تکنولوژی های جدید جهت ساختن آینده ای راحت، ضروری هستند. اما بدون دانش نو، توسعه ابزارآلات و قابلیت های جدید و نوآورانه، ایمنی و موفقیت آنها را نمی توان تضمین نمود. در پایان کنگره Summit on the Global Agenda سال ۲۰۱۱ در شهر دبی، هیات مدیره این کنگره از مغزهای متفکر تکنولوژی جهان خواستند تا لیستی از تکنولوژی های نوآورانه را که در آینده نزدیک می بایست مورد استفاده قرار گیرند؛ تهیه نمایند.

در ادامه مطلب، ۱۰ پاسخ داشنمندان به این درخواست را بررسی می کنیم:

موج رادیویی یک «موج الکترومغناطیسی» است که معمولا توسط یک دستگاه و آنتن اش تولید می شود. این امواج نخستین بار توسط «هاینریش رودلف هرتز» آلمانی کشف شد و به افتخار او «هرتز» به عنوان یک یکا برای سنجش بسامد این امواج نامگذاری شد.

احتمالا از روز گذشته لوگوی متفاوت گوگل را دیده اید که به افتخار تولد ۱۵۵ سالگی رودلف هرتز تغییر کرده بود. کشف آقای هرتز تاثیر زیادی روی دنیای فناوری گذاشت و هم اکنون جایی نیست که اسم آقای هرتز به گوش مان نخورد. البته با عنوان هایی مانند گیگاهرتز یا مگاهرتز.

بد نیست به مناسبت تولد این دانشمند کمی با امواج الکترومغناطیس مشهور آشنا شویم:

کشف آقای هرتز سبب شد که رادیو اختراع شود و سپس تلویزیون به خانه های ما راه پیدا کند. امواج الکترومغناطیس اساس کار رادار، تلفن های همراه، جی پی اس، وای-فای و بسیاری چیزهای دیگر را هم تشکیل می دهند.

در اینجا با لیستی از امواج رادیویی مشهور و پرکاربرد آشنا می شوید:

موج رادیو AM: از 535 کیلوهرتز تا 1.7 مگاهرتز

ایستگاه های تلویزیونی: 55 تا 88 مگاهرتز و همچنین 174 الی 220 مگاهرتز

رادیو FM : از 88 مگاهرتز الی 108 مگاهرتز

تلفن های همراه: حدود 900 مگاهرتز

جی پی اس: 1227 و 1575 مگاهرتز

بلوتوث: 2.45 گیگاهرتز

وای-فای: 2.4 و 5 گیگاهرتز

جالب است بدانید که تقریبا هر فناوری بی سیم دارای موج رادیویی مخصوص خودش است. صدها موج رادیویی برای هر کار ویژه اختصاص یافته که مثال هایی از موارد متفاوت دیگر را هم می بینید:

کنترل از راه دور برای باز کردن درب گاراژ ها: 40 مگاهرتز

تلفن های بی سیم خانگی: 40 تا 50 مگاهرتز

سیستم های نظارت بچه: 49 مگاهرتز

هواپیماهای کنترلی: 72 مگاهرتز

سیستم های نظارت بر حیوانات در حیات وحش: 215 الی 220 مگاهرتز

ارتباطات بین سیاره ای و فضایی: 2290 الی 2300 مگاهرتز

در هر کشور یک سازمان مسئول تصمیم گیری در این مورد است که چه کسی از هر طول موجی برای چه کاری می تواند استفاده کند. برای مثال در آمریکا FCC که مخفف Federal Communications Commission است این کار را به عهده دارد و در ایران هم سازمان تنظیم مقررات رادیویی این مسئولیت را بر عهده دارد.

شاید تا به حال توجه زیادی به این امواج نداشته و فقط از آنها استفاده می کردید. اما یک آشنایی کوتاه سبب می شود که از این به بعد هر گاه کلماتی مانند GHz را دیدید، به یاد فردریک هرتز بیافتید که فقط ۳۶ سال عمر کرد، اما در طول حیات کوتاه اش نامش را در یاد ما باقی گذاشت.

