درست است که فناوری نسل جدید اینترنت موسوم به ۵G سرعتی باورنکردنی دارد، اما هم سرعت آن در همه جا یکسان نیست و سرعتهای بسیاری متفاوتی دارد و هم بحث پوشش آن داستان دیگری است و مثل نسلهای قبلی همچنان یک مشکل است.
به گزارش ایسنا و به نقل از انگجت، اپراتورهای مخابراتی به شما میگویند که ۵G یک جهش بزرگ نسبت به LTE است، اما این فناوری نه در حرف بلکه در دنیای واقعی چقدر بهتر است؟
با توجه به اطلاعات پایگاه راستیآزمایی "اوپن سیگنال"(Opensignal)، نسل جدید اینترنت واقعاً بسیار سریعتر از نسل قبل است، اما عمدتاً در ایالات متحده این میزان از سرعت در دسترس است.
این شرکت تحقیقاتی دریافته است که اوج سرعت دانلود در آمریکا بر روی شبکه ۵G بیش از ۱.۸ گیگابیت در ثانیه است که در مقایسه با ۶۷۸ مگابیت در ثانیه روی شبکه LTE، حدود ۲.۷ برابر سریعتر است. این افزایش چشمگیر سرعت بیشتر به خاطر استفاده از طیف موج میلیمتری است که فرکانسهای فرابالا(UHF) در حدود ۳۰ گیگاهرتز و بیشتر، باعث افزایش این چنینی پهنای باند میشود. با این حال، کشورهای دیگر آن را کاملاً شفاف نمیدانند و به آمریکاییها هشدار میدهند.
فرکانس فرابالا(UHF، Ultra High Frequency) به گستره طیفی موج الکترومغناطیسی که فرکانسی بین ۳۰۰ مگاهرتز و ۳ گیگاهرتز دارند، گفته میشود. از این طیف فرکانسی برای پخش تلویزیونی و شبکههای موبایلی استفاده میشود.
بنابراین سرعت کلی ۵G در کشورهای دیگر پایینتر است. به عنوان مثال این سرعت در سوئیس و کره جنوبی نزدیک به ۱.۱ گیگابیت در ثانیه است. اکثر این بازارها به موج میلیمتری دسترسی ندارند و در عوض به فرکانسهای متوسط(MF) وابسته هستند که معمولاً بسامدی بین ۳.۴ گیگاهرتز تا ۳.۸ گیگاهرتز دارد تا نسل بعدی اینترنت بیسیم را ارائه دهد.
براساس تقسیمبندی اتحادیه بینالمللی مخابرات، فرکانس متوسط(MF، Medium Frequency) به امواج بین ۳۰۰ کیلوهرتز تا ۳۰۰۰ کیلوهرتز گفته میشود.
این در حالی است که اینترنت ۵G در برخی کشورها مانند اسپانیا و انگلستان آن قدر جدید و محدود است که تفاوت آن با LTE به سختی قابل توجه است. حتی در حال حاضر اینترنت ۵G در استرالیا با سرعت ۷۹۲ مگابیت در ثانیه در مقایسه با اینترنت LTE با سرعت ۹۵۰ مگابیت در ثانیه سرعت کمتری دارد.
اپراتورهای مخابراتی ایالات متحده ممکن است نخواهند پرده از پیشرفتهای خود بردارند و با صدای بلند درباره آن صحبت کنند. همانطور که متخصصان دریافتهاند که موج میلیمتری ۵G به طور معمول پوشش بسیار محدودی را ارائه میدهد که با رفتن به یک فضای سربسته به راحتی از بین میرود.
اینترنت ۵G با فرکانس متوسط ممکن است از نظر تئوری کندتر باشد، اما اتصال ۵G را در مکانهای بیشتری برقرار نگه میدارد. البته نباید از این نکته غافل شد که اینترنت ۵G در مرحله اولیه توسعه است و شبکه ۵G هم اکنون عمدتاً خالی است. بنابراین بحث پوشش فرکانس متوسط با شلوغ شدن شبکه میتواند تغییر کند.
با این حال پایگاه "اوپن سیگنال" خوشبین است و میگوید خدمات ۵G بیشتری بر روی طیف جدید و کانالهای گستردهتر راهاندازی خواهد شد که به ارائه قابلیتهای بالقوه این فناوری کمک میکند. به هر حال در حال حاضر فقط تعداد انگشت شماری از مردم اینترنت ۵G را با بیشترین سرعت ممکن تجربه میکنند.
نسل پنجم شبکه تلفن همراه (۵G)، یا دقیقتر، نسل پنجم ارتباطات سیّار سلولی، هماکنون جدیدترین نسل سیستمهای ارتباطات سیار سلولی است که پس از نسل چهارم (۴G) فعلی ارائه شده است.
در ایران، نسل پنجم شبکه تلفن همراه را گاهی به اشتباه نسل پنجم اینترنت میگویند، چرا که اینترنت، نسل ندارد.
از اهداف نسل پنجم، افزایش سرعت انتقال داده تا ۲۰ گیگابیت بر ثانیه (یک گیگابیت بر ثانیه برای هر کاربر)، افزایش ظرفیت سرویسدهی به کاربران شبکه (کاربران بیشتر)، کاهش تأخیر شبکه و بهینگی بیشتر مصرف توان در تجهیزات شبکه و کاربر (مانند گوشی موبایل) و نیز پشتیبانی از سرعت بیشتر کاربران در حال حرکت (مانند کاربر سوار بر خودرو در اتوبان و یا قطارهای سریعالسیر) تعریف شده است.
در این نسل باید حداقل یک میلیون کاربرِ ارتباطات پهنباند سیار در هر کیلومتر مربع بتوانند به شبکه متصل شوند و هر کاربر باید بتواند در شلوغترین حالت، حداقل سرعت ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را تجربه کند، که این موضوع در استاندارد نسل چهارم قید نشده بود. کاهش مصرف انرژی هم معیاری است که در این نسل به آن توجه شده است و دستگاههای فرستنده و گیرنده اپراتورها باید در ساعت کم مصرف به حالت صرفهجویی انرژی وارد شده و به سرعت فعال شوند که این معیار هم در نسل چهارم قید نشده بوده است. در نتیجه، نسل پنجم به عنوان مثال، امکان ارتباط به صورت رسانه جاری(streaming) در ساعات اوج مصرف از طریق تلفن همراه را برای افراد فراهم میکند.
همچنین، هدف عملیاتی دیگر آن بهبود پشتیبانی از ارتباطات ماشین با ماشین، یعنی اینترنت اشیا، با هزینه کمتر، مصرف باتری کمتر و تأخیر کمتر از نسل چهارم است.
در اوایل ۲۰۱۲، اتحادیه بینالمللی مخابرات(ITU) تحت نظر سازمان ملل برنامهای را برای توسعه تیم ارتباطات بینالمللی موبایلی(IMT) برای افق ۲۰۲۰ و فراتر از آن (IMT-۲۰۲۰) آغاز کرد. در نتیجه یک مسابقه جهانی برای تعیین نسل پنجم (۵G) شبکه موبایل رسماً شروع شد. سه سال بعد، این نسل شروع به شکلگیری کرد.
یک پیشنویس از سوی ITU-R دربارهٔ IMT-۲۰۲۰، سه ویژگی اصلی ۵G را به عنوان سیستم موبایل پهنباندِ بهبودیافته تعریف میکند؛ ارتباطات پرشمار ماشینی (مانند اینترنت اشیا)، بسیار قابل اطمینان و با تأخیر اندک. همچنین پیشنویس مشابهی به ملزومات این سناریوها از نظر شاخصهای اجرایی مانند بازده طیف، تأخیر، چگالی ارتباط و ظرفیت ترافیکی ناحیه اشاره میکند.
نمایی از کهکشان راه شیری
گروهی از منجمان ایرانی و انگلیسی نخستین نقشه سه بعدی از حباب محلی را با رصد باندهای پخشی میان ستارهای که منشاء ناشناختهای داشته و تنها اثراتی بر روی طیف ستارهها دارند را با استفاده از تلسکوپهایی در دو نیمکره شمالی و جنوبی منتشر کردند. این مشاهدات سوالات جدیدی را پیش پای منجمان میگذارد و میتواند آنها را به سوی درک بهتری از منشاء حیات در منظومه شمسی هدایت کند.
به گزارش ایسنا، خورشید در حال حرکت به دورِ مرکز کهکشان راه شیری، در درون بخشی خاص از بازوی کهکشانی است که به طرز عجیبی خالی از ماده است. بازوهای کهکشانِ راه شیری به دلیل فعالیتهای ستارگان، دارای ابرهای گازی و مولکولی ضخیمی هستند که در درونِ غبارِ غلیظِ بازوها شناورند؛ اما اکنون ما خود را درون بخشی از بازوی کهکشان میبینیم که بسیار داغ و رقیقتر از سایر مکانهای بازو است.
منجمان این مکانهای داغ و خالی را "حباب" و حبابی که خورشید در درون آن قرار گرفته است را "حباب محلی" مینامند. این حباب دمایی معادل یک میلیون درجه سلسیوس دارد. برای درک میزان داغی آن میتوان با دمای ۵۶۰۰ درجه سلسیوسِسطح خورشید مقایسه کرد.
احتمال داده میشود که این حباب بر اثر انفجارهای متوالی ۱۲ تا ۱۵ ابر نواختر شکل گرفته باشد که فضایی به ابعاد ۲۵۰ سال نوری را از ماده خالی کرده است
تیمی از محققان رصدی پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانشهای بنیادی و دانشگاه "کییل" انگلستان با رصدهایی که ۳ سال به طول انجامید به دنبال پاسخ این سوال بودند که آیا موادی وجود دارند که بتوانند دمای داخل حباب محلی را تحمل کنند؟ اگر چنین مادهای وجود داشته باشد میتواند امکان ثبت نقشه حباب محلی را فراهم کند.
این تیم به یک پدیده رصدی که هنوز یکی از اسرار نجوم به حساب میآید، روی آوردند. رصد "باندهای پخشی میان ستارهای"!
تقریباً یک قرن پیش آثار ناشناخته بر روی طیف ستارگان دور دست رصد شده بود که از فضای میان ستارهای نشأت گرفته بود. این آثار طیفی با آنچه از اتمها و مولکولها انتظار میرفت تفاوت داشت و هیچ نشانهای از این مواد بر روی زمین وجود نداشت و قابل تولید در آزمایشگاهها نبود. تحقیقات بعدی نشان داد که این مواد ناشناخته احتمالاً مولکولهای ارگانیکی هستند که بسیار بزرگ و مقاوم هستند و تقریباً در همه جا حضور دارند، منجمان نام این مولکولهای ناشناخته را "باندهای پخشی میان ستارهای" گذاشتند و تا به امروز حدود ۵۰۰ گونه متفاوت از آنها کشف شده است ولی فقط ساختار ۲ مورد از آنها کشف شده و بقیه همچنان ناشناخته ماندهاند.
دکتر امین فرهنگ، نویسنده اول مقاله که امروز در مجله نیچر نجوم ( Nature Astronomy) منتشر شد، در گفتوگو با ایسنا، گفت: سوال این بود که آیا میتوانیم این باندها را در فضای نزدیک به خودمان هم ببینیم؟ و از سوی دیگر چون این مولکولها سنگین و بزرگ هستند آیا میتوانند با مکانیزم خاصی در محیطهای داغی مثل حباب محلی هم زنده بمانند یا خیر؟ آنچه برای ما اهمیت داشت به دست آوردن نقشه حباب محلی با استفاده از "باندهای پخشیمیان ستارهای" بود.
