محققان معتقدند خانه‌های آینده کاملا هوشمند خواهند بود که از میان بهترین وسایل هوشمند خانگی می‌توان تخت‌خواب‌ها و مبل‌های هوشمند را نام برد.

محققان دانشگاه استنفورد با توسعه یک روش موسوم به "انرژی رنگ آبی" توانسته‌اند از آب خروجی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب ساحلی برق تولید کنند تا در آینده این تصفیه‌خانه‌های پرمصرف از لحاظ مصرف انرژی خودکفا شوند.

این ماه، جهان پنجاهمین سالگرد فرود نیل آرمسترانگ را بر سطح ماه جشن گرفت. اما همین هفته سالگرد یک اتفاق علمی دیگر نیز بود که اگرچه به آن توجهی نمی‌شود، ولی بی‌اندازه مهم است. ۴۰ سال پیش، گروهی از دانشمندان علم اقلیم‌شناسی در موسسه‌ی اقیانوس‌شناسی وودز هول در ماساچوست در نخستین نشست «گروه ویژه‌ی کربن‌دی‌اکسید و اقلیم» گرد هم آمدند. این گردهمایی به تهیه‌ گزارش چارنی انجامید؛ نخستین ارزیابی جامع تغییرات اقلیم ناشی از ‌کربن‌دی اکسید. هرچند این اتفاق به‌اندازه‌ی فرود بر سطح ماه، تاثیرگذار به‌نظر تاثیر نمی‌رسید و قطعا شمار زیادی از مردم منتظر نتایج آن نبودند، اما گزارش چارنی نمونه‌ای از «علم خوب» است و موفقیت پیش‌بینی‌های آن طی ۴۰ سال گذشته به‌خوبی علم گرمایش جهانی را ثابت کرده است.

این گاز گلخانه‌ای که درمورد آن صحبت می‌کنید، چیست؟

دانشمندان در قرن ۱۹ نشان داده بودند که کربن‌دی‌اکسید چیزی است که ما امروزه آن را گاز گلخانه‌ای می‌نامیم. در دهه‌ی ۱۹۵۰، دانشمندان افزایش دمای چند درجه‌ای را در نتیجه‌ی مصرف سوخت‌های فسیلی پیش‌بینی می‌کردند. در سال ۱۹۷۲، جان ساویر، سرپرست پژوهشی دفتر هواشناسی بریتانیا یک مقاله‌ی چهار صفحه‌ای در Nature منتشر کرد که خلاصه‌ای بود از آنچه که در این رابطه تا آن زمان شناخته شده بود و در آن پیش‌بینی شد که جهان تا پایان قرن بیستم ۰/۶ افزایش دما را تجربه خواهد کرد. اما این پیش‌بینی‌ها در دهه‌ی ۱۹۷۰ بحث‌برانگیز شد. زمین در اواسط قرن بیستم سردتر شد و حتی در برخی رسانه‌ها این گمان منتشر می‌شد که شاید ما در آستانه‌ی یک عصر یخبندان قرار داریم. در نشست وودز هول، حدود ده دانشمند برجسته‌ی علم اقلیم‌شناسی گردهم آمده بودند. رهبری این گروه را جول چارنی که یکی از برجسته‌ترین دانشمندان علوم جوی قرن بیستم محسوب می‌شود، از موسسه‌ی فناوری ماساچوست برعهده داشت. این گزارش به‌وضوح نشان دهنده‌ی اثرات احتمالی افزایش کربن‌دی‌اکسید روی اقلیم و نیز نبود اطمینان‌های مرتبط بود. نتیجه‌ی اصلی گزارش او صریح بود:

طبق برآورد ما میزان افزایش دمای حاصل از دوبرابر شدن غلظت کربن‌دی‌اکسید با خطای احتمالی ۱/۵ درجه‌ی سانتیگراد، حدود ۳ درجه است.

در چهلمین سالگرد نشست یادشده، متوسط غلظت کربن‌دی‌اکسید در اتمسفر حدود ۲۱ درصد افزایش پیدا کرده است. در طول همین دوره، درست طبق پیش‌بینی آن‌ها میانگین دمای سطحی جهانی حدود ۰/۶۶ درجه‌ی سانتیگراد افزایش پیدا کرده است.

اگرچه گزارش مورد بحث توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرد، قطعا به تغییری فوری در رفتار مردم یا سیاست‌مداران منجر نشد. اما با گذشت زمان، همان‌طور که جهان طبق این پیش‌بینی‌ها به سمت گرم شدن پیش می‌رفت، گزارش مذکور به‌عنوان نقطه‌ی عطفی در درک ما از پیامدهای اعمال انسان برای اقلیم، مورد پذیرش واقع شد. امروز، دانشمندان علوم اقلیمی، چارنی و همکارانش را به‌خاطر بینش و شفافیت آن‌ها ستایش می‌کنند.

این گزارش مثالی از نحوه‌ی عمل علم خوب است: ارائه‌ی یک فرضیه پس از بررسی‌های فیزیکی و شیمیایی و سپس ایجاد پیش‌بینی‌های قوی براساس ارزیابی‌ها. در اینجا، پیش‌بینی‌های قوی به‌معنای چیزی است که اگر فرضیه‌ و علم شما نادرست باشد، به‌نظر بعید برسد که واقعیت داشته باشد. در این مورد، پیش‌بینی بسیار خاص آن‌ها این بود که افزایش دمای ۱/۵ تا ۴/۵ درجه‌ی سانتیگراد با دوبرابر شدن میزان غلظت کربن‌دی‌اکسید در اتمسفر اتفاق خواهد افتاد. در آن زمان، در غیاب این فرضیه و علم، دمای زمین می‌توانست انتظار برود که طی دوره‌ی ۴۰ ساله‌ی آینده بدون تغییر بماند، کمی سردتر شود، خیلی سردتر شود یا خیلی (یا کمی) گرم‌تر شود. در غیاب علم گرمایش جهانی، هرکدام از این وضعیت‌ها می‌توانست امکان‌پذیر باشد، بنابراین پیش‌بینی بسیار خاص آن‌ها، آزمونی محکم از علم آن‌ها فراهم ساخت. نویسندگان گزارش چارنی فقط بی‌رحمانه علم را خلاصه نکرده بودند. آن‌ها همچنین با دیده‌ی شک و تردید عمل سعی کرده بودند عواملی را پیدا کنند که موحب بی‌اعتبار شدن نتایج آن‌ها شود. آن‌ها نتیجه‌گیری کردند:

ما سعی کردیم، ولی نتوانستیم هیچ‌گونه اثر فیزیکی نادیده گرفته شده یا کمتر از حد برآوردشده‌ای را پیدا کنیم که بتواند برآوردهای کنونی گرم شدن جهان در اثر مضاعف شدن مقدار کربن‌دی‌اکسید را به‌شدت کاهش داده یا روند آن را معکوس کند.

این گزارش و تایید موفقیت‌آمیز پیش‌بینی‌های آن، یک پایه‌ی علمی قوی برای بحث درمورد گرمایش جهان فراهم می‌کند. طی چهل سال پس از انتشار گزارش، همان‌طور که جهان به‌همان اندازه‌ی مورد انتظار چارنی و همکارانش گرم شد، علم تغییرات اقلیمی بهبود پیدا کرد و مدل‌های بهتری ارائه شدند که می‌توانستند عوامل نادیده گرفته‌شده‌ی پیشین را درنظر بگیرند. اگرچه این علم تنها نتیجه‌گیری گزارش چارنی را تایید کرد، ولی اکنون پیش‌بینی‌های بسیار دقیق‌تری از تغییرات اقلیمی وجود دارد.

میکروفون کوانتومی که به‌وسیله‌ی پژوهشگران دانشگاه استنفورد توسعه پیدا کرده و جزئیات آن در مجله‌ی Natureمنتشر شده است، می‌تواند درنهایت منجر به توسعه‌ی کامپیوترهای کوانتومی کوچک‌تر و کارآمدتری شود که به‌جای نور، با دستکاری صوت کار می‌کنند. امیر صفوی نائینی، پژوهشگر مطالعه می‌گوید:

ما انتظار داریم که این دستگاه امکان طراحی انواع جدید حسگرهای کوانتومی، مبدل‌ها و دستگاه‌های ذخیره‌ساز را برای ماشین‌های کوانتومی آینده فراهم کند.

فونون‌ها که نخستین بار به‌وسیله‌ی آلبرت انیشتین در سال ۱۹۰۷ معرفی شدند، بسته‌هایی از انرژی ارتعاشی هستند که از اتم‌های ناآرام آزاد می‌شوند. این بسته‌های رویت‌ناپذیر یا «کوانتا»، بسته به فرکانس خود به‌صورت صدا یا گرما ظاهر می‌شوند. همچون فوتون‌ها که حامل‌های کوانتومی نور محسوب می‌شوند، فونون‌ها کوانتیزه هستند؛ بدین معنا که انرژی‌های ارتعاشی آن‌ها مانند راه‌پله‌ای تشکیل‌شده از پلکان‌های متمایز، محدود به مقادیر گسسته است. صفوی نائینی می‌گوید:

صدا دارای سطح‌بندی ریزی است که ما به‌طور معمول آن را تجربه نمی‌کنیم. صدا در سطح کوانتومی گسسته است.

