تلگراف

اختراع تلگراف

US 4453
ساموئل مورس

یکی از نوآوری‌های اثرگذار در زندگی بشر که شاید بخش عمده‌ای از تغییرات گسترده در فضای کسب‌وکار، صنعت و حتی تعاملات بسیار خصوصی افراد را موجب شده، فناوری‌های ارتباطی است. امروزه به سادگی هر چه تمام‌تر، می‌توان با آن سوی جهان ارتباط برقرار نموده و حجم عظیمی از داده‌های اطلاعاتی را در قالب مکالمات صوتی، ایمیل، تصاویر ویدئویی و ... انتقال داد. آیا تاکنون با خود فکر کرده‌اید که پیش از گسترش اینترنت و تلفن‌های هوشمند فعلی، راه‌های ارتباطی بین مردم به چه صورت بوده است؟ اجازه دهید پا را فراتر بگذاریم. قبل از اختراع تلفن، مردم چگونه با هم ارتباط برقرار می‌کردند؟ نقطه آغاز این تحولات بزرگ در فناوری‌های ارتباطی چه زمانی بوده و توسط چه اختراعی ممکن شده است؟

اگر تاریخ جوامع بشری از آغاز تاکنون را بررسی کنیم، در می‌یابیم که ارتباطات در زندگی انسان به شدت اثرگذار بوده است. از گذشته‌های دور، افراد سعی داشته‌اند تا با خلاقیت و ایده‌های نوآورانه، راه‌های ارتباطی جدیدی پدید آورده و ساده‌تر از قبل با یکدیگر تعامل کنند. ارسال علائم و نشانه‌های مختلف در قالب نور در تاریکی شب، دود آتش و حتی اصوات گوناگون، یک مثال خوب از این تلاش‌های ابتدایی است. گفته می‌شود که چند قرن پیش از میلاد مسیح، ایرانیان می‌توانستند در کمتر از دو روز، اخبار و پیام‌های خود را در فواصلی بیش از ۴۰۰ کیلومتر منتقل کنند که با توجه به سطح فناوری‌های آن زمان، بسیار عجیب است. آن‌ها برای این کار، افرادی را در فواصل مشخص قرار داده و پیام‌ها را از طریق فریاد به یکدیگر می‌رساندند!

در ادامه و با تلاش‌های جدید، نوعی تلگراف بصری در روم باستان توسعه یافت که در آن، از مشعل و حرکت‌های خاص معرف حروف، پیام‌ها منتقل می‌شد. جالب این‌که روش مذکور، توسط یونانی‌ها تکامل یافت و عملاً یک روش علمی برای انتقال پیام بین برج‌های مخابراتی ایجاد شد. تا قرن‌ها، این روند توسعه و بهبود لاک‌پشتی ادامه داشت تا این‌که ظهور علوم و فناوری‌های جدید، روند ارتباطات بین افراد را به کلی تغییر داد. نقطه عطف این ماجرا، اختراع تلگراف در سال ۱۸۴۳ میلادی، توسط ساموئل مورس (Samuel F. B. Morse) بود که امکان انتقال پیام از طریق سیگنال‌های راه دور را فراهم ساخت. گفتنی است که کلمه تلگراف، از کلمات یونانی «Tele» به معنی «دور» و «Graphein» به معنی «نوشتن» گرفته شده است.

قبل از توسعه تلگراف برقی، از سیستم‌های تصویری برای انتقال پیام در مسافت‌های دور با استفاده از نمایشگرهای متغیر استفاده می‌شد. یکی از موفق‌ترین تلگراف‌های تصویری، سیستم ابداعی سه برادر فرانسوی در سال ۱۷۹۱ میلادی بود که با استفاده از یک جفت بازوی متحرک در انتهای تیرهای نصب شده بر روی تپه‌ها کار می‌کرد. هر بازو قادر به ایجاد هفت موقعیت زاویه‌ای با فاصله ۴۵ درجه از یکدیگر بود و به این ترتیب، نمایش اعداد و حروف الفبا امکان‌پذیر می‌شد. زنجیره برج‌ها در فواصل ۵ تا ۱۰ کیلومتری، امکان انتقال در مسافت‌های طولانی را فراهم می‌کرد. علاوه بر این، تلاش برای توسعه یک سیستم مخابراتی جدید و انتقال پیام از طریق سیم‌های برق، سال‌ها قبل از اختراع مورس آغاز گردید. در سال ۱۷۷۴ میلادی، یک مخترع ناشناس ایتالیایی، نوعی دستگاه اولیه اختراع کرد که به تعداد حروف الفبا، سیم در آن تعبیه شده بود. با اتصال جریان برق، امکان ارسال پیام در فواصل نزدیک وجود داشت که البته همین محدودیت مسافتی، باعث شد تا تجاری‌سازی آن در ابعاد وسیع رخ ندهد. در ادامه، کارل اشتنهیل (Karl August Steinheil)، فیزیکدان مشهور آلمانی، توانست تلگرافی الکترومغناطیسی با تنها یک سیم تولید کند. در این دستگاه جالب، به جای سیم دوم (ناقل خبر)، از زمین استفاده می‌شد.