دکتر عاطفه جوادی یکی دیگر از محققان این تیم یادآور شد: روش ما برای تولید نقشه این حباب رصد ستارههای اطراف در جهتهای مختلف بود تا بتوانیم با رصد آثار طیفی مواد ناشناخته که بین این ستارهها و زمین قرار دارند چگالی موادی که منشأ این آثار هستند را تعیین کنیم.
به منظور یافتن پاسخ این سوالات تیمی از منجمان ایرانی و انگلیسی به ترتیب با استفاده از تلسکوپهای INT در جزیره "لاپالما" اسپانیا و NTT در شیلی به طور همزمان اقدام به پیمایش آسمان نیمکره شمالی و جنوبی با استفاده از رصد صدها ستاره داغ و جوان کردند.
در این رصدهای که ۳ سال به طول انجامید، با ترکیب هر دو پیمایش آسمان نیمکرههای شمالی و جنوبی و با استفاده از یک تکنیک ریاضی بسیار پیچیده، این رصدهای دو بعدی به نقشهای سه بعدی تبدیل شد. این اولین بار است که درونِ فضایِ حباب محلی نقشه برداری میشود. این منجمان نشان دادند که مولکولهای ارگانیک با یک مکانیزم خاصی در درون حباب محلی داغ وجود دارند.
عکس ۱: این تصویر نمایی سه بعدی از گازهای ارگانیک درون حباب محلی است. خورشید و منظومه شمسی با فلش نشان داده شدهاند و مرکز کهکشان راه شیری در جهت محور X است. چگالی گاز با ستون رنگی در سمت چپ نمایش داده شده است که نمایانگر لگاریتمِ چگالی برحسب معکوس سانتیمتر مکعب است.
این کشف نشان داد که "باندهای پخشی میان ستارهای" میتوانند در محیطهای بسیار داغ با استفاده از مکانیزم خاصی، تا زمانی محدود، زنده بمانند و یا اینکه در درونِ حباب محلی مکانهای بسیار کوچکِ سردی وجود دارد که این مولکولها میتوانند در درون آن زنده باقی بمانند.
از طرف دیگر، زمانی که خورشید و به تبع آن زمین از درون این محیط عبور میکنند، این مواد میتوانند بر روی زمین فرو آیند. حال این سوال پیش میآید که آیا این مولکولهای ارگانیک میتوانند عامل تشکیل حیات در ۳ و نیم میلیارد سال پیش بر روی زمین بوده باشند؟
عکس ۲: این تصویر نقشه مولکولهای ارگانیک را با رنگ سبز در درون حباب محلی نشان میدهد. ابرهای خنثی سدیم با رنگ قرمز و غبار با رنگ آبی در اطراف حباب محلی نشان داده شده است. خورشید در مرکز تصویر وجود دارد و فاصلهها بر حسب پارسک (معادل ۳.۲ سال نوری) است.
دکتر حبیب خسروشاهی، مجری طرح رصدخانه ملی ایران نیز در گفتوگو با ایسنا در این خصوص خاطر نشان کرد: این پروژه با حمایت رصدی طرح رصدخانه ملی ایران و با هدف آموزش منجمان حرفهای بر اساس توافق بین رصدخانه ملی ایران و رصدخانه "آیزاک نیوتن" شکل گرفت، طرحی که با انتشار این دست آورد مهم علمی میتوان موفقیت آن را جشن گرفت.
تیم تحقیقاتی ایرانی این مطالعات دکتر امین فرهنگ (نویسنده اصلی)، دکتر حبیب خسروشاهی و عاطفه جوادی بوده است و نتایج این تحقیق، در مجله نیچر نجوم (Nature Astronomy) به چاپ رسیده است.
به گزارش ایسنا، این مقاله ساعت ۲۰ شب گذشته به وقت ایران در مجله نتیچر نجوم (Nature Astronomy) منتشر شده است و لینک این مقاله به آدرس ذیل قابل دسترسی است:
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0814-z
کریستوفر کوزوا، از دانشگاه نورتوسترن و کلزنی بلر، از دانشکدهی پزشکی دانشگاه نیویورک نتایج پژوهشی جدید با عنوان «فرضیهی ارتباط تقاضای انرژی مغز با خطر چاقی» را در هفتهنامهی مقالات آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا (PNAS)، منتشر کردهاند. آنها پیشنهاد میدهند تنوع در نیاز به انرژی برای رشد مغز در کودکان از لحاظ زمانبندی و شدت و مدت مصرف انرژی میتواند الگوهای مصرف انرژی و افزایش وزن را تحتتأثیر قرار دهد.
کوزوا درباره این موضوع گفت:
همهی ما میدانیم که میزان انرژی سوزاندهشده در بدن بر افزایش وزن تأثیرگذار است. هنگامی که کودکان پنجساله هستند، مغز آنها تقریبا نیمی از انرژی بدن را استفاده میکند. با این حال، نمیدانیم میزان مصرف انرژی مغز بین بچهها چقدر تفاوت دارد. این شکاف بزرگی در درک ما از مصرف انرژی است.
وی در ادامه افزود:
هدف اصلی مقالهی ما، معطوفکردن توجه به این شکاف در درک مسئلهی یادشده و تشویق پژوهشگران برای اندازهگیری مصرف انرژی مغز کودک در مطالعات آتی است؛ بهویژه آن دسته از پژوهشگرانی که بر درک افزایش وزن و خطر چاقی متمرکز هستند.
بهنقل از نویسندگان، دیگر نکتهی مهم ناشناخته، این است که آیا برنامههای طراحیشده برای برانگیختن رشد مغز از طریق توانمندسازی نظیر برنامههای پیشدبستانی همچون برنامهی هد استارت در ایالات متحده بر الگوی مصرف انرژی مغز تأثیرگذار خواهند بود یا خیر. کوزوا در این زمینه گفت:
بر این باوریم که احتمال دارد افزایش مصرف انرژی به وسیلهی مغز بتواند مزیتی غیرمنتظره برای برنامههای اولیهی رشد مغز کودک محسوب شود که البته به نوبهی خود دیگر مزایای اثباتشدهی فراوانی نیز بههمراه دارد. این روند بردبرد بسیار خوبی خواهد بود.
این فرضیه جدید از مطالعهی دیگر کوزوا و همکارانش در سال ۲۰۱۴ الهام گرفته شده است. آن بررسی نشان میداد مصرف انرژی مغز در طول عمر با دوسوم مصرف انرژی بدن در زمان استراحت برابری میکند که تقریبا نیمی از انرژی مصرفی در پنجسالگی است. این مطالعه همچنین نشان میدهد سنینی که مصرف انرژی مغز برای کودکی افزایش مییابد، همان سنینی هستند که کاهش وزن رخ میدهد. کوزوا گفت:
این یافته به تأیید فرضیهای قدیمی در انسانشناسی کمک کرد که براساس آن، علت اینکه کودکان انسان در مقایسه با دیگر پستانداران و نخستیها رشد جسمی کمتری دارند، تا حدودی بهعلت نیاز مغز آنها به مصرف انرژی بیشتر برای رشد است.
موضوع حریم خصوصی اینروزها تبدیل به بهانهی جدیدی برای جنگوجدال بین شرکتهای بزرگ فناوری شده است. اپل نیز بهعنوان یکی از شرکتهای بزرگ فناوری که همواره مدعی رعایت حقوق کاربران بوده، با بیلبوردهای تبلیغاتی جدید خود علاوهبر برجستهسازی خود، بهصورت غیرمستقیم گوگل را برای سیاستهایش تخریب کرده است.
همانطور که احتمالاً مطلع هستید، کوپرتینوییها بارها در مصاحبهها و صحبتهایشان از شیوهی کسبوکارشان بهعنوان تنها عامل برای دستنبردن در اطلاعات خصوصی کاربرانشان یاد کردهاند. در ماه ژانویه سال جاری، اپل یک بیلبورد با محوریت حریم خصوصی در شهر لاسوگاس و در آستانهی رویداد CES نصب کرد. آنها در این بیلبورد پیامی واضح اما کنایهدار را انتخاب کردند: «هرآنچه در آیفونتان اتفاق میافتد، در آیفونتان باقی خواهد ماند.»
اکنون این شرکت یک گام دیگر برداشته و باری دیگر ازطریق موضوع حریم خصوصی، گوگل را مخاطب قرار داده است.
همانطور که در تصویر بالا مشاهده میکنید، اپل بیلبوردی را با جملهی «کسبوکار ما در دورماندن از [اطلاعات] شما است.» در نگاه نخست همهچیز بهمانند سابق بهنظر میرسد؛ اما نکتهی مهم دربارهی این بیلبورد، قرارگیری آن در مقابل شرکت Sidewalk Labs است که به شرکت خواهر گوگل شهرت دارد. این شرکت قصد دارد تا نسل بعدی زندگی شهری را با خودکارسازی بسیاری از امور رقم بزند.
Sidewalk قصد دارد تا ازطریق نظارت روی اعمال شهروندان و جمعآوری دادههای آنها بهواسطهی دوربینهای نظارتی و دستگاههای اینترنت اشیاء، برنامههای خود را در زمینهی افزایش کیفیت زندگی، کاهش هزینهی سکونت و بازسازی زندگی شهری محقق سازد؛ بااینحال، بسیاری از افراد به برنامههای این شرکت انتقادات بسیاری دارند و مؤفقیت آن را بهمعنی سلب آزادی شهروندان و نابودی حریم خصوصی قلمداد میکنند.
در ماه ژوئن، مدیرعامل Sidewalk در گفتوگویی، از برنامههای شرکتش برای تغییر در سبک زندگی شهری تورنتو در آیندهای نزدیک خبر داد:
هدف ما این است که در بخش اسکلهی شرقی تورنتو، کاری خارقالعاده انجام دهیم. بهدنبال خلق یک مدل جامع هستیم که بهواسطهی ترکیب فناوریهای پیشرفته و طراحی شهری آیندهنگرانه، به بهبودی بلندپروازانه در تمامی زوایای زندگی دست پیدا کنیم.
حال باتوجه به اینکه گوگل مالک این شرکت است و غول دنیای اینترنت نیز سابقهی درخشانی در حفظ دادههای شخصی کاربرانش ندارد، نگرانیها دربارهی کارِ موردبحث دوچندان شده است. اپل نیز از این فرصت استفاده کرده تا باری دیگر سیاستهای گوگل را مورد انتقاد قرار دهد و درمقابل، از آن برای ارتقاء جایگاه خود نزد مخاطبان بهره ببرد.
باوجوداین، ماجرای بیلبورد اپل به همینجا ختم نشده است و کوپرتینوییها در نقطهای دیگر از شهر تورنتو با نام کینگ، بیلبوردی با مضمون «حریم خصوصی پادشاه (همهچیز) است»، برپا کردهاند.
حال باتوجهبه اتفاقات پیشآمده، باید منتظر ماند و دید که گوگل پاسخی به این اقداماتِ اپل خواهد داد یا خیر.
امسال بهطرز فزایندهای، شاهد ترند گوشیهای هوشمند تاشدنی بودیم. پس از آنکه سامسونگ و هواوی گوشیهای تاشدنی معرفی کردند، سایر کارخانههای تولیدکننده تجهیزات اصلی (OEM) نیز تلاش میکنند تا از این قافله عقب نمانند. اما دراینمیان، شرکتی وجود دارد که دراینباره سکوت کرده بود.