انرژی یک سیستم مکانیکی می‌تواند براساس تعداد فونون‌هایی که در آن تولید می‌شود، به‌صورت حالت‌های «فوک» از صفر تا N نمایش داده شود. به‌عنوان مثال، «حالت فوک ۱»، متشکل از یک فونون از یک مقدار انرژی خاص است؛ «حالت فوک ۲» از دو فونون با همان مقدار انرژی تشکیل شده و به‌همین ترتیب برای دیگر مقادیر. حالت‌های بالاتر فونون، مربوط به صداهای بلندتر است. تا به حال، دانشمندان قادر نبوده‌اند که حالت‌های فونون را به‌طور مستقیم در ساختارهای مهندسی‌شده اندازه‌گیری کنند به‌علت اینکه اختلاف انرژی بین حالت‌های مختلف، در مثال پله‌ها - فضای بین پلکان‌ها - بسیار ناچیز است. پاتریسیو آرنگویز آریولا یکی از نویسندگان مقاله می‌گوید:

انرژی یک فونون ده تریلیون بار کمتر از انرژی مورد نیاز برای روشن نگه داشتن یک لامپ به‌مدت یک ثانیه است.

پژوهشگران دانشگاه استنفورد برای پرداختن به این مسئله، حساس‌ترین میکروفون جهان را طراحی کردند؛ میکروفونی که برای شنیدن نجوای اتم‌ها از اصول کوانتومی استفاده می‌کند. در یک میکروفون معمولی، امواج صوت یک غشای داخلی را به ارتعاش درمی‌آورند و این جا‌به‌جایی فیزیکی تبدیل به ولتاژی قابل اندازه‌گیری می‌شود. این روش برای تشخیص فونون‌ها به‌صورت انفرادی نتیجه‌بخش نیست زیرا براساس اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، موقعیت یک شیء کوانتومی را بدون تغییر آن نمی‌توان به‌دقت تعیین کرد. صفوی نائینی می‌گوید:

اگر شما سعی کنید که تعداد فونون‌ها را با استفاده از یک میکروفون معمولی اندازه‌گیری کنید، عمل اندازه‌گیری موجب تزریق یک انرژی به سیستم می‌شود که آن انرژی کوچکی که شما می‌خواهید اندازه گیری کنید را پنهان می‌کند.

درعوض، فیزیکدانان راهی برای اندازه‌گیری مستقیم حالت‌های فوک و سپس تعداد فونون‌ها در امواج صوتی طراحی کردند. صفوی نائینی می‌گوید:

ماشین‌های کوانتومی به ما می‌گویند که موقعیت و اندازه حرکت را نمی‌توان به‌دقت مشخص کرد؛ اما چنین چیزی درمورد انرژی گفته نمی‌شود. انرژی می‌تواند با دقت نامحدودی شناخته شود.

ترسیم هنری یک آرایه‌ از تشدیدگرهای نانومکانیکی که برای تولید و به دام انداختن ذرات صوت یا فونون‌ها طراحی شده است. حرکات مکانیکی فونون‌های به دام انداخته شده به‌وسیله‌ی یک شناساگر کیوبیت که فرکانس آن بسته به تعداد فونون‌های موجود در تشدیدگر تغییر می‌کند، حس می‌شود. شمار متفاوت فونون‌ها به‌صورت قله‌های مجزایی در طیف کیوبیت که به‌صورت شماتیک در پشت تشدیدگرها نشان داده شده، قابل مشاهده است

کیوبیت‌های آوازخوان

میکروفون کوانتومی که پژوهشگران توسعه داده‌اند، از یک سری تشدیدگرهای نانومکانیکی فوق سرد تشکیل شده و چنان کوچک است که تنها با میکروسکوپ الکترونی می‌توان آن را مشاهده کرد. تشدیدگرها با یک مدار ابررسانا جفت شده‌اند که حاوی جفت الکترون‌هایی است که بدون مقاومت در اطراف در حرکت هستند. این مدار یک «بیت کوانتومی» یا «کیوبیت» را تشکیل می‌دهد که می‌تواند در یک زمان به هر دو حالت وجود داشته باشد و فرکانسی طبیعی دارد که به‌صورت الکتریکی قابل خواندن است. وقتی تشدیدگرهای مکانیکی مانند پوست یک طبل به ارتعاش در می‌آیند، فونون‌هایی در حالت‌های مختلف تولید می‌کنند. آرنگویز آریولا می‌گوید:

تشدیدگرها از ساختارهای متناوبی تشکیل شده‌اند که همچون آینه‌ای برای صدا عمل می‌کنند. با ایجاد نقایصی در این شبکه‌های مصنوعی ما می‌توانیم فونون‌ها را در میانه‌ی ساختار به دام اندازیم.

همچون زندانیان یاغی، فونون‌های به دام انداخته شده، به دیوار زندان خویش ضربه می‌زنند و این حرکات مکانیکی به‌وسیله‌ی سیم‌های فوق‌العاده نازکی به کیوبیت منتقل می‌شوند. الکس ولاک پژوهشگر این مطالعه می‌گوید:

حساسیت کیوبیت نسبت‌به جا‌به‌جایی، به‌ویژه هنگامی که فرکانس‌های کیوبیت و تشدیدگرها نزدیک هم باشد، بسیار زیاد است.

البته پژوهشگران با تنظیم مجدد سیستم به‌صورتی که کیوبیت و تشدیدگرها در فرکانس‌های بسیار متفاوتی دچار ارتعاش شوند، این ارتباط مکانیکی را تضعیف کردند و موجب آغاز نوعی اثر متقابل کوانتومی به نام اثر متقابل پراکندگی شدند که به‌طور مستقیم کیوبیت را به فونون‌ها متصل می‌کرد. این پیوند موجب شد که فرکانس کیوبیت متناسب با تعداد فونون‌ها در تشدیدگرها تغییر کند. پژوهشگران با اندازه‌گیری تغییر کیوبیت‌ها در صدا توانستند سطح انرژی کوانتیزه‌شده‌ی تشدیدگرهای درحال ارتعاش را اندازه‌گیری کنند. صفوی نائینی گفت:

سطوح مختلف انرژی فونون به‌صورت قله‌های مجزا در طیف کیوبیت آشکار می‌شوند. این قله‌ها به حالت‌های فوک صفر، یک ، دو و... مربوط می‌شوند. این قله‌های چندگانه قبلا هرگز دیده نشده بود.

تسلط بر ایجاد و تشخیص دقیق فونون‌ها می‌تواند مسیر را برای توسعه‌ی انواع جدیدی از دستگاه‌های کوانتومی که قادر به ذخیره و بازیابی اطلاعات رمزگذاری شده به‌صورت ذرات صدا هستند یا می‌توانند به‌صورت یکپارچه بین سیگنال‌های نوری و مکانیکی تغییر وضعیت دهند، هموار می‌کند. چنین دستگاه‌هایی احتمالا می‌توانند فشرده‌تر و کارآمدتر از ماشین‌های کوانتومی باشند که از فوتون‌ها استفاده می‌کنند؛ زیرا دستکاری فونون‌ها راحت‌تر است و دارای طول موج‌هایی هستند که هزاران بار کوچک‌تر از طول موج ذرات نور است. صفوی نائینی توضیح می‌دهد:

در حال حاضر افراد برای رمزگذاری این حالت‌ها از فوتون‌ها استفاده می‌کنند. ما می‌خواهیم از فونون‌ها استفاده کنیم که مزیت‌های بسیار بیشتری دارند. دستگاه ما گامی مهم در جهت ساخت کامپیوترهای مکانیکی است که براساس اصول مکانیک کوانتومی کار می‌کنند.

تاکنون با خود فکر کرده‌‌اید که چه اتفاقی رخ می‌‌داد اگر زمان دوباره به همان نقطه‌‌ای بازمی‌‌گشت که فرگشت گونه‌‌ی ما آغاز شد؟ چه می‌‌شد اگر روند شکل‌‌گیری حیات روی زمین از سر گرفته و تاریخ فرگشت دوباره از نو نگاشته می‌‌شد؟ دیرینه‌‌شناسی آمریکایی به‌نام استفان جی‌‌گولد در اواخر دهه‌‌ی ۸۰ میلادی، پاسخی برای این پرسش ارائه کرد که تا همین امروز نیز ذهن جستجوگر متخصصان زیست‌‌شناسی تکاملی را به خود مشغول داشته است.

گولد عقیده داشت که اگر زمان به عقب بازمی‌‌گشت، فرگشت مسیر کاملا متفاوتی را در پیش می‌‌گرفت و گونه‌‌ی بشر هرگز به مسیر حیات راه پیدا نمی‌‌کرد. درحقیقت، او احساس می‌‌کرد که فرگشت گونه‌‌ی بشر به‌‌حدی مورد نادری بوده است که حتی اگر فیلم داستان حیات را برای میلیون‌‌ها بار دیگر از ابتدا پخش می‌‌کردیم، امکان نداشت گونه‌‌ای مشابه با انسان خردمند (Homo sapiens) را روی زمین ببینیم.

استدلال او این‌‌گونه بود که عامل «شانس» نقش بسیار مهمی در جریان فرگشت ایفا کرده است. از دیدگاه او، شکل‌‌گیری این روند مرهون وقوع چند انقراض دسته‌‌جمعی عظیم (درنتیجه‌ی برخورد شهاب‌‌سنگی بزرگ یا فعالیت‌‌های آتشفشانی بی‌‌سابقه) بوده است. این رویدادهای تصادفی تنها محدود به این ابعاد بزرگ نبوده و حتی در مقیاس مولکولی نیز جریان داشته است. حتی جهش‌‌های ژنتیکی که پایه و اساس سازگاری‌‌پذیری‌‌های مبتنی‌‌بر فرگشت محسوب می‌‌شوند نیز مرهون رویدادهایی تصادفی بوده است.

