فيزياء سفاحي القلوب.. تسلا وإديسون

فيزياء سفاحي القلوب.. تسلا وإديسون

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin

إديسون ووستنجهاوس وتسلا: التاريخ وراء الحرب الحالية

توماس إديسون وجورج وستنجهاوس ونيكولا تسلا – المخترعون والصناعيون اللامعون الذين قاتلوا في الأيام الأولى للكهرباء لإمداد البشرية بالطاقة في القرن العشرين وما بعده، وهو صراع التزم بتصويره فيلم The Current War 2017. ويستعرض جوني ويلكس التاريخ وراء المعركة لتوزيع السلطة.[1]

كان لدى Grover Cleveland واحدة من المهام الأكثر وضوحًا لرئاسته مساء يوم 1 مايو 1893. وبعد أن قال بضع كلمات للجمهور ضغط زرًا ذهبيًا وطفرت مئات الآلاف من المصابيح في الحياة. قد لا يبدو الأمر مبهرًا كثيرًا اليوم، لكن لم ير أحد من قبل مثل هذا العرض للطاقة الكهربائية في المشهد الذي قام بتشغيله. كانت الأضواء تتلألأ فوق البحيرة الكبرى وأضاءت المباني الكلاسيكية الجديدة التي شيدت لهذا الغرض، بينما اخترقت الأضواء الكاشفة متعددة الألوان السماء.[1]

تم افتتاح معرض شيكاغو العالمي. وعلى مدى الأشهر الستة التالية، توافد ما يقدر بنحو 27 مليون زائر على هذا الاحتفال بالثقافة والاختراع والعمارة والترفيه والمدينة التي ولدت من جديد من رماد حريق مدمر قبل عقدين من الزمان.[1]

GettyImages 517351668 969e52f
إديسون في معمل اختراعاته.

ومع استمرار سطوع المصابيح وأزيز المولدات، ادعت الشركة التي توفر الطاقة النصر في حرب الأنظمة الكهربائية المتنافسة. المخترعون والصناعيون العبقريون – مع توماس إديسون من جهة، في مواجهة جورج وستنجهاوس ونيكولا تيسلا من جهة أخرى – قاتلوا لقيادة الثورة التكنولوجية التي دعمت البشرية منذ ذلك الحين. النجاح في المعرض، في الأساس، أعلن الفائز.[1]

قبل حرب التيارات ، كان توماس إديسون اسمًا مألوفًا بالفعل. بحلول أواخر سبعينيات القرن التاسع عشر، وبالكاد في الثلاثينيات من عمره، طور الأمريكي جهاز تسجيل صوتي شبه سحري يسمى الفونوغراف، وأنشأ «مصنع اختراعاته» في مينلو بارك بنيو جيرسي.[1]

ثم بعد شهور من الاختبارات ، عرض إديسون أول مصباح متوهج عملي في العالم. لقد كانت لحظة حاسمة في حياته المهنية، ولكن إتقان شكل دائم وآمن ومنتج بكميات كبيرة من الضوء الكهربائي بدون وسائل لتشغيله سيكون مثل اختراع السيارة بدون وقود أو طرق. احتاج إديسون إلى نظام جديد تمامًا وبنية تحتية لتوزيع الكهرباء. استخدمت شركة Edison Illuminating التيار المستمر (DC)، حيث تتدفق الطاقة باستمرار في اتجاه واحد بنفس طريقة البطارية. أدى ذلك إلى تشغيل المصابيح الكهربائية الخاصة به وحصل على براءات الاختراع ذات الصلة، لذلك كان لدى إديسون حافزًا ماليًا عمليًا قويًا لتأسيس DC كمعيار في جميع أنحاء الولايات المتحدة.[1]