در کنار همه مشکلات و پستی و بلندی هایی که در مسیر کاری سونی وجود دارد، تعهد و پایبندی آنها به توسعه و تحقیق (R‪&‬D) چیزی است که بدون هیچ چون و چرایی همیشه انجام گرفته است. و حالا آخرین دستاورد تحقیقاتی آنها، ابزار رادیو بیسیمی است که با فرکانس ۶۰ گیگاهرتز کار کرده و می تواند با سرعت ۶.۳ گیگابیت بر ثانیه اطلاعات را انتقال دهد. با چنین سرعتی می توان اطلاعات ۵۰ گیگابایتی یک دیسک بلو-ری را در کمتر از یک دقیقه جابجا کرد!

ویژگی خاص و مهم این تکنولوژی را می توان این دانست که در حال حاضر در حداکثر توان کاریش تنها ۷۴ میلی وات انرژی در هر لحظه مصرف می کند، که در مقایسه با امواج GSM امروزی مقدار کمی است.

شاید حتی تا یکی دو دهه آینده هم نتوانیم شاهد ورود چنین تکنولوژی به دنیای موبایل ها و ابزارهای بیسیم باشیم. اما فکر نمی کنید که آرزو و طمع داشتن چنین سرعتی هم لذت بخش است؟

در تلاش های پیش رو برای بهبود کارایی پردازنده ها، کلید اصلی، توانایی کوچک کردن موثر قطعات آنها است. یک ترانزیستور جدید که بر پایه یک اتم بنا شده، ممکن است به افزایش سرعت کار در این زمینه کمک فراوانی کند. این ترانزیستور حتی ممکن است بتواند قانون مور را بشکند.

به طور ساده، قانون مور پیشنهاد می کند که تعداد ترانزیستورهایی که می توانند با قیمت معقولی بر روی یک مدار مجتمع یا IC قرار گیرند، تقریبا هر دو سال یک بار دو برابر می شوند. هر چند که ترانزیستور تک اتمی جدیدی که توسط دانشگاه نیو ساوت ولز استرالیا ساخته شده، اولین محصول از این نوع نیست، اما این ترانزیستور اولین محصولی است که ممکن است تغییر واقعی در دنیای محاسباتی که ما می شناسیم داشته باشد.

این ترانزیستور در حقیقت یک اتم فسفر است که بر روی بستری از سیلیکون نصب گردیده که ورودی ویژه ای برای کنترل جریان الکتریکی و اتصالات فلزی برای ولتاژ دارد. چیزی که این ترانزیستور را خاص می کند، این است که فرآیند آن تکرار پذیر بوده و به راحتی می تواند در آینده تجاری سازی شود.

البته هنوز راه درازی تا تجاری سازی این تکنولوژی باقی مانده! مثلا اینکه اتم فسفرمان را باید در دمای منفی ۲۳۵ درجه سانتی گراد نگه داریم تا از جای خود فرار نکند.

بزغاله های کوچولو نه تنها لهجه دارند، بلکه آنها تمایل دارند که خصوصیات «بععععع» شان را از صدای بزهایی که در اطراف شان زندگی می کنند، کسب نمایند!

دانشمندان قبلا می دانستند که خفاش ها، وال ها و البته انسان ها تمایل دارند که سبک و اطوار به خصوص صداهایی که آنها را احاطه کرده، کسب و تقلید کنند. به همین دلیل انسان بعد از مدتی زندگی در یک شهر، لهجه ای شبیه مردم آن شهر و دوستان نزدیکش پیدا می کند. حالا محققان مدرسه علوم بیولوژی و شیمی کوین ماری دانشگاه لندن بزها را هم به این لیست افزوده اند. آنها نتیجه تحقیقات شان را در ژورنال Animal Behavior منتشر کرده اند.

این محققان بزها را در سن ۵ هفتگی مورد آزمایش قرار دادند، زیرا این حیوان در چنین سنی اجتماعی می شود. آنها دریافتند بزهایی که با هم در یک گروه بودند، صداهای یکسانی تولید می کردند. و هر چه سن شان بالاتر می رفت، شباهت صدای شان بیشتر می شد. دانشمندان حدس می زنند که سود تکاملی لهجه های متفاوت می تواند تشخیص و شناسایی بیگانگان باشد.

آنها همچنین معتقدند که یافته های این تحقیق می تواند به فهم بهتر این موضوع که چگونه انسان تبدیل به یک موجود ناطق شد، کمک کند. و شاید ادامه چنین تحقیقاتی بتواند توضیح دهد که چرا چنین تفاوت های جذابی میان لهجه های مختلف می بینیم.