به بیان ساده، فرگشت محصولی از جهش‌‌های تصادفی است. تنها چند جهش نادر می‌‌تواند باعث ایجاد شانس بقای یک موجود زنده در محیطی خاص شود. انشعاب یک گونه‌‌ی به‌‌خصوص از گونه‌‌‌‌ای دیگر تنها می‌‌توانسته درنتیجه‌‌ی جهش‌‌های نادری رخ دهد که به‌‌مرور زمان رواج یافته‌‌اند. اما در این میان ممکن بود فرایندهای تصادفی دیگری نیز وارد عمل شوند و تعدادی جهش مضر و ویرانگر را نیز رقم بزنند. این سیر تصادفی خود گویای این واقعیت است که احتمالا درصورت بازپخش فیلم حیات، زمین شاهد شکل‌‌گیری انواع متفاوتی از زندگی می‌‌بود.

البته از آنجاکه عملا غیرممکن است بتوانیم در زمان به عقب بازگردیم، نمی‌‌توان باقاطعیت درمورد مسیر واقعی فرگشت گونه‌‌ی خود اظهارنظر کنیم. با این همه، خوشبختانه زیست‌‌شناسان حوزه‌‌ی علم فرگشت هنوز راهکار‌‌هایی را برای آزمودن نظریه‌‌های گولد درمقیاس میکروسکوپی در اختیار دارند.

فرگشت انسان امروزی مرهون میلیون‌ها جهش تصادفی است؛ ولی انتخاب طبیعی نقش یک عامل هدایت‌کننده را در این جریان ایفا کرده است.

میکروارگانیسم‌‌ها با سرعت بسیار بالایی تقسیم می‌‌شوند و تکامل پیدا می‌‌کنند. ما می‌‌توانیم میلیاردها عدد از سلول‌‌هایی خاص را در مکانی ذخیره و زمان را برای آن‌‌ها متوقف کنیم. این قابلیت به ما اجازه می‌‌دهد زیرمجموعه‌‌ای از میکروارگانیسم‌‌ها را انتخاب کنیم و آن‌‌ها را در شرایط محیطی جدیدی پرورش دهیم و تغییرات سازگاری‌‌پذیری آن‌‌ها را به‌‌صورت لحظه‌‌ای رصد کنیم. ما می‌‌توانیم در هر لحظه از حال به آینده برویم و بالعکس؛ این به‌‌معنای توانایی بازپخش فیلم حیات از درون یک لوله‌‌ی آزمایشگاهی است.  

نکته‌‌ی شگفت‌‌انگیز اینکه بسیاری از مطالعات فرگشت باکتریایی نشان می‌‌دهند که اغلب، از دیدگاه کوتاه‌‌مدت، فرگشت مسیری پیش‌بینی‌پذیر را طی می‌‌کند. این یعنی در بیشتر موارد، صفات و ویژگی‌‌های ژنتیکی یکسانی در روند فرگشت این موجودات ظهور پیدا می‌‌کنند. به‌‌عنوان نمونه، یک آزمایش بلندمدت در سال ۱۹۸۸ را درنظر بگیرید که طی آن، ۱۲ نمونه‌‌ی مستقل از باکتری «اشریشیا کلی» از یک کلونی واحد استخراج شدند و از آن زمان تاکنون پیوسته تکامل یافتند. طی این مدت زمان، بیش از ۶۵ هزار نسل از این موجودات تولید شده‌‌اند (برای مقایسه، بد نیست بدانید بشر از زمان پیدایش گونه‌‌ی انسان خردمند تاکنون تنها ۷۵۰۰ الی ۱۰ هزار نسل پشت سر گذاشته است). نتایج می‌گویند تمامی گونه‌‌های تکامل‌‌یافته از این باکتری‌‌ها نسبت‌‌به اجداد خود سالم‌‌تر، بزرگتر هستند و با سرعت بیشتری رشدونمو می‌‌کنند. این بدین معنا است که گویا ارگانیسم‌‌ها در طی مسیر فرگشت خود با حدومرزهایی مواجه هستند.

به‌‌نظر می‌‌رسد نیروهای فرگشتی خاصی وجود دارند که روند تکامل موجودات زنده را در مسیر مشخص و محدودی پیش می‌‌برند. انتخاب طبیعی یکی از ابزارهای هدایت‌‌کننده‌‌ی فرگشت است که آشفتگی جهش‌‌های تصادفی را سامان می‌‌دهد و موازنه‌‌ی طبیعت را به نفع جهش‌‌های مفید تغییر می‌‌دهد. این بدان معنا است که بسیاری از تغییرات ژنتیکی طی گذر زمان ناپدید می‌‌شوند و تنها بهترین آن‌‌ها باقی می‌‌مانند. این همان عاملی است که می‌‌تواند حرکت طبیعت به‌‌سوی خلق گونه‌‌های کاملا متفاوت را نیز توجیه کند.

ما اکنون مدارکی در تاریخ فرگشت در اختیار داریم که نشان می‌‌دهد گونه‌‌هایی متمایز ولی ساکن در یک محیط زندگی مشابه، به‌‌مرور ویژگی‌‌های  یکسانی را از خود بروز داده‌‌اند. برای مثال، گونه‌‌های منقرض‌‌شده از خزندگان پرنده و پرندگان امروزی هر دو حین فرگشت دارای منقار و بال شده‌‌اند؛ درحالی که این دو گونه هرگز دارای اجداد یکسانی نبوده‌‌اند. بنابراین می‌‌توان نتیجه‌‌گیری کرد که بال و منقار ازجمله ویژگی‌‌هایی بوده‌‌اند که درنتیجه‌‌ی فشار شرایط محیطی، در دو مرحله‌‌ی متفاوت از تاریخ فرگشت ظاهر شده‌‌اند.

پیدایش منقار و نوک در خزندگان پرنده روندی متفاوت نسبت به پرندگان امروزی طی کرده است.

اما معماری ژنتیکی نیز عامل مهمی محسوب می‌‌شود. تمامی ژن‌‌های به‌‌صورت یکسانی تولید نمی‌‌شوند: برخی از ژن‌‌ها وظایف مهم‌‌تری را نسبت‌‌به سایرین به‌‌عهده دارند. ژن‌‌ها نیز در شبکه‌‌هایی سازمان‌‌دهی می‌‌شوند که به مدارهای الکتریکی شباهت‌‌هایی دارند. این شبکه‌‌های ژنومی همانند مدارها دارای تعدادی سوئیچ‌‌هایی کمکی و نیز سوئیچ‌‌هایی اصلی هستند. «جهش‌‌ها» درواقع سوئیچ‌‌های اصلی این شبکه هستند که مسئول ایجاد تغییرات بزرگ هستند. به‌‌عبارت دیگر، فرگشت در بخش‌‌های خاصی از ژنوم ما به تعداد دفعات بیشتری رخ می‌‌دهد یا آثار قوی‌‌تری از خود در آنجا به‌‌جای می‌‌گذارد. همین امر باعث جهت‌‌دهی بیشتر روند فرگشت در مسیری خاص می‌‌شود.

این قضیه از دیدگاه قوانین فیزیک چگونه توجیه‌پذیر است؟ آیا این قوانین نیز با مفهوم فرگشت پیش‌بینی‌پذیر سازگاری دارند؟

درمقیاس بسیار بزرگ، پاسخ مثبت است. ما قوانین بسیاری را در دنیای فیزیک سراغ داریم که کاملا قطعی هستند. برای مثال، گرانش را درنظر بگیرید که مسئول اصلی تشکیل اقیانوس‌‌ها، اتمسفر زمین و حتی گداخت هسته‌‌ای درون خورشید است. این نیرو در جهان کاملا پیش‌بینی‌پذیر است. نظریه‌‌های آیزاک نیوتن که براساس قوانین قطعی حاکم بر جهان ارائه شده‌‌اند، می‌‌توانند رفتار بسیاری از سیستم‌‌ها را در مقیاس بزرگ توجیه کند. این قوانین می‌‌گویند که جهان ما به‌‌شکلی ترجیحی، پیش‌بینی‌پذیر به‌‌نظر می‌‌رسد.

اگر دیدگاه نیوتنی را کاملا درست فرض کنیم، آن‌‌گاه فرگشت گونه‌‌ی بشر نیز امری غیرقابل‌‌اجتناب خواهد بود. هرچند این احساس خوشایند از پیش‌‌بینی‌‌پذیری جهان چندان دیری نپایید و با کشف دنیای خارق‌‌العاده‌‌ی فیزیک کوانتوم در قرن بیستم، اعتبار قوانین فیزیک کلاسیک در مقیاس کوانتومی به چالش کشیده شد. در کوچک‌ترین مقیاس‌‌ها از دنیای اتم‌‌ها و ذرات زیراتمی، تنها عدم قطعیت حکمفرما است. این بدان معنا است که جهان ما در زیربنایی‌‌ترین سطوح خود کاملا پیش‌بینی‌ناپذیر است.

