في عام 1895 قام المخترع الإيطالي جوليلمو ماركوني ببناء المعدات ونقل الإشارات الكهربائية عبر الهواء من أحد أطراف منزله إلى الطرف الآخر، ثم من المنزل إلى الحديقة، كانت هذه التجارب، في الواقع، فجرًا عمليًا الإبراق اللاسلكي أو الراديو، ولد ماركوني في بولونيا بإيطاليا، كان والده إيطاليًا، وأمه أيرلندية، تلقى تعليمه أولاً في بولونيا ثم في فلورنسا، ثم ذهب إلى المدرسة التقنية في ليغورن حيث درس الفيزياء.
بعد نجاح تجاربه في وطنه، أصبح ماركوني مهووسًا بفكرة إرسال الرسائل عبر المحيط الأطلسي، قام ببناء جهاز إرسال، أقوى 100 مرة من أي محطة سابقة، في بولدو، على الطرف الجنوبي الغربي من إنجلترا، وفي نوفمبر 1901 قام بتركيب محطة استقبال في سانت جون نيوفاوندلاند، وفي 12 ديسمبر 1901، تلقى إشارات عبر المحيط، وانتشرت أخبار هذا الإنجاز في جميع أنحاء العالم، ونال استحسان العلماء البارزين، ومن بينهم توماس إديسون.
حصل ماركوني على العديد من الأوسمة، منها جائزة نوبل في الفيزياء عام 1909، وأُرسل مندوباً إلى مؤتمر السلام في باريس عام 1919، حيث وقع بصفته معاهدتي السلام مع النمسا وبلغاريا.
التعليم والعمل الإذاعي المبكر
كان والد ماركوني إيطاليًا ووالدته أيرلندية، تلقى ماركوني تعليمه أولاً في بولونيا ثم في فلورنسا، ثم ذهب ماركوني إلى المدرسة التقنية في ليغورن، حيث أتيحت له، أثناء دراسة الفيزياء، كل الفرص لدراسة تقنية الموجات الكهرومغناطيسية، متبعًا الأعمال الرياضية السابقة لـ جيمس كليرك ماكسويل وتجارب هاينريش هيرتز، الذي أنتج وبث موجات الراديو لأول مرة، والسير أوليفر لودج الذي أجرى أبحاثًا حول البرق والكهرباء.
في عام 1894، بدأ ماركوني بإجراء التجارب في مزرعة والده بالقرب من بولونيا، باستخدام أجهزة بدائية نسبيًا: ملف تحريضي لـ زيادة الفولتية، مع مفرغ شرارة يتم التحكم فيه بواسطة مفتاح مورس في الطرف المرسل ومتماسك بسيط (جهاز مصمم للكشف عن موجات الراديو).
بعد التجارب الأولية على مسافة قصيرة، قام أولاً بتحسين المتماسك، ثم، من خلال الاختبارات المنهجية، قام بزيادة نطاق الإشارة باستخدام عموديهوائي بلوحة معدنية أو أسطوانة في أعلى عمود متصل بلوحة مماثلة على الأرض، وبالتالي تم زيادة نطاق الإشارات إلى حوالي 2.4 كيلومتر (1.5 ميل)، وهو ما يكفي لإقناع ماركوني بإمكانيات نظام الاتصال الجديد هذا.
خلال هذه الفترة أجرى أيضًا تجارب بسيطة باستخدام عاكسات حول الهوائي لتركيز الطاقة الكهربائية المشعة في شعاع بدلاً من نشرها في جميع الاتجاهات، ولم يتلق سوى القليل من التشجيع لمواصلة تجاربه في إيطاليا، فذهب في عام 1896 إلى لندن، حيث سرعان ما حصل على مساعدة منالسير ويليام بريس، كبير مهندسي مكتب البريد، قدم ماركوني أول براءة اختراع له في إنجلترا في يونيو 1896، وخلال ذلك العام والعام التالي، قدم سلسلة من العروض التوضيحية الناجحة، استخدم في بعضها البالونات والطائرات الورقية للحصول على ارتفاع أكبر لهوائياته، كان قادرًا على إرسال إشارات عبر مسافات تصل إلى 6.4 كم (4 أميال) في سهل سالزبوري وما يقرب من 14.5 كم (9 أميال) عبر قناة بريستول.
