طبق یکی از متداول‌ترین مدل‌های کیهان‌شناسی، اولین کهکشان‌ها بین ۱۳ الی ۱۴ میلیارد سال پیش تشکیل شدند. در طول میلیاردها سال، ساختارهای کیهانی به شکل کنونی خود درآمدند. این ساختارها شامل اجرامی مثل خوشه‌های کهکشانی، ابرخوشه‌ها، رشته ستاره‌ها و همچنین ترکیب‌های خاص کهکشانی مانند خوشه‌های ستاره‌ای کروی، ورم‌های کهکشانی و سیاهچاله‌های غول‌آسا (SMBH) است.

کهکشان‌ها درست مانند موجودات زنده به تکامل می‌رسند؛ زیرا در طول عمر خود به جذب و دفع جرم می‌پردازند. تیمی بین‌المللی از ستاره‌شناس‌ها در پژوهش جدید خود به محاسبه‌ی نرخ مواد ورودی و خروجی کهکشان راه شیری پرداخته‌اند. این اطلاعات و ارتباط آن با نحوه‌ی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها در مجله‌ی astrobites تحلیل شدند.

پژوهش یادشده به سرپرستی آندرو جی فاکس ستاره‌شناس سازمان فضایی اروپا با همکاری مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی (STSci)، گروه پژوهشی هاله‌ی راه شیری و دانشگاه‌های متعدد انجام شد. پژوهش‌های گذشته به بررسی نرخ جریان گاز ورودی و خروجی ابرهای پرسرعت (HVC) اطراف کهکشان راه شیری اختصاص داشتند. از آنجا که وجود ماده، عامل شکل‌گیری ستاره‌ها در یک کهکشان است؛ با محاسبه‌ی سرعت کم یا اضافه شدن ماده می‌توان به درک جدیدی از تکامل کهکشان‌ها رسید. همان‌طور که مایکل فولی اشاره می‌‌کند، شناسایی سرعت اضافه شدن ماده به کهکشان به درک جزئیات مدل موسوم به «فواره‌ی کهکشانی» کمک می‌کند.

موقعیت خورشید نسبت به منطقه‌ی شکل‌گیری ستاره‌ی اسکوتوم سنتاروس

طبق مدل یادشده، ستاره‌های سنگین در راه شیری با تولید بادهای ستاره‌ای، مواد را به خارج از دیسک کهکشانی هدایت می‌کنند. ستاره‌های سنگین با رسیدن به مرحله‌ی سوپرنوا در پایان عمر خود بخش زیادی از ماده را دفع می‌کنند؛ این مواد می‌توانند به مرور زمان به داخل دیسک بازگردند و زمینه‌ساز تشکیل ستاره‌های جدید شوند. به گفته‌ی فولی:

به فرآیندهایی که منجر به بازگشت گاز از خارج کهکشان می‌شوند، بازخورد ستاره‌ای گفته می‌شود. به بیان دیگر کهکشان راه شیری دریاچه‌ی ایزوله‌ای از ماده نیست؛ بلکه مانند مخزنی است که به‌صورت پیوسته به دلیل جاذبه و بازخورد ستاره‌ای به جذب و دفع گاز می‌پردازد.

علاوه بر این، بر اساس جدیدترین پژوهش‌ها شکل‌گیری ستاره‌ها به‌اندازه‌ی سیاهچاله‌ی غول‌آسای مرکز کهکشان (SMBH) هم وابسته است. SMBH-ها با انتشار انرژی زیاد، باعث گرم شدن گاز و غبار اطراف هسته‌ی کهکشان می‌شوند و به این ترتیب از تجمع آن جلوگیری کرده و با فروپاشی جاذبه‌ای زمینه را برای تشکیل ستاره‌های جدید فراهم می‌کنند.

به همین ترتیب سرعت ورود و خروج ماده به و از کهکشان یکی از معیارهای کلیدی برای دستیابی به‌سرعت شکل‌گیری ستاره‌ها است. فاکس و همکاران او برای محاسبه‌ی سرعت شکل‌گیری ستاره‌ها از داده‌های منابع متعدد استفاده کردند. فاکس می‌گوید:

ما کل آرشیو را بررسی کردیم. ناسا و سازمان‌ فضایی اروپا آرشیوهای سازمان‌یافته‌ای از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل را نگه‌داری می‌کنند. همچنین به بررسی رصد کوازارهایی پرداختیم که با طیف‌سنج منشأ کیهانی (COS) ثبت شده‌اند؛ این طیف‌سنج روی تلسکوپ هابل نصب شده است و برای تحلیل نور فرابنفش منابع دوردست به کار برده می‌شود. در نهایت موفق به یافتن ۲۷۰ کوازار شدیم. در ابتدا از رصدها برای ساخت کاتالوگی از ابرهای گازی سریع موسوم به ابرهای پرسرعت (HVC) استفاده کردیم. سپس با استفاده از انتقال داپلر، روشی برای تقسیم‌بندی HVC-ها به دو گروه جریان ورودی و جریان خروجی استفاده کردیم.