درصورت بازگشت در زمان، بعید است دوباره گونه‌ی انسان خردمند پدید آید؛ ولی احتمال پیدایش گونه‌ای مشابه زیاد است

در مجموع، فارغ از اینکه چند بار دیگر تاریخ حیات در زمین تکرار شود، قوانین کلی فرگشت در جهان کاملا ثابت خواهند بود. همواره برتری از آنِ ارگانیسم‌‌هایی خواهد بود که بتوانند انرژی خود را از خورشید دریافت کنند. همواره بخت با گونه‌‌هایی یار خواهد بود که بتوانند از گازهای فراوان موجود در اتمسفر زمین بهره ببرند و به‌‌دلیل همین سازگاری‌‌پذیری‌‌ها است که می‌‌گوییم بنابر هر سناریوی دیگری نیز همچنان ظهور چنین اکوسیستمی پیش‌بینی‌پذیر بود. با این حال، تصادفی‌‌بودن بسیاری از فرایندهای فرگشتی باعث می‌شود عملا نتوانیم آینده‌‌ی این تغییرات را با قطعیت پیش‌‌بینی کنیم.

یک مورد مشابه در دنیای نجوم به‌‌چشم می‌‌خورد که شباهت درخوری با موضوع موردبحث ما دارد. در دهه‌‌ی ۱۷ میلادی، یک بنیاد ریاضی جایزه‌‌ای برای حل «مسئله‌‌ی سه جرم» تعیین کرد. این مسئله به توصیف ارتباط گرانشی و تعیین موقعیت مداری خورشید، زمین و ماه اختصاص داشت.

برنده‌‌ی این جایزه درواقع ثابت کرد که مسئله‌‌ی یادشده‌‌ی را نمی‌‌توان به‌‌شکل دقیقی حل کرد. در اینجا هم درست مانند بی‌‌نظمی ناشی از جهش‌‌های تصادفی، یک مقدار اولیه از خطا به‌‌شکل اجتناب‌‌ناپذیری رشد می‌‌یابد و درنتیجه شما هرگز نمی‌‌توانید مکان نهایی این سه جرم را در آینده پیش‌‌بینی کنید. اما از آنجا که خورشید یک جرم غالب در این مجموعه به‌‌شمار می‌‌آید، می‌‌تواند تاحدودی مدار حرکت هر سه جرم را دیکته کند و بدین‌‌ترتیب، ما خواهیم توانست احتمالات ممکن از مکان این اجرام را در بازه‌‌ی معینی محدود کنیم.

این مثال یادآور همان نقش عامل هدایتگری است که موجب محدودشدن فرگشت موجودات زنده در مسیرهای مشخصی می‌‌شود. ممکن است ما واقعا ندانیم که درصورت تکرار داستان حیات، چه سرنوشتی در انتظار گونه‌‌ی ما می‌‌بود؛ اما می‌‌دانیم که تعداد مسیرهای پیش‌بینی‌پذیر برای فرگشت موجودات زنده آن‌‌چنان هم زیاد نیست. گرچه امکان داشت در سناریوهای جدید، بشر هرگز مجالی برای تکامل نیابد، ولی تقریبا اطمینان داریم که اکوسیستم این سیاره‌‌های بیگانه هنوز هم اشتراکات بسیاری با سیاره‌‌ی کنونی ما می‌داشت.

برخلاف والدین معمولی، والدین ربات هرگز خسته یا دچار حواس‌پرتی نمی‌شوند و صبر خود را از دست نمی‌دهند. به‌گفته‌ی جان سی هاونس، مؤلف اخلاق هوش مصنوعی، ربات‌ها می‌توانند روزی حق تربیت فرزند را از والدین بگیرند. داستان سریال تلویزیونی انسان‌ها (Humans که از شبکه‌ی AMC پخش می‌شود) حول آینده‌ای احتمالی می‌چرخد که در آن گروهی از ربات‌ها به نام Synth (سینث) از نظر ظاهر شباهت‌ زیادی به انسان دارند. این ربات‌هابه خودآگاهی می‌رسند و می‌خواهند از تحت سلطه‌ی اربابان خود رها شوند.

در فصل اول این سریال کاراکتر نقش اول سینت، آنیتا، به‌عنوان پرستار بچه خانه‌ای استخدام می‌شود. مادر خانواده که با اعتیاد به الکل دست‌وپنجه نرم می‌کنند پس از چند شب متوالی دور بودن از خانه، بازمی‌گردد و می‌خواهد برای دخترش داستان بخواند؛ اما دختر می‌گوید: «نه می‌خواهم آنیتا این کار را برایم انجام دهد.»

هیچ رباتی ارباب نیست. این تنها نگرش یک دختر کوچک است که ربات پرستارش را به مادرش ترجیح می‌دهد. والدین این دختربچه از یکدیگر جدا شده‌اند و ماهیت استرس‌زای کار مادر (که بر آینده‌ی انسان‌ها و تأثیر می‌گذارد) به‌معنی دور بودن او از خانه در اکثر اوقات است. آنیتا در مقایسه با والدین انسانی، همیشه صبور، آماده‌به‌کار و عاشق دختربچه است. به‌ بیان‌ دیگر آنیتا طوری طراحی شده است که هیچ‌کدام از والدین انسانی نمی‌توانند شبیه او باشند.

وقتی بحث‌ واگذاری نقش‌ها به ربات‌ها مطرح می‌شود، اغلب اوقات به وظیفه‌‌ی والدین اشاره‌ای نمی‌شود؛ اما اگر در آینده بازدهی ربات نسبت بیشتر از بازدهی انسان باشد، این احتمال وجود خواهد داشت که اسباب‌بازی‌های هوش مصنوعی، دستیارهای شخصی یا ربات‌های همراه روزی جایگزین والدین انسانی شوند. مشکل اصلی، عملکرد بهتر پرستارهای رباتیک نسبت به نمونه‌های انسانی نیست؛ زیرا این مسئله حداقل از بعضی جهات اجتناب‌ناپذیر است. بلکه نکته‌ی مهم، برخورداری والدین از حق قانونی تربیت فرزند است. به همین دلیل انسان‌ها باید قبل از آنکه فرصت را از دست بدهند، این حق را بگیرند.

ماهیت تربیت

امروزه دستگاه‌های زیادی مخصوص کودکان طراحی شده‌اند که می‌توانند از پرستارهای انسانی تقلید کنند. این دستگاه‌ها حوزه‌هایی مثل آموزش، وظایف مرتبط با پرستار بچه و آموزش رفتار به کودکان را دربرمی‌گیرند. هوش مصنوعی در زمینه‌هایی مانند آموزش، وظایف پرستار محور و آموزش آداب معاشرت به کودکان نقش دارد. شاید کمی دور از ذهن برسد که هر محصول یا سرویسی بتواند جایگزین والدین یا پرستارهای انسانی باشد، اما به‌طورکلی عملکرد ایمن‌سازی دستگاه‌های شبانه‌روزی خوب است. برای مثال می‌توان با دوربین‌های متصل به اینترنت اشیاء (IoT)، امنیت بچه‌ها را بررسی کرد، بر نحوه‌ی استفاده از تلفن همراه آن‌ها نظارت کرد یا با برنامه‌هایی مثلFaceTime ارتباط ویدئویی برقرار کرد.

اما استفاده از این واسطه‌ها برای تربیت فرزندان باعث می‌شود کودکان، آرامش خود را در صفحات نمایش و تراشه‌های کامپیوتری جست‌وجو کنند؛ تولید ربات‌هایی مانند آنیتا می‌تواند گام منطقی بعدی در این مسیر باشد. با این‌ حال، به اعتقاد اغلب افراد، انسان‌ها از نظر احساسی نسبت به ربات‌ها برتری دارند. رامونا پرینگل، رئیس استودیوی نوآوری خلاق در دانشگاه ریرسون و مؤلف «A برای الگوریتم، B برای کودک» می‌گوید:

طراحی این دستگاه‌ها، آن‌ها را به گزینه‌هایی جذاب، فریبنده و حتی اعتیادآور تبدیل کرده است که می‌تواند به‌اندازه‌ی روابط انسانی تأثیرگذار باشد و باعث ترشح دوپامین شود. یکی از بهترین تجربه‌های دیجیتالی تلاش برای تقلید از مغز هنگام در آغوش کشیدن مادر است؛ بنابراین می‌توان گفت پرستاری یا تربیت انسانی به‌صورت پیش‌فرض هواداران بیشتری دارد.

بااینکه ممکن است والدین از دستگاهی برای بهبود فرزندداری خود استفاده کنند (برای مثال با ربات Pepper و داستان‌گویی به بهبود حافظه‌ی خود کمک کنند) اما برقراری ارتباط نزدیک ‌بین کودک و سیستم به اولویت‌ و درک کودکان وابسته است. براساس مقاله‌‌ی واشنگتن‌پست با عنوان «وقتی کودک قبل از ماما می‌گوید الکسا!»:

مخالفین ربات Aristotle (ارسطو) شرکت Mattel معتقدند چنین دستگاهی می‌تواند به رابطه‌ی والدین و فرزند آسیب بزند زیرا ممکن است کودک دستیار صدا را به‌عنوان اولین هم‌بازی یا منبع آرامش خود انتخاب کند.

