جوزيف لوك

كان جوزيف لوك، زميل الجمعية الملكية للفنون (9 أغسطس 1805 - 18 سبتمبر 1860)، مهندسًا مدنيًا إنجليزيًا من القرن التاسع عشر، وارتبط اسمه بشكل خاص بمشاريع السكك الحديدية. وقد صُنِّف لوك، إلى جانب روبرت ستيفنسون وإسامبارد كينغدوم برونيل، كواحد من أبرز رواد تطوير السكك الحديدية.

وُلد لوك في أتيركليف ، شيفيلد ، يوركشاير، وانتقل إلى بارنسلي المجاورة عندما كان في الخامسة من عمره. وبحلول سن السابعة عشرة، كان جوزيف قد أتمّ تدريباً مهنياً على يد ويليام ستوبارت في بيلاو، على الضفة الجنوبية لنهر تاين، وتحت إشراف والده ويليام. كان مهندس تعدين خبيراً، قادراً على المسح، وحفر الآبار، وبناء السكك الحديدية والأنفاق والمحركات الثابتة. كان والد جوزيف مديراً في منجم وولبوتل للفحم على ضفاف نهر تاينسايد عندما كان جورج ستيفنسون يعمل هناك كعامل إطفاء. في عام 1823، عندما كان جوزيف في السابعة عشرة من عمره، شارك ستيفنسون في تخطيط خط سكة حديد ستوكتون ودارلينجتون . زار هو وابنه روبرت ستيفنسون ويليام لوك وابنه في بارنسلي، وتم الاتفاق على أن يعمل جوزيف لدى عائلة ستيفنسون. أنشأت عائلة ستيفنسون مصنعاً للقاطرات بالقرب من شارع فورث، نيوكاسل أبون تاين ، لتصنيع القاطرات لخط السكة الحديد الجديد. وعلى الرغم من صغر سنه، سرعان ما تبوأ جوزيف لوك منصباً ذا سلطة. أصبح هو وروبرت ستيفنسون صديقين مقربين، لكن صداقتهما انقطعت في عام 1824 عندما غادر روبرت للعمل في كولومبيا لمدة ثلاث سنوات. ^{[ 1 ]}

أجرى جورج ستيفنسون المسح الأولي لخط سكة حديد ليفربول ومانشستر ، لكن تبيّن وجود خلل فيه، فأعاد مسحه المهندس الشاب الموهوب تشارلز فينيولز . وطلب المديرون من جوزيف لوك إجراء مسح آخر لأعمال الأنفاق المقترحة وإعداد تقرير. انتقد التقرير بشدة العمل المنجز، مما أضرّ بسمعة ستيفنسون. استشاط ستيفنسون غضبًا، وتوترت العلاقات بين الرجلين منذ ذلك الحين، مع أن لوك استمر في العمل لدى ستيفنسون، ربما لتقدير الأخير لكفاءته. ورغم الانتقادات الكثيرة لعمل ستيفنسون، عندما أُقرّ مشروع قانون الخط الجديد أخيرًا عام ١٨٢٦، عُيّن ستيفنسون مهندسًا، وعيّن جوزيف لوك مساعدًا له للعمل جنبًا إلى جنب مع فينيولز، الذي كان مساعدًا آخر. إلا أن خلافًا في الشخصية بين ستيفنسون وفينيولز أدّى إلى استقالة الأخير، ليصبح لوك المهندس المساعد الوحيد. تولّى لوك مسؤولية النصف الغربي من الخط. كان أحد أبرز العقبات التي كان لا بد من التغلب عليها هو مستنقع تشات موس ، وهو مستنقع كبير كان لا بد من عبوره. وعلى الرغم من أن الفضل في هذا الإنجاز يُنسب عادةً إلى ستيفنسون، إلا أنه يُعتقد أن لوك هو من اقترح الطريقة الصحيحة لعبور المستنقع. ^{[ 1 ]}

أثناء إنشاء الخط، كان المديرون يحاولون تحديد ما إذا كانوا سيستخدمون محركات ثابتة أم قاطرات لتسيير القطارات. كان روبرت ستيفنسون وجوزيف لوك مقتنعين بتفوق القاطرات بشكل كبير، وفي مارس 1829، كتب الرجلان تقريرًا يُظهر تفوق القاطرات عند استخدامها على خط سكة حديد مزدحم. أدى هذا التقرير إلى قرار المديرين بإجراء تجربة مفتوحة لاختيار أفضل قاطرة. كانت هذه هي تجارب رينهيل ، التي أُجريت في أكتوبر 1829، وفازت بها قاطرة " روكيت ". ^{[ 1 ]}