اجتذبت هذه الاختبارات، إلى جانب محاضرات بريس عنها، دعاية كبيرة في كل من إنجلترا وخارجها، وفي يونيو 1897 ذهب ماركوني إلى لا سبيتسيا، حيث أقيمت محطة برية وتم إنشاء اتصالات مع السفن الحربية الإيطالية على مسافات تصل إلى 19 كم (11.8 ميل).
لكن انتصار ماركوني العظيم لم يأت بعد، على الرغم من الرأي الذي أعرب عنه بعض علماء الرياضيات البارزين بأن انحناء الأرض من شأنه أن يحد من التواصل العملي عن طريق الموجات الكهربائية لمسافة 161-322 كم (100-200 ميل)، نجح ماركوني في ديسمبر 1901 في الحصول على جائزة سانت جون، نيوفاوندلاند، الإشارات المرسلة عبر المحيط الأطلسي من بولدو في كورنوال، إنجلترا.
خلق هذا الإنجاز ضجة كبيرة في كل جزء من العالم المتحضر، وعلى الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير مما يجب تعلمه عن قوانين انتشار موجات الراديو حول الأرض عبر الغلاف الجوي، كانت نقطة البداية للتطور الهائل في الاتصالات الراديوية، والبث، وخدمات الملاحة التي حدثت في الخمسين عامًا التالية، والتي استمر ماركوني نفسه في لعب دور مهم فيها.
خلال رحلة على متن السفينة الأمريكية فيلادلفيا في عام 1902، تلقى ماركوني رسائل من مسافات تبلغ 1125 كيلومترًا (700 ميل) نهارًا و3200 كيلومتر (2000 ميل) ليلاً، وهكذا كان أول من اكتشف أنه نظرًا لأن بعض موجات الراديو تنتقل عن طريق الانعكاس من المناطق العليا للغلاف الجوي، فإن ظروف الإرسال تكون أحيانًا أكثر ملاءمة في الليل منها أثناء النهار، ويكون انتقال الموجات إلى الأعلى محدودًا في النهار عن طريق الامتصاص في الغلاف الجوي السفلي، الذي يصبح متأينًا - وبالتالي موصلًا للكهرباء - تحت تأثير ضوء الشمس.
وفي عام 1902 أيضًا، حصل ماركوني على براءة اختراع الكاشف المغناطيسي الذي يتم فيه تغيير مغنطة شريط متحرك من أسلاك الحديد عن طريق وصول إشارة تسبب نقرة في جهاز استقبال الهاتف المتصل به، خلال السنوات الثلاث التالية، قام أيضًا بتطوير الهوائي الاتجاهي الأفقي وحصل على براءة اختراعه، أدى كلا الجهازين إلى تحسين كفاءة نظام الاتصالات.
في عام 1910، تلقى رسائل في بوينس آيرس من كليفدين في أيرلندا على مسافة حوالي 9650 كيلومترًا (6000 ميل)، باستخدام طول موجي يبلغ حوالي 8000 متر (5 أميال)، بعد ذلك بعامين، قدم ماركوني المزيد من الابتكارات التي أدت إلى تحسين الإرسال والاستقبال بحيث يمكن إنشاء محطات مهمة للمسافات الطويلة، سمحت هذه الكفاءة المتزايدة لماركوني بإرسال أول رسالة إذاعية من إنجلترا إلى أستراليا في سبتمبر 1918.
على الرغم من التطورات السريعة والواسعة النطاق التي حدثت في الراديو وتطبيقاته في الاستخدام البحري، إلا أن حدس ماركوني ورغبته في التجربة لم تستنفذ بأي حال من الأحوال، في عام 1916، أثناء خلال الحرب العالمية الأولى، رأى المزايا المحتملة للأطوال الموجية الأقصر التي من شأنها أن تسمح باستخدام العاكسات حول الهوائي، وبالتالي تقليل اعتراض الإشارات المرسلة من قبل العدو وكذلك التأثير على زيادة قوة الإشارة، وبعد اختبارات في إيطاليا (بعد 20 عامًا من تجاربه الأصلية مع العاكسات)، واصل ماركوني عمله في بريطانيا العظمى، وعلى طول موجة يبلغ 15 مترًا (49 قدمًا)، تلقى إشارات على مدى 30-160 كيلومترًا (20-100 ميل).
