التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

بدايات ظهور السكك الحديدية والقطارات

2016 الثورة الصناعية

جون كلارك

KFAS

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

كان بدء القاطرات في القرن السادس عشر، عندما أخذ عمال المناجم في العديد من دول أوروبا باستخدام الجياد لجّر العربات الموضوعة على «سكك» مصنوعة من أعمدة من الخشب مرصوصة طولياً إلى جانب بعضها البعض.

لكن استخدام قاطرات البخار الأثقل بمراحل بدلاً من الجياد، استدعى أيضاً استبدال الروافد الخشبية بالسكك الحديدية، فأدى ذلك إلى ولادة «السكك الحديدية».

جاء ذكر سكك الطرق منذ وقت مبكر يعود إلى عام ١٥٥٦ على يد العالم الألماني جورجيوس أغريكولا (١٤٩٤-١٥٥٥) بوصفه سكة مصنوعة من عوارض خشبية لاستخدامها في النقل من المناجم.

وفي مناطق مناجم الفحم في وسط إنجلترا جرت الجياد بنهاية القرن السابع عشر العربات الفارغة إلى المناجم في المناطق المرتفعة.

وبعد تحميل العربات تم إنزالها ذاتياً تحت تأثير قوة الجاذبية الأرضية. مع تصنيع أبراهام داربي (حوالي ١٦٧٨-١٧١٧)حديد الزهر بتكلفة زهيدة في بدايات القرن الثامن عشر أصبح بالإمكان إنتاج سكك متينة مصنوعة من الحديد الزهر.

 

تم بناء أول قاطرة بخارية عام ١٨٠٣ على يد المهندس الإنجليزي ريتشارد تريفثك (١٧٧١-١٨٣٣). سارت القاطرة على سكك مصنوعة من حديد الزهر مسافة بلغت ١٠ أميال (١٦كم) تصل مشغل حديد بن – واي – دارن إلى قناة غلاموغانشاير جنوبي ويلز.

كانت عجلات القاطرة والمعدات الدراجة ملساء ليس بها شقوق، ولذلك وضعت حواف بارزة على السكة الحديدية تتحكم في إبقاء القاطرة على السكة.

وبعد أربع سنوات شيد تريفثك لعبة على شكل قطار يسير على سكة حديدية دائرية الشكل في منطقة يوستن بلندن ويحصل من الركاب شلناً واحداً ليركبوا اللعبة – أطلق على اللعبة مسمى أقبض عليَ إن استطعت.

دشن أول قطار لنقل الركاب والبضائع بشكلٍ منتظم عام ١٨٢٥. فقد قامت شركة ستوكتون ودارلنغتون للسكك الحديدية بافتتاح قطار من صنع المهندس الإنجليزي جورج ستيفنسون (١٧٨١-١٨٤٨) يقطع مسافة ٢٦ ميلاً (٤٢ كم).

لكن الركاب اعتادوا حتى عام ١٨٣٣ على التنقل مستخدمين العربات التي تجرها الجياد، في حين كانت البضائع فقط تنقل على متن العربات التي تجرها القاطرات البخارية.

 

ظهر أول قطار للنقل بين المدن عام ١٨٣٠ الذي ربط بين مدينتي ليفربول ومانشستر مستخدماً قاطرة ستيفنسون، الصاروخ، في جر العربات.

شيد القطار أساساً لنقل القطن من مدينة ليفربول إلى مصانع النسيج في مدينة مانتشستر في الشمال الغربي لإنجلترا، لكن خط السير كان يمر عبر منطقة واسعة من المستنقعات. تغلب ستيفنسون (الذي كان كبير المهندسين المسؤول عن تشييد الطريق) على المعضلة ببناء السكة على سياج «طافٍ» في المناطق المغمورة بالمياه.

ازدهرت سكك الحديد في دول أخرى أيضا. ففي عام ١٨٣٠ دشنت شركة بولتيمور وأوهايو للسكك الحديدية أول قطار لها للنقل بين مدينتي بولتيمور و إيليكوت ملز بمسافة بلغت في البداية ١٣ ميلاً (٢١ كم). كانت قاطرة السحب من صنع المهندس الأمريكي بيتر كوبر (١٧٩١-١٨٨٣) وأسماها توم ثمب، وهي أول قاطرة تصنع في الولايات المتحده.

كما أن شركة فيلاديلفيا وكولومبيا للسكك الحديدية دشنت قطارها عام ١٨٣١ باستخدام الجياد لجر عرباتها في البداية، لكنها استبدلتها بالقاطرات البخارية بعد ثلاث سنوات.

علاوة على ذلك دشنت شركة ساوث كارولينا للسكك الحديدية عام ١٨٣١ قطاراتها التي قطعت حينها أكثر مسافات النقل طولاً. ربطت الرحلة بين مدينتي تشارلستون وهامبورغ وبلغ طول السكه الحديد ١٥٤ ميلاً (٢٤٨ كم).