البته والدین نمی‌توانند مشخص کنند چه کسی یا چه چیزی منبع آرامش فرزندشان باشد؛ هر پدر یا مادری که سعی کند پتوی کثیف کودک خود را دور بیندازد، می‌داند ممکن است کودک حتی به آن شیء کثیف هم وابسته شده باشد. هم‌بازی خرس تدی یا دوست خیالی، برای والدین آشنا است؛ اما وقتی یک مجموعه دستگاه که به شبیه‌سازی الگوریتمی پرستارهای انسانی می‌پردازند، با کلاود هماهنگ شوند و با میلیون‌ها کودک در سیستم‌های IoT ارتباط برقرار کنند، باید الگوی جدیدی را برای تربیت فرزندان در نظر گرفت. به‌گفته‌ی مارگارت موریس، روانشناسی و مؤلف مقاله‌ای با عنوان «دستیابی به فناوری بهتر برای احیای روابط، سلامت و تمرکز»:

شاید عملکرد فناوری بهتر از بسیاری از والدین باشد اما الگوی پدر و مادری بیشتر به پرورش و رشد فرزندان وابسته است، نه پاسخ‌ها و توصیه‌ها. ارتباط انسانی برای رشد ضروری است. روابط قوی افراد با فناوری را می‌توان بر روابط انسانی هم اعمال کرد.

براساس روانشناسی مثبت و علوم اعصاب، تربیت انسانی به‌معنی تماس فیزیکی و ارتباط نزدیک کودکان و پرستاران است و درنتیجه ویژگی‌هایی مثل شناخت و سلامت احساسی را بهبود می‌دهد. پرستاران انسانی حداقل امروزه از عشق و محبت ذاتی برخوردار هستند. از طرفی پرستار هوش مصنوعی هم از مزایایی مثل انرژی و صبر بی‌اندازه و دسترسی فراگیر به امکانات تربیت فرزند از طریق ارتباط مستقیم وب برخوردار است؛ بنابراین عملکرد بهتر فناوری نسبت به والدین انسانی و تبدیل‌شدن آن‌ها به اولویت کودکان چه تأثیری بر آینده‌ی والدین انسانی خواهد داشت؟

نظارت بر نوزاد در مقابل نظارت بر والدین

امروزه دستگاه‌ها تقریبا همیشه بر اطلاعات کاربرها نظارت دارند. برای مثال دستیارهای شخصی می‌توانند مکالمه‌ها را ضبط کنند یا پوشیدنی‌ها به اطلاعات سلامتی اشخاص دسترسی دارند؛ اما هنوز مشخص نیست که چگونه می‌توان از دستگاه‌ها برای ارزیابی و بهبود توانایی و حقوق والدین استفاده کرد.

معمولا آنچه در مورد فرزندداری آموزش نمی‌دهند، قضاوت شدن والدین به دلیل انتخاب‌هایشان است. معمولا نحوه‌ی تربیت والدین ازجمله روش‌های خواباندن، انتخاب مدرسه یا برنامه‌ی غذایی مورد قضاوت قرار می‌گیرند. صرف‌نظر از اینکه بحث در مورد روش‌های خواب، انتخاب مدرسه یا رژیم کودکان باشد، والدین دیگر می‌توانند نحوه‌ی تربیت فرزند شما را قضاوت کنند.

تعداد زیادی از والدین نسل جدید نسبت به قضاوت دیگران در مورد شیوه‌ی تربیت فرزند خود نگران هستند. در آینده‌ای نزدیک دستگاه‌های رایانشی می‌توانند از وظایف والدین به‌ویژه وظایف مربوط به مراقبت از فرزند گزارش‌های هفتگی تهیه کنند و ریسک‌های مرتبط را تشخیص دهند.

این ایده از برخی ابعاد مثبت است. استفاده از اپلیکیشن یا دستگاه نظارت برای افزایش آگاهی و یادآوری وظایف می‌تواند نقش مثبت والدین را افزایش دهد؛ اما در صورت دسترسی غیرشفاف و بدون اجازه‌ی کسب‌وکارها و دولت‌ها به این اطلاعات، والدین آینده، تحت سلطه و نظارت استبدادی قرار می‌گیرند. به‌گفته‌ی کریستینا جی کولکلاف، مدیر کارکنان و پلتفرم، دیجیتال‌سازی و تجارت اتحادیه‌ی جهانی UNI (سازمانی با بیش از ۲۰ میلیون کارمند):

 نظارت الگوریتمی و هوش مصنوعی محور والدین می‌تواند پرورش فرزندان را از تمام ابعاد ازجمله اخلاقی، اجتماعی و فرهنگی دشوار کند. در شدیدترین سناریو، الگوی تربیت فرزند از راه دور می‌تواند والدین را از فرزندانشان دور کند. و در شرایطی که کودک نیازی به والدین ندارد، چه اتفاقی برای حقوق والدین ازجمله زمان بیکاری یا تعطیلات رخ می‌دهد؟

بخشی از این بیگانگی را می‌توان به سریال آینه‌ی سیاه تشبیه کرد. در این سریال روی والدین انسانی نظارت وجود دارد و بر این اساس درجه‌بندی می‌شوند. برای مثال فرض کنید والدین میزبان جشن تولدی هستند. کودکان شرکت‌کننده پس از پایان تولد به میزبان امتیاز می‌دهند. درست مانند مسافران اوبر که به رانندگان امتیاز می‌دهند. یا اپلیکیشنی را در نظر بگیرید که در زمین‌های بازی به والدین بی‌توجه هشدار می‌دهند. بنابراین وقتی بتوان از خشم اجتماعی برای درجه‌بندی میزان شرمساری والدین استفاده کرد، آیا این روابط را می‌توان در سطح قانونی یا اجتماعی هم اعمال کرد؟ این نوع نظارت امروزه در محیط کار وجود دارد. مقاله‌ی جدید Financial Times با عنوان «جاسوس صفحه‌ی نمایش نشان می‌دهد کارکنان سزاوار چه هستند» اشاره می‌کند:

مدت زیادی است که شرکت‌ها به نظارت بر ایمیل‌ها و مرور وب در زمان بیکاری می‌پردازند اما امروزه گروهی از استارتاپ‌های کنونی رای بررسی بازدهی کارمند، کل داده‌های آن‌ها را بررسی می‌کنند

شرکت‌های دیگر قدم را فراتر از این هم می‌گذارند. برای مثال شرکت UPS برای افزایش بهره‌وری به ردیابی جابه‌جایی‌های رانندگان خود می‌پردازد. براساس مقاله‌ی NPR: «اگر هر راننده یک دقیقه در زمان صرفه‌جویی کند، سود سالانه‌ی شرکت ۱۴.۵ میلیون دلار افزایش پیدا می‌کند.» از طرفی این کار استرس کارکنان را هم افزایش می‌دهد. یکی از رانندگان UPS در مصاحبه‌ای از احساس خود نسبت به رانندگی در کامیونی پر از حسگر می‌گوید این نوع نظارت دقیقا حس برادر بزرگ‌تر را به او القا می‌کند؛ زیرا این حسگرها تمام حرکات و جابه‌جایی‌های او را ضبط می‌کنند.

وقتی بحث فناوری برای ارائه‌ی خدمات پرستاری مطرح می‌شود، این ذهنیت برای والدین به وجود می‌آید که اگر بهره‌وری آن‌ها منطبق با هنجارهای آرمان‌شهر فناوری نباشد یا قادر به ارائه‌ی خدماتی که دستگاه‌های پرستاری ارائه می‌کنند نباشند، چه اتفاقی خواهد افتاد. چه کسی تصمیم می‌گیرد آن‌ها را اخراج کند؟

والدین واقعی برمی‌خیزند؟

بسیاری از افراد، لذت و هدف ارزشمند پرورش کودک را پررنگ‌تر از استرس و زحمت آن می‌دانند. بااینکه کمک فناوری به والدین و برداشتن باری از روی دوش آن‌ها قابل ستایش است، اما بیشتر باید الهام‌بخش آن‌ها باشد تا به والدین بهتری تبدیل بشوند. درنتیجه با وجود پیچیدگی روابط انسانی، والدین زمان بیشتری به فرزندان خود اختصاص خواهند داد.

هدف این مقاله آموزش عشق ورزیدن به افراد یا حتی رسواکردن فناوری یا ظرفیت تربیتی ماشین‌ها نیست. بلکه هدف آن، درک لذت پرورش فرزند و لذت پدر یا مادر بودن است. این مقاله به‌دنبال تشویق افرادی است که می‌خواهند براساس ارزش‌ها و انتخاب خود، فرزندانشان را تربیت کنند. هدف این مقاله مبارزه با معیارهایی است که سود و بهره‌وری را مهم‌تر از پرورش نسل جوان و پیشرفت جامعه می‌دانند. به‌گفته‌ی کریستینا کولکاف:

نباید به خاطر میل فزاینده‌ به رفاه و آسایش به خواب برویم. باید از حقوق انسانی و حقوق کودکان و بهره‌مندی آن‌ها از عشق و مراقبت کافی دفاع کنیم.

حالا زمان آن رسیده است که به مراقبت و توجه بیشتر از مصرف‌گرایی اهمیت داده شود و به این صورت وظیفه‌ی سخت، چالش‌برانگیز و دلپسند پدر و مادر بودن با آغوش باز پذیرفته شود. درنتیجه حتی با وجود فناوری‌های مفید، کودکان پدر و مادر خود را به‌عنوان انتخابی برتر و مقدس در نظر می‌گیرند.

اگرچه مکان‌های بسیاری با مسیرهای رشد نویدبخش وجود دارند، اما باور کارشناسان بر این است که چنین دیدگاهی کوته‌بینانه بوده و به این معنا است که باید قهرمان جدیدی ظهور کند و بر قهرمان قبلی سایه اندازد.