وقتی سخن از طراحی تاشدنی بهمیان میآید، متوجه میشویم که شرکت آمریکایی IBM در تمام این مدت تنها نظارهگر بوده و اقدامی در این زمینه انجام نداده است. شرکتی که زمانی در زمینه رایانههای شخصی پیشرو بوده، در رابطه با گوشیهای هوشمند تاشدنی سکوت کرده است؛ هرچند که بهنظر میرسد دلیلی قانعکننده در پشت این تصمیم داشته باشد. براساس پتنتی که توسط وبسایت Letsgodigitalفاش شده، IBM درحال تدارک برای بازی در یک عرصهی متفاوت است. عنوان این پتنت «نمایشگر با اندازه متغیر برای یک دستگاه با صفحهنمایش الکترونیک» است که در سال ۲۰۱۶ توسط IBM به ثبت رسیده و در تاریخ ۱۱ ژوئن ۲۰۱۹ توسط اداره ثبت اختراع و نشان تجاری ایالات متحده آمریکا (USPTO) منتشر شده است.
این پتنت ایدهای جالب را به تصویر میکشد که در آن صفحه یک ساعت هوشمند پس از یک مرحله بازشدن، به یک گوشی هوشمند تبدیل میشود و در مرحله بعد به شکل یک تبلت تمامصفحه درمیآید. طراحی این پتنت کمی ضخیمتر از ساعتهای هوشمند معمولی است و این مسئله، بهدلیل آن است که سه صفحهنمایش جداگانه را در خود جای میدهد که امکان تبدیلشدن به کوشی هوشمند و تبلت را فراهم میکنند. این دستگاه همچنین در قسمت زیرین خود، پورتهایی برای اتصالات دارد.
متاسفانه پتنت مذکور درباره تجربه کاربری و سازوکار تاشدن صحبتی نکرده است. گمان میرود که سازوکار تاشدن این ساعت هوشمند، نیمهخودکار یا خودکار باشد و با دستور کاربر کار کند. انتظار میرود که IBM به این زودی ساعت هوشمند جدید خود را معرفی نکند. به هرحال، این یک طراحی جالب و منحصربهفرد است که میتواند کاربردهای متنوعی داشته باشد.
مدتها است درمورد این موضوع میشنویم که ایجاد جنگل میتواند زمین را از گرمایش جهانی نجات دهد. بااینحال، چنین ایدهای بیشتر همچون شعاری ایدهآلگرایانه بهنظر میآید. حال، درنهایت دادههایی وجود دارند که نشان میدهند اگر گونههای مناسب درختان در زمینهای مناسب در سرتاسر سیاره کشت شوند، جنگلهای حاصل میتوانند ۲۰۵ گیگاتن کربندیاکسید را طی ۴۰ تا ۱۰۰ سال آینده به دام اندازند. تام کروثر، استاد اکولوژی اکوسیستم جهانی در مؤسسهی فناوری فدرال زوریخ و نویسندهی پژوهشی که در مجلهی Science منتشر شده، میگوید این مقدار حدود دو سوم از تمام کربندیاکسیدی است که از زمان انقلاب صنعتی وارد اتمسفر شده است.
پژوهشگران حدود ۸۰ هزار تصویر ماهوارهای مرتبط با پوشش درختان در سرتاسر جهان را تجزیهوتحلیل و نتایج حاصل را با اطلاعات مرتبط با خاک و شرایط اقلیمی موجود در پایگاههای دادههای جهانی ترکیب کردند و هر بار یک هکتار را مورد ارزیابی قرار دادند. حاصل این کار، نقشهی دقیقی بود که نشان میداد زمین بهطور طبیعی از چه تعداد درخت میتواند پشتیبانی کند، جنگلها در حال حاضر در کدام مناطق زمین وجود دارند و خارج از محدودهی بیابانها و علفزارها که قادر به حمایت از درختان نیستند، در کجا میتوانند پرورش پیدا کنند.
پژوهشگران، جنگلهای موجود و نیز مناطق شهری و زمینهای استفاده شده برای کشاورزی را از این مناطق کم کردند. به این ترتیب، ۰/۹ میلیارد هکتار زمین باقی ماند که اگرچه درختی در آن وجود نداشت ولی قابلیت تبدیل به جنگل را داشت. اگر این فضاها با درختانی که در همان حوالی رشد میکنند پر شود، ذخیرهی رشد جدید میتواند ۲۰۵ گیگاتن از کربن را هنگام بلوغ جنگلها ذخیره کند. کروثر میگوید:
البته پس از گذشت ۴۰ تا ۱۰۰ سال، زمانیکه رشد جنگل متوقف شود، نرخ ذخیرهی کربن حالت هموار میگیرد اما پژوهشگران میگویند وقتی که درختان پیر از بین بروند و درختان جدید رشد کنند، ۲۰۵ گیگاتن کربن حفظ خواهد شد. این میتواند مخزنی از کربن اضافی باشد که دیگر در اتمسفر نیست.
آنطور که در تصاویر بالا مشاهده میکنید، زمین میتواند بهطور طبیعی از ۴/۴ میلیارد هکتار جنگل پشتیبانی کند (مناطق رنگی در نقشه بالا؛ رنگ خاکستری نشاندهندهی مناطقی مانند بیابانها است که دارای ظرفیتی برای رشد درختان نیستند). وقتی جنگلهای موجود، زمینهای کشاورزی و مناطق شهری از زمینهای بالقوه کم شود، ۰/۹ میلیارد هکتار باقی میماند (مناطق رنگی در نقشه پایین). در این مناطق، درختان جدید میتوانند رشد کنند و ۲۰۵ میلیارد تن کربندیاکسید را از اتمسفر خارج کنند.
همچنین پژوهشگران یک ابزار برنامهریزی متصل به نقشه ایجاد کردند که در دسترس عموم قرار میگیرد. افراد و سازمانها میتوانند روی هر منطقه از آن کلیک کنند تا ببینند در کدام مناطق میتوان جنگلهای جدیدی ایجاد کرد. کروثر دیگر تکنیکهای برداشت کربن را که اخیرا بهشدت مورد بحث قرار گرفته است، مانند بارورسازی اقیانوس(پرورش جلبک برای جذب کربن) یا برداشت مستقیم کربن از هوا (دستگاههایی که کربندیاکسید را از اتمسفر بیرون میکشند) در مطالعهی خود درنظر نگرفته، اما فکر میکند که این روشها نسبتبه کاشت درختان پرهزینهتر هستند. او برآورد میکند که برای کاشت ۰/۹ میلیارد هکتار به ۳۰۰ میلیارد دلار نیاز است.
جنگلهای جدید یک مزیت قدرتمند دیگر نیز بههمراه دارند: آنها تنوع زیستی را بازیابی میکنند و این امر بسیار مهم است زیرا گونههای گیاهی و جانوری زیادی درحال ناپدید شدن هستند.
کروثر میگوید او به مطالعهی احیای جنگل پرداخته است، زیرا بهدنبال راههایی برای توقف کاهش گونهها بوده است. از مزایای مهم جذب کربن، حفظ تنوع زیستی و افزایش آن است که در فراهم آوردن غذا، دارو و آب سالم برای انسانها نقش دارند. روبین چازدون، زیستشناس تکاملی و اکولوژیست دانشگاه کانتیکت که در این پژوهش مشارکتی نداشته است، میگوید:
مقالههای مرتبط:
حذف تمام این کربن از اتمسفر میتواند نسبتبه پیشبینیها زمان بیشتری ببرد. جنگل برای رسیدن به بلوغ کامل به حدود ۷۰ تا ۱۰۰ سال نیاز دارد.
او میگوید با این حال هر کشت مجددی باید تا جایی که ممکن است، بهسرعت آغاز شود؛ زیرا تغییرات اقلیمی احتمالا روی توانایی رشد جنگلها تأثیر خواهد گذاشت. دماهای بالاتر باعث افزایش تنفس گیاهان و قرار گرفتن آنها درمعرض استرس میشود. خشکسالیها گسترش خواهد یافت و رشد گیاهان را کاهش خواهد داد.
کروثر اضافه میکند که اگرچه تغییرات آبوهوایی به گیاه اجازه رشد در عرضهای شمالی خواهد دارد ولی موجب خشک شدن درختان موجود در عرضهای گرمسیری میشود. او میگوید کاهش درختان در مناطق گرمسیری از افزایش رشد در عرضهای جغرافیایی بالا سبقت خواهد گرفت. چازدون هشدار میدهد که کاشت مجدد درختان آنطور که بهنظر میرسد ساده نبوده و در این اندیشه است که آیا ایجاد ۰/۹ میلیارد هکتار جنگل جدید با توجه به اولویتهای رقابتی اصلا امکانپذیر خواهد بود یا نه. درختان بیشتر، آب بیشتری مصرف میکنند و این امر میتواند در مناطق خشک تهدیدی برای کشاورزی یا دیگر فعالیتهای انسانی باشد. اگر مردم محلی نیاز به کسب درآمد از زمین داشته باشند، ممکن است تمایلی به جنگل نداشته باشند. او میگوید:
برخی برنامههای معروف احیای جنگل (مثلا در کشور فیلیپین) با شکست روبهرو شد زیرا مشارکت محلی در آن وجود نداشت.
بهترین مناطق برای آغاز فعالیت احیای جنگل، مکانهایی هستند که مزایای مختلف میتواند بهآسانی از آنها بهدست آید. در مقالهای که در مجلهی Science Advances منتشر شد، چازدون و همکارانش مجموعهای از مناطق را پیشنهاد کردند که دارای ظرفیت بالاتر از حد میانگین و همچنین سهولت آغاز به کار بودند.
چازدون میگوید فعالیتهای مرتبط با ایجاد درختان جدید نشان میدهد که ما در حال وارد شدن به مرحلهی عملیاتی احیای هوشمندانهی جنگل هستیم. او امیدوار است تعامل بین دانشمندان و سیاستمداران موجب به رسمیت شناختن ابزاری شود که ما را بهسوی احیای مقرونبهصرفه جنگل و با مزیتهای بیشتر و بدهوبستان کمتر رهنمود کند.
اینتل در جریان دعواهای حقوقی اپل و کوالکام به همکار اصلی کوپرتینوییها در بخش تراشه تبدیل شد؛ دعواهای حقوقی که ماهها به طول انجامیدند و حل شدن آنها، مجددا روی غول صنعت تراشه تأثیر گذاشت. مشکلات حقوقی اپل و کوالکام چند ماه پیش حل شد و دو شرکت به توافقی برای ادامهی همکاری در صنعت تراشه دست پیدا کردند. در کمتر از چند روز پس از اعلام خبر همکاری، اینتل از توقف برنامهی توسعهی تراشههای 5G خبر داد. بسیاری از کاربران و کارشناسان تصور کردند که تصمیم مذکور، بهخاطر خارج شدن اپل از همکاری تراشهای با اینتل بوده است.
بررسیهای عمیقتر روی تصمیم اینتل برای توقف برنامهی توسعهی مودمهای 5G نشان میدهد که آنها از ماهها پیش از توافق اپل و کوالکام، قصد چنین اقدامی داشتهاند. برنامههای آنها بهنوعی متمرکز بر بخش فروش مودم بوده است و با وجود اخباری که اخیرا پیرامون شروع مجدد فعالیتهای این بخش میشنویم، تصمیم اینتل برای خروج از بازار مودم، جدی به نظر میرسد. در ادامه به بررسی تاریخچهی شرکت در بخش تراشههای مودم و دلیل تصمیم آنها مبنی بر خروج از بازار میپردازیم.