نظامان

افتتحت أول محطة للطاقة في بيرل ستريت، نيويورك في سبتمبر 1882 وبدأت في خدمة 59 عميلًا. مع تواجد المزيد من المصانع، أصبحت المنازل والشركات متصلة وسرعان ما تدفقت الإتاوات، تصدى إديسون لهجمات صحفية من شركات الغاز المعرضة للتهديد متهمة الكهرباء بأنها خطيرة للغاية. ومع ذلك، فإن هذه المكاسب تخفي مشكلة أكثر خطورة؛ الحقيقة التي لا يمكن تجنبها وهي أن هناك عيوب.[1]

لا يمكن أن تنتقل عبر مسافات طويلة دون أن تفقد الكثير من الطاقة، لدرجة أن المصانع يجب أن تكون على بعد ميل من العملاء. وشمل ذلك المزيد من النباتات والمولدات الكهربائية والمزيد من الأسلاك النحاسية. بالإضافة إلى ذلك نظرًا لأن التيار المستمر يعمل بمعدل ثابت، فإن توفير الفولتية المختلفة سيتطلب خطوطًا مثبتة بشكل منفصل، مما يجعله أكثر تكلفة.[1]

التيار المتردد (AC): حيث يعكس التدفق اتجاهه عشرات المرات في الثانية، لم يكن لديه هذه المشاكل. يمكن للمحول الذي انتقل من فكرة نظرية إلى استخدام وظيفي في ثمانينيات القرن التاسع عشر، زيادة الجهد مما سمح بنقل الكهرباء لمسافات أكبر بكثير من التيار المستمر مع خسارة لا تذكر. ثم يتم «خفض» الجهد العالي بواسطة محول آخر في نهاية الخط لجعله آمنًا للاستخدام. ونظرًا لأنه يمكن نقل الكهرباء لمسافات طويلة، يمكن أن تكون المحطات أكبر – لذا سيكون هناك عدد أقل منها – وأرخص في التشغيل. استخدم التيار المتردد النحاس الأرق أيضًا، مما أدى إلى انخفاض التكاليف أكثر. لم يتم إتقانها بعد، لأن النظام الذي يعمل بكامل طاقته لا يزال يفتقد بعض الابتكارات والتحسينات. كان ذلك حتى جاء عالم رياضيات ومهندس وصاحب رؤية صربي لامع.[1]

بدأ نيكولا تسلا، بعد أن سافر إلى أمريكا في عام 1884 ومعه أربعة سنتات فقط في جيبه ، العمل في شركة Edison Machine Works لتحسين مولدات التيار المستمر. لقد أثبت أنه جيد في ذلك، بمجرد أن ظل مستيقظًا طوال الليل لإصلاح الدينامو على سفينة المحيط SS Oregon. مثل إديسون، كان يعمل لساعات طويلة، وينام قليلاً، وكان لديه دافع لا ينقطع للابتكار. لكن تسلا كان يعتقد دائمًا أن مستقبل توزيع الكهرباء يعتمد على التيار المتردد، وترك الوظيفة بعد أن رفض إديسون أفكاره ووصفها بأنها «رائعة»، ولكنها «غير عملية تمامًا».[1]

شارع المعرض العالمي مضاء بالأنوار عام 1893.
شارع المعرض العالمي مضاء بالأنوار عام 1893.

أمضى تسلا دون رادع السنوات القليلة التالية في جمع الأموال لمختبره الخاص، بما في ذلك فترة حفر خنادق لأسلاك إديسون، وتطوير نظام تكييف. استخدم محركه التعريفي تيارًا متعدد الأطوار يغير قواعد اللعبة (يتدفق التيار المتردد في موجات، لذلك تم ملء «الأحواض» بجهد كهربائي متعدد) لتوليد مجال مغناطيسي دوار (مما يعني عددًا أقل من الأجزاء الميكانيكية التي يجب صيانتها). كانت لدى تسلا الأفكار، لكن لم يكن يمتلك رأس المال والمعرفة التجارية.[1]

