رجینالد آبری فسندن

«قهرمان مهجور» کانادایی – برقرارکنندهٔ نخستین ارتباط دوسویهٔ رادیویی

ویرایش و بازنویسی: مسعود سخایی‌پور، LJI Reporter – ونکوور

ششم اکتبر سالروز تولد رجینالد آبری فسندن (Reginald Aubrey Fessenden)، مخترع سخت‌کوش و نابغهٔ کانادایی است که از همان دوران نوجوانی استعداد خود را با دست‌یافتن به جایگاه تدریس ریاضیات در ۱۴ سالگی نشان داد و پس از آن با پشتکار فراوان توانست برای خودش جایی در تیم توماس ادیسون، مخترع نام‌آور آمریکایی، پیدا کند. به‌مناسبت زادروز این مخترع، در این شماره مروری خواهیم داشت بر زندگی او.

در تاریخ، نام مارکونی دانشمند ایتالیایی به‌دلیل موفقیت در ارسال حرف «S» بر فراز اقیانوس اطلس با کد مورس از بندر کورنوال در جنوب غربی بریتانیا به شهر سنت جان در استان نیوفاندلند در شرق کانادا در سال ۱۹۰۱، ثبت شده است ولی شاید کمتر کسی بداند که تنها پنج سال بعد فسندن توانست در شب کریسمس و در ساعت ۹ شب به‌وقت ساحل شرقی، صدای انسان را برای نخستین‌بار از برنت راک در نزدیکی بوستون در ایالت ماساچوست به چندین کشتی تحت مالکیت شرکت یونایتد فروت بر فراز اقیانوس اطلس بفرستد و ارتباط دوسویهٔ رادیویی برقرار کند. به‌همین دلیل، مؤسسهٔ مهندسان برق و الکترونیک کانادا او را «قهرمانی مهجور» خوانده است. 

رجینالد آبری فسندن در ۶ اکتبر ۱۸۶۶ در شهر ایست بولتون واقع در استان کبک کنونی متولد شد. او فرزند ارشد پدر و مادری آمریکایی بود. رجینالد یک فیزیک‌دان کانادایی بود، اما بسیاری از تحقیقات خود را در ایالات متحدهٔ آمریکا انجام داد. او از طریق پدرش که متولد آمریکا بود، توانست شهروند آمریکا بشود. در طول زندگی‌اش در زمینه‌های مختلف اختراعاتی را به ثبت رساند که مهم‌ترین آن‌ها به رادیو و سونار، دستگاه ردیاب صوتی زیر‌دریایی، مربوط می‌شود. 

فسندن در چندین مؤسسهٔ آموزشی به تحصیل پرداخت و در ۹ سالگی به‌مدت یک سال به مدرسهٔ نظامی دو ویو رفت. سپس بین سا‌ل‌های ۱۸۷۷ تا ۱۸۷۹ در مدرسهٔ ترینیتی در پورت هوپ انتاریو به تحصیل پرداخت. در ۱۴ سالگی، مدرسهٔ بیشاپ کبک مقام استادی در ریاضیات را به او اعطا کرد. با اینکه فسندن نوجوانی بیش نبود، در مدرسه به تدریس ریاضیات به دانش‌آموزان بزرگ‌تر از خود می‌پرداخت و باقی اوقات را با دانشجویان بزرگ‌تر در کالج به مطالعه مشغول می‌شد. فسندن به‌مدت یک سال در بانک امپریال ووداستاک مشغول به کار شد زیرا هنوز به سن قانونی ثبت‌نام در کالج، یعنی ۱۶ سالگی، نرسیده بود. پس از دو سال تحصیل، فسندن در ۱۸ سالگی بدون کسب مدرک، بیشاپ را رها کرد تا بتواند به‌عنوان تنها مدرس و مدیر مؤسسهٔ ویتنی در جزیرهٔ برمودا مشغول به کار شود. نداشتن مدرک بعداً برای فسندن مشکل ایجاد کرد زیرا زمانی‌که دانشگاه مک‌گیل در مونترآل، دپارتمان مهندسی برق تأسیس کرد، تقاضای کار فسندن به‌دلیل نداشتن مدرک پذیرفته نشد. 