این وضعیت ادامه داشت تا این‌که ساموئل مورس، توانست تلگراف را به بلوغ رسانده و نام خود را به‌عنوان مخترع این فناوری ارزشمند جاودانه سازد. گفته می‌شود که ایده استفاده از نیروی برق برای برقراری ارتباط از راه دور، هنگام بازگشت مورس از اروپا در سال ۱۸۳۲ میلادی و طی یک مکالمه در کشتی به ذهنش خطور کرد. آهنربای الکتریکی مایکل فارادی، موضوع بحث مسافران کشتی بود و مورس در خلال این صحبت‌ها، به این ایده دست یافت که شاید بتوان یک پیام رمزگذاری شده را از طریق سیم ارسال نمود. او که دانشجوی کالج ییل (Yale College) بود، در توسعه ایده‌اش با این حقیقت مواجه شد که درک کاملی از ماهیت برق و نقش آن در اختراع ذهنی خود ندارد. پس از تلاش‌های پراکنده برای کار با باتری، آهن‌ربا و سیم، سرانجام به سراغ لئونارد گیل (Leonard D. Gale) در دانشگاه نیویورک رفت.

گیل استاد شیمی بود و با کارهای الکتریکی جوزف هنری (Joseph Henry)، یکی از نوآوران و مخترعین دانشگاه پرینستون آشنا بود. جالب اینجا است که پیش از تلاش جدی مورس برای تحقق ایده‌اش، جوزف هنری در سال ۱۸۳۱ میلادی، در مقاله‌ای ایده تلگراف الکتریکی را پیشنهاد داده بود. کمک‌های گیل و احاطه وی بر مقاله مذکور، یک عامل کلیدی در توسعه سیستم تلگراف ابداعی ساموئل مورس محسوب می‌شود، چرا که گیل نه‌تنها نقایص سیستم پیشنهادی هنری را هویدا ساخت، بلکه به مورس نشان داد که چگونه می‌تواند به‌طور منظم، قدرت سیگنال را افزایش داده و با استفاده از سیستم رله، بر مشکلات مسافتی که با آن‌ها روبرو شده بود، غلبه کند. آزمایش‌های اولیه هنری، کمک‌های گیل و بلافاصله پس از آن، استخدام یک تکنسین جوان به نام آلفرد ویل (Alfred Vail)، کلید موفقیت بزرگ مورس بود.

دسامبر ۱۸۳۷، مورس آن‌قدر به سیستم جدید خود اعتماد داشت که درخواست خود برای استفاده از اعتبار دولت فدرال را ارائه کند. وی سیستم تلگراف را در نیویورک و واشنگتن به نمایش گذاشت و بسیار امیدوار بود که این اختراع را سریعاً تجاری‌سازی کند. مشکلات اقتصادی باعث شد تا این فرآیند کمی به تأخیر بیفتد و در همین دوره بود که مورس دوباره به اروپا سفر کرد و نه‌تنها سعی در محافظت از ثبت اختراع در خارج از کشور نمود، بلکه سعی داشت تا سیستم‌های رقیب را هم بررسی کند. وی پس از ملاقات با چارلز ویت استون (Charles Wheatstone)، مخترع یکی از این سیستم‌های تلگراف الکتریکی در اروپا، دریافت که اگرچه این رقیب قدرتمند مکانیسم هوشمندانه‌ای ساخته است، اما سیستم شخصی خودش بسیار ساده‌تر و کارآمدتر عمل می‌کند. لازم به تأکید است که ساموئل مورس، در راستای حفاظت از اختراعش، پتنت‌های متعددی در آمریکا به ثبت رسانید که از آن جمله، می‌توان به پتنت «US 4453» (صادر شده در آوریل ۱۸۴۶ میلادی) و نیز «US 6420» (اعطا شده در می ۱۸۴۹ میلادی) اشاره نمود.