عندما افتُتح الخط أخيرًا عام ١٨٣٠، خُطط لتسيير موكب من ثمانية قطارات من ليفربول إلى مانشستر والعودة. قاد جورج ستيفنسون القاطرة الرئيسية "نورثمبريان" ، بينما قاد جوزيف لوك القاطرة "روكيت". لكن ذلك اليوم شابه حادث مروع، حيث صدمت القاطرة "روكيت" ويليام هاسكيسون ، عضو البرلمان عن ليفربول ، ما أدى إلى وفاته.

في عام 1829، كان لوك مساعدًا لجورج ستيفنسون، وقد كُلِّف بمهمة مسح مسار خط سكة حديد غراند جانكشن . وكان من المقرر أن يربط هذا الخط الجديد نيوتن -لي-ويلوز بخط سكة حديد ليفربول ومانشستر مع وارينغتون ، ثم إلى برمنغهام عبر كرو وستافورد وولفرهامبتون ، بإجمالي 80 ميلاً.

يُنسب إلى لوك اختيار موقع كرو والتوصية بإنشاء ورش عمل هناك، وهي الورش اللازمة لبناء وإصلاح العربات والقطارات بالإضافة إلى المحركات. ^{[ 2 ]}

خلال بناء خط سكة حديد ليفربول ومانشستر، أظهر ستيفنسون قصورًا في إدارة مشاريع الهندسة المدنية الكبرى. في المقابل، كانت قدرة لوك على إدارة المشاريع المعقدة معروفة. قرر مديرو خط السكة الحديد الجديد التوصل إلى حل وسط، بموجبه أُسندت مسؤولية النصف الشمالي من الخط إلى لوك، والنصف الجنوبي إلى ستيفنسون. إلا أن عدم كفاءة ستيفنسون الإدارية سرعان ما اتضحت، بينما قدّر لوك تكاليف قسمه من الخط بدقة وسرعة فائقتين، حتى أنه وقّع جميع العقود الخاصة بقسمه قبل توقيع أي عقد لقسم ستيفنسون. نفد صبر شركة السكة الحديد من ستيفنسون، لكنها حاولت التوصل إلى حل وسط بجعل الرجلين مهندسين مشتركين. لم يسمح كبرياء ستيفنسون له بقبول ذلك، فاستقال من المشروع. ^{[ 3 ]} بحلول خريف عام 1835، أصبح لوك كبير المهندسين للخط بأكمله. تسبب هذا في خلاف بين الرجلين، وتوترت العلاقات بين لوك وروبرت ستيفنسون. حتى هذه اللحظة، كان لوك دائمًا تحت ظل جورج ستيفنسون. من تلك اللحظة فصاعدًا، سيصبح رجلًا مستقلًا، وسيعتمد نجاحه أو فشله على إنجازاته الخاصة. ^{[ 4 ]}

تم افتتاح الخط في 4 يوليو 1837. ^{[ 5 ]}

أساليب جديدة

تجنّب مسار لوك قدر الإمكان أعمال الهندسة المدنية الكبرى. وكان أهمها جسر داتون الذي يعبر نهر ويفر وممر ويفر المائي بين قريتي داتون وأكتون بريدج في تشيشاير. ويتألف الجسر من 20 قوسًا بمسافة 20  ياردة بين كل قوس وآخر.

من السمات المهمة للسكك الحديدية الجديدة استخدام قضبان حديدية مزدوجة الرأس (على شكل دمبل) مدعومة بعوارض خشبية بمسافة  76 سم بينها. كان من المفترض أن تُقلب القضبان عند تآكلها لاستخدام سطحها الآخر، ولكن تبين عمليًا أن الكراسي التي تُثبت فيها القضبان تُسبب تآكلًا في السطح السفلي، مما يجعله غير مستوٍ. ومع ذلك، فقد كان هذا تحسينًا على القضبان الحديدية المقوسة التي لا يزال روبرت ستيفنسون يستخدمها في سكة حديد لندن وبرمنغهام . ^{[ 6 ]}