این طور که به نظر می رسد، بدون نگرانی از ایجاد سیاه چاله در وسط سوئیس، ذره کوب بزرگ سرن (Large Hadron Collider) هر لحظه مشغول به هم کوبیدن ذرات زیر اتمی با سرعتی نزدیک به نور است. بدون شک این یک کار پیچیده و پر دردسر است و دانشمندان CERN از بهترین و باهوش ترین افراد روی زمین هستند. اما در کنار حرص و طمع شان برای دانش، آیا ممکن است که این گروه شجاع بتوانند ماشینی تولید کنند که برای سفر به آینده مورد استفاده قرار گیرد؟ بگذارید به این موضوع بپردازیم که آیا از ذره کوب بزرگ می توان به عنوان ماشین زمان استفاده کرد.

نوترینوهای سریعتر از نوری که جدیدا کشف شده اند، ذراتی که Higgs Singlet نامیده می شوند و کرم چاله های به قطر یک میلیاردم سانتی متر، همگی گامی به جلو هستند که می توانند قابلیت مسافرت یا ارسال پیام هایی را به زمان گذشته و آینده فراهم آورند. هرچند که بسیاری از دانشمندان معتقدند که سفر به گذشته غیر ممکن است زیرا به صورت بالقوه رابطه پارادوکس یا جمع اضداد امکان چنین چیزی را به ما نمی دهد. به زبان ساده تر چیزی شبیه اینکه: «چه اتفاقی می افتد اگر شما به زمان گذشته سفر کرده و با شلیک گلوله ای، پدر پدربزرگ تان را از پای در آورید؟!»

اما چیزی که به طور حتم شدنی است، جهش به درون آینده است. یا به بیان دیگر، کاهش سرعت به نفع کسی که در زمان سفر می کند.

اینشتین می گفت که هر چه شما به سرعت نور نزدیک تر شوید، زمان برای شما کندتر می گذرد. از نقطه نظر و دیدگاه فرد مسافر، همه ما در زمان با سرعت بیشتری به جلو می رویم. و این تاثیری است که در ذره کوب بزرگ سرن مشاهده شده است. هنگام فعالیت LHC، ذراتی که با نام پیون یا Pi‪-‬Meson شناخته می شوند، تقریبا ۳۰ برابر حالت عادی عمر می کنند، دلیل آن هم این است که ذرات پیون با سرعتی نزدیک به نور حرکت می کنند و در نتیجه زمان برای آنها کندتر می گذرد.

حالا به جایی می رسیم که موضوع را کمی غیر علمی می کند. اگر شما یک LHC را به اندازه کافی بزرگ بسازید که از پس انسان بر بیاید، و سپس یک فرد شجاع را درون آن به حرکت در اورید تا به نزدیک سرعت نور برسد، از نقطه نظر و دیدگاه او جهان اطرافش با سرعت بالایی حرکت می کند و در نتیجه او می تواند به آینده نزدیک پرت شود.

در حقیقت، آینده بسیار نزدیک. همانطور که ارباب زمان فعلی ما (پیون) تنها می تواند کسر کوچکی از ثانیه را به جلو حرکت کند. و البته چنین آزمونی حتی ممکن است به مرگ بدون بازگشت مسافر کوچولوی ما هم بیانجامد.

خب، به گمانم همه باید چند سالی بیشتر صبر کنیم و منتظر راه های امن تر برای سفرهای طولانی تری باشیم. شما فکر می کنید سفر انسان در زمان به چه صورت انجام خواهد گرفت؟ با وسیله ای همچون LHC، یا سوار بر اتومبیلی مانند فیلم بازگشت به آینده ؟ شاید هم همانند سریال Hero سفر در زمان تبدیل به قابلیت ژنتیکی برخی انسان ها خواهد شد؟

دیروز، ۱۱ فوریه ۲۰۱۲، برابر بود با ۱۶۵مین سالگرد تولد یکی از بزرگترین مخترعان و تاجران صنعتی قرن گذشته آمریکا و صاحبان معنوی جهان مدرن امروزی: توماس آلوا ادیسون. او ابزارها و دستگاه های بسیار زیادی را توسعه داد که به شکل شگرفی زندگی انسان را تحت تاثیر قرار دادند. از مهمترین کارهای وی می توان به فونوگراف، دوربین تصاویر متحرک و وسیله کاربردی بادوامش، لامپ رشته ای اشاره کرد. بدون شک عنوان «جادوگر منلو پارک» (زادگاه ادیسون) که توسط یک روزنامه نگار به وی داده شد، کاملا برازنده وی است.