فسندن که علاقه‌مند به افزایش مهارت خود در زمینهٔ مهندسی برق بود، در سال ۱۸۸۶ به نیویورک نقل مکان کرد و امید داشت بتواند نزد مخترع مشهور، توماس ادیسون، استخدام شود. نخستین تلاش‌های او با شکست مواجه شد. رجینالد در نامه‌ای به ادیسون نوشت: «هیچ‌چیز در مورد برق نمی‌دانم اما سرعت یادگیری بالایی دارم». ادیسون نیز در جواب وی نوشت که به‌اندازهٔ کافی افرادی در اختیار دارد که دربارهٔ برق هیچ‌چیز نمی‌دانند. اما فسندن پافشاری کرد و نهایتاً به‌عنوان دستیار رده‌پایین در یکی از پروژه‌های ادیسون استخدام شد و به‌سرعت ترفیع گرفت و مسئولیت‌های بیشتری به او محول شد. در اواخر آن سال او مستقیماً تحت‌نظر ادیسون در آزمایشگاه جدید وست‌اورنج در نیوجرسی به‌عنوان تکنسین کار می‌کرد. رجینالد در پروژه‌های بسیار زیادی مشارکت کرد اما در سال ۱۸۹۰ ادیسون با مشکلات مالی مواجه شد و به‌ناچار بسیاری از کارمندان آزمایشگاه خود ازجمله فسندن را مرخص کرد. اما فسندن همچنان شیفتهٔ ادیسون باقی ماند و حتی در مورد او نوشت: «در تاریخ تنها یک تن با ادیسون قابل‌مقایسه است و آن فرد ارشمیدس است». فسندن که دیگر تجربهٔ کاری کسب کرده بود، در شرکت‌های تولیدی مختلفی مشغول به کار شد. در سال ۱۸۹۲، در دپارتمان تازه‌تأسیس مهندسی برق در دانشگاه پردو در ایالت ایندیانا به‌عنوان استاد استخدام شد. در این دوران او به شرکت وستینگهاوس در راه‌اندازی سیستم روشنایی نمایشگاه جهانی کلمبیا در شیکاگو کمک کرد و این همکاری باعث شد که مالک کمپانی، جورج وستینگهاوس، او را شخصاً به‌عنوان رئیس دپارتمان مهندسی برق دانشگاه غربی پنسیلوانیا در پیتسبرگ استخدام کند.

در اواخر دههٔ ۱۸۹۰، گزارشاتی در مورد موفقیت دانشمندی به‌‌نام گولیلمو مارکونی ارائه شد مبنی بر اینکه توانسته است سیستمی عملی برای انتقال و دریافت سیگنال‌های رادیویی توسعه دهد که «تلگراف بی‌سیم» نامیده می‌شد. فسندن آزمایشات محدودی را در این زمینه آغاز کرد و به این نتیجه رسید که می‌تواند سیستم کارآمدتری نسبت به سیستم‌های مارکونی و الیور لوج طراحی کند. در سال ۱۸۹۹ موفق شد از طریق گیرنده‌ای که طراحی کرده بود، یک پیام رادیوتلگرافی از پیتسبرگ به الگینی ارسال کند. 