في عام 1923، استمرت التجارب على متن يخته البخاري إلنترا، والذي تم تجهيزه بشكل خاص، من جهاز إرسال بقدرة 1 كيلووات في بولدو، كورنوال، تم استقبال الإشارات على مسافة 2250 كيلومترًا (1400 ميل)، وكانت هذه الإشارات أعلى بكثير من تلك الواردة من كارنارفون، ويلز، بطول موجي أكبر بمئات المرات وبقوة 100 مرة عند المرسل.
وهكذا بدأ تطوير الاتصال اللاسلكي على الموجات القصيرة، باستخدام نظام الشعاع الجوي لتركيز الطاقة في الاتجاه المطلوب، أساس معظم الاتصالات اللاسلكية الحديثة لمسافات طويلة، وفي عام 1924، حصلت شركة ماركوني على عقد من مكتب البريد لإنشاء اتصالات على الموجات القصيرة بين إنجلترا ودول الكومنولث البريطاني.
تجارب مع الراديو
أول نظام اتصالات كهربائي من نقطة إلى نقطة في العالم كان التلغراف، يمكن لهذا النظام إرسال رسائل نصية عبر نبضات كهربائية (شفرة مورس) عبر سلك يربط بين نقطتين مباشرة، تم تطوير الإبراق الكهربائي في أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر، ثم انتشر على نطاق واسع بحلول أربعينيات القرن التاسع عشر.
كان غولييلمو ماركوني منبهرًا بإمكانية استخدام الكهرباء لإرسال رسائل بدون أسلاك، عندما بدأ تجاربه عندما كان شابا، كانت هذه الفكرة قد مضى عليها عقود من الزمن، ومع ذلك، لم يثبت أحد ذلك، اكتشف الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز موجات الراديو في عام 1887، ولكن لم يكن هناك اهتمام حقيقي باستخدامها للتواصل.
جذبت أبحاث هيرتز حول موجات الراديو انتباه ماركوني في عام 1893 أو 1894، بدأ ماركوني، وهو في العشرين من عمره تقريبًا، تجاربه بشكل جدي، قام ببناء معداته الخاصة وأنشأ مختبرًا في علية منزله، وكان من أوائل اختراعاته جهاز إنذار العاصفة، كان يتألف من بطارية جرس كهربائي ومتماسك (كاشف إشارة راديو بدائي)، يمكن لهذا الجهاز اكتشاف موجات الراديو المنبعثة من البرق، كما أظهر العالم الشاب أيضًا جهاز إرسال واستقبال لاسلكي لوالدته من خلال رنين الجرس عبر الغرفة.
خلال صيف عام 1895، أجرى ماركوني العديد من التحسينات، مثل إيقاف جهاز الإرسال والاستقبال الخاص به، سمحت له هذه الترقيات بنقل الإشارات لمسافة تزيد عن 3 كيلومترات وفوق التلال، كتب ماركوني إلى وزارة البريد والبرق الإيطالية للإعلان عن اختراعه، وبحسب ما ورد رفض الوزير رسالته ووصفها بأنها علامة على الجنون.
ثم أحضر ماركوني اختراعه إلى البريطانيين، الذين أبدوا اهتمامًا أكبر بكثير، بين عامي 1896 و 1901، أجرى سلسلة من التجارب لاختبار اختراعه ومعرفة المزيد عن كيفية عمل موجات الراديو، لقد زاد مسافة الإرسال بزيادات، كما أجرى تجارب في ظروف بيئية مختلفة.
في عام 1898، وصل ماركوني إلى علامة فارقة تتمثل في إرسال رسالة أبعد من مسار واضح لخط البصر، وفي العام التالي، نجح في إرسال إشارة عبر القناة الإنجليزية، وفي 12 ديسمبر 1901، رفع غولييلمو ماركوني هوائيًا بطول 150 مترًا (مثبتًا بطائرة ورقية) فوق سيغنال هيل في سانت جون، نيوفاوندلاند.
استقبل هذا الهوائي الإشارات الأولى عبر المحيط الأطلسي التي تم إرسالها عبر موجات الراديو، جاءت الإشارات - للحرف s بشفرة مورس - من محطة إرسال لاسلكية عالية الطاقة تابعة لماركوني في كورنوال بـ المملكة المتحدة، على بعد حوالي 3500 كيلومتر.