در ادامه مطلب با نارنجی همراه باشید، تا به جای داستان های مرسوم درباره کودکی و بزرگسالی وی، یا روایات مختلف در خصوص شیوه استفاده وی از کشفیات دیگران، به برخی ابداعات وی بپردازیم که هنوز هم قابل اعتنا هستند.

ماهی پیرانا شهرت خودش را مدیون این عادت غذایی اش است که می تواند هر چیزی را که در آبها بیابد (حتی انسان)، با میل و رغبت بخورد. و البته یکی از معدود استثناء هایی که پیرانا از پس آن بر نمی آید، ماهی Arapaima است. یک شکارگر آمازونی با طول ۱۸۰ سانتی متر و وزن ۱۳۶ کیلوگرم با بدنی پوشیده از پولک های استخوانی محکم که در برابر یورش بیشتر دندانهای گرسنه آب های آمازون تاب می آورد. حالا محققین به دنبال راهی برای کپی برداری از سیستم دفاعی آرپایما هستند تا با یک زره قرص و محکم کمی بر استحکام این بدن ضعیف و شکننده ما در برابر خطرات بیافزایند.

شاید پیش خود فکر کنید که مگر چه خطری می تواند چنین بازیکن مهاجم عظیم الجثه ای را را تهدید کند، در حالی که خود این ماهی هم یک موجود شکارگر است. اما نکته اینجا است که طی فصل خشکِ سال، آرپایما مجبور است در آبگیر و دریاچه های در حال خشک شدن، با پیراناهای وحشی و درنده خو همسایه شود. و حالا همین فلس های محکم و با دوام، چیزی هستند که آرپایما را تا فصل بعدی زنده نگه می دارند، تا دوباره آبها افزایش یافته و آبگیرها گسترش یابند.

فلس های این ماهی ترکیبی از لایه خارجی سخت و موجدار بر روی لایه انعطاف پذیر کلاژنی داخلی است. و از آن مهمتر، الیافی که لایه بیرونی را می سازند، همانند پارکت کفپوش خانه، در جهت های مخالف یکدیگر در هم فرو رفته اند. این چینش به علاوه بر اینکه با انعطاف خود به ماهی اجازه شنا کردن را می دهد، نیروی گاز پیرانا را بر روی سطح بزرگتری پخش کرده و اثر آن را کم می کند. با این کار جلوی نفوذ دندان های پیرانا در گوشت بدن آرپایما گرفته می شود.

گروهی از محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو به رهبری استاد مکانیک و هوافضا، دکتر مارک مِیِرز، امیدوارند که این سیستم «سخت در بیرون، نرم در درون» را برای تولید سرامیک های قابل انعطاف، بازسازی کنند. سرامیک های معمولی بسیار سخت و کاملا با دوام هستند، اما هنگامی که برای احاطه کردن شیئی تحت فشار قرار می گیرند، استحکام خود را از دست می دهند. اما شیارها به صفحه های سرامیکی اجازه می دهند تا بدون شکستن خم شوند.

دکتر مارک می گوید: «موادی که طبیعت در اختیار دارد چندان محکم نیستند. اما طبیعت آنها را به شکل کاملا ابتکاری و هوشمندانه با یکدیگر ترکیب می کند تا محصولاتی مستحکم و با طراحی کاملا کارا و قوی بسازد.» این گروه تحقیقاتی امیدوار است که روزی از این صفحات مستحکم و قابل انعطاف برای جایگزینی زره های حفاظتی معمولی سربازان که صفحات مسطح یک تکه ای هستند، استفاده کند.

از الگو برداری از سنجاقک در سالهای دور تا تقلب از سیستم راهبری خفاش ها و کپی برداری از ماهی های آرپایما، بشر همواره مشغول رونویسی از روی دست طبیعت برای زندگی بهتر بوده است. فکر می کنید ادامه این داستان به کجا خواهد انجامید؟ به نظر شما زره های فلس مانند سرامیکی تا چه حد می تواند در حفظ جان انسان در برابر خطرات مفید واقع شود و کارایی لازم را داشته باشد؟

عکسی که در بالا می بینید، متعلق به موجودی است که دانشمندان اعتقاد دارند ممکن است همه گونه های جانوری از آن منتج شده باشند. اولین موجود چند سلولی که طبق نظریه های تکاملی، همه موجودات زنده نتیجه میلیاردها جهش و دگرگونی آن هستند؛ از ماهی ها تا دوزیستان، خزندگان و پرندگان و پستانداران، و در نهایت انسان.