كان لوك أكثر حرصًا من ستيفنسون على الحصول على أفضل قيمة مقابل أموال أصحاب العمل. ففي مشروع جسر بنكريدج، حصل ستيفنسون على عرض بقيمة 26,000 جنيه إسترليني. وبعد أن تولى لوك المشروع، قدّم للمقاول المحتمل معلومات أفضل، واتفق معه على سعر 6,000 جنيه إسترليني فقط. كما حاول لوك تجنب الأنفاق، لأنها كانت في ذلك الوقت تستغرق وقتًا أطول وتكلف أكثر من المخطط له. كان آل ستيفنسون يعتبرون ميل 1 من 330 هو أقصى ميل يمكن للقاطرة تحقيقه، وقد حقق روبرت ستيفنسون هذا الميل في خط سكة حديد لندن وبرمنغهام باستخدام سبعة أنفاق، مما زاد من التكلفة والتأخير. تجنب لوك الأنفاق بشكل شبه كامل في محطة غراند جانكشن، لكنه تجاوز حد الميل المسموح به لمسافة ستة أميال جنوب كرو . ^{[ 5 ]}

يُثبت دقة تقدير لوك للتكاليف أن تكلفة إنشاء خط سكة حديد غراند جانكشن بلغت 18,846 جنيهًا إسترلينيًا للميل الواحد، مقارنةً بتقدير لوك البالغ 17,000 جنيه إسترليني. وهذا تقدير دقيق للغاية مقارنةً بالتكاليف التقديرية لخط سكة حديد لندن وبرمنغهام (روبرت ستيفنسون) وخط سكة حديد غريت ويسترن (برونيل). ^{[ 3 ]}

قسّم لوك المشروع إلى عدة أقسام كبيرة بدلاً من أقسام صغيرة عديدة. سمح له هذا بالعمل عن كثب مع مقاوليه لتطوير أفضل الأساليب، والتغلب على المشكلات، واكتساب خبرة عملية مباشرة في عملية البناء ومع المقاولين أنفسهم. استعان لوك بالمقاولين الذين عملوا معه بكفاءة، ولا سيما توماس براسي ، وويليام بوديكوم، وويليام ماكنزي ، في العديد من المشاريع الأخرى. استفاد الجميع من هذا النهج التعاوني، بينما جعل نهج برونيل الأكثر تنافسية من الصعب عليه في نهاية المطاف إقناع أي شخص بالعمل معه. ^{[ 5 ]}

في عام 1834، تزوج لوك من فيبي مكري، وتبنى معها طفلاً. وانتُخب عضواً في الجمعية الملكية عام 1838.

لم يكن الاختلاف الجوهري في الفلسفة بين جورج ستيفنسون وجوزيف لوك، وفي أساليب المسح التي استخدماها، مجرد اختلاف في الرأي. فقد بدأ ستيفنسون مسيرته المهنية في زمن كانت فيه القاطرات تفتقر إلى القدرة على التغلب على المنحدرات الشديدة. وكان كل من جورج وروبرت ستيفنسون على استعداد لبذل قصارى جهدهما لتجنب المنحدرات الحادة التي كانت ستُرهق قاطرات ذلك الزمان، حتى لو كان ذلك يعني اختيار مسار ملتف يُضيف أميالًا إضافية إلى خط السكة الحديد. أما لوك، فكان أكثر ثقة بقدرة القاطرات الحديثة على صعود هذه المنحدرات. ومن الأمثلة على ذلك خط سكة حديد لانكستر وكارلايل ، الذي كان عليه التغلب على عائق جبال منطقة البحيرات . في عام 1839، اقترح ستيفنسون مسارًا ملتفًا يتجنب منطقة البحيرات تمامًا بالالتفاف حول خليج موركامب وغرب كمبرلاند ، مُدعيًا: "هذا هو الخط العملي الوحيد من ليفربول إلى كارلايل. إن إنشاء خط سكة حديد عبر شاب فيل أمرٌ مستحيل". رفض المديرون مساره واختاروا المسار الذي اقترحه جوزيف لوك، وهو مسار يستخدم منحدرات شديدة ويمر فوق شاب فيل. أكمل لوك الخط وكان ناجحًا. ^{[ 4 ]}