أجرى ماركوني اختبارات Signal Hill بجوار برج كابوت، تم الانتهاء من هذا الهيكل قبل عام للاحتفال، جزئيًا، بالذكرى الأربعمائة لرحلة جون كابوت (جيوفاني كابوتو) إلى نيوفاوندلاند، تفصل أربعة قرون بين رائدين إيطاليين أثبتت أبحاثهم أنها لا تقدر بثمن بالنسبة لـ الإمبراطوريتين الإنجليزية ثم البريطانية، تعتبر إنجازاتهم، التي حدثت في نفس المكان تقريبًا، بمثابة معالم بارزة في تاريخ الأمة والمجتمع الكندي الإيطالي.
جدل ماركوني
لقد شكك علماء الفيزياء اليوم فيما إذا كان غولييلمو ماركوني قد تلقى بالفعل شفرة مورس المرسلة عبر الراديو، ومن الممكن، ولكن من غير المرجح، أن تنجح التجربة كما كان ينوي، تنتقل معدات ماركوني في الموجة المتوسطة أو نطاق البث، ادعى ماركوني أنه تلقى الإشارة خلال النهار، على مسار واضح في ضوء النهار بين كورنوال و نيوفاوندلاند.
وهذا لا يعني بالضرورة أن ماركوني كذب أو تخيل النتائج التي توصل إليها، يتفق العديد من علماء الفيزياء على أن جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بـ ماركوني يمكنه إرسال واستقبال إشارات الموجات الراديوية خارج نطاق الموجة المتوسطة، بمعنى آخر، ربما يكون قد سمع حرف S، ولكن ليس على التردد الذي اعتقد أنه سمعه عليه.
تأثير ماركوني
بعد العرض الناجح الذي قدمه غولييلمو ماركوني، كلفته الحكومة الكندية ببناء محطتي إرسال لاسلكي، كانت إحدى المحطات في المملكة المتحدة وأخرى في خليج جلايس، نوفا سكوتيا، أرسلت المحطة الأخيرة أول رسالة لاسلكية إلى أوروبا من أمريكا الشمالية في ديسمبر 1902، وطوال ذلك العام، كان ماركوني يتواصل بانتظام مع السفن في البحر على بعد أكثر من 3000 كيلومتر، تمت هذه التبادلات ليلاً عندما كان الاتصال طويل المدى ومتوسط الموجة هو الأمثل.
أسئلة شائعة عن ماركوني
س: متى تم اختراع الاتصال اللاسلكي؟
ج: تم اختراع الاتصال اللاسلكي في نهاية القرن التاسع عشر، حيث قام جوجليلمو ماركوني بتطوير وتجريب أول نظام اتصال لاسلكي فعّال في عام 1895، ماركوني استخدم الموجات الراديوية لنقل الإشارات عبر الهواء، مما مهّد الطريق للتطورات اللاحقة في مجال الاتصالات اللاسلكية، هذه الابتكارات كانت الأساس لتطوير الراديو، التلفزيون، والعديد من تقنيات الاتصال اللاسلكي التي نستخدمها اليوم.
في الختام، جوجليلمو ماركوني، مخترع اللاسلكي، يُعتبر شخصية بارزة في تاريخ التكنولوجيا والاتصالات، من خلال إبداعه وإصراره، فتح ماركوني آفاقًا جديدة للبشرية بتمكينها من التواصل عبر المسافات الطويلة دون الحاجة إلى أسلاك، ممهدًا الطريق لعصر الاتصالات الحديث، عمله لم يساهم فقط في تطوير الراديو، ولكن أيضًا في تعزيز التقدم في مجالات البث والاتصالات اللاسلكية على مر السنين.
ماركوني، الذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء، لا يزال يُذكر كأحد العلماء الذين غيّروا مجرى التاريخ وابتكاراتهم الرائدة، إرثه يعيش معنا كل يوم، في كل رسالة نبعث بها عبر الأثير، مُذكرًا إيانا بأن الشجاعة في مواجهة المجهول والإصرار على الابتكار يمكن أن تقود البشرية إلى آفاق لم يُسبق لها مثيل.