در حقیقت، «سیلیکون‌ولی بعدی» وجود نخواهد داشت. درعوض، تحقیقات جدید توسط استارتاپ ژنوم با عنوان گزارش اکوسیستم استارتاپی جهانی در سال ۲۰۱۹ (GSER) اشاره به وجود ۳۰ هاب «بعدی» دارد که به جرم بحرانی رسیده و وضعیت اقتصاد جهانی را تغییر خواهند داد. درحالی‌که هیچ‌کدام از آن‌ها در آینده‌ی قابل پیش‌بینی به بزرگی سیلیکون‌ولی نخواهند بود، هریک به واسطه‌ی سلطه‌ی منطقه‌ای یا پیش‌رو بودن در یکی از زیربخش‌های استارتاپی شکوفا خواهند شد.

در حال حاضر مشخص نیست که چه اکوسیستم‌هایی در نهایت به‌عنوان عوامل تحول جهانی مطرح خواهند شد، اما سرنخ‌های بزرگی وجود دارد. اولین جایی که باید برای تعیین نقاط مهم بعدی به‌دنبال آن باشیم، رتبه‌بندی موجود اکوسیستم‌های استارتاپی است. این گزارش هر ساله ۱۵۰ اکوسیستم پیش‌رو را رتبه‌بندی می‌کند، که از جمع‌آوری داده‌های بیش از یک میلیون شرکت در سطح جهان به‌دست می‌آید. جدیدترین فهرست رتبه‌بندی نشان می‌دهد که سیلیکون‌ولی در صدر است و نیویورک‌سیتی، لندن، پکن، بوستون، تل آویو، لس‌آنجلس، شانگهای، پاریس و برلین در رتبه‌های بعدی قرار دارند.

پنج موج در تاریخ توسعه‌ی سیلیکون‌ولی

این ۱۰ قطب پیش‌روی جهانی به دلیل داشتن استارتاپ‌های فراوان و کسب‌وکارهای کوچک، از شهرت خوبی برخوردار هستند. به‌عنوان مثال، نیویورک که جایگاه دوم اکوسیستم‌های استارتاپی را به خود اختصاص داده، دارای بیش از ۹۰۰۰ استارتاپ، یونیکورن‌های متعدد و ارتباطات بین‌المللی بالا (شاخص اندازه‌گیری میزان ارتباطات بنیان‌گذاران استارتاپ‌ها با سایر اکوسیستم‌های برتر جهانی) است. از طرف دیگر، پکن به‌طور پیوسته در حال صعود در رتبه‌بندی اکوسیستم‌ها است زیرا میزبان بیش از ۱۰۰۰ شرکت هوش مصنوعی است، که یکی از چهار بخش دارای بیش‌ترین رشد در سطح جهانی به شمار می‌رود.

درحالی‌که ۱۰ اکوسیستم اشاره شده در بالا برخی از رهبران شناخته‌شده‌تر در انقلاب جهانی استارتاپی هستند، بد نیست به سایر قطب‌های دارای سریع‌ترین رشد نیز نگاهی بیاندازیم. استارتاپ ژنوم این دسته از اکوسیستم‌ها را «اکوسیستم‌های Challenger» می‌نامد و ۱۲ مورد از این دست اکوسیستم‌ها به ترتیب حروف الفبا عبارت‌اند از: هلسینکی (فنلاند)، هانگژو (چین)، جاکارتا (اندونزی)، لاگوس (نیجریه)، ملبورن (استرالیا)، مونترال (کانادا)، مسکو (روسیه)، بمبئی (هند)، سائوپائولو (برزیل)، سئول (کره جنوبی)، شنژن (چین) و توکیو (ژاپن).

در بین این فهرست، می‌توان به لاگوس به‌عنوان رقیب برتر رهبری منطقه‌ای در قاره‌ی آفریقا اشاره کرد. با توجه به اقتصاد گسترده‌تر و شتاب فعلی، شاخص‌های مختلف به این واقعیت اشاره می‌کنند که کسب جایگاهی در میان ۱۰ رتبه‌ی برتر جهانی دور از دسترس نیست. شاخص‌ها حاکی از آن است که این شهر بزرگ‌ترین شهر آفریقا و یکی از شهرهای دارای سریع‌ترین نرخ رشد در جهان و بزرگ‌ترین قطب فناوری در آفریقا بوده و غول‌های جهانی مانند گوگلو فیسبوک در آنجا سرمایه‌گذاری کرده‌اند و وقتی صحبت از راه‌اندازی کسب‌وکارهای موبایل باشد کارآفرینان جوان در راس آن‌ها حضور دارند.

وقتی صحبت از رهبری در یک حوزه‌ی استارتاپی خاص باشد، مونترال را می‌بینیم که به‌عنوان یکی از نقاط فعال جهانی برای استارتاپ‌های هوش مصنوعی (AI) ظهور می‌کند. از سال ۲۰۱۶، بیش از یک میلیارد دلار در شرکت‌های هوش مصنوعی مستقر در آنجا (از جمله استارتاپ قابل‌توجه Element AI) سرمایه‌گذاری شده و بیشترین تمرکز محققان دانشگاهی هوش مصنوعی را در جهان دارد. همچنین مونترال میزبان کنفرانس NeurIPS، بزرگ‌ترین رویداد سالانه‌ی هوش مصنوعی در سطح جهانی است.

سایر اکوسیستم‌های «Challenger» در این فهرست هنوز برند قدرتمند یا هویت اکوسیستمی خاصی را برای خود ایجاد نکرده‌اند. اما این موقعیت به سرعت در حال تغییر است، بخشی از آن به دلیل سرمایه‌گذاری تهاجمی دولت‌ها است. به‌عنوان مثال، در آسیا و اقیانوسیه، سئول با تعهد اخیر ۱.۶ میلیارد دلاری دولت برای تأمین مالی استارتاپ‌ها تا سال ۲۰۲۲ قابل‌توجه است. کره جنوبی به واسطه‌ی نسبت هزینه‌یتحقیق و توسعه خود به تولید ناخالص داخلی، که با ۴.۵۵ درصد بالاترین میزان در جهان را دارد، شایان توجه است.

جامعه‌ی جهانی استارتاپی اکنون (نه فقط در سیلیکون‌ولی) به موتور برتر اشتغال‌زایی و رشد اقتصادی در جهان تبدیل شده است. قطب‌های بعدی، که تا حدودی در این گزارش پیش‌بینی شدند، نقاطی هستند که بخش عمده‌ای از این رشد در آن‌ها در حال اتفاق است و مکان‌هایی هستند که اقتصاد جهانی در آن‌ها بازسازی خواهد شد؛ به‌ویژه در زمینه‌های تولید پیشرفته، فناوری کشاورزی، هوش مصنوعی و بلاک‌چین.

اگر با نحوه‌ی کار کامپیوترها آشنایی داشته باشید، مطمئنا اطلاع دارید که حافظه رم (Random access memory یا RAM) بخش مهمی از یک سیستم کامپیوتری است و تأثیر زیادی بر سرعت و کارایی سیستم دارد. داشتن حافظه‌ی کافی این اطمینان را ایجاد می‌کند که سیستم همواره وظایف را بدون خلل و کندی انجام می‌دهد تا بتوان از سیستم حداکثر بهره را برد.

اما برای راه‌اندازی یک کامپیوتر با ویندوز ۱۰ به چه میزان حافظه رم نیاز است؟ در ادامه کارایی ویندوز ۱۰ را با مقادیر مختلف رم بررسی خواهیم کرد.

۱ گیگابایت رم

یک گیگابایت رم حداقل میزان موردنیاز رم برای نصب نسخه‌ی ۳۲بیتی ویندوز ۱۰ است. البته با داشتن یک گیگابایت رم قطعا می‌توانید ویندوز ۱۰ را اجرا کنید ولی بهتر است چنین سیستم‌عاملی روی این مقدار رم نصب نکنید.

یک گیگابایت رم برای انجام وظایف و کارهای اولیه‌ی شما کافی است، مانند بررسی emial، واژه‌پرداز، ویرایش تصاویر با یک برنامه سبک و مرور وب که البته نباید انتظار داشته باشید چندین تب هم‌زمان اجار شود. ممکن است تصور شود که یک گیگابایت رم برای انجام کارهای روزانه کافی است ولی باید بدانید انجام همین کارهای روزانه با این مقدار حافظه رم می‌تواند واقعا کند و خسته‌کننده باشد. بهترین کار این است که از نصب ویندوز ۱۰ روی یک سیستم با این مقدار حافظه خودداری کنید.

۲ گیگابایت رم

۲ گیگابایت رم حداقل میزان رم برای نصب نسخه‌ی ۶۴بیتی ویندوز ۱۰ است. البته ممکن است بتوانید با مقدار کمتری رم هم این کار را انجام دهید ولی به احتمال زیاد کامپیوتر شما بسیار کند عمل خواهد کرد.

با ۲ گیگابایت رم شما می‌توانید هرکاری را با کامپیوتر انجام دهید مانند اجرای بازی، ویرایش تصاویر و ویدئو، اجرای برنامه‌هایی مانند مجموعه مایکروسافت آفیس و داشتن چندین تب باز هنگام مرور وب. البته با این مقدار رم نمی‌توانید بازی‌های روز و سنگین امروزی را اجرا کنید اما باز هم قادر خواهید بود چند بازی قدیمی‌تر را نصب کرده و از بازی کردن لذت ببرید. کم بودن میزان رم احتمالا باعث خواهد شد تا هنگام انجام کارها، حافظه‌ی رم شما هیچ جای خالی دیگر نداشته باشد ولی باز هم قادر هستید کارهایی را با این میزان رم انجام دهید.

