. "الرسالة رقم 147 — داروين، سي آر إلى هينسلو، جيه إس، 15 (نوفمبر 1831)" . مشروع مراسلات داروين.
  12. كينز 2001 ، ص 8 
  13. 1 2 3 فيتزروي 1839 أ، ص 298 
  14. آر بي فوربس (1853). غرق السفن بسبب الصواعق: أوراق بحثية متعلقة بموصلات الصواعق من هاريس . سليبر وروغرز. الصفحات 80-81 ، 85. 

للمزيد من القراءة