با نگاهی به سابقهی اینتل در بازار تراشههای مودم، متوجه چالشهای متعدد آنها در سالهای گذشته میشویم. درواقع تلاشهای این شرکت در توسعهی مودم از همان ابتدا با بحرانهای جدی روبهرو بود. آنها چهار بخش کامل توسعهی مودمهای سلولی را خریداری کردند که تیمهای Infineon، Via Telecom و Motorola از مهمترین نامهای فهرست مذکور محسوب میشوند. خریدها یکی پس از دیگری برای رفع کمبودهای شرکت در توسعهی مودم انجام میشدند، اما هیچ شانسی برای پیشرفت مشاهده نمیشد. درواقع هر کارشناسی از همان روزهای ابتدایی پیشبینی میکرد که اینتل آیندهی روشنی در بخش مودم نخواهد داشت.
داستان اینتل و تراشههای مودمی با گوشی موتورولا بهنام Razr I شروع میشود که یکی از بهترین نمونههای 3G در زمان خود بود. موتورولا تصمیم داشت تا این گوشی را با قابلیت اتصال به شبکهی 4G راهی بازار کند، اما اینتل بیش از ۱۸ ماه در ارائهی فناوری مذکور تأخیر کرد. درواقع زمانیکه تراشههای 4G آنها آماده شد، قرارداد با موتورولا به پایان رسیده بود. بههرحال موتورولا سرنوشتی داشت که همه از آن اطلاع داریم و توضیحات بیشتر، از حوصلهی مقالهی حاضر خارج است. درنهایت مسئلهی مهم در داستان موتورولا و اینتل، پول است.
قرارداد اینتل و موتورولا ارزش ۳۵۰ میلیون دلاری داشت. اینتل با قرارداد مذکور میتوانست ورودی سریع به بازار موبایل داشته باشد و یک محصول عالی هم ورود آیندهدار آنها را تضمین میکرد. بههرحال برنامههای غولپردازنده با یکی از نامهای مهم آن سالهای صنعت تلفن همراه، نیاز به فعالیتهای بیشتر در بخشهای دیگر هم داشت که محقق نشد. درواقع اینتل با وجود پرداخت هزینهی بالا به موتورولا، نتوانست سهم خودش از قرارداد را بهخوبی ایفا کند و قطعات مورد نیاز برای گوشی، آماده نشدند.
ناتوانی اینتل در تأمین قطعات گوشی پرچمدار موتورولا باعث شد تا محصول در برخی بازارها با تراشههای اینتل و اتصال 3G عرضه شود و در برخی دیگر، با استفاده از تراشههای مبتنی بر ARM، نمونهی 4G ارائه شد. اخبار پیرامون Razr I ادعا میکنند که حدود ۴۰ هزار دستگاه از این گوشی به بازار عرضه شد که با توجه به ارقام گفته شده و سرمایهگذاری یک سوم میلیارد دلاری اینتل و اینکه در نهایت ۴۰ هزار عدد از این گوشی بیشتر فروش نرفته است، هر محصول حدود ۸ هزار دلار برای شرکتهای درگیر هزینه داشت. درواقع ناتوانی اینتل در تأمین قطعات، باعث عرضهی گوشی هوشمندی با هزینههای ۸ هزار دلاری به بازار عرضه شد که درنهایت موفق هم نبود.
اینتل در تلاشی دیگر برای ورود جدی به بازار موبایل، قراردادی ۱۲۵ میلیونی هم با لنوو امضا کرد که موفقیت آنچنانی نداشت. در کنار این موارد، قراردادهای متعدد دیگری هم دیده میشوند که هزینههای غول پردازنده برای فعالیت در دنیای موبایل را به نیم میلیارد دلار نزدیک میکنند. بههرحال تلاشهای میلیوندلاری اینتل نتیجهای بهجز چند محصول ناموفق نداشت و همکاریها اکثرا به شکست انجامیدند. درواقع هیچ شرکتی تمایل نداشت تا گوشی موبایلی مبتنی بر فناوریهای اینتل تولید کند چون در بخش تراشههای مودم با چالشهای جدی روبهرو میشد. البته محصولات اینتل در بخش پردازندههای مرکزی برتری قابلتوجهی داشتند، اما همان عقبماندگی تراشههای مودم، این برتری را بیاهمیت میکرد.
پس از چند شکست بزرگ در حوزهی گوشیهای موبایل، غول پردازنده تصمیم به سرمایهگذاری در شرکتهای صنعت تراشه گرفت. شرکتهایی همچون Rockchip و Spreadtrum در برنامههای توسعهای اینتل قرار داشتند که باز هم نتیجهای بهجز شکستهای مالی در پی آنها نبود. درنهایت آن سرمایهگذاریها هم به فاجعهای برای اینتل بدل شدند.
علاوهبر نمونههای بالا، شکستهای متعدد دیگری هم در مسیر تراشههای مودم اینتل رخ داد. با وجود تنوع برنامهها و شکستها، مشکل اصلی یکسان و پابرجا بود. اینتل به تولیدکنندههای موبایل قول قطعاتی با ویژگیهای فنی مشخص را میداد. آنها نیز محصولات خود را طبق قول اینتل طراحی میکردند. سپس قطعات مورد نظر در زمان موعود یا با مشخصات مذکور عرضه نمیشدند و محصول نهایی یا با قیمتی بیش از برنامهریزیهای اولیه یا دیرتر از زمان مورد نظر به بازار میرسید. درنهایت هیچیک از پروژهها موفق نمیشد.
داستان بالا، کلید اصلی شکستهای اینتل در برنامهی تراشههای مودم بود. با نگاهی به گذشته میبینیم که شرکت هیچگاه مودمی کارآمد را به بازار عرضه نکرد. نمونهی آشکار شکست اینتل، گوشی آیفون ۷ بود که در دو نسخهی اینتل و کوالکام عرضه شد. مشخصات محصول اپل، اتصال یک گیگابیتی LTE را ادعا میکردند، اما در عمل، اتصل ۶۰۰ مگابیت بر ثانیه در آیفون دیده میشد.
مودمهای ۶۰۰ مگابیتی کوالکام که در آیفون استفاده شده بودند، در گوشیهای اندرویدی اتصال یک گیگابیتی ارائه میکردند. مودم اینتل حداکثری اتصال ۶۰۰ مگابیت بر ثانیه داشت و هیچ محصول دیگری از آن تراشه استفاده نمیکرد. درنتیجه امکان مقایسهی تراشهی اینتل در گوشیهای دیگر وجود نداشت. درنهایت نتیجه میگیریم که اپل برای هماهنگ کردن نسخهی کوالکام با نسخهی اینتل، مجبور به کاهش قابلیتهای اولی شد. نکتهی بدتر در قطعات اینتل این بود که با وجود ادعای سرعت ۶۰۰ مگابیتی، عملکرد نهایی ۳۰ درصد کمتر بود. بهعلاوه مودمهای اینتل، مصرف انرژی بیشتری هم داشتند.
با محاسبات سادهای پیرامون تراشههای مودم اینتل در آیفون 7، متوجه بازدهی پایین آنها نسبت به نمونههای مجهز به مودم کوالکام میشویم. تراشههای اینتل سرعت ۳۰ درصد پایینتر و مصرف انرژی ۳۰ درصد بیشتر داشتند که بازدهی نهایی را حدود ۵۰ درصد کاهش میداد. درنهایت نهتنها مشتریان آیفون با تراشهی اینتل تجربهکاربری ضعیفتری دریافت میکردند، بلکه مصرف باتری دستگاههای آنها نیز بیشتر بود.
مشکل تراشههای اینتل در گوشیهای اپل، اپراتورهای موبایل را نیز کلافه میکرد. آنها باید هزینههای بیشتری برای پشتیبانی از اتصال گوشیهای مذکور متحمل میشدند و بههمین دلیل از مودمهای اینتل متنفر بودند. گوشیهای آیفون سهم قابلتوجهی از بازار اپراتورها را اشغال میکنند و بازدهی پایینتر نمونههای مجهز به تراشهی اینتل، بهمعنای افزایش هزینه بهمقدار قابلتوجهی بود. چالشهای دیگری هم در این بخش وجود داشتند که بهمرور موجب دوری شرکتها از اینتل میشدند.
اپل از عملکرد ضعیف مودمهای اینتل مطلع بود، اما باز هم آنها را در محصولات خود به کار میبرد. درواقع کوپرتینوییها در آن زمان همهی تلاش خود را به کار میگرفتند تا نقش کوالکام را در محصولات خود کاهش دهند. کمک آنها به اینتل حتی به قیمت کاهش کیفیت گوشیهای هوشمند بود، اما با جدیت دنبال میشد. درنهایت با وجود اینکه تراشههای اینتل هزینهی بالایی برای اپل بههمراه نداشتند، برنامهی وفاداری به آنها، خسارتهای قابلتوجهی را برای تولیدکنندهی آیفون ایجاد کرد.
تلاش نافرجام 5G
برنامهی اینتل برای ورود به رقابت 5G شکست بزرگ دیگری برای آنها بههمراه داشت. شرکت در سال ۲۰۱۷ ادعا کرد که اولین تراشهی 5G خود را تولید کرده است. آنها نمونهای ساختگی از یک تراشهی 5G را به نمایش گذاشتند تا ادعای خود را تقویت کنند. امروز به نگاهی اولیه به ادعای اینتل متوجه ساختگی بودن آن میشویم؛ اما در آن سالها ژورنالیستهای متعددی طرح غول پردازنده را پذیرفتند و گزارشهای گوناگونی هم پیرامون آن منتشر کردند. بههرحال اینتل هیچگاه نتوانست تراشهی 5G خود موسوم به XMM 8060 را به بازار عرضه کند. منابع آگاه میگویند اپل بهخاطر مشکلات عملکردی تراشهی مذکور، تمایلی به خریدش نداشت.
شکست بزرگ اینتل در رونمایی از اولین تراشهی 5G با تلاشهایی رسانهای بهسمت پیروزی هدایت شد. شرکت ادعا کرد که طراحی نسل بعدی تراشه تحت عنوان XMM 8160 جلوتر از برنامهی زمانبندی پیش میرود و تا پایان سال ۲۰۱۹ عرضه خواهد شد. در ادعای جدید هم از تصویری استفاده شد که به گواه بسیاری از رسانهها، مجددا نمایشی ساختگی از تراشه بود.
تراشهی جدید مورد نظر اینتل در صنعت 5G باز هم موفق نبود و اپل از پیادهسازی آن در اینتل واهمه داشت. اینتل اصرار داشت که تصاویر منتشرشده واقعی هستند و تراشهی سالم و کاربردی هم تا پایان ۲۰۱۹ آماده خواهد بود. امروز که نگاهی به ادعاهای گذشته و سرنوشت اینتل در بازار تراشه میپردازیم، متوجه نادرست بودن ادعای آنها میشویم. درواقع تلاشهای اینتل بهقدری اشتباه پیش رفت که شاید بتوان آن را دلیلی برای همکاری مجدد اپل با کوالکام دانست.
درنهایت یادآور میشویم که اینتل کمی پس از اعلام خبر همکاری مجدد اپل و کوالکام، توقف فعالیتهای تراشههای مودمی را رسانهای کرد. با وجود اینکه کاربران و کارشناسان نگران خبر منتشرشده و پیامدهای آن بودند، غول دنیای پردازنده از ماهها قبل برای چنین تصمیمی برنامهریزی کرده بود. اولین زمزمهها از تعطیلی بخش مودم در فصل پایانی ۲۰۱۸ به گوش رسید. دراینمیان برخی ادعا میکنند که با ورود باب سوان، مدیرعامل جدید اینتل، تصمیم تعطیلی بخش مودم مطرح شد؛ اما برخی دیگر تصمیم مذکور را مربوطبه مدتها پیش از ورود سوان میدانند.