با ۲ گیگابایت رم شما قادر هستید برنامه‌های بسیار سنگین مانند فتوشاپ را روی سیستم خود اجرا کنید ولی ما بهتر است این کار را انجام ندهید. با این مقدار حافظه احتمالا برای اعمال هر کدام از ابزارهای فتوشاپ روی تصاویر، باید صبر خیلی زیادی داشته باشید.

در پایان می‌توان گفت ویندوز ۱۰ با ۲ گیگابایت رم می‌تواند وظایف و کارهای روزانه را به کندی انجام دهد. اگر از میزان سرعت سیستم خود راضی نبودید، بهترین راه‌حل این است که رم سیستم خود را افزایش دهید.

۴ گیگابایت رم

اگر شما یک سیستم‌عامل ۳۲بیتی را با ۴ گیگابایت رم راه‌اندازی کنید، تنها قادر خواهید بود از ۳.۲ گیگابایت آن استفاده کنید. این مسئله به‌خاطر محدودیت آدرسی‌دهی در حافظه‌‌ها شکل می‌گیرد. با این حال شما می‌توانید با یک سیستم‌عامل ۶۴بیتی به تمام ۴ گیگابایت رم دسترسی داشته باشید.

تفاوتی که بین یک حافظه رم ۴ گیگابایتی با ۲ گیگابایت در سرعت سیستم ایجاد می‌کند، مانند تفاوت شب و روز است. حتی اگر یک سیستم‌عامل ۳۲بیتی مقداری بیشتر از ۳ گیگابایت از حافظه‌ی رم نصب‌شده در سیستم را استفاده کند، تغییر در سرعت و کارایی سیستم کاملا ارزش هزینه کردن را خواهد داشت. با داشتن ۴ گیگابایت حافظه‌ی رم روی سیستم، نه‌تنها برنامه‌ها با سرعت بیشتری اجرا می‌شوند بلکه می‌توانید برنامه‌های بیشتری را به‌صورت هم‌زمان و در کنار هم اجرا کنید. به‌طور مثال می‌توانید هم‌زمان برنامه‌های مایکروسافت ورد و اکسل را به‌راحتی اجرا کنید یا می‌توانید ادوبی فتوشاپ و Lightroom را در کنار هم داشته باشید.

اگر سیستم‌عامل ۶۴بیتی روی سیستم خود نصب کنید، داشتن ۴ گیگابایت رم یکی از ملزومات آن است. تمام سیستم‌های ارزان‌قیمت امروزی که به همراه ویندوز ۱۰ ارائه می‌شوند، حداقل با ۴ گیگابایت رم عرضه می‌شوند.

۸ گیگابایت رم

با ۸ گیگابات حافظه رم ما به سرعت مناسب و کارایی که یک سیستم باید داشته باشد، دست پیدا کرده‌ایم. اگر قصد انجام کارهای جدی و مهم با کامپیوتر خود را دارید باید حداقل ۸ گیگابایت رم داشته باشید. با خرید یا ساختن یک سیستم همراه ۸ گیگابایت رم، می‌توانید با خیال راحت‌تر در سیستم خود تصاویر و ویدئوهای با کیفیت بالا و HD را ویرایش یا رندر کنید، یا اگر فقط می‌خواهید یک سیستم سریع داشته باشید، ۸ گیگابایت رم می‌تواند شما را به این هدف برساند.

هشت گیگابایت رم، میزان حافظه توصیه شده توسط شرکت ادوبی برای اجرای برنامه‌های Creative Cloud مانند فتوشاپ، ایلستریتو یا دیگر برنامه‌های این مجموعه است.

خرید هشت گیگابایت رم می‌تواند نسبت به خرید دیگر قطعات کامپیوتر برای افزایش سرعت کامپیوتر بسیار به‌صرفه‌تر باشد. اگر آشنایی کافی با نحوه نصب ماژول جدید رم در سیستم خود داشته باشید می‌توانید هزینه‌های احتمالی دیگر را هم کاهش دهید.

۸ گیگابایت حداقل میزان حافظه رم است که با کامپیوترها و مک‌های جدید ارائه می‌شود.

نکته: برای اینکه بتوانید از تمام این حافظه استفاده کنید، لازم است سیستم‌عامل شما ۶۴بیتی باشد.

۱۶ گیگابایت رم

اگر برایتان سؤال پیش آمده که خرید حافظه رم بیشتر از ۸ گیگابایت لازم است، می‌توان این سؤال را به این صورت پاسخ داد: اگر بتوانید هزینه‌ی خرید این مقدار از حافظه را پرداخت کنید و بسته به کاری که انجام می‌دهید، ممکن است چنین حجمی از حافظه رم را لازم داشته باشید.

تغییر سرعتی که با داشتن حافظه‌ی رم ۱۶ گیگابایتی ممکن است در حالت عادی رخ دهد، زیاد قابل لمس نخواهد بود، اما هنگامی که شروع به استفاده از چند برنامه‌ی بسیار سنگین به‌صورت هم‌زمان یا انجام فعالیت‌هایی دارید که رم زیادی می‌طلبد، این مقدار از حافظه می‌تواند نجات‌دهنده باشد. برنامه‌هایی مانند ویرایش تصاویر و ویدئوهای 4K، برنامه‌های معماری CAD یا مدل‌سازی سه‌بعدی میزان زیادی از حافظه را اشغال می‌کند و داشتن ۱۶ گیگابایت رم می‌تواند سرعت کار شما را تضمین کند.

اگر باز هم مطمئن نیستید، برای استفاده از این حجم بالای حافظه، یک بار با هشت گیگابایت رم برنامه‌های ادوبی پریمیر، فتوشاپ و افترافکت را هم‌زمان اجرا کنید؛ سپس تفاوت نتایج را با ۱۶ گیگابایت حافظه رم مقایسه کنید.

داشتن حافظه‌ی رم بیشتر از ۸ گیگابایت هنگام استفاده از برنامه‌های شبیه‌ساز بسیار کاربردی است. ابزارهای شبیه‌سازی مانند Hyper-V مایکروسافت یا VMware هنگامی که چند ماشین مجازی به‌صورت هم‌زمان در حال اجرا باشد، میزان زیادی حافظه را اشغال می‌کند.

نکته: برای استفاده‌ی بهینه و کامل از این میزان حافظه باید یک سیستم‌عامل ۶۴بیتی روی سیستم خود داشته باشید.

بیش از ۱۶ گیگابایت حافظه رم

اگر یک کاربر حرفه‌ای کامپیوتر هستید و به‌صورت روزانه در حال انجام وظایف مختلف با کامپیوتر هستید و با تصاویر و ویدئوهای باکیفیت و حجم بسیار بالا سر و کار دارید یا از برنامه‌های مدل‌سازی سه‌بعدی به‌صورت حرفه‌ای استفاده می‌کنید، داشتن حافظه رم بیشتر از ۱۶ گیگابایت می‌تواند به شما اطمینان بدهد که هنگام انجام کار هیچ خللی از طرف حافظه رم به کار شما وارد نشود. این دسته از سیستم‌ها معمولا برای اجرای هم‌زمان چندین برنامه یا ماشین مجازی که منابع زیادی مصرف می‌کنند، مناسب خواهد بود.

نسخه‌های ویندوز 10 Pro، Enterprise و Education با معماری ۶۴بیتی می‌تواند تا ۲ ترابایت رم را پشتیبانی کند در حالی که نسخه Home این سیستم‌عامل محدود به استفاده از ۱۲۸ گیگابایت رم شده است.

بهتر است قبل از خرید رم برای کامپیوتر خود اطمینان حاصل کنید که مادربرد و پردازنده شما قادر به پشتیبانی از این میزان حافظه هستند. با جست‌وجوی مدل مادربرد خود در اینترنت و از سایت رسمی سازنده یا دفترچه راهنمای قطعات یا صحبت با فروشندگان کامپیوتر می‌توانید این اطلاعات را بدست آورید.

اگر با نحوه‌ی کار کامپیوترها آشنایی داشته باشید، مطمئنا اطلاع دارید که حافظه رم (Random access memory یا RAM) بخش مهمی از یک سیستم کامپیوتری است و تأثیر زیادی بر سرعت و کارایی سیستم دارد. داشتن حافظه‌ی کافی این اطمینان را ایجاد می‌کند که سیستم همواره وظایف را بدون خلل و کندی انجام می‌دهد تا بتوان از سیستم حداکثر بهره را برد.

اما برای راه‌اندازی یک کامپیوتر با ویندوز ۱۰ به چه میزان حافظه رم نیاز است؟ در ادامه کارایی ویندوز ۱۰ را با مقادیر مختلف رم بررسی خواهیم کرد.

۱ گیگابایت رم

یک گیگابایت رم حداقل میزان موردنیاز رم برای نصب نسخه‌ی ۳۲بیتی ویندوز ۱۰ است. البته با داشتن یک گیگابایت رم قطعا می‌توانید ویندوز ۱۰ را اجرا کنید ولی بهتر است چنین سیستم‌عاملی روی این مقدار رم نصب نکنید.