كان لدى رجل صناعي من بيتسبرغ يُدعى جورج وستنجهاوس. على عكس منافسه إديسون، الذي استمتع بشهرته، حافظ ويستنجهاوس على خصوصية نفسه ولم يحب التقاط صورته. لقد كان رجل أعمال ماهرًا، حيث جمع ثروته من السكك الحديدية، وأدرك على الفور أهمية عمل تسلا في طموحاته الخاصة بشركة التيار المتردد AC. بالإضافة إلى عرض وظيفة استشاري لشركة Tesla، اشترت Westinghouse براءات الاختراع مقابل 60 ألف دولار نقدًا أو مخزونًا و 2.50 دولارًا لكل حصان من الكهرباء المباعة- كلها تساوي الملايين اليوم.[1]

إديسون ضد وستنجهاوس

أراد الرجلان الشيء نفسه -التحكم في توزيع الطاقة- لكن كان لديهما طرق مختلفة جدًا لتحقيق ذلك

قبل الحرب

إديسون: حقق توماس إديسون شهرة عالمية في عام 1887 بفونوغرافه. وعمل على جهاز التسجيل الصوتي -من بين أمور أخرى- في مختبر الأبحاث الصناعية الذي أنشأه – وهو الأول من نوعه – في مينلو بارك.[1]

وستنجهاوس: بعد أن خدم في الحرب الأهلية الأمريكية، جمع جورج وستنجهاوس ثروته بعد اختراع مكابح هوائية لتحسين مستوى السلامة بشكل كبير على خطوط السكك الحديدية المزدهرة. ثم أنشأ الصناعي شركة لضمان اعتماد ابتكاراته الخاصة بالفرامل والإشارات.[1]

التيارات

إديسون: تيار مباشر (DC) تتدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد بجهد ثابت أو تيار، كما يظهر في البطارية.[1]

وستنجهاوس: التيار المتناوب (AC) يتغير الاتجاه الحالي عدة مرات في الثانية. إذا تم رسمه على الرسم البياني، فإن التيار المتردد يبدو كموجة من القمم والقيعان.[1]

إيجابيات التيار

إديسون: عندما وصل إديسون إلى هناك أولاً، أصبحت محطات التيار المستمر هي المعيار (حتى أنه طور عدادًا بحيث يمكن محاسبة العملاء وفقًا للاستهلاك). يمكن تخزين طاقة التيار المستمر كدعم احتياطي وتدفقها بجهد أقل وأكثر أمانًا.[1]

وستنجهاوس: بشكل حاسم، يمكن أن ينتقل التيار المتردد عبر مسافات طويلة دون خسارة كبيرة. هذا يعني أن هناك حاجة إلى عدد أقل من محطات الطاقة مقارنة بالتيار المستمر، ويمكن أن تغطي المزيد من المناطق النائية. كان التوليد أسهل وأرخص أيضًا.[1]

سلبيات التيار

إديسون: كان لدى DC نطاق نقل صغير قبل أن تفقد كميات كبيرة من الطاقة. يجب أن تكون محطات الطاقة على بعد ميل واحد من عملائها – لذلك كانت فعالة من حيث التكلفة فقط في البلدات والمدن – وتطلبت أسلاكًا نحاسية أثقل وأغلى.[1]

وستنجهاوس: إن نقل التيار المتردد عبر مسافات طويلة يعني تصعيده باستخدام محول إلى الفولتية العالية جدًا. هذا يعني أن الأسلاك المعزولة بشكل سيئ كانت شديدة الخطورة.[1]

حلفاء الحرب

إديسون: في البداية، حصل إديسون على دعم الممولين الأثرياء جيه بي مورغان وعائلة فاندربيلت ، وجميع موارد مينلو بارك. في محاولاته لإثبات مخاطر التيار المتردد، تواطأ مع المهندس الكهربائي هارولد بي براون.[1]

وستنجهاوس: كان نيكولا تسلا عالم رياضيات ومهندس صربي شريكًا مهمًا مع العبقري لجعل مكيف الهواء يعمل، بينما كان لدى وستنجهاوس الفطنة في بيعها. باعه تسلا عدة براءات اختراع تتعلق بمحركه متعدد الأطوار مقابل مبلغ كبير، وأسهم، وعائدات.[1]

تكتيكات المعركة

إديسون: أطلق إديسون حملة تشويه شرسة لتشويه سمعة التيار المتردد. وشمل ذلك صعق مجموعة من الحيوانا – من الكلاب الضالة إلى فيل يدعى توبسي عام 1903، وأول إنسان على كرسي كهربائي.[1]

وستنجهاوس: باعت شركته بخسارة في الأيام الأولى للاندماج في احتكار Edison وبناء محطات في مناطق لا يغطيها النطاق المحدود لشركة DC. ثم حصل وستنجهاوس على العقد لإضاءة المعرض العالمي لعام 1893 في شيكاغو من خلال تقليل عرض المنافسة.[1]

بعد الحرب

إديسون: واصل ابتكار أفكار الآخرين وتطويرها (أو شرائها). كان بعضها عبارة عن ابتكارات غيرت العالم – جهاز عرض الصور المتحركة، Kinetoscope (في الصورة) – بينما أثبت البعض أنها أقل نجاحًا، لا سيما مشروعه في تعدين خام الحديد.[1]

بكلماتهم الخاصة

إديسون: «العبقرية هي مصدر إلهام بنسبة 1٪ و 99٪ جهد».[1]

وستنجهاوس: «إذا قالوا لي يومًا ما أنني ساهمت في عملي بشيء ما في رفاهية وسعادة زميلي الرجل، سأكون راضيًا».[1]

انتشار الصدمة

قال تسلا لاحقًا في حياته: «كان جورج وستنجهاوس ، في رأيي، الرجل الوحيد في هذا العالم الذي يمكنه أخذ نظام التيار المتردد الخاص بي في ظل الظروف القائمة آنذاك والفوز بالمعركة ضد التحيز والسلطة المالية، لقد كان أحد النبلاء الحقيقيين في العالم، والذين ربما تفخر بهم أمريكا والذين تدين لهم الإنسانية بامتنان كبير».[1]

شكلت شركة Westinghouse Electric، التي تم إنشاؤها قبل تدخل تسلا ، تهديدًا لاحتكار إديسون. استهدفت شركة Westinghouse المناطق الريفية التي لا يمكن الوصول إليها من خلال نطاق النقل الصغير للعاصمة، وتمكنت من تقويض الأعمال المنافسة في البلدات والمدن عن طريق البيع بخسارة. بحلول أواخر عام 1887، كان قد بنى 68 محطة طاقة مقابل 121 محطة إديسون. ومما زاد الطين بلة، واجه إديسون منافسة من شركات أخرى في العاصمة أيضًا مثل طومسون-هيوستن. ومع انتشار مزودي الكهرباء ، ظهرت دعاوى قضائية باهظة الثمن على براءات الاختراع، والتي استمرت لسنوات.[1]

خسر «ساحر مينلو بارك» السلطة حرفيًا، وما زال يكافح لإجراء تحسينات كبيرة على التوزيع الخاص به ، ورفض الاعتراف بفوائد التيار المتردد. قد يكون السبب هو الكبرياء أو العناد والغرور، أو لأنه استثمر الكثير أو بسبب القلق الصادق من أن الأسلاك ذات الجهد العالي لمنافسيه تعرض حياة الناس للخطر. أو كل ما سبق. مهما كان السبب، فقد أظهر إديسون مدى قوته من خلال إطلاق حملة تشهير للتخويف.[1]

كتب في عام 1886: «تمامًا مثل الموت، وستنجهاوس ستقتل العميل في غضون ستة أشهر».

ومن المؤكد أن الصعقات الكهربائية العرضية حدثت عندما تم تركيب الأسلاك أو عزلها بشكل سيء أثناء مرور آلاف الفولتات من خلالها، واستخدم إديسون هذه الأسلاك بانتظام الموت كتأكيد في شهادته الدامغة ضد التيار المتردد.[1]

وكتب في إحدى مقالاته:

«إن تأثيره على الحركة العضلية كبير جدًا لدرجة أنه حتى في حالة الجهد المنخفض للغاية، لا تستطيع اليد التي تمسك الموصل تحرير نفسها … يمكن أن يصاب الجهاز العصبي للإنسان بالصدمة لفترة زمنية كافية لإحداث الموت».

1889 مقال، أخطار الإضاءة الكهربائية.

ومع ذلك، فقد ادعى باستمرار أن منطقة العاصمة الخاصة به ظلت آمنة تمامًا. وتذكر وستنجهاوس في وقت لاحق كيف قال إديسون ذات مرة ، “كان التيار المباشر مثل نهر يتدفق بسلام إلى البحر، في حين أن التيار المتناوب كان مثل سيل يندفع بعنف على حافة الهاوية”.[1]

كانت حملته تذهب إلى أبعد من مجرد الكلام. قام بمساعدة المهندس الكهربائي هارولد بي براون وأجرى عددًا من التجارب المروعة حيث تم إحضار الكلاب الضالة (التي تم شراؤها مقابل 25 سنتًا من الأولاد المحليين) والعجول والحصان إلى أحد مختبراته وصعقهم بالكهرباء. إذا لم توضح الحيوانات وجهة نظره بشكل كافٍ، فقد انخرط إديسون أيضًا في اعتماد أول كرسي كهربائي لإعدام إنسان.[1]

بينما كان يعارض عقوبة الإعدام في البداية، إلا أن فرصة لا ينبغي تفويتها سقطت في حضنه. اقترب منه طبيب الأسنان في نيويورك ألفريد ب.ساوثويك بشأن رغبته في أسلوب إعدام أكثر إنسانية من التعليق ، معتقدًا أن الكهرباء يمكن أن تكون الحل. كان إديسون قد ذكر ساخرًا أن أفضل طريقة ستكون «توظيف المجرمين كعمال ملاحين لشركات الإضاءة الكهربائية في نيويورك»، ولكن ساوثويك أوصى «بالآلات البديلة».[1]

على الرغم من أن شركة Westinghouse المروعة رفضت بيع أي من مولداته لهذا الغرض، فقد تم اختيار براون لتصميم الكرسي بناءً على أفكار ساوثويك وتأكد من أنه يستخدم مكيف الهواء. حتى أن إديسون صاغ مصطلح «Westinghoused» لوصف شخص يتعرض للصعق بالكهرباء. لذلك عندما حُكم على القاتل المدان ويليام كيملر بالموت على الكرسي الكهربائي، أنفق وستنجهاوس 100000 دولار على استئنافه- دون جدوى حيث رفضت المحكمة العليا الحجة القائلة بأن الصعق الكهربائي يشكل «عقوبة قاسية وغير عادية».[1]

في 6 أغسطس 1890، ربط الحراس كيملر بالكرسي الذي يعمل بالتيار المتردد في سجن أوبورن وقلبوا المفتاح. لم يقتله الانفجار الذي استمر 17 ثانية بقوة 1000 فولت ، لذلك كان لا بد من ضربه مرة ثانية ، بعد انتظار مؤلم أثناء شحن المولد. مع ضعف الجهد الذي يمر عبر جسده ، نزف كيملر وبدأ شعره يغرد ، في حين أن رائحة اللحم المحترق جعلت بعض الشهود يتقشفون. قال وستنجهاوس ، عند سماعه عن الإعدام الفاشل «كان من الأفضل لو استخدم الفأس».[1]

وفاة جون فيكس

أعطت موجة من الصعقات الكهربائية العرضية الناجمة عن الفوضى المتقاطعة للأسلاك العلوية أسبابًا كثيرة للخوف من الكهرباء، وغذت حملة توماس إديسون الصليبية ضد التيار المتردد. وجاءت أكثر حالات الوفاة فظاعة في 11 أكتوبر 1889. فقد رجل خطوط ويسترن يونيون جون فيكس موطئ قدمه أثناء صعوده عمودًا في وسط مدينة مانهاتن وأمسك بما كان ينبغي أن يكون سلك تلغراف منخفض الجهد – دون أن يعرف أنه أصبح متصلاً بخط جهد عالي  على بعد عدة بنايات.[1]

مات على الفور، لكن جسده تعثر في الشبكة وسيستغرق الأمر أكثر من نصف ساعة حتى يتمكن زملاؤه من رجال الخطوط من قطعه. طوال الوقت، احترق فيكس. وشوهدت الطفرات الزرقاء تنطلق من الجسد والدم يسيل في الشارع ، حيث تجمع حشد من الآلاف وقت الغداء ، ينظرون في رعب شديد إلى المشهد المروع. وصفت إحدى الصحف فيكس بأنه «يتم حرقه ببطء». في أعقاب ذلك ، تم قطع الأسلاك في نيويورك ونقلها تحت الأرض ، مما ترك المدينة بدون كهرباء خلال فصل الشتاء.[1]

انتصرت الحرب

ومع ذلك، وبعد كل الدعاية والهجمات السيئة فشلت حملة إديسون الصليبية في منع صعود التيار المتردد أو هبوط أرباحه. تلاشت السنوات التي قضاها في الدفاع عن العاصمة عندما تنحى جانباً لمتابعة مشاريع أخرى واندمج في عام 1892 مع طومسون-هيوستن حول شركته إلى شركة جنرال إلكتريك (GE) الأكثر صداقة مع التيار المتردد.[1]

لم يوقف ذلك النضال من أجل الحصول على الطاقة مع Westinghouse Electric، ولن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى تتمكن GE من اللحاق بالركب بمجرد انتهاء الالتزام تجاه DC. إن الأخبار التي تفيد بأن معرض شيكاغو العالمي لعام 1893 – الذي يُطلق عليه أيضًا المعرض الكولومبي للاحتفال بمرور 400 عام على وصول كولومبوس إلى العالم الجديد – سوف يكون مدعومًا بالكهرباء، مما أدى إلى حرب مزايدة. لقد كان نجاحًا آخر لشركة AC حيث فاز وستنجهاوس بالعقد من خلال تقديم عرض أقل لشركة GE، مما وفر لشركته أكثر عرض علني وروعة حتى الآن.[1]

GettyImages 529489188 8881885 1
عندما أصبحت شركة إديسون جينرال إلكتريك.

بعيدًا عن المشهد المتلألئ لمئات الآلاف من المصابيح الكهربائية بالخارج، كانت المولدات معروضة في مبنى الكهرباء وكان لدى تسلا مساحة لعرض عمله بمهارته المعتادة وروح الظهور. أظهر نظرية محركه التعريفي عن طريق وضع بيضة نحاسية في مجال مغناطيسي دوار، حيث ستدور على محورها بإرادتها الحرة.[1]

المعرض في حين أنه انتصارًا هائلاً في حد ذاته أعطى أيضًا Westinghouse السمعة اللازمة لتأمين العقد المرغوب فيه للغاية لبناء مصنع لتوليد الطاقة الكهرومائية على شلالات نياجرا. بحلول الوقت الذي بدأت فيه الآلات العظيمة في توليد الطاقة، في 16 نوفمبر 1896 لمدينة بوفالو على بعد أكثر من 20 ميلاً، لم يكن هناك شك في أن التيار المتردد قد انتصر في حرب التيارات.[1]

كان تسلا أحد البشر النبلاء فقد كان عالمًا إنسانيًا فى المقام الاول لم يسعى ولم يهتم بتحويل مختراعاته واكتشفاتة الى بيزنس أومكاسب تجارية بينما كان إنسانا صادقا يسعى الى العلم حقا حتى أن أيلون ماسك أحد نابغى هذا العصر قد اختار اسم تسلا لشركة السيارات التى تعمل بالكهرباء تخليدا لذكرى تسلا النبيل، على عكس أشخاص مثل إديسون فبالرغم من انه كان عالما الا انه كان اشبه بسفاحي القلوب لا يأبه إلا للمال والشهرة وقد كان مدعيا للانسانية وسمسارا للأفكار فمثل هؤلاء مصيرهم إلى مزبلة التاريخ.