حباب فرمی (مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا)

علاوه بر این بر اساس پژوهش‌ها، راه شیری تقریبا ۷ میلیارد سال پیش دوره‌ی غیرفعالی را پشت سر گذاشته است که تقریبا ۲ میلیارد سال دوام آورده است. این دوره نتیجه‌ی امواج شوک است که عامل گرم شدن ابرهای گازی بین‌ ستاره‌ای و ورود موقتی گازهای سرد به داخل کهکشان و توقف موقتی آن بودند. به مرور زمان گازها سرد شدند و مجددا جریان پیدا کرده و موج جدیدی از شکل‌گیری ستاره‌ها آغاز شد. فاکس و همکاران پس از بررسی کل داده‌ها موفق به محدود کردن سرعت ورودی و خروجی ماده از کهکشان شدند:

پس از مقایسه‌ی نرخ گازهای ورودی و خروجی، موفق به مازاد جریان ورودی شدیم که خبر خوبی برای شکل‌گیری ستاره‌های آینده در کهکشان ما است زیرا بخش زیادی از گازها می‌توانند به ستاره‌ و سیاره‌ تبدیل شوند. میزان جذب سالانه‌ی ماده، ۰.۵ جرم خورشیدی و میزان مواد ازدست‌رفته ۰.۱۶ جرم خروشیدی برآورد شده است. درنتیجه به طور خالص افزایش جرم مشاهده می‌شود.

 

با این حال به گفته‌ی فولی، HVC-ها معمولا تنها ۱۰۰ میلیون سال دوام می‌آورند. درنتیجه نمی‌توان انتظار داشت جریان ورودی خالص زیاد دوام بیاورد. او می‌افزاید: «HVC-ها (ازجمله حباب‌های فرمی) در ساختارهایی قرار می‌گیرند که گاز ورودی و خروجی را ردیابی نمی‌کنند.»

ستاره‌شناس‌ها از سال ۲۰۱۰ از ساختارهای رمزآلود مرکز کهکشان معروف به حباب‌های فرمی آگاه هستند. وسعت این ساختارهای حباب مانند به هزاران سال نور می‌رسد و تصور می‌رود بر اثر مصرف گاز بین‌ستاره‌ای توسط SMBH و درنتیجه انتشار پرتوهای گاما به وجود آمده باشند.

امروزه نتایج جدیدی درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها به دست آمده است؛ این نتایج زمینه‌ای برای «تجمع جریان سرد» بودند؛ نظریه‌ای که برای اولین بار توسط پروفسور آویشای دکل ارائه شد؛ این نظریه نشان می‌دهد که چگونه کهکشان‌ها در حین شکل‌گیری، گازهای اطراف را جذب می‌کنند. به گفته‌ی فاکس:

بر اساس این نتایج کهکشان‌هایی مانند راه شیری در یک وضعیت پایدار به تکامل نرسیده‌اند. بلکه به‌صورت متناوب به دفع و جذب گاز پرداخته‌اند. دقیقا مانند یک چرخه‌ی شکفته شدن و ترکیدن است: وقتی گاز وارد می‌شود ستاره‌های بیشتری شکل می‌گیرند اما اگر میزان گاز ورودی از حدی بیشتری شود، می‌تواند منجر به انفجار شدید ستاره، اتلاف گاز باقی‌مانده‌ و در نهایت جلوگیری از تشکیل ستاره شود؛ بنابراین تعادل بین جریان ورودی و خروجی می‌تواند زمینه‌‌ی مساعد برای تشکیل ستاره را فراهم کند. نتایج جدید ما به روشن شدن این فرآیند کمک می‌کنند.

می‌توان نتیجه این‌طور نتیجه گرفت که هر چیزی بر کهکشان راه‌ شیری تأثیر بگذارد در مقیاس کوچک‌تری روی تمام منظومه‌های ستاره‌ای هم تأثیر خواهد گذاشت. برای مثال منظومه‌ی شمسی به مرور زمان در معرض جریان‌های ورودی و خروجی ماده قرار داشته است. اجرامی مانند اومواموا و اخیرا  دنباله‌دار بوریسو نشان می‌دهند سیارک‌ها و دنباله‌دارها از منظومه‌های ستاره‌ای دفع و توسط گروهی دیگر از منظومه‌ها به دام می‌افتند.

اما در مورد گاز و غبار چه می‌توان گفت؟ آیا منظومه‌ی شمسی و به‌خصوص سیاره‌ی زمین به مرور زمان و به‌صورت پیوسته، وزن اضافه یا کم می‌کنند؟ این فرآیند چه معنایی برای آینده‌ی منظومه‌ی شمسی و سیاره‌ی زمین خواهد داشت؟ اخترفیزیک‌دان و مؤلفی به نام برایان کوبرلین در سال ۲۰۱۵ مطلبی را در مورد زمین منتشر کرد. او بر اساس بارش شهابی جوزایی می‌‌نویسد:

بر اساس رصدهای ماهواره‌ای دنباله‌های شهاب‌سنگی، روزانه تقریبا ۱۰۰ الی ۳۰۰ تن متریک ماده با زمین برخورد می‌کند. این مقدار سالانه به ۳۰ هزار الی ۱۰۰ هزار تن می‌رسد. شاید این برخوردها به نظر زیاد برسند اما در طی میلیون‌ها سال کمتر از یک میلیاردیم درصد