یک گیگابایت رم برای انجام وظایف و کارهای اولیه‌ی شما کافی است، مانند بررسی emial، واژه‌پرداز، ویرایش تصاویر با یک برنامه سبک و مرور وب که البته نباید انتظار داشته باشید چندین تب هم‌زمان اجار شود. ممکن است تصور شود که یک گیگابایت رم برای انجام کارهای روزانه کافی است ولی باید بدانید انجام همین کارهای روزانه با این مقدار حافظه رم می‌تواند واقعا کند و خسته‌کننده باشد. بهترین کار این است که از نصب ویندوز ۱۰ روی یک سیستم با این مقدار حافظه خودداری کنید.

۲ گیگابایت رم

۲ گیگابایت رم حداقل میزان رم برای نصب نسخه‌ی ۶۴بیتی ویندوز ۱۰ است. البته ممکن است بتوانید با مقدار کمتری رم هم این کار را انجام دهید ولی به احتمال زیاد کامپیوتر شما بسیار کند عمل خواهد کرد.

با ۲ گیگابایت رم شما می‌توانید هرکاری را با کامپیوتر انجام دهید مانند اجرای بازی، ویرایش تصاویر و ویدئو، اجرای برنامه‌هایی مانند مجموعه مایکروسافت آفیس و داشتن چندین تب باز هنگام مرور وب. البته با این مقدار رم نمی‌توانید بازی‌های روز و سنگین امروزی را اجرا کنید اما باز هم قادر خواهید بود چند بازی قدیمی‌تر را نصب کرده و از بازی کردن لذت ببرید. کم بودن میزان رم احتمالا باعث خواهد شد تا هنگام انجام کارها، حافظه‌ی رم شما هیچ جای خالی دیگر نداشته باشد ولی باز هم قادر هستید کارهایی را با این میزان رم انجام دهید.

با ۲ گیگابایت رم شما قادر هستید برنامه‌های بسیار سنگین مانند فتوشاپ را روی سیستم خود اجرا کنید ولی ما بهتر است این کار را انجام ندهید. با این مقدار حافظه احتمالا برای اعمال هر کدام از ابزارهای فتوشاپ روی تصاویر، باید صبر خیلی زیادی داشته باشید.

در پایان می‌توان گفت ویندوز ۱۰ با ۲ گیگابایت رم می‌تواند وظایف و کارهای روزانه را به کندی انجام دهد. اگر از میزان سرعت سیستم خود راضی نبودید، بهترین راه‌حل این است که رم سیستم خود را افزایش دهید.

۴ گیگابایت رم

اگر شما یک سیستم‌عامل ۳۲بیتی را با ۴ گیگابایت رم راه‌اندازی کنید، تنها قادر خواهید بود از ۳.۲ گیگابایت آن استفاده کنید. این مسئله به‌خاطر محدودیت آدرسی‌دهی در حافظه‌‌ها شکل می‌گیرد. با این حال شما می‌توانید با یک سیستم‌عامل ۶۴بیتی به تمام ۴ گیگابایت رم دسترسی داشته باشید.

تفاوتی که بین یک حافظه رم ۴ گیگابایتی با ۲ گیگابایت در سرعت سیستم ایجاد می‌کند، مانند تفاوت شب و روز است. حتی اگر یک سیستم‌عامل ۳۲بیتی مقداری بیشتر از ۳ گیگابایت از حافظه‌ی رم نصب‌شده در سیستم را استفاده کند، تغییر در سرعت و کارایی سیستم کاملا ارزش هزینه کردن را خواهد داشت. با داشتن ۴ گیگابایت حافظه‌ی رم روی سیستم، نه‌تنها برنامه‌ها با سرعت بیشتری اجرا می‌شوند بلکه می‌توانید برنامه‌های بیشتری را به‌صورت هم‌زمان و در کنار هم اجرا کنید. به‌طور مثال می‌توانید هم‌زمان برنامه‌های مایکروسافت ورد و اکسل را به‌راحتی اجرا کنید یا می‌توانید ادوبی فتوشاپ و Lightroom را در کنار هم داشته باشید.

اگر سیستم‌عامل ۶۴بیتی روی سیستم خود نصب کنید، داشتن ۴ گیگابایت رم یکی از ملزومات آن است. تمام سیستم‌های ارزان‌قیمت امروزی که به همراه ویندوز ۱۰ ارائه می‌شوند، حداقل با ۴ گیگابایت رم عرضه می‌شوند.

۸ گیگابایت رم

با ۸ گیگابات حافظه رم ما به سرعت مناسب و کارایی که یک سیستم باید داشته باشد، دست پیدا کرده‌ایم. اگر قصد انجام کارهای جدی و مهم با کامپیوتر خود را دارید باید حداقل ۸ گیگابایت رم داشته باشید. با خرید یا ساختن یک سیستم همراه ۸ گیگابایت رم، می‌توانید با خیال راحت‌تر در سیستم خود تصاویر و ویدئوهای با کیفیت بالا و HD را ویرایش یا رندر کنید، یا اگر فقط می‌خواهید یک سیستم سریع داشته باشید، ۸ گیگابایت رم می‌تواند شما را به این هدف برساند.

هشت گیگابایت رم، میزان حافظه توصیه شده توسط شرکت ادوبی برای اجرای برنامه‌های Creative Cloud مانند فتوشاپ، ایلستریتو یا دیگر برنامه‌های این مجموعه است.

خرید هشت گیگابایت رم می‌تواند نسبت به خرید دیگر قطعات کامپیوتر برای افزایش سرعت کامپیوتر بسیار به‌صرفه‌تر باشد. اگر آشنایی کافی با نحوه نصب ماژول جدید رم در سیستم خود داشته باشید می‌توانید هزینه‌های احتمالی دیگر را هم کاهش دهید.

۸ گیگابایت حداقل میزان حافظه رم است که با کامپیوترها و مک‌های جدید ارائه می‌شود.

نکته: برای اینکه بتوانید از تمام این حافظه استفاده کنید، لازم است سیستم‌عامل شما ۶۴بیتی باشد.

۱۶ گیگابایت رم

اگر برایتان سؤال پیش آمده که خرید حافظه رم بیشتر از ۸ گیگابایت لازم است، می‌توان این سؤال را به این صورت پاسخ داد: اگر بتوانید هزینه‌ی خرید این مقدار از حافظه را پرداخت کنید و بسته به کاری که انجام می‌دهید، ممکن است چنین حجمی از حافظه رم را لازم داشته باشید.

تغییر سرعتی که با داشتن حافظه‌ی رم ۱۶ گیگابایتی ممکن است در حالت عادی رخ دهد، زیاد قابل لمس نخواهد بود، اما هنگامی که شروع به استفاده از چند برنامه‌ی بسیار سنگین به‌صورت هم‌زمان یا انجام فعالیت‌هایی دارید که رم زیادی می‌طلبد، این مقدار از حافظه می‌تواند نجات‌دهنده باشد. برنامه‌هایی مانند ویرایش تصاویر و ویدئوهای 4K، برنامه‌های معماری CAD یا مدل‌سازی سه‌بعدی میزان زیادی از حافظه را اشغال می‌کند و داشتن ۱۶ گیگابایت رم می‌تواند سرعت کار شما را تضمین کند.

اگر باز هم مطمئن نیستید، برای استفاده از این حجم بالای حافظه، یک بار با هشت گیگابایت رم برنامه‌های ادوبی پریمیر، فتوشاپ و افترافکت را هم‌زمان اجرا کنید؛ سپس تفاوت نتایج را با ۱۶ گیگابایت حافظه رم مقایسه کنید.

داشتن حافظه‌ی رم بیشتر از ۸ گیگابایت هنگام استفاده از برنامه‌های شبیه‌ساز بسیار کاربردی است. ابزارهای شبیه‌سازی مانند Hyper-V مایکروسافت یا VMware هنگامی که چند ماشین مجازی به‌صورت هم‌زمان در حال اجرا باشد، میزان زیادی حافظه را اشغال می‌کند.

نکته: برای استفاده‌ی بهینه و کامل از این میزان حافظه باید یک سیستم‌عامل ۶۴بیتی روی سیستم خود داشته باشید.

بیش از ۱۶ گیگابایت حافظه رم

اگر یک کاربر حرفه‌ای کامپیوتر هستید و به‌صورت روزانه در حال انجام وظایف مختلف با کامپیوتر هستید و با تصاویر و ویدئوهای باکیفیت و حجم بسیار بالا سر و کار دارید یا از برنامه‌های مدل‌سازی سه‌بعدی به‌صورت حرفه‌ای استفاده می‌کنید، داشتن حافظه رم بیشتر از ۱۶ گیگابایت می‌تواند به شما اطمینان بدهد که هنگام انجام کار هیچ خللی از طرف حافظه رم به کار شما وارد نشود. این دسته از سیستم‌ها معمولا برای اجرای هم‌زمان چندین برنامه یا ماشین مجازی که منابع زیادی مصرف می‌کنند، مناسب خواهد بود.

نسخه‌های ویندوز 10 Pro، Enterprise و Education با معماری ۶۴بیتی می‌تواند تا ۲ ترابایت رم را پشتیبانی کند در حالی که نسخه Home این سیستم‌عامل محدود به استفاده از ۱۲۸ گیگابایت رم شده است.

بهتر است قبل از خرید رم برای کامپیوتر خود اطمینان حاصل کنید که مادربرد و پردازنده شما قادر به پشتیبانی از این میزان حافظه هستند. با جست‌وجوی مدل مادربرد خود در اینترنت و از سایت رسمی سازنده یا دفترچه راهنمای قطعات یا صحبت با فروشندگان کامپیوتر می‌توانید این اطلاعات را بدست آورید.