اینتل امروز نامی معتبر در صنعت تراشههای مودم نیست. آنها با وجود سابقهی بسیار طولانی مدت در حوزههای متنوع پردازنده، در صنعت موبایل حرف زیادی برای گفتن ندارند. بههرحال تلاشهای شرکت برای بازگشت به اوج باز هم ادامه دارد و حتی زمزمههایی از بازگشایی مجدد زیرمجموعهی مودم به گوش میرسد. درنهایت باید منتظر اخبار رسمی از سوی اینتل باشیم تا شاید بتوانیم آنها را بهعنوان فعالی جدی در صنعت پردازندههای موبایلی مدنظر قرار دهیم.
مایکل فارادی (Michael Faraday) دانشمند بریتانیایی قرن ۱۸ و ۱۹ بود که دستاوردهای بزرگی در علوم فیزیک وشیمی داشت. امروزه او بیش از همه بهخاطر تحقیقات در حوزههای الکترومغناطیس و الکتروشیمی شناخته میشود. از بزرگترین دستاوردهای فارادی میتوان به تدوین مفاهیم القاء الکترومغناطیسی، مواد دیامغناطیس و الکترولیز اشاره کرد.
دانشمند پیشگام الکترومغناطیس تحصیلات رسمی زیادی نداشت، اما یکی از تأثیرگذارترین افراد در تاریخ علم محسوب میشود. او مفهوم میدان مغناطیسی را از طریق آزمایش و با مشاهدهی تغییرات رساناهای حامل جریان مستقیم درک کرد. بهعلاوه فارادی تأثیر مغناطیس بر تابش نور را نیز کشف کرد و ارتباط بین آنها را پدیدهای محتمل در فیزیک دانست. نوآوریهای و اختراعات او در حوزهی تجهیزات چرخشی الکترومعناطیسی، پایههای علم و صنعت مهمی بهنام موتورهای الکتریکی را تشکیل داد.
فارادی علاوهبر تحقیقات و دستاوردهای متعدد در فیزیک، آزمایشها و مطالعات بسیاری هم در حوزهی شیمی داشت. مایع بنزن، هیدرات گازی کلر، چرغ بونزن، سیستم اعداد اکسیداسیون، اصطلاحات علمی آند، کاتد، الکترود و یون همگی از دستاوردهای دانشمند بریتانیایی در حوزهی شیمی هستند. فعالیتهای شیمی فارادی بهحدی مهم و تأثیرگذار بود که او درنهایت بهعنوان اولین و برترین استاد Fullerian انجمن سلطنتی علوم لندن در شاخهی شیمی انتخاب شد.
دانشمندان بزرگی در طول تاریخ احترام زیادی برای فارادی قائل بودهاند و بهنوعی با استفاده از دستاوردهای او، شاخههای مهم علوم را شکل دادهاند. جیمز کلارک مکسول یکی از آنها بود که با ادامهی فعالیتهای علمی فارادی، مفاهیم الکترومغناطیس را علمیتر کرد و فرمولهای مهم آن را توسعه داد. آلبرت اینشتین در اتاق کار خود در کنار عکس ایزاک نیوتن و مکسول، تصویری از فارادی را نصب کرده بود. ارنست رادرفورد، مفاهیم مغناطیس و دستاوردهای بزرگ آن در تاریخ بشر را همگی مدیون فارادی میدانست.
امضای مایکل فارادی
تولد و سالهای ابتدایی
مایکل فارادی ۲۲ سپتامبر ۱۷۹۱ در دهکدهی نیووینگتون سوری متولد شد که امروز بهعنوان بخشی از جنوب لندن شناخته میشود. پدرش آهنگری بود که از شمال انگلستان به آن منطقه مهاجرت کرد. مادر مایکل خانهدار بود و در دوران دشوار کودکی او، پشتیبانی قابلتوجهی از پسرش داشت. پدر خانواده عموما بیمار بود و توانایی تأمین نیازهای همسر و فرزندان را نداشت. در آن خانواده چهار فرزند زندگی میکردند که حتی در تأمین غذا و نیازهای اولیه هم با مشکل روبهرو بودند. فارادی بعدا دربارهی دوران کودکی گفت که یک قرص نان، تنها غذای هریک از آنها در طول هفته بود.
دانشمند بزرگ بریتانیایی در سالهای کودکی تنها آموزشهای اولیهی تحصیلی همچون خواندن، نوشتن و ریاضیات پایه را در مدرسهی کلیسا آموخت. او از همان کودکی با تحویل روزنامه امرار معاش میکرد و در ۱۴ سالگی بهعنوان یک کارآموز صحافی کتاب تبدیل شد. مایکل هم مانند کارآموزهای دیگر از فرصت مطالعهی برخی کتابهای صحافی استفاده میکرد و مطالعهی نسخهای از دانشنامهی بریتانیکا، بهانهی اولین آشنایی با علم الکتریسیته شد.
فارادی در طول تاریخ به آزمایشگرایی و مطالعات تجربی شناخته میشود. اولین دستاورد تجربی او، یک ژنراتور الکترواستاتیک بود که با استفاده از بطریهای کهنه و الوار ساخته شد. پیل ولتایی، دستاورد بعدی فارادی بود که آزمایشهایی در حوزهی الکتروشیمی را با آن انجام داد.
آشنایی تاریخساز با سِر همفری دیوی
یکی از مهمترین فرصتهای زندگی علمی فارادی در دیدار با همفری دیوی دانشمند بزرگ شیمی ایجاد شد. او فرصت شرکت در برخی کلاسهای این دانشمند را از طریق یکی از دوستان پیدا کرد و در انجمن سلطنتی علوم لندن حاضر شد. او تقریبا تمامی آموزههای دیوی را یادداشت کرد و با قلبی پر از امید برای ورود به دنیای علم، به مغازهی صحافی کتاب رفت. سپس مجموعهای منظم از یادداشتهایش بههمراه نامهای مبنی بر درخواست استخدام به دیوی ارسال کرد، اما با موفقیت روبهرو نشد.
فارادی در جوانی
همفری دیوی نامهی فارادی را فراموش نکرد. وقتی یکی از دستیاران او بهخاطر بیماری به مرخصی رفت، پیشنهاد شغل را برای جوان لندنی ارسال کرد. درنهایت مایکل در آزمایشگاه دیوی یعنی در کنار یکی از بزرگترین نامهای علم شیمی در آن سالها، مشغول به کار شد. امروزه بسیاری فارادی را بزرگترین کشف دیوی مینامند.
فارادی در سال ۱۸۱۲ به دیوی ملحق شد. در آن زمان دانشمند بزرگ شیمی در مسیر ایجاد انقلابی در علم مذکور بود. آنتوان لاووازیه از فرانسه سالها قبل نامش را بهعنوان بنیانگذار شیمی مدرن ثبت کرده بود. او مفاهیم محدود و اولیهای را بهعنوان پایههای شیمی مدرن مطرح کرده بود که از میان آنها میتوان به نقش اکسیژن بهعنوان عنصری حیاتی در شیمی اشاره کرد. لاووازیه ادعا میکرد که اکسیژن بهعنوان عنصری منحصربهفرد و پایهی مواد اسیدی شناخته میشود.
همفری دیوی با استفاده از جریانی قوی از یک باتری گالوانیکی و تجزبهی اکسید مواد، موفق به کشف سدیم و پتاسیم شده بود. او سپس به تجزیهی هیدروکلریک اسید پرداخت که از قویترین اسیدهای آن زمان به حساب میآمد. نتیجهی تجزیه، هیدورژن و گازی سبزرنگ بود که در ترکیب با آب، مادهای اسیدی تولید میکرد. او نتیجه گرفت که گاز موجود عنصری منحصربهفرد است و نام کلر را به آن اختصاص داد. او همچنین ادعا کرد که در هیدروکلریک اسید، اکسیژن وجود ندارد.
نتایج آزمایشهای دیوی ادعا میکردند که خاصیت اسیدی درنتیجهی وجود عنصری خاص ایجاد نمیشود، بلکه شرایط دیگری آن را ایجاد میکند. او برای توضیح ابهام ایجادشده، نحوهی شکلگیری ساختار مولکول مواد را مرتبط با اسیدیته دانست. در جریان همین تحقیقات، نظریههایی پیرامون ساختار اتم در ذهن دیوی شکل گرفت که بعدها روی دستیارش یعنی فارادی هم تأثیر داشت.
دیاگرام آزمایش چرحش فارادی
راجر جوزف بوسکویچ از نظریهپردازان ساختار اتم بود که در قرن ۱۸ تعریفی قابلتوجه از آن ارائه داد. او اعتقاد داشت اتمها نقاطی ریاضیاتی هستند که با میدانهای متناوب جاذبه و دافعه احاطه شدهاند. در تعریف او عناصر تنها یک نقطه بودند و ترکیبها از نقطههای متعدد ساخته میشدند. در نظریهی او، ویژگیهای شیمیایی مواد تحت تأثیر نحوهی قرارگیری میدانهای اطراف نقطهها بود. در این نظریه به حداقل نیروی کشش و فشار برای ایجاد تغییر در ساختار عناصر و ترکیبها هم اشاره شده بود که پایههای نظریههای آتی فارادی دربارهی الکتریسیته را شکل داد.
فارادی تا پایان دورهی کارآموزی نزد دیوی در سال ۱۸۲۰، شیمی را به بهترین نحو آموخته بود. او همچنین فرصت انجام آزمایشهای کاربردی شیمی را تا رسیدن به درجهی استادی داشت. بهعلاوه یافتههای نظری متعددی هم داشت که بعدها در تحقیقات حوزهی شیمی مفید واقع شدند. درواقع از اینجا بود که دستاوردهای علمی بزرگ و تأثیرگذار فارادی در شیمی و فیزیک شروع شدند.
دفتر مطالعهی فارادی در انجمن سلطنتی علوم
اولین دستاوردهای علمی
همانطور که در داستان بالا دیدیم، فارادی سالهای ابتدایی فعالیت علمی خود را در شیمی شروع کرد. اعتبار فارادی بهعنوان یک شیمیدان تحلیلی، چهرهای حرفهای برای شهادت دادن در پروندههای حقوقی مرتبط به او داده بود. او مشتریان متعددی در این موضوع داشت و از درآمدش برای کمک به انجمن سلطنتی علوم لندن هم استفاده میکرد.
اولین دستاورد مهم آزمایشگاهی فارادی در سال ۱۸۲۰ شکل گرفت. او توانست اولین ترکیب پایدار کربن و کلر را تولید کند. ترکیب مذکور با جایگزینی کلر بهجای هیدروژن در اتیلن به دست آمدند که اولین واکنش جایگزینی تاریخ هم نام گرفت. دستاورد بزرگ دیگر کشف بنزن بود که در جریان تحقیقات سال ۱۸۲۵ پیرامون گازهای درخشان کسب شد.
یکی از مهمترین تأثیرات فارادی در تاریخ صنعت، در دههی ۱۹۲۰ و جریان تحقیقات او پیرامون آلياژهای فولاد ایجاد شد. دانشمند بریتانیایی در جریان شناخت انواع آلیاژهای موجود از این طلای صنعتی، پایههای اولیهی متالورژی علمی و متالوگرافی را شکل داد. پروژهی مهم بعدی، بهبود کیفیت شیشههای اپتیکی تلسکوپ بود که از سوی انجمن سلطنتی به فارادی ابلاغ شد. او در جریان این پروژه توانست شیشهای با ضریب شکست بالا تولید کند که در دهههای بعد و کشف دیامغناطیس نقشی حیاتی داشت.