دانشمندان این موجود را Otavia antiqua نام نهاده اند، اوتاویا با عمر ۷۶۰ میلیون ساله، قدیمی ترین حیوان کشف شده است. محققان می گویند که این موجود در آب های سرد، کم عمق و آرام، به باکتری ها و جلبک ها می چسبیده و از طریق منافذ بدن لوله ای اش، از آنها تغذیه می کرده است.

اوتاویا ظاهری اسفنجی داشته و البته یک موجود ریز، کوچکتر از دانه شن بوده است. دیرینه شناس زیستی دکتر باب براین از دانشگاه سنت اندروز اسکاتلند -که بخاطر تحقیقاتش بر روی گونه انسانی (Hominid) شهرت زیادی دارد- فسیل صدها اوتاویا را در یک سنگ در پارک ملی اِتوشا در نامیبیا یافته است. نمونه های پیدا شده متعلق به انواع زیادی از این موجود هستند و این نشان می دهد که احتمالا این ارگانیسم ها گستردگی فراوانی داشته اند.

طبق اطلاعات منتشر شده در ژورنال علوم آفریقای جنوبی، این موجود بسیار مقاوم و سخت جان بوده، به گونه ای که حداقل از دو دوران یخبندان زمین که محققان حدس می زنند ۶۵۰ میلیون سال پیش اتفاق افتاده اند، جان به در برده است. در هر یک از دوره های یخبندان زمین، سطح این سیاره تقریبا کامل از یخ و برف پوشانده شده است.

جالب اینکه این موجود کوچک در طی این دوره ها تقریبا بدون تغییر باقی مانده و هم پای جلبک ها و باکتری ها، نسل آن بیش از ۲۰۰ میلیون سال ادامه یافته است.

دکتر براین اعتقاد دارد که اوتاویا اولین موجود شکارچی کره زمین بوده و در دوران شروع حیاتش در این سیاره، بدون رقیب در بالای زنجیره غذایی ایستاده بوده است. طبق نظر دکتر براین اوتاویا اولین نفر در مسابقه تکامل حیات حیوانی بوده است. موجود ریزی که در ادامه، به انسان اجازه حکم فرمایی بر این سیاره را داده است.

مطلب مرتبط: حلقه مفقوده نظریه تکامل داروین کشف شد فسیل 47 میلیون ساله از یک پستاندار نخستین

کاملا بدیهی است که هیچ چیزی سریع تر از نور حرکت نمی کند. و در حالی که دانشمندان می دانستند که ذرات کوانتومی در سرعت های پایین تر اثر متقابلی بر یکدیگر دارند، اما تا کنون در اندازه گیری این سرعت ناموفق بودند.

اما طبق مقاله منتشره در مجله نیچر، Marc Cheneau در یک آزمایش توانسته حد نهایی سرعت ذرات کوانتومی را با به دام انداختن گاز کوانتوم با اتم ها، درون یک شبکه نوری از لیزر متقاطع ، محاسبه نماید.

مهمترین کاربرد این کشف جدید، تهیه مدارک کاملا مورد اعتماد برای کسانی است که در زمینه تئوری کوانتوم فعالیت می کنند. کسانی که بر روی اثبات روابط ویژه اجزا در قلمرو فیزیک کوانتوم تلاش می کنند. این سنجش سرعت نه تنها می تواند در محاسباتی که مربوط به دانش کوانتوم هستند، مورد استفاده قرار گیرد؛ بلکه می تواند به تئوری محدودیت سرعت که توسط گروه Lieb-Robinson bound مطرح شده، اعتبار ویژه ای ببخشد و به آنها کمک می کند تا با اطلاعاتی که درباره حداکثر سرعت اثرات متقابل کوانتوم در مواد مشخص به دست آمده، آزمایشات دقیق تری را برای سنجش درستی و اثبات فرضیه شان طرح ریزی کنند.

در دنیای واقعی این دستاورد می تواند یک پله مهم دیگر برای تحقیقات و توسعه کامپیوترهای کوانتومی با ثبات باشد. دانستن دلایل و قوانین اثری که این ذرات باید از آن پیروی کنند، توسعه ماشین های کوانتومی را بسیار آسان تر می کند.