ما هو التلغراف وكيف يستخدم شيفرة مورس؟

عام 1825 انطلق الشاب صموئيل مورس إلى العاصمة الأميركية واشنطن حيث عمل رساماً للوحة ماركيز دي لافاييت، تاركاً وراءه زوجة محبة في ولاية كونيتيكت. في واشنطن تلقى خبر وفاة زوجته الشابة كالصاعقة، والأسوأ من ذلك هو أنه بحلول الوقت الذي تلقى فيه مورس الرسالة كانت مراسم الدفن قد انتهت ولم يتمكن من حضور جنازتها. لقد دفنت بغيابه.

منذ تلك اللحظة حاول مورس تجاوز مشكلة بطء وتيرة الاتصالات بعيدة المدى في تلك الحقبة الزمنية، فكان اختراعه الثوري في عالم الاتصالات الإلكترونية، جهاز التلغراف الذي يعمل بشيفرة حملت اسمه. في ذكرى نجاح تجربة صموئيل مورس الخاصة، ما هي شيفرة مورس التي يستخدمها التلغراف؟

ما هو التلغراف الكهربائي؟

التلغراف (Telegraph) كلمة مشتقة من اللغة اليونانية، وتتكون من مقطعين (tele) والتي تعني "بعيداً" و(graphein) والتي تعني "الكتابة"، وهو جهاز يسمح بنقل معلومات مشفرة لمسافة طويلة. لم يكن التلغراف الكهربائي وليد اللحظة بل كان نتيجة للتطورات العلمية التي حدثت في مجال الكهرباء منذ بداية القرن التاسع عشر. ومن أهم هذه الإنجازات، اختراع أليساندرو فولتا للبطارية علم 1800، واكتشاف مايكل فاراداي للكهرومغناطيسية عام 1831 والتحسينات التي طرأت لاحقاً عليها. دفعت هذه الاكتشافات العلماء إلى تجربة البطاريات والكهرومغناطيسية لتطوير نظام اتصال جديد.

اقرأ أيضاً: هل يمكن أن تنتقل الكهرباء لاسلكياً؟

بدايات التلغراف

كان أول بناء للتلغراف الكهربائي من قبل المخترع البريطاني فرانسيس رونالدز عام 1816، والذي استخدم فيه الكهرباء الساكنة. وبحلول عام 1837 تمكن العالمان ويليام كوك وتشارلز ويتستون من الحصول على براءة اختراع لنظام التلغراف الكهربائي متعدد الأسلاك، إذ ضم سلكاً لكل حرف، وكان هذا أحد عيوبه التي دفعت لاحقاً الأميركي صموئيل مورس لتصميم جهاز التلغراف وفقاً لشيفرة حملت اسمه.

تمكن مورس إلى جانب ألفريد فيل وليونارد جيل من الحصول على براءة اختراع لجهاز التلغراف الكهربائي بسلك واحد وبالاعتماد على البطارية، ويمكنه إرسال واستقبال الرسائل وتسجيلها أيضاً. تم عرض النظام الخاص بهم لأول مرة في 6 يناير/ كانون الثاني عام 1838. وفي 24 مايو عام 1844 كانت لحظة الحقيقة، حيث تمكن من إرسال برقية مشفرة من مبنى الكابيتول في قاعة المحكمة العليا، إلى بالتيمور حيث انتظره فيل على الطرف الآخر.

شيفرة مورس

لم يساعد مورس في اختراع التلغراف فحسب، بل طوّر أيضاً شيفرة مورس، وهي أبجدية ثنائية وطريقة لنقل الأحرف والأرقام وعلامات الترقيم وفقاً لأنماط محددة من النقاط (.) والشرطات (-)، لتمثيل كل حرف في الأبجدية والأرقام وبعض علامات الترقيم. تُستخدم الشيفرة لنقل النبضات الكهرومغناطيسية من جهاز إرسال واستقبالها على جهاز في الطرف الآخر في شكل إشارة صوتية أو مرئية (وميض)، وهو ما يُعرف بجهاز التلغراف.

اقرأ أيضاً: كيف عززت المفارقات العلمية طريقة تفكير الإنسان؟ إليك أشهرها

يتم التمييز بين الإشارات وفقاً لطولها؛ فقد تكون طويلة للشرطة أو قصيرة للنقطة، كما يتم ترك وقفات محددة المدة الزمنية بين النبضات للتمييز بين الأحرف والكلمات. يعد تعلم هذه الإشارات والمسافات بين كل نقطة وشرطة أمراً ضرورياً لتعلم شيفرة مورس، وبشكل عام يجب تطبيق قواعد محددة وفقاً للمعايير الدولية التالية: 

• اختيار وحدة زمنية محددة.
• طول النقطة هو وحدة زمنية واحدة.
• طول الشرطة هو ثلاث وحدات زمنية.
• فصل النقاط أو الشرطات الممثلة لكل حرف بوقت محدد وفقاً للوحدة الزمنية المحددة كما يلي:
  • التوقف المؤقت بين تسلسل حرفين هو ثلاث وحدات زمنية.
  • التوقف المؤقت بين كلمتين متتاليتين هو 7 وحدات زمنية.
  • لمطالبة المتلقي بحذف آخر كلمة تم إرسالها في حال كانت خاطئة، يتم إرسال 8 نقاط.