هانس کریسشن اورستاد در سال ۱۸۲۰ از کشف میدان مغناطیسی خبر داد. او ادعا میکرد که با عبور جریان مستقیم از یک سیم، میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد میشود. آندره ماری آمپر نظریه را پیشرفت داد و نیروی ایجادشده در اطراف سیم را دایرهای خواند. او اثر نیرو را بهصورت یک استوانهی توخالی در اطراف سیم شرح داد. تا پیش از این کشفیات، هیچ نیروی دایرهای در علم فیزیک مطرح نشده بود و فارادی تأثیرات کشف جدید را بسیار بالا میدانست.
سخنرانی فارادی در انجمن سلطنتی علوم
فارادی با بررسی کشفیات دانشمندان قبلی تصور کرد که با ثابت نگهداشتن یک قطب مغناطیسی میتوان آن را بهصورت دورانی در اطراف یک سیم حامل جریان مستقیم به گردش درآورد. هوش بالا و تواناییهای آزمایشگاهی او باعث شد تا نمونهای اولیه از دستگاهی برای اثبات این نظریه بسازد. دستگاه مذکور که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل میکرد، اولین موتور الکتریکی تاریخ بود.
دستاورد بزرگ الکتریکی-مکانیکی، فارادی را به اندیشیدن هرچه بیشتر پیرامون طبیعت الکتریسیته تشویق کرد. او برخلاف دانشمندان زمان خود با تفسیر الکتریسیته بهعنوان ماده موافق نبود. در آن سالها تصور دانشمندان بر این بود که الکتریسیته در سیم، مادهای است که شبیه به آب در لوله حرکت میکند. فارادی در مقابل تعریفهای مرسوم تصور میکرد که الکتریسیته نیرو یا لرزشی است که بر اثر یک کشش در رسانا، به جریان در میآید.
فارادی پس از کشف بزرگ در حوزهی دوران الکترومغناطیسی، به آزمایشهای مرتبط با نور و مغناطیس علاقهمند شد. او جریانی از نور پولاریزه را از محلولی عبور داد که یک تجزیهی الکتروشیمیایی در آن در جریان بود. هدف از این آزمایش، تشخیص کششهای بین مولکولی در محلول بود. فارادی اعتقاد داشت عبور جریان الکتریکی باعث ایجاد چنین تنشهایی میشود. بههرحال آزمایشهای مذکور موفقیتهای چندانی برای او بههمراه نداشتند و در طول دههی ۱۹۲۰ چندین بار تکرار شدند.
چارلز ویتستون همکار بزرگ بعدی در زندگی فارادی بود که از سال ۱۸۳۱ با او وارد همکاری شد. آنها روی نظریهی صوت بهعنوان یکی دیگر از پدیدههای لرزشی تحقیقات انجام میدادند. آزمایش روی نظریهی صوت، هیجان زیادی را در فارادی بههمراه داشت و نظریهی ایجاد اثر استاتیکی بر اثر نیروی دینامیکی را تقویت میکرد. همین نظریه، تصور فارادی از جربان الکتریسیته در سیم را تقویت میکرد. پدیدهی مهم دیگر، اثر آکوستیک صدا روی اجسام مجاور بود که باز هم روی نظریههای انقلابی فارادی تأثیر گذاشت.
دیاگرام آزمایش حلقهی مایکل فارادی
یکی از مهمترین آزمایشهای فارادی در حوزهی الکتریسیته در ۲۹ اوت سال ۱۸۳۱ رخ داد. او یک حلقهی ضخیم آهنی را از یک سو با سیم عایق متصل به باتری و از سوی دیگر با سیم متصل به گاوانومتر پوشاند. فارادی انتظار داشت که با بسته شدن مدار باتری، یک موج ایجاد شده و اثر آن روی گالوانومتر دیده شود. پس از بسته شدن مدار، انتظار او رخ داد و سوزن گالوانومتر به بالا پرید. درنتیجه با ایجاد جریان در اولین سیمپیچ، جریانی در سیمپیچ دوم القا شده بود.
فارادی در ادامهی آزمایش القایی خود نتیجهی قابلتوجهی کسب کرد. او پس از باز کردن مدار متوجه حرکت سوزن گالوانومتر در جریان عکس شد. درواقع قطع کردن جریان هم نوعی جریان القایی ایجاد کرده بود که برابر و در جهت مخالف جریان اولیه بود. پدیدهی جدید فارادی را بر آن داشت تا مفهوم جدیدی در الکتریسیته مطرح کند و حالتی «الکترونیکی» ذرات موجود در سیم، بهعنوان حالتی از تنش معرفی شد. فارادی درنهایت جریان را نتیجهی ایجاد یا از بین رفتن حالت تنش مذکور خواند. بههرحال بااینکه او نتوانست توضیحی تجربی برای فاز الکترونیکی مطرح کند، هیچگاه از نظریههای مرتبط عقبنشینی نکرد و سهم عمدهای از فعالیتهای بعدیاش، وابسته به همین آزمایش بود.
آزمایشها در جهت کشف هرچه بیشتر ماهیت جریان القایی در سال ۱۸۳۱ و تا پاییز ادامه پیدا کردند. آزمایش اصلی او شامل یک آهنربای الکتریکی قوی بود که با سیمپیچ تولید شد. فارادی در آزمایش جدید تلاش کرد تا با استفاده از یک آهنربای دائمی، جریان ایجاد کند. او متوجه شد که وقتی یک آهنربای دائمی به داخل و خارج از یک سیمپیچ حرکت کند، در آن جریان القا میکند.
فارادی میدانست که آهنربا با خطوط نیرویی احاطه میشود و میتوان با آزمایشهایی ساده متشکل از برادهی آهن و کاغذ، شکل نیروی آن را نشان داد. او خطوط نیروی اطراف آهنربا را به خطوط تنش در محیط (همان هو) تشبیه کرد و بهسرعت به قانون تولید جریان الکتریکی با آهنربا دست یافت. قانون مذکور میگوید: «اندازهی جریان وابسته به تعداد خطهای نیرویی است که در واحد زمان توسط مادهی رسانا قطع میشوند».
طرح دیسک چرخان فارادی، اولین موتور الکتریکی تاریخ
ادامهی آزمایشهای فارادی با آهنربا و جریان الکتریسیته، منجر به دستاوردهای مهم دیگر شد. در آزمایشهای بعدی یک دیسک مسی بین قطبهای مثبت و منفی یک آهنربا به گردش درآمد که منجر به تولید جریان شد. در این آزمایش لبههای دیسک خطوط بیشتری را نسبت به داخل آن قطع میکردند و درنتیجه با ایجاد مداری از خارج تا داخل دیسک، جریان دائمی برقرار شد. نتیجهی این آزمایش، ساخت اولین دینام توسط فارادی بود که بهعنوان نسل اول موتورهای الکتریکی هم شناخته شد.
نظریهی الکتروشیمی
دستاوردهای تجربی فارادی یکی پس از دیگری به جامعهی علمی ارائه میشدند. دراینمیان هنوز تعریف دقیقی از الکتریسیته وجود نداشت و مفاهیم متعددی از آن مطالعه میشد. دانشمندان از خود میپرسیدند که آیا همهی شکلهای الکتریسیته با هم برابر هستند؟ آیا الکتریسیتهی تولیدشده توسط مارماهی برقی یا موجودات دیگر، برق تولیدشده توسط ژنراتور ایستای الکتریسیته، مدل تولیدشده در باتری ولتایی و الکتریسیتهی حاصل از ژنراتور الکترومغناطیسی همگی با هم مشابه و برابر بودند یا جریانهای متفاوت و تحت قوانین گوناگون محسوب میشدند؟
جعبهی تجهیزات شیمیایی فارادی
فارادی در پاسخ به سؤالهای بالا اعتقاد داشت که انواع الکتریسیته، جریان نیستند بلکه شکلهای گوناگونی از یک نیروی واحد محسوب میشوند. البته او هیچ اثبات تجربی برای ادعای خود نداشت. فارادی برای درک بهتر نظریهی خود، در سال ۱۸۳۲ تعدادی آزمایش انجام داد تا انواع الکتریسیته را پدیدههایی برابر با خصوصیات برابر و تأثیرات برابر نشان دهد. اثر اصلی مورد نظر او، تجزیهی الکتریسیتهی عناصر و ترکیبها بود.
الکتریسیتهی ولتایی و الکترومغناطیس مشکلاتی از لحاظ بررسی علمی نداشتند. منتهی الکتریسیتهی ساکن چالشهایی را از لحاظ علمی ایجاد میکرد. فارادی با بررسی عمیقتر مسئله، دو کشف بزرگ داشت. نتیجهی اول برخلاف باور رایج ادعا میکرد که نیروی الکتریسیته در فاصله از مولکولهای شیمیایی نمیتوانست عامل تجزیهی آنها شود. درواقع عبور الکتریسیته از محیطی مایع و رسانا، باعث تجزیهی مولکولها میشد.
نتیجهگیری دوم آزمایش تجزیهی الکترومغناطیسی فارادی ادعا میکرد که مقدار تجزیه بهصورت کاملا سادهای با مقدار الکتریسیتهی جاری از میان یک حلال، رابطه دارد. دستاوردهای دوگانهی آزمایش تجزیه، فارادی را به تدوین مفهوم الکتروشیمی رساند. او ادعا میکرد که نیروی الکتریکی مولکولهای محلول را به حالتی از تنش میبرد. زمانیکه نیرو بهاندازهی کافی زیاد باشد، باعث از بین رفتن میدان بین مولکولها میشود و آنها را به میدانهای مجاور هدایت میکند. درنهایت فارادی دو قانون بنیادی برای الکتروشیمی مطرح کرد:
۱- در هر سلول الکترولیتی، مقدار مادهای که روی یکی از الکترودها جمع میشود ارتباط مستقیمی با مقدار الکتریسیتهی عبورکرده از سلول دارد.
۲- مقدار عناصر گوناگون که بر اثر جریان الکتریسیته تجزیه میشوند، با وزن شیمیایی آنها ارتباط دارد.
آزمایشگاه انجمن سلطنتی علوم لندن
آزمایشهای فارادی در حوزهی الکتروشیمی، زمینهی لازم را برای تحقیقات بیشتر در حوزهی القای الکتریکی استاتیکی فراهم کرد. در آزمایش اول متوجه شدیم که مقدار الکتریسیتهی جاری از میان یک محیط رسانا همچون سلول الکترولیتی، مقدار مادهی جمعشده در الکترودها را مشخص میکرد. درنتیجه شاید بتوان مقدار الکتریسیتهی القاشده در یک رسانا را نیز وابسته به مادهی تشکیلدهندهی آن دانست. در تعریف ساده، نظریهی فارادی ادعا میکرد که هر ماده میتواند ظرفیت القایی منحصربهفرد داشته باشد. درنهایت نظریهی او اثبات شد و امروز فارادی بهعنوان کاشف این حقیقت شناخته میشود.
فارادی در سال ۱۸۳۹ نظریهی جدید و جامعی دربارهی الکتریسیته و تأثیرات آن ارائه کرد. او ادعا کرد که الکتریسیته صرفنظر از تعریف نهایی منجر به ایجاد تنش در ماده میشود. وقتی تنشها بهحدی غیرقابل تحمل در ماده برسند، زنجیرهای از رخدادها در آن ایجاد میشود که بهصورت یک موج جریان پیدا میکند. مادهی موردنظر در این تعاریف، همان مادهی رسانا است. در تعریف فارادی، مادهی عایق به مادهای گفته میشود که توانایی تحمل تنشهای بیشمار را دارد و جریان موجی در آن ایجاد نمیشود. در چنین موادی، بار الکترواستاتیکی همان مقدار تنش جمعشده است.