 

في فرنسا افتتح أول خط لعربات تجرها القاطرات البخارية بين مدينتي سينت إتينيه وليون عام ١٨٣٢، كما بدأت أول رحلة باستخدام القطارات بين مدينتي نورمبيرغ وفيرث بألمانيا عام ١٨٣٥ على متن قطار تجره قاطرة سُميت النسر التي شيدها المهندس الإنجليزي روبرت ستيفنسون (١٨٠٣-٥٩).

وبحلول عام ١٨٤٠ انتشرت سكك الحديد في النمسا وإيرلندا وهولندا. ومع ظهور القطارات والسكك الحديدية تلاشت البَرج القديمة وأصاب العطب القنوات المائية التي كانت تستخدم لنقل البضائع.

يحتاج تسيير القطارات إلي عدد من الأدوات إلى جانب القاطرات والمعدات الدرجية. شيد «الطريق» الأصلي للقطارات باستخدام سكك مصنوعة من الحديد. استخدم حديد الزهر في تصنيع القضبان في البداية مع وضع أجزاء من السكة بزاوية قائمة بهدف إبقاء العجلات عليها.

وخلال فترة قصيرة استبدلت العجلات ذات الشقوق القضبان المحفورة على السكة، وبذلك سارت العجلات على قضبان سطوحها العلوية مستقيمة والسفلية منحنية لتصبح أكثر سماكة (وأقوى) في مركزها. لكن الحديد الزهر هـش وغالباً ما يتهشم تحت قوة أحمال القطارات.

 

مع حلول عام ١٨٥٨ حلت القضبان المصنوعة من الفولاذ محل قضبان حديد الزهر، والذي استخدمه صانع الفولاذ الإنجليزي هنري بسيمير (١٨١٣-٩٨).

تحتاج عملية تحويل مسارات القطارات إلى محوّلات (يسميها الأوروبيون «نقاطاً»). تم إبتكار أول محوّل عام ١٧٨٩ على يد المهندس الإنجليزي وليام جيسوب (١٧٤٥-١٨١٤) الذي صممه أساساً لنظام ترام بدائي.

ومع وقوع حوادث الاصطدام بين القطارات اخترع نظام إشاراتٍ لتنظيم حركة المرور. إتخذت أداة الإشارة شكل أقراص أو أذرع دوارة أو تلف حول محور، مثل إشارات الأنصوية (المترجم: الانصوية أو الملوحة أداة لتنظيم حركة القطارات سواءٌ بالأعلام الإرشادية أو الإشارة الضوئية أو الحواجز).

وفي عام ١٨٤٩ استحدثت شركة نيويورك وإيري نظام إشارة التوقف (أو الحجز)، التي تمنع قطاراً من دخول جزء من سكة الحديد طالما كان هناك قطار آخر على السكة نفسها. وخلال فترة قصيرة ربطت إشارات التوقف عبر شبكة كهربائية.

مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
‫‪كيف يعمل العلم
كيف يمكن ان نتعرف على الحقائق في هذا الكون ؟ .. هذا السؤال عميق جدا .. و للإجابة عليه اضطرت البشرية ان تستعين بادوات كثيرة على مر تاريخها لمحاولة الوصول الى الأسئلة الجوهرية التي يحتاج الانسان الى إجابات لها .. بمعنى اخر التي تمثل الحقيقة و الواقع الذي يعيش فيه .. وكانت الفلسفة والأديان من اهم الأدوات ان صح التعبير التي استخدمت للوصول و تحقيق هذه الغاية .. و نشأة من بعدها مدارس و مناهج مختلفة كلها تبحث عن نفس الهدف .. الحقيقة.. فتحدث فيها ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪هل سيحل الذكاء الاصطناعي محلنا؟
المؤلفة: شيلي فان Shelly Fan ■ الناشر: تيمز وهدسون Thames & Hudson ■ السعر: 12.95 جنيه إسترليني/18.95 دولار ■ تاريخ الإصدار: صدر حديثاً
هذا سؤال كبير، وقد طرحه عُشَّاق التكنولوجيا على أنفسهم منذ ظهور أولى الآلات المستقلة في خمسينات القرن العشرين. فهل سيمثل تحقّق الذكاء الاصطناعي الحقيقي هو الفعل الأخير للجنس البشري؟ شاهد أفلام هوليوود الرائجة وسيُغفر لك اعتقادك أننا هالكون بالفعل- وفقاً لها، نحن نعيش بالفعل في عالم مصطنع أنشأه أسيادنا ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪اكتشاف جديد في نظرية الكم قد يحل أكبر ألغازها
قلم: فيليب بال
ترجمة: محمد الرفاعي
في عالم الذرات والجسيمات المتناهي الصغر، لا تبدو الأشياء كأشياءٍ أبدًا، بل تكون على شكل سُحُبٍ من الاحتمالات Clouds of possibilities المبهمة. ويبدو أن الأشياء تكون هنا وهناك وفي كل مكان، ويبدو أنها هذه وتلك في الوقت نفسه – إلى أن تنظر إليها. وحينها يتحول الغموض الكمي فجأةً إلى شيء واضحٍ يمكن وصفه، وهو شيء يمكن أن يُسمى حقيقيًا Real.
هذا ما نعرفه. والمشكلة أن ميكانيكا الكم Quantum mechanics؛ ... (قراءة المقال)