Charles Wheatstone

Charles Wheatstone (6. helmikuuta 1802 – 19. lokakuuta 1875) oli brittiläinen tiedemies ja keksijä. Hänen nimissään on monta kuuluisaa keksintöä, kuten englantilainen concertina, stereoskooppi ja Playfair-salakirjoitusmenetelmä. Kenties parhaiten hänet tunnetaan panoksestaan niin sanotun Wheatstonen sillan ja lennättimen kehittämisessä.

Tausta 
Charles Wheatstone syntyi Barnwoodin kartanossa Barnwoodissa Gloucesterin lähistöllä. Hänen isänsä William oli suutari, joka harjoitti mahdollisesti myös soitinkauppaa Gloucesterissa. Perhe muutti vuonna 1806 Lontooseen, missä se asui eri osoitteissa. Charles perehtyi ahkerasti luonnontieteisiin jo nuorena. Vaikka hän ei koskaan hankkinut muodollista luonnontieteellistä koulutusta, hän oli tehokas itseopiskelija jo lapsuudestaan saakka. Hän opiskeli ranskaa, saksaa, italiaa, latinaa ja kreikkaa. Hän luki jatkuvasti uusimmista tieteellisistä kokeista ja kokeili niitä kotonaan veljensä avustamana.

Elämä ja ura 
Wheatstone kehitteli ensimmäisen soittimensa, jota hän kutsui ”flute harmoniqueksi”, jo 16-vuotiaana 1818. Soitin oli eräänlainen koskettimien avulla soitettava huilu.

Vuonna 1822 hän rakensi akustisen rakennelman nimeltä ”Acoucryptophone”, jota hän kutsui myös lumotuksi lyyraksi, isänsä soitinkaupassa Pall Mallissa. Laitteesta johdettiin ohut teräslanka pianon kielistöön ja muihin instrumentteihin yläkerran huoneeseen ja soitin näytti soivan itsestään. Samoihin aikoihin hän puhui julkisesti, että tulevaisuudessa Lontoossa voitaisiin lähettää musiikkia taloihin ”kuten kaasua”.

Vuonna 1823 Wheatstone tapasi Lontoossa H. C. Ørstedin, joka oli Englannissa vierailulla tutkimassa optiikkaa. Hieman tätä ennen Wheatstonen ensimmäinen tutkimusartikkeli ”New Experiments on Sound” oli julkaistu ja Ørsted oli lukenut artikkelin. Artikkelissa kuvatut kokeet liittyivät saksalaisen fyysikon Ernst Chladnin työhön. Artikkeli koski ääniaaltojen visualisointia veden avulla, kun taas Ørsted oli toistanut kokeen muun muassa alkoholilla saaden samanlaisia tuloksia. Ørsted rohkaisi Wheatstonea jatkamaan tutkimuksiaan ja julkaisemaan tuloksiaan tiedeyhteisölle.

Vuonna 1824 Wheatstone julkaisi musiikinteorian opiskelun apuvälineeksi tarkoitetun harmonisen diagrammin.

Wheatstone oli Michael Faradayn elinikäinen ystävä. Hänen ujoutensa takia Faraday yleensä esitti Charlesin tekemät luennot Royal Institutionissa. Wheatstonen tekemä ja Faradayn esittämä luento Resonanssi 15. helmikuuta 1828 oli havainnollistettu jaavalaisilla soittimilla, munniharpulla, khonilla, sekä suu-uruilla. 9. toukokuuta samana vuonna Faraday piti Wheatstonen esitelmän musiikillisen äänen luonteesta, joka käsitteli muun muassa kuulon taajuusrajoja, äänen tuottamista kitkalla, hammasrattaalla ja sireeneillä. Wheatstone myös käsitteli ensimmäisiä huuliharppuja, millä oli epäilemättä suuri merkitys hänen keksimänsä harmonikan esiasteiden, symphoniumin ja concertinan vapaalehdykkäkielten periaatteiden kehittelyssä.

Wheatstonen ensimmäinen patentti ”Puhallinsoittimien rakenne” myönnettiin 19. kesäkuuta 1829 ja se kuvailee symphonium-soittimen eri muotoja, patentoi sen näppäimistön ja ehdotti palkeiden lisäämistä soittimeen. Patentti ei kuitenkaan sisältänyt vielä concertina-nimitystä. Dokumentti kuvaa myös japanilaiset shō-suu-urut ajatuksen perustana. 8. helmikuuta 1844 hänelle myönnettiin patentti numero 10041, jossa hän kuvailee parannuksia concertinaan ja muihin musiikki-instrumentteihin.

Wheatstone nimitettiin kokeellisen fysiikan professoriksi Lontoon King's Collegeen vuonna 1834. Useimmat hänen luentonsa koskivat akustiikkaa, osa sähköä ja optiikkaa. Faraday oli hänen säännöllinen paikkaajansa, kun hänen ujoutensa nousi kestämättömäksi. Wheatstonea paikatessaan Faraday muun muassa tuli pitäneeksi erään kuuluisimmista luennoistaan, joka koski sähkömagneettista kenttää. Faradayn kanssa Wheatstone jatkoi sähköoppia koskevia kokeitaan ja mittasi muun muassa sähkön nopeudeksi kuparijohdossa yli 250,00 mailia sekunnissa.

Vuonna 1836 Wheatstone tapasi William Cooken, jonka kanssa he tekevät ensimmäisen lennätinlinkin Eustonin ja Camdenin rautatieasemien välille ja patentoivat ensimmäisen englantilaisen viisineulaisen lennättimen. Hieman myöhemmin ensimmäinen lennätinlinkki yhdisti Liverpoolin ja Manchesterin ja lennätinverkoston maailmanlaajuinen leviäminen alkoi. Vuonna 1839 Wheatstone ja Cooke perustivat Britannian ensimmäisen kaupallisen lennätinjärjestelmän.

Sir Charles Wheatstone kuoli matkalla Pariisissa 73-vuotiaana keuhkoputkentulehdukseen. King's Collegessa on erityinen ”Wheatstonen laboratoriona” tunnettu huone, joka on varattu hänen keksintöjensä esittelyyn. Musiikin harmoniateoria lasketaan pitkälti hänen ansiokseen. Concertina levisi soittimena ympäri maailman ja englantilaiset concertinat tunnetaan usein nimellä ”Wheatstone-concertina”, vaikka hänen sukunsa ei suoranaisesti sen alueen liiketoimintaa jatkanutkaan.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Tekniikan historia
Brittiläiset fyysikot
Brittiläiset keksijät
Brittiläiset professorit
Soitinten keksijät
Copley-mitalin saajat
Vuonna 1802 syntyneet
Vuonna 1875 kuolleet