استنتج لوك أنه بتجنب المسارات الطويلة والأنفاق، يمكن إنجاز الخط بسرعة أكبر، بتكاليف رأسمالية أقل، والبدء في تحقيق الإيرادات في وقت أقرب. عُرف هذا النهج باسم مدرسة الهندسة "الصعود والهبوط" (التي أشار إليها رولت باسم "الصعود والهبوط" أو "الأفعوانية"). اتبع لوك نهجًا مشابهًا في تخطيط سكة حديد كاليدونيان ، من كارلايل إلى غلاسكو . في كلا الخطين، أدخل لوك منحدرات بنسبة 1 إلى 75، مما شكل ضغطًا كبيرًا على القاطرات المحملة بالكامل، لأنه حتى مع إدخال قاطرات أكثر قوة، أصبحت القطارات التي تجرها أثقل. لذلك، يمكن القول إن لوك، على الرغم من نجاح فلسفته، لم يكن مصيبًا تمامًا في استنتاجه. ^{[ 3 ]} حتى اليوم، يُعدّ شاب فيل اختبارًا قاسيًا لأي قاطرة.

عُيّن لوك لاحقًا لبناء خط سكة حديد من مانشستر إلى شيفيلد، خلفًا لتشارلز فينيولز كمهندس رئيسي، بعد أن واجه الأخير سلسلة من المصائب والصعوبات المالية. شمل المشروع نفق وودهيد الذي يبلغ طوله ثلاثة أميال ، وافتُتح الخط، بعد تأخيرات عديدة، في 23 ديسمبر 1845. تطلّب بناء الخط أكثر من ألف عامل حفر ، وأودى بحياة 32 منهم، وأصاب 140 آخرين بجروح خطيرة. كان نفق وودهيد مشروعًا بالغ الصعوبة لدرجة أن جورج ستيفنسون ادّعى أنه من المستحيل إنجازه، مُعلنًا أنه سيلتهم أول قاطرة تعبر النفق.

وفي الشمال، صمم لوك أيضًا خط سكة حديد لانكستر وبريستون جانكشن ؛ وخط سكة حديد غلاسكو وبيزلي وغرينوك ؛ وخط سكة حديد كاليدونيان من كارلايل إلى غلاسكو وإدنبرة . ^{[ 7 ]}

في الجنوب، عمل على خط سكة حديد لندن وساوثامبتون، والذي أطلق عليه فيما بعد اسم خط سكة حديد لندن والجنوب الغربي ، حيث صمم، من بين هياكل أخرى، جسر ناين إلمز إلى واترلو ، وجسر ريتشموند للسكك الحديدية (1848، والذي تم استبداله منذ ذلك الحين)، وجسر بارنز للسكك الحديدية (1849)، وكلاهما عبر نهر التايمز ، والأنفاق في ميشيلديفر ، وجسر كواي ستريت ذو الـ 12 قوسًا وجسر كامز هيل ذو الـ 16 قوسًا، وكلاهما في فاريهام (1848).

شارك بنشاط في تخطيط وبناء العديد من خطوط السكك الحديدية في أوروبا (بمساعدة جون ميلروي ^{[ 8 ]} )، بما في ذلك خط سكة حديد لو هافر - روان - باريس، وخط برشلونة - ماتارو، وخط سكة حديد الراين الهولندي. كان حاضرًا في باريس عند وقوع حادث قطار فرساي عام 1842، وقدم بيانًا بالوقائع إلى الجنرال شارل باسلي من مفتشية السكك الحديدية . كما شهد انهيارًا كارثيًا لأحد جسوره التي بناها على خط باريس - لو هافر الجديد. كان الجسر مبنيًا من الحجر والطوب في بارنتين بالقرب من روان ، وكان الأطول والأعلى على الخط. بلغ ارتفاعه 108 أقدام، ويتكون من 27 قوسًا، عرض كل منها 50 قدمًا، بطول إجمالي يزيد عن 1600 قدم. في صباح ذلك اليوم الباكر (حوالي الساعة السادسة صباحًا)، شاهد صبيٌّ ينقل الحصى لخط السكة الحديد على سفح تل مجاور أحد الأقواس (الخامس على جانب روان) ينهار، ثم تبعته بقية الأقواس. ولحسن الحظ، لم يُقتل أحد، على الرغم من إصابة عدد من العمال في مطحنة أسفل الجسر. وقد عزا لوك هذا الانهيار الكارثي إلى تأثير الصقيع على الأسمنت الجيري الجديد، والتحميل غير المتمركز للجسر بالحصى قبل الأوان. أُعيد بناء الجسر على نفقة توماس براسي ، ولا يزال قائمًا حتى اليوم. وبصفته رائدًا في إنشاء العديد من خطوط السكك الحديدية الجديدة في فرنسا، ساهم لوك أيضًا في تأسيس أول مصنع للقاطرات في البلاد.