اتاق استراحت فارادی در انجمن سلطنتی
سالهای پایانی و مرگ
مایکل فارادی هشت سال تحقیق و آزمایش فشرده را برای بررسی نظریههای الکترومغناطیسی خود در پیش گرفت. وضعیت سلامت او در نتیجهی همین فشارها در سال ۱۸۳۹ رو به وخامت رفت و در سالهای آتی، دستاوردهای خلاقانهاش بسیار کمتر شد. او پس از ۶ سال بار دیگر توانست به روند مطالعات بازگردد و برخی از نظریههای قدیمی خود را توسعه دهد.
بزرگترین دانشمند تجربی تاریخ از اولین سالهای فعالیت علمی به اتحاد نیروهای طبیعت اعتقاد داشت. بهبیاندیگر فارادی میگفت همهی نیروهای طبیعت، بروزی از یک نیروی واحد هستند و بههمیندلیل میتوان آنها را به هم تبدیل کرد. او در سال ۱۸۴۶ سخنرانیهایی برگزار کرد و این ایدهی خود را روشنتر شرح داد.
انجمن سلطنتی علوم لندن در میانهی قرن ۱۹ جلساتی با تمرکز بر بحث و گفتوگو پیرامون مسائل علمی انجام میداد و فارادی هم با هدف افزایش شهرت و محبوبیت علم، آنها را مدیریت میکرد. در یکی از جلسهها که هیچ استادی حضور نداشت، او خودش مبحثی مرتبط با اتمها و میدانهای بینهایت نیرویی آنها را مطرح کرد. صحبتهای ابتدایی او بعدها پایههای مطالعاتی مکسول را شکل دادند که نظریهی میدان مغناطیسی را براساس آنها تدوین کرد.
فاز الکترونیکی، موضوع مطالعه و چالش فارادی در سالهای پایانی عمر علمی بود. او هنوز به وجود چنین حالتی اعتقاد داشت، اما نمیتوانست ابزار مناسب برای آزمایش و اثبات آن را ارائه کند. مدتی بعد لرد کلوین نامهای به فارادی نوشت و از عقیدهی مشابه در بحث تنشهای داخل ماده صحبت کرد. او آزمایشی دیگر با استفاده از خطوط نیرویی مغناطیسی را به فارادی پیشنهاد داد، چون توانایی تولید نیروهای بیشتری نسبت به نیروی الکترواستاتیکی داشتند.
فارادی با پذیرفتن پیشنهاد کلوین آزمایش جدیدی انجام داد. او جریانی از نور پولاریزه را از یک شیشهی اپتیکی با ضریب شکست بالا عبور داد. سپس یک آهنربای الکتریکی بهگونهای به آزمایش اضافه شد که خطوط نیرویی آن موازی با جریان نور باشد. این آزمایش نتیجهی مثبتی برای فارادی بههمراه داشت.
صفحهی پولاریزاسیون نور تابیدهشده در آزمایش فارادی، دچار چرخش شد که وجود تنش را در مولکولهای شیشه متصور میشد. در ادامه نتیجهی عجیب دیگری مشاهده شد. وقتی جریان نور تابیدهشده تغییر کرد، چرخش در همان جهت ادامه پیدا کرد. درنتیجه فارادی متوجه شد که تنش در مولکولهای شیشه وجود ندارد، بلکه خطوط نیروی مغناطیسی آن را ایجاد میکنند. درنتیجه جهت چرخش صفحهی پولاریزاسیون فقط به قطبیت خطوط نیرو وابسته بود.
طرح یکی از آزمایشهای القایی فارادی
کشف آزمایش بالا، فارادی را بیشازپیش به نظریهی اتحاد نیروها علاقهمند کرد. او در ادامهی نظریهپردازیهای خود ادعا کرد که همهی مواد در اثر قرار گرفتن در مقابل میدان مغناطیسی، واکنشی از خود نشان میدهند. آزمایشهای بعدی نشان دادند که مواد، واکنشهایی متفاوت در میدانهای مغناطیسی از خود نشان میدهند.
کشف دیامغناطیس و آخرین دستاوردها
موادی همچون آهن، نیکل، کبالت و اکسیژن در اثر قرار گرفتن در میدان مغناطیسی بهشکلی جهتگیری میکردند که بردار بلندتر کریستال یا ساختار مولکولی آنها بهصورت موازی با خطوط نیرو قرار میگرفت. مواد دیگر جهتگیری بهصورت عمود بر نیروهای میدان شکل میدادند. مواد دستهی اول بهسمت میدانهای مغناطیسی قویتر و مواد دستهی دوم بهسمت مناطق ضعیفتر جذب میشدند. فارادی دستهی اول را پارامغناطیس و دستهی دوم را دیامغناطیس نامید. او با ادامهی تحقیقات به این نتیجه رسید که مواد پارامغناطیس خطوط مغناطیسی نیرو را بهتر از محیط پیرامون هدایت میکنند، درحالیکه مواد دیامغناطیس رویکرد عکس دارند.
فارادی تا سال ۱۸۵۰ تعریف و چشماندازی جدید از فضا و نیرو ارائه کرده بود. طبق تعریف او، فضا از هیچ، یا مکانی موقتی برای اجسام و نیروها به محیطی با قابلیت پشتیبانی از تنشهای نیروهای مغناطیسی و الکتریکی تبدیل شد. بهعلاوه انرژیهای موجود در جهان در ذراتی که نیروها از آن ساطع میشدند، محبوس نیستند بلکه در فضای اطراف آنها پیدا میشوند. از نتایج نظریههای فارادی، مفهومی بهنام نظریهی میدان مطرح شد که بعدها توسط مکسول بهشکل ریاضیاتی درآمد.
دانشمند بزرگ فیزیک و شیمی از سال ۱۸۵۵ بهمرور ذهن پویای خود را از دست داد. البته او آزمایشهای خود را هنوز ادامه میداد. او در یکی از آزمایشها بهدنبال آثار الکتریکی بلند کردن اجسام سنگین از زمین بود. فارادی براساس نظریهی اتحاد نیروهای خود اعتقاد داشت جاذبه هم مانند مغناطیس قابلیت تبدیل به نیروهای دیگر را دارد و نیروی الکتریسیته هم جزو آنها است. این نظریه با استقبال از سوی انجمن سلطنتی روبهرو نشد و آنها مقالههای مرتبط فارادی را چاپ نکردند.
فارادی در سالهای پایانی هرچه بیشتر به آثار پیری مبتلا میشد و نظریاتش توسط مجامع علمی پذیرفته نمیشدند. ملکه ویکتوریا به پاس خدمات بیشمار فارادی در حوزههای علمی، ملکی را در منطقهی همپتون و همچنین نشان شوالیه را به او پیشنهاد داد. دانشمند بریتانیایی ملک را پذیرفت، اما نشان شوالیه را رد کرد. فارادی ترجیح میداد تا پایان عمر همان آقای فارادی باقی بماند.
دولت بریتانیا در بسیاری از پروژههای خود از کمکهای مایکل فارادی استفاده کرده بود. آنها در پی همین پروژهها از او درخواست کردند تا در توسعهی سلاحهای شیمیایی برای جنگ کریمه نقش مشاور را ایفا کند، اما مایکل بهخاطر چالشهای اخلاقی آن را نپذیرفت. فارادی در ۲۵ اوت ۱۸۶۷ درخانهاش از دنیا رفت. قبل از مرگ پیشنهاد دفن در گورستان وستمینستر به او داده شده بود که مانند نشان شوالیه، آن را رد کرد. بههرحال یک پلاک یادگاری از او در کنار قبر ایزاک نیوتن در گورستان مذکور وجود دارد و پیکرش در گورستان هایگیت دفن شد.
پلاک یادبود مایکل فارادی در انجمن سلطنتی
فعالیتهای عامالمنعه
همانطور که گفته شد، فارادی علاوهبر تحقیقات و آزمایشهای علمی پروژههای متعدد دولتی و ملی نیز انجام میداد. او ارتباط و عضویتی معنادار در انجمن سلطنتی علوم بریتانیای کبیر داشت. فارادی در سال ۱۸۲۴ به عضو رسمی و یک سال بعد به مدیر آزمایشگاه انجمن سلطنتی تبدیل شد. در سال ۱۸۳۳ اولین کرسی استادی فولرین انجمن در حوزهی شیمی به او داده شد و هیچگونه الزامی بر آموزش هم وجود نداشت.
از پروژههای متعددی که فارادی برای شرکتهای خصوصی، مردم انگلستان و دولت بریتانیا انجام داد، میتوان به بررسی انفجار در معادن زغال سنگ، کارشناسی علمی دادگاههای عمومی، کمک به ساخت فانوسهای دریایی و طراحی بهینهی کشتیها در برابر خوردگی اشاره کرد.
فارادی یکی از فعالان اولیهی علمی بود که امروز بهعنوان علوم یا مهندسی محیط زیست شناخته میشود. او ابتدا آلودگیهای صنعتی منطقهی سوانزی را بررسی کرد و سپس بهعنوان مشاور آلودگی هوا در ضرابخانهی سلطنتی انگلستان انتخاب شد. نمایشگاه بزرگ لندن در سال ۱۸۵۱، موضوع همکاری دیگر فارادی در بحثهای عمومی بود. او بهعنوان یکی از داوران نمایشگاه مشغول به فعالیت شد.
گالری ملی انگلستان از دیگر سازمانهایی بود که از مشورت و همکاری فارادی استفاده میکرد. این دانشمند بزرگ روش پاکسازی و حفظ آثار هنری را به مدیران گالری آموزش داد. آموزش از دیگر موضوعات خدمات عمومی فارادی بود. او در سال ۱۸۵۴ یک سخنرانی پیرامون موضوع آموزش در انجمن سلطنتی انجام داد و در سال ۱۸۶۲ سخنرانی دیگری با موضوع آموزش عمومی در انگلستان در کمیسیون مدارس عمومی این کشور ارائه کرد.
جوایز و یادگارها
فارادی هم مانند بسیاری دانشمندان تاریخ در طول زندگی خود و پس از آن افتخارات متعددی را دریافت کرد. بهعلاوه نامگذاریهای زیادی هم به افتخار این دانشمند بزرگ عرصهی فیزیک و شیمی انجام شد. در سال ۱۸۳۲ دانشگاه آکسفورد اولین مدرک افتخاری فارادی را تحت عنوان دکترای افتخاری حقوق شهروندی اهدا کرد. او علاوهبر رد کردن نشان شوالیهی و آرامگاه گورستان وستمینستر، مدیریت انجمن سلطنتی علوم انگلستان را نیز دو بار رد کرد.
در سال ۱۸۳۲ انجمن علوم و هنر آمریکا فارادی را بهعنوان عضو افتخاری انتخاب کرد. بهعلاوه انجمنهای سلطنتی سوئد، فرانسه و هلند نیز در سالهای ۱۸۳۸، ۱۸۴۴ و ۱۸۴۶ این دانشمند انگلیسی را به فهرست اعضای خود افزودند.
از میان مهمترین یادگارهایی که بهنام فارادی نامگذاری شدند، میتوان به واحد ظرفیت خازنی در واحد SI یعنی فاراد اشاره کرد. از میان مکانها و مجسمهها، مجسمهی بزرگ ساووی در فضای بیرونی انجمن مهندسی و فناوری لندن اشاره کرد. در نزدیکی محل تولد او نیز یادبودی توسط رادنی گوردون طراحی شد که در سال ۱۹۶۱ نصب آن به پایان رسید.
