books musical instruments and acoustics

في سبتمبر من عام 1821، لفت ويتستون انتباه الجمهور من خلال عرض «القيثارة المسحورة» أو «أكو كريبتو فون» في متجر للموسيقى في بال مول، وفي معرض أديليدي. كانت تتألف من قيثارة محاكيه معلقة من السقف بوتر، وتنبعث منها مقاطع موسيقية للعديد من الآلات؛ البيانو، والقيثارة، والقانون. في الواقع، كان مجرد صندوق صوتي، وكان الوتر عبارة عن قضيب فولاذي ينقل اهتزازات الموسيقى من العديد من الآلات التي كانت تُعزف بعيدًا عن الأنظار ومدى السمع. في هذه الفترة أجرى ويتستون العديد من التجارب على الصوت وانتقاله. احتفظ ببعض نتائجه في مجلة طومسون تاريخ الفلسفة لعام 1823. لقد أدرك أن الصوت ينتشر عن طريق الأمواج أو التذبذبات في الغلاف الجوي، إذ كان يُعتقد أن الضوء تموج من الأثير المضيء. الماء والأجسام الصلبة، مثل الزجاج، أو المعدن، أو الخشب الرنان، تنقل التعديلات بسرعة عالية، وقد تصور خطة نقل الإشارات الصوتية أو الموسيقى أو الكلام إلى مسافات كبيرة بهذه الطريقة. وقدر أن الصوت سوف يسافر 200 ميل في الثانية (320 كيلومتر في الثانية) عبر قضبان صلبة، واقترح الإبراق من لندن إلى إدنبرة بهذه الطريقة. حتى أنه دعا نظامه «الهاتف». (كتب روبرت هوك في كتابه الفحص المجهري، المنشور عام 1667، «يمكنني أن أؤكد للقارئ أنني، بمساعدة سلك ممتد، نشرت الصوت لمسافة كبيرة جدًا في لحظة، أو بسرعة حركة تبدو كسرعة حركة الضوء». لم يكن من الضروري أن يكون السلك مستقيمًا؛ يمكن أن ينحني على شكل زوايا. هذه الخاصية هي أساس الهاتف الميكانيكي أو هاتف لوفر، الذي قيل إنه معروف لدى الصينيين منذ عدة قرون. نظر هوك أيضًا في إمكانية إيجاد وسيلة لتسريع قدراتنا على السمع). نظر كاتب في مستودع الفنون بتاريخ 1 سبتمبر 1821، في إشارة إلى «القيثارة المسحورة»، في احتمال أداء أوبرا في مسرح الملك، واستمتع بها في غرف هانوفر المربعة، أو حتى في الحانات البوقية في كينينغتون. الاهتزازات هي السفر عبر النواقل تحت الأرض، مثل الغاز في الأنابيب.

ولاحظ أنه «إذا كانت الموسيقى قادرة على الانتقال بهذه الطريقة، فقد تكون كلمات الحديث عرضة لنفس وسائل الانتشار. بلاغة المحامي، ومناقشات البرلمان، بدلًا من قراءتها فقط في اليوم التالي، لكننا سنخسر أنفسنا في السعي وراء هذا الموضوع الغريب».

إلى جانب نقل الأصوات إلى مسافة ما، ابتكر ويتستون أداة بسيطة لتكبير الأصوات الضعيفة، والتي أطلق عليها اسم «الميكروفون». يتكون من قضيبين نحيفين، ينقلان الاهتزازات الميكانيكية لكلا الأذنين، ويختلفان تمامًا عن الميكروفون الكهربائي للبروفيسور هيوز.

في عام 1823، توفي عمه، صانع الآلات الموسيقية، وتولى ويتستون مع شقيقه الأكبر وليام الأعمال. لم يكن لدى تشارلز أي اهتمام كبير بالجزء التجاري، ولكن براعته وجدت متنفسًا في إجراء تحسينات على الأدوات الحالية، وفي ابتكار ألعاب فلسفية. اخترع أيضًا أدوات خاصة به. واحدة من أكثرها شهرة هي كونسيرتينا ويتستون. كان أداة من ستة جوانب مع 64 مفتاح. هذه المفاتيح أتاحت العزف الملون باستخدام الأصابع. أصبحت كونسيرتينا الإنجليزية مشهورة على نحو متزايد خلال حياته، لكنها لم تصل إلى ذروة شهرتها حتى أوائل القرن العشرين.

في عام 1827، قدم ويتستون «الكلايدوفون» الخاص به، وهو جهاز لعرض اهتزازات الجسم المحيط بشكل ظاهر للعين. تتكون من قضيب معدني يحمل في نهايته كرية فضية تعكس «بقعة» من الضوء. بينما يهتز القضيب، يُنظر إلى البقعة وهي ترسم الأشكال المعقدة في الهواء، مثل شرارة تدور في الظلام. ربما اقترح الفوتوميتر الخاص من قبل هذا التطبيق. إنه يُمكّن من مقارنة ضوءين بالسطوع النسبي لانعكاساتهما في كرية فضية، والتي ترسم قطعًا ناقصًا ضيقًا، وذلك لرسم البقع في خطوط متوازية.

في عام 1828، حسن ويتستون آلة الرياح الألمانية، التي تسمى الموندهارمونيكا، حتى أصبحت الكونسيرتينا الشعبية، حصلت على براءة اختراع في 19 ديسمبر 1829. يعد الهارمونيوم (القدمية) المتنقل من اختراعاته الأخرى التي حازت على ميدالية جائزة في المعرض الكبير لعام 1851. حسّن آلة دي كيمبلين للتحدث، وأيد رأي السير ديفيد بروستر، أن جهاز الغناء والتحدث سيكون من بين إنجازات العلم قبل نهاية هذا القرن.

في عام 1834، عُيّن ويتستون، الذي صنع لنفسه اسمًا، لرئاسة الفيزياء التجريبية في كلية الملك في لندن. كانت الدورة الأولى من المحاضرات حول الصوت فاشلة تمامًا، وذلك بسبب كُرهه للخطابة العامة. في المنصة كان لسانه يرتبط عاجزًا، وأحيانًا كان يدير ظهره للحضور ويتمتم إلى المخططات على الحائط. شعر في المختبر كأنه في المنزل، ومنذ ذلك الحين اقتصرت واجباته في الغالب على البراهين.