تميزت أعمال السكك الحديدية التي صممها لوك بالاقتصاد، واستخدام الجسور الحجرية كلما أمكن، وعدم وجود أنفاق. ومن الأمثلة على ذلك عدم وجود نفق بين برمنغهام وغلاسكو. ^{[ 6 ]}

كان لوك وروبرت ستيفنسون صديقين حميمين في بداية مسيرتهما المهنية، إلا أن صداقتهما شابتها خلافات بين لوك ووالد روبرت. ويبدو أن روبرت شعر بأن الولاء لوالده يقتضي منه الوقوف إلى جانبه. ومن اللافت للنظر أنه بعد وفاة جورج ستيفنسون في أغسطس 1848، عادت صداقة الرجلين إلى سابق عهدها. وعندما توفي روبرت ستيفنسون في أكتوبر 1859، كان جوزيف لوك من بين حاملي نعشه. ويُروى أن لوك وصف روبرت بأنه "صديق شبابي، ورفيق دربي في سنوات نضجي، ومنافسي في سباق الحياة". كما كانت تربط لوك علاقة ودية بمنافسه الآخر في مجال الهندسة، إيزامبارد كينغدوم برونيل .

في عام ١٨٤٥، استُدعي كلٌّ من لوك وستيفنسون للإدلاء بشهادتهما أمام لجنتين. في أبريل، كانت لجنة مختارة من مجلس العموم تُحقق في نظام السكك الحديدية الهوائية الذي اقترحه برونيل. تحدث برونيل وفينيولز مؤيدين للنظام، بينما عارضه لوك وستيفنسون. وقد أثبتت الأيام صحة رأي الأخيرين. في أغسطس، أدلى الاثنان بشهادتهما أمام مفوضي المقاييس الذين كانوا يسعون إلى توحيد مقياس السكك الحديدية في جميع أنحاء البلاد. تحدث برونيل مؤيدًا لمقياس ٧  أقدام الذي كان يستخدمه في خط سكة حديد غريت ويسترن . وتحدث لوك وستيفنسون مؤيدين  لمقياس ٤ أقدام و٨.٥ بوصة الذي استخدموه في عدة خطوط. انتصر رأي الأخيرين، واعتُمد مقياسهما كمعيار. ^{[ ١ ]}

شغل لوك منصب رئيس معهد المهندسين المدنيين بين ديسمبر 1857 وديسمبر 1859. ^{[ 9 ]} كما شغل منصب عضو في البرلمان عن هونيتون في ديفون من عام 1847 حتى وفاته. ^{[ 10 ]}

توفي جوزيف لوك في 18 سبتمبر 1860، ^{[ 11 ]} على ما يبدو بسبب التهاب الزائدة الدودية، أثناء عطلة صيد. ودُفن في مقبرة كينسال غرين بلندن . وقد عاش أطول من صديقيه/منافسيه روبرت ستيفنسون وإسامبارد برونيل بأقل من عام؛ إذ توفي المهندسون الثلاثة جميعًا بين سن 53 و56 عامًا، وهو أمر عزاه رولت إلى الإرهاق الشديد، حيث أنجزوا في حياتهم القصيرة أكثر مما ينجزه الكثيرون في سبعين عامًا.

تم تخصيص حديقة لوك في بارنسلي لذكراه من قبل أرملته فيبي في عام 1862. وتضم تمثالًا للوك بالإضافة إلى مبنى غريب يُسمى "برج لوك".

يُعدّ خط السكة الحديد الرئيسي للساحل الغربي (WCML) إرث لوك الأبرز، والذي تشكّل من خلال ربط خطوط سكك حديد كاليدونيان، ولانكستر وكارلايل، وغراند جانكشن بخط سكة حديد لندن وبرمنغهام الذي أنشأه روبرت ستيفنسون. ونتيجةً لذلك، قام لوك بتخطيط وتصميم حوالي ثلاثة أرباع مسار خط السكة الحديد الرئيسي للساحل الغربي.

تم الكشف عن لوحة تذكارية في محطة لانكستر في الذكرى المئوية والخمسين لوفاته.

• ألفريد أوستن

• هانسارد 1803-2005: مساهمات جوزيف لوك في البرلمان
• حياة جوزيف لوك، مهندس مدني، بقلم جوزيف ديفي (1862)