در سال ۱۹۰۰، فسندن پیتسبرگ را ترک کرد تا در ادارهٔ هواشناسی آمریکا مشغول به‌ کار شود. هدف او تحقیق در این مورد بود که آیا با استفاده از شبکه‌ای از ایستگاه‌های رادیویی می‌توان اطلاعات هواشناسی را انتقال داد و در نتیجه از هزینه‌های خطوط تلگراف کاست. شرایط مندرج در قرارداد فسندن به این صورت بود که او سالیانه ۳۰۰۰ دلار دریافت کند و فضای کاری، دستیار و اسکان مناسب در اختیارش قرار داده شود. طبق قرارداد، ادارهٔ هواشناسی اجازه داشت به هر دستگاهی که فسندن اختراع کند دسترسی داشته باشد اما حق ثبت اختراع برای او محفوظ بود. فسندن به‌سرعت پیشرفت‌ کرد و در طراحی دستگاه گیرندهٔ امواج صوتی موفقیت‌هایی کسب کرد. او ابتدا یک دستگاه موج‌یاب مقاومتی و سپس یک موج‌یاب الکترولیتی اختراع کرد. این دستگاه اساس کارش برای چند سال بعد بود. همچنین فسندن اصول هیتروداین را توسعه داد که در پردازش سیگنال، به ساختن فرکانس جدید از طریق ترکیب‌کردن دو فرکانس گفته می‌شود. با کمک این دانش فسندن توانست از دو سیگنال رادیویی یک آوای صوتی ایجاد کند که شنیدن انتقالات کدهای مورس را آسان‌تر می‌کرد. هرچند عملی‌شدن اصول هیتروداین ۱۰ سال بعد اتفاق افتاد، زیرا نیازمند روشی بود که بتوان سیگنال محلی پایداری را تولید کرد. با وجود اینکه پیشرفت‌های کاری فسندن در ادارهٔ هواشناسی بسیار امیدوارکننده بود، اما او با حامی مالی‌اش اختلافاتی پیدا کرد. رئیس اداره، ویلیس مور، تلاش کرد تا در اختراعات سهیم شود. فسندن از صرف‌‌نظرکردن از حق اختراع خود امتناع کرد و در اوت سال ۱۹۰۲ به کار خود در ادارهٔ هواشناسی پایان داد. 

در نوامبر همان سال، دو تن از ثروتمندان پیتسبرگ به‌نام‌های واکر و گیون، شرکت ملی سیگنال‌دهی الکتریکی (NESCO) را برای حمایت از تحقیقات فسندن در واشنگتن ایجاد کردند و دو ایستگاه در نیوجرسی ساختند. فسندن در این سال‌ها به‌سختی تلاش کرد و چندین اختراع در زمینهٔ سیگنال رادیویی به ثبت رسانید. در نهایت با استفاده از طراحی‌های فسندن یک آنتن الکتریکی ۱۲۸ متری عظیم برای انتقال سیگنال فرای آب‌های اقیانوس اطلس ساخته شد. در سال ۱۹۰۶، آن‌ها موفق شدند اولین ارتباط دوطرفه را در اقیانوس اطلس انجام دهند و پیام‌های مورس را تبادل کنند. پیش از این مارکونی تنها موفق به انتقال یک‌طرفه شده بود. اما به‌دلیل نقص فنی در ساخت، برج رادیویی در ۶ دسامبر ۱۹۰۶ تخریب شد و شرکت به کار خود در زمینهٔ امواج رادیویی پایان داد. 

دستاوردهای فنی فسندن با موفقیت‌های مالی چندانی همراه نبود. مؤسسان شرکت NESCO تلاش کردند که شرکت خود را به شرکت تلفن و تلگرام آمریکا (AT&T) بفروشند، اما موفق به این کار نشدند. فسندن با رؤسای شرکت اختلاف پیدا کرد و در همین سال شرکتی را به‌نام شرکت بی‌سیم فسندن در مونترآل به ثبت رساند. این کار منجر به تنش‌های بیشتر شد و در نهایت فسندن در ژانویهٔ ۱۹۱۱ از شرکت NESCO اخراج شد. فسندن به‌دلیل نقض قرارداد از آن‌ها شکایت کرد و رسیدگی به این پرونده مدت ۱۵ سال به طول انجامید. در سال ۱۹۲۰، NESCO به کمپانی برق وستینگهاوس فروخته شد و تمام دارایی‌های شرکت ازجمله اختراعات فسندن به شرکت رادیوی آمریکا (RCA) فروخته شد. در نهایت RCA با فسندن به توافق رسید و مبلغ قابل‌توجهی را به او پرداخت کرد.