دانشگاههای متعددی در سرتاسر جهان به افتخار بزرگترین دانشمند تجربی تاریخ، ساختمانهایی را نامگذاری کردهاند. از میان آنها میتوان به ساختمان دپارتمانهای برق و مهندسی در دانشگاه ساوث بانک لندن اشاره کرد. بهعلاوه تالاری در دانشگاه لافبورو، ساختمانی هشت طبقه در دانشکدهی علوم و مهندسی دانشگاه ادینبرا، تالاری در دانشگاه برونل، ساختمان اصلی مهندسی در دانشگاه ساوانا و ساختمان فیزیک دانشگاه نورثرن ایلینوی بهنام فارادی نامگذاری شدهاند.
علاوهبر ساختمانها و دانشکدهها، چند جایزهی علمی بزرگ نیز بهنام فارادی وجود دارند. مدال فارادی IET، مدال مایکل فارادی انجمن سلطنتی علوم لندن، مدال و جایزهی مایکل فارادی انجمن جهانی فیزیک و مدال فارادی انجمن سلطنتی شیمی، برخی از جوایز مذکور هستند.
بسیاری از دستگاههای بیسیم ساخت شرکت لاجیتک نسبت به حملههای بیسیم آسیبپذیر هستند و میتوانند بهعنوان نقص امنیتی در سیستمها شناسایی شوند. این نقص امنیتی در نتیجهی تحقیقات مارکوس منگز، متخصص حوزهی امنیت مشخص شده است. منگز روی چندین دستگاه شرکت لاجیتک تحقیق انجام داده و در نهایت تعداد زیادی آسیبپذیری پیدا کرده است. این نقصها در کیبوردها، موسها و حتی پرزنترهای لاجیتک دیده میشود.
نقصهای امنیتی یافتشده به حملهکنندگان اجاره میدهد تا کلیدهای فشردهشده را ردیابی کنند و از این طریق، متنها و پسوردهای نوشتهشده توسط کاربر را در اختیار داشته باشند. هکرها میتوانند خود نیز دست به کار شوند و دستورهای خود را از طریق کیبورد به رایانهی قربانی وارد کنند. اگر حملهکننده بتواند دستورهای خود را در مقصد اجرا میکند، میتواند امر بسیار خطرناکی تلقی شود زیرا به آسانی امکان اجرای کدهای مخرب را فراهم میکند.
منگز اشاره دارد که از در پشتی و ریموت شل (rsh) برای نفوذ به سیستمها از طریق بیسیم استفاده کرده است. این ارتباط بیسیم نهتنها میتواند سیستم مقصد را آلوده کند، بلکه امکان برقراری ارتباط با در پشتی را نیز فراهم میکند و از این نظر بسیار قابلتوجه است. بههمین دلیل است که حملهکننده میتواند حتی رایانههایی که به شبکه متصل نیستند را مورد هدف قرار دهد. وی نتیجهی تحقیقات خود را در اختیار مدیر بخش کیبورد و موس لاجیتک قرار داده و این شرکت نیز صحت گزارش مذکور را تأیید و اعلام کرده در تلاش برای شفافسازی و بهبود وضعیت است.
گیرندههای Unifying لاجیتک را میتوان از لوگوی ستارهی نارنجی آنها تشخیص داد
هر دستگاه ساخت لاجیتک که از فناوری بیسیم Unifying بهره میبرد، دارای نقصهای امنیتی ذکرشده در این گزارش است. گیرندههای USB همراهبا موس و کیبوردها که از چنین فناوری پشتیبانی میکنند، از سال ۲۰۰۹ همراهبا محصولات لاجیتک به سراسر دنیا عرضه شدهاند. فناوری بیسیم گفتهشده در ردهی خاصی نیز قرار نمیگیرد و تمامی محصولات ارزانقیمت تا پیشرفته را شامل میشود. چنین گیرندههای USB دارای لوگوی کوچک نارنجی رنگ ستارهای شکل هستند و از این طریق بهآسانی شناسایی میشوند.
دستگاههای مخصوص بازی سری لایتاسپید و پرزنترهای بیسیم R500 و اسپاتلایت نیز به دلیل استفاده از فناوری مشابه، دچار نقص امنیتی هستند. پرزنترهای سری R400، R700 و R800 دارای نقص ذکرشده در این گزارش نیستند اما طبق گزارشهای دیگر، سایر نقصهای امنیتی در آنها دیده میشود. لاجیتک اعلام کرده است که برخی از این مشکلات را میتواند حل کند؛ اما برخی دیگر نیز غیرقابل حل باقی خواهند ماند. فناوری Unifying به کاربر اجازه میدهد تا ۱۰ دستگاه بیسیم را بهصورت همزمان از طریق یک گیرنده به رایانه متصل کند. این فناوری از ۱۰ سال پیش تاکنون به همین صورت به بازار عرضه شده است و در نسلهای گوناگونی از دستگاههای بیسیم یافت میشود.
شاید عنوان این مطلب برایتان یادآور داستانهای علمی تخیلی باشد؛ اما امروزه ایدهی انتقال صنایع سنگین به فضادیگر یک رؤیای دور از دسترس بهشمار نمیآید. در گزارشی که در ژورنال علمی دیسکاور منتشر شده، آمده است که ما برای تضمین بقای گونهی خود نیاز داریم بهجای اتکا بر منابع محدود باقیمانده روی زمین، استخراج منابع از سیارات و سیارکهای دیگر را آغاز کنیم. فیل متزگر، دانشمند علوم سیارهای در دانشگاه سنترال فلوریدا در مصاحبهای با دیسکاور میگوید:
منظومهی شمسی میتواند بستری برای یک صنعت عظیم با ابعادی یک میلیارد برابری نسبتبه صنایع زمینی باشد. وقتی شما شروع به ایجاد یک تمدن بسیار بزرگتر میکنید که حدود آن فراتر از ظرفیت زمین است، خواهید دید که نوع کارهایی که چنین تمدنی میتواند انجام دهد، بسیار فراتر از قدرت درک ما است.
سرمایهگذاری در فضا
منابع ما روی زمین مدام درحال کاهش هستند و از سوی دیگر، جمعیتمان نیز روبه افزایش است. این معادله بهوضوح نشان میدهد که ما با یک بنبست مواجهایم. بنابر همین استدلال، طی دههی اخیر شاهد شکلگیری و رشد رستهی جدیدی از شرکتها بودهایم که قصد دارند اولین پیشگامان عرصهی بهرهبرداری از منابع فضایی باشند.
برای مثال، شرکت Planetary Resources در این مدت، موفق به جذب سرمایهای چند ده میلیون دلاری شده تا بهکمک آن فناوریهای استخراج منابع سیارکی را توسعه دهد. اما مشکلات مالی باعث شده است که این شرکت انجام اولین مأموریت اکتشافی سیارکی خود را برای مدت نامعلومی به تأخیر بیندازد.
بهنظر میرسد میلیاردر معروف دنیای فناوری، مدیرعامل شرکتهای بلواورجین و آمازون نیز وارد گود شده باشد.جف بزوس طی بیانیهی اخیر درمورد پروژهی سطحنشین قمری شرکت خود میگوید:
دلیل اینکه ما قصد عزیمت به فضا را کردهایم، نجات سیارهی زمین است. صحبت از یک (محاسبهی) ریاضیاتی است. این اتفاق بالاخره رخ خواهد داد.
حتی ناسا نیز بهتازگی تصمیم خود را برای یک سرمایهگذاری چند میلیون دلاری روی فناوریهایی باهدف اکتشاف در دهانههای ماه و استخراج سیارکها اعلام کرده است. منابع رو به پایان زمین تنها دلیل نیاز ما به اکتشاف در عمق فضا نیست. دسترسی به انرژی خورشیدی نیز در فضا بسیار بهینهتر از سطح زمین است. نیروگاههای خورشیدی مستقر در مدار میتوانند منبعی بیپایان و توقفناپذیر از انرژی را بهشکل امواج مایکروویو یا لیزر به سطح زمین ارسال کنند. همانطور که پیشتر نیز در مقالهای در زومیت در اینباره توضیح داده شد، این طرح یکی از برنامههای جدی چین برای تأمین انرژی خود تا سال ۲۰۲۵ است.
Greenpeace 2.0
اما همهی کارشناسان دربارهی دستاورد واقعی چنین برنامههایی اتفاقنظر ندارند. چند ماه پیش، گروهی از دانشمندان طی اجلاسی گرد هم آمدند و با امضای یک طرح پیشنهادی، درخواست خود را مبنیبر حفاظت از ۸۵ درصد از منابع منظومهی شمسی دربرابر اقدامات توسعهای بشر اعلام کردند. دانشمندان هشدار دادهاند که درصورت شکلگیری یک رقابت فضایی بر سر استخراج منابع فضا، تنها درعرض ۵۰۰ سال، کل منظومهی شمسی از منابع تهی خواهد شد. مارتین الویس، اخترفیزیکشناس ارشد رصدخانهی اخترفیزیک اسمیتسونیان و از نویسندگان ارشد طرح پیشنهادی یادشده در مصاحبهای با گاردین میگوید:
وقتی منابع منظومهی شمسی بهکلی استخراج شوند، دیگر جایی برای ما وجود نخواهد داشت.
گامهای اولیه
هنوز کارهای زیادی باید ازسوی دانشمندان انجام گیرد تا درنهایت صنایع فضایی و استخراج منابع آن شکل واقعیت به خود بگیرد. اما اقدامات اولیه برای تحقق آینده در حال انجام هستند. پنج سال پیش، شرکت Made In Spaceاولین شرکتی بود که موفق به چاپ سهبعدی یک شی در محیطی با گرانش صفر شد. درادامه نیز این شرکت در سال ۲۰۱۸، موفق به عقد یک قرارداد مهم با ناسا شد و طی آن، فعالیت خود را برای ساخت یک سیستم تولید فلزهای هیبریدی باهدف اکتشافات فضایی آغاز کرد. این شرکت قصد دارد تا قطعات فلزی از جنس تیتانیوم و آلومینیوم را با گرید کاربردهای فضایی را ازطریق چاپگرهای سهبعدی چاپ کند.
آژانس فضایی ژاپن (JAXA) نیز اخیرا موفق شد فضاپیمای سطح نشین خود را با نام Hayabusa2 بر سطح یکسیارک کوچک فرود آورد. در اسفند سال گذشته، این سطحنشین حتی توانست با شلیک یک گلوله بهسمت سطح این سیارک، بخشی از خاک سیارک را نمونهبرداری کند.
با وجود چنین تلاشهایی ما هنوز فاصلهی زیادی تا تحقق یک تمدن فضایی بر پایهی استخراج منابع فرازمینی داریم. ما هنوز نمیدانیم تکلیف حق مالکیت منابع استخراجشده از فضا چیست و چه کشوری میتواند چنین ادعایی را مطرح کند؛ موضوعی که خود احتمالا محل تنشهای سیاسی فراوانی در آیندهی این صنعت خواهد بود.
آینده به هر شکلی که رقم بخورد، باید توجه داشت که فرصت امروز ما محدود است. تغییرات اقلیمی هر روز با قدرت بیشتری جهان را درمینوردد و منابع زمین نیز روبه اتمام هستند. همهی اینها خود دلیلی شده است که نگاهمان را به افقی فراتر از سیارهی دوستداشتنی خود بدوزیم و امیدوار باشیم که بتوانیم پیش از آنکه بسیار دیر شود، تمدن خود را به نقطهای امن برسانیم.
.: Weblog Themes By Pichak :.