سیستم مورس، از یک فرستنده خودکار، متشکل از صفحه‌ای با میله‌های فلزی بلند و کوتاه استفاده می‌کرد که نشان‌دهنده کد مورس (معادل الفبا و اعداد) است،. اپراتور، اشاره‌گر متصل به باتری و سیم فرستنده را از طریق میله‌ها حرکت می‌داد و بلافاصله، نقاط و خطوط مناسب از روی خط ارسال می‌شد. در سوی دیگر، گیرنده از یک آهنربای الکترومغناطیسی با یک ابزار شبیه به مداد در انتهای آن استفاده می‌کرد. هنگامی که آهن‌ربا کار می‌کرد، قلم در نوار کاغذی فرورفتگی‌های کوچکی ایجاد نموده و سپس، نوار توسط اپراتور خوانده می‌شد.

بالاخره انتظار مورس به پایان رسید. در سال ۱۸۴۳ میلادی، شرایط اقتصادی رو به بهبود گذاشت و مورس مجدداً ۳۰.۰۰۰ دلار از کنگره درخواست نمود. این مبلغ، به او امکان می‌داد که یک خط تلگراف از واشنگتن به بالتیمور (چهل مایل دورتر) ایجاد کند. مجلس نمایندگان این تقاضا را پذیرفت و با امضای رئیس‌جمهور، این بودجه در اختیار مورس قرار گرفت. عملیات احداث خط تلگراف زیرزمینی آغاز شد، چیزی که در کمتر از یک دهه، دنیای ارتباطات را به کلی تغییر داد.

ساموئل مورس، فکر همه جا را کرده بود و برای احداث خط تلگراف خود، یک مهندس ساختمان باتجربه، به نام ازرا کورنل (Ezra Cornell) را استخدام کرد. کورنل کار خود را عالی انجام داد، اما یکی از شرکای مورس، سیم‌هایی با عایق معیوب خریداری نموده بود و همین مسئله، باعث شد تا زمان زیادی هدر برود. زمان پروژه رو به اتمام بود و کار برای مورس دشوار شده بود. کورنل پیشنهاد داد تا راهی سریع‌تر و ارزان‌تر در پیش گیرند: «سیم‌کشی از بالای درختان و تیرهای برق». این ایده جالب، اتمام به موقع پروژه را تضمین کرد و ارتباط موفق بین ساختمان کاپیتول در واشنگتن و ایستگاه راه‌آهن بالتیمور انجام گرفت. اولین پیام در تاریخ ۲۴ می ۱۸۴۴ میلادی، ساعت ۸:۴۵ دقیقه صبح، با این مضمون از سوی مورس ارسال شد: «آنچه خدا ساخته است».

به زودی، هنگامی که سیم‌های خطوط تلگراف در بالای تیرها و کف اقیانوس اطلس به هم متصل شد، این سیستم ارتباطی منحصربه‌فرد، در اروپا و آمریکا رایج گردید و عملاً تاریخچه ارتباطات بشر وارد دوره نوینی شد؛ دوره‌ای که با اختراع تلفن و در ادامه ظهور اینترنت، به کلی متفاوت از قبل شد. گفتنی است که نقص عمده تلگراف، در این بود که تنها یک پیام در یک لحظه می‌توانست ارسال شود و از سوی دیگر، کماکان نیاز به تحویل دستی پیام در ایستگاه‌های تلگراف وجود داشت. همین عامل، موجب شد تا گراهام بل به فکر ایجاد و توسعه یک تلگراف هارمونیک بیفتد. بل و همکارش توماس واتسون، (Thomas A. Watson)، به‌طور هم‌زمان بر روی ایده انتقال الکتریکی صدای انسان هم کار می‌کردند. نکته جالب این‌که نقش جوزف هنری در اختراع تلفن هم پررنگ است. وی در مارس ۱۸۷۵ با گراهام بل دیدار کرد و پس از شنیدن ایده‌اش، او را به شدت تشویق نمود. همین تشویق‌ها، عزم جدی‌تر بل و واتسون را به همراه داشت و در نهایت، تلفن اختراع شد!