پس از ترک شرکت NESCO، فسندن تحقیقات رادیویی‌اش را رها کرد و در زمینه‌های دیگری مشغول به تحقیق شد. اما ارنست الکساندرسون تحقیقاتش در زمینهٔ رادیو تلگراف دوربرد را ادامه داد و در سال ۱۹۱۶ موفق شد دستگاه جایگزینی به‌نام ترانزیستور فسندن-الکساندرسون برای انتقال امواج در اقیانوس اطلس اختراع کند که مشکلات دستگاه پیشین را نداشت و در نور آفتاب و تابستان که سیگنال‌ها قوی‌ترند، به‌خوبی عمل می‌کرد. فسندن از سال ۱۹۰۴ در ساخت کارخانهٔ برق نیاگارا فالز با کمیسیون برق هیدروالکتریک انتاریو همکاری می‌کرد. البته عمدهٔ تحقیقاتش در ارتباطات دریایی با همکاری شرکت امواج زیردریایی خلاصه می‌شد. در این دوران فسندن توانست نوعی سیستم سونار به‌نام نوسان‌گر فسندن اختراع کند که به‌کمک آن زیردریایی‌ها می‌توانستند سیگنال‌هایی را به یکدیگر ارسال کنند، همچنین به‌کمک این نوسان‌گر می‌شد کوه‌های یخی را در دریا شناسایی کرد و از فجایعی مانند حادثهٔ کشتی تایتانیک جلوگیری کرد. 

با شروع جنگ جهانی اول، فسندن به خدمت دولت کانادا درآمد و به لندن اعزام شد. در لندن دستگاهی را برای شناسایی توپ‌خانه‌ها و زیردریایی‌های دشمن اختراع کرد. همچنین میکروفیلمی را اختراع کرد که به کمک آن اختراعات و پروژه‌های خود را ثبت می‌‌کرد. علاوه بر این، فسندن نخستین ایده‌ها برای تکنیک‌های لرزه‌نگاری ژئوفیزیک را به‌نام خود ثبت کرد. این تکنیک برای کشف نفت بسیار مفید واقع شد. فسندن در زمینه‌های مختلفی ازجمله فشنگ‌های دنبال‌کننده، پیج‌کردن، قطعات تلویزیونی و درایو توربوی برقی برای کشتی‌ها، اختراعاتی را به ثبت رساند.

اصلی‌ترین دستاوردهای فسندن شامل نخستین انتقال سخنرانی از طریق رادیو (۱۹۰۰) و نخستین ارتباط رادیوتلگرافی در اقیانوس اطلس (۱۹۰۶) است. فسندن بیشتر شهرت خود را مدیون تلاش‌ برای توسعهٔ فناوری رادیو، ازجمله مبانی مدولاسیون دامنه (AM) در رادیو است و بیش از ۵۰۰ اختراع به‌نام خود ثبت کرده است. فسندن در سال ۱۹۳۲ ادعا کرد که در سال ۱۹۰۶ توانسته بوده نخستین پخش رادیویی در زمینهٔ سرگرمی و موسیقی را انجام دهد، هرچند این ادعا به‌دلیل فقدان جزئیات قابل‌تأیید، مورد شک و تردید قرار گرفته است. فسندن در اوقات فراغت خود به رودخانه‌ها و نهرهای اطراف می‌رفت، در قایق کوچکی دراز می‌کشید، کلاهی بر سر می‌گذاشت و به تفکر می‌پرداخت. در خانه نیز به‌همین طریق تمرکز می‌کرد، تصورات خود را به پرواز درمی‌آورد و به ثبت اختراعات می‌پرداخت. فسندن جوایزی را کسب کرد و همسرش، هلن، زندگی‌نامهٔ او را نوشت. 

فسندن در اواخر عمر خود خانهٔ کوچکی در محلهٔ همیلتون در نزدیکی دهکدهٔ فلَتس در جزیرهٔ برمودا خرید و در ۲۲ ژوئیهٔ ۱۹۳۲ در آنجا درگذشت و به خاک سپرده شد.

در سال ۱۹۸۰ بورسیهٔ تحصیلی فسندن-تروت به یاد او و همسرش در دانشگاه مهندسی برق و رایانهٔ پردو برقرار شد. خانهٔ او در ماساچوست نیز به ثبت سازمان میراث تاریخی رسیده است.

منبع: ویکی‌پدیا