كيف يعمل التلغراف

يتكون جهاز التلغراف من:

• جهاز إرسال يُعرف بمفتاح التلغراف، مزود بمقبض.
•  جهاز استقبال.
• أسلاك تربط بين جهازي الإرسال والاستقبال، وتُشكل دارة متسلسلة.
• بطارية كهربائية لتزويد الجهاز بالتيار الكهربائي.

الآن، عندما تضغط على المقبض في جهاز الإرسال فإنه يتصل بالقاعدة، وتكتمل بذلك الدارة، فيتدفق التيار الكهربائي عبر الأسلاك إلى جهاز الاستقبال، وعندما تحرر المقبض تُعيد فتح الدارة ويتوقف التيار الكهربائي.

في الجهة المقابلة يحتوي جهاز الاستقبال على مغناطيس كهربائي يتم تشغيله بواسطة النبضات الكهربائية، فيجذب رافعة بعجلة صغيرة مغطاة بالحبر في نهايتها. وفقاً للمدة الزمنية التي تُمسك فيها المقبض في جهاز الإرسال تتولد نبضات كهربائية بأطوال مختلفة، ترتفع الرافعة وتنخفض وتلامس العجلة الصغير ورقاً مخصصاً، فتظهر علامات حبر قصيرة أو طويلة (نقطة أو شرطة) وفقاً لطول النبضات.

اقرأ أيضاً: نحن محاطون بها في كل مكان: ما هي الموجات الصوتية؟

انتقال التلغراف وشيفرة موس إلى العالمية

سرعان ما لاقى جهاز التلغراف الذي يعمل وفقاً لشيفرة مورس نجاحاً عالمياً ذائع الصيت، حيث ساعد في توحيد البلدان وإبقاء الناس على اتصال. لكن ما إن وصل إلى أوروبا حتى أدرك الناس أنه مخصص لمتحدثي اللغة الإنجليزية فقط، لذا قام مفتش التلغراف الألماني فريدريك كليمنس جيرك بتبسيط النظام في عام 1848، بإدخال بعض التعديلات الإضافية وابتكر نسخة معدّلة من شيفرة مورس. انقرضت النسخة الأصلية شيئاً فشيئاً، بينما انتشر التلغراف الألماني بشيفرته المعدّلة عالمياً لكنه بقي محتفظاً بلقب مورس فعُرف برمز مورس الدولي أو شيفرة مورس القارية.

تطبيقات شيفرة مورس

لعل أكثر شيفرات مورس شهرة هي إشارة الاستغاثة "SOS" المعترف بها عالمياً، حيث تم تبنيها من قبل الألمان لأول مرة عام 1905، لأنه وفقاً لشيفرة مورس الدولية يتكون الحرف "S" من ثلاث نقاط والحرف" O" من ثلاث شرطات، أي (... --- ...) وهي متوالية يسهل تذكرها حتى في حالات الخطر الشديد. 

بينما كان أشهر استخدام للشيفرة من قبل طيار البحرية الأميركية جيريمايا دينتون جونيور، والذي تم أسره خلال حرب فيتنام، فخلال لقاء تلفزيوني معه من الأسر تحدث عن حسن معاملة الفيتناميين له، إلا أن عينيه كانت تروي قصة أخرى من خلال ومضات متسلسلة لهما، حيث استخدم الشيفرة لتهجئة كلمة "تعذيب".

في العقود الأخيرة من القرن العشرين، تراجع استخدام شيفرة مورس إلى حد كبير، فكان آخر استخدام لها من قبل خفر السواحل الأميركية عام 1995، ليتم التحول عنها إلى أنظمة الاتصالات التي تعتمد على الأقمار الصناعية.

تغيرت التكنولوجيا اليوم، لكن تمكنت الجمعية الدولية لشيفرة مورس من الحفاظ عليها، بدافع من الحب والاحترام، وهي تجمع لمشغلي الراديو الهواة مع آلاف الأعضاء حول العالم، لذا وعلى الرغم من أن عصر النقاط والشرطات قد انتهى، فإن أنظمة التلغراف المبكرة تعد الأساس للاتصالات الرقمية كما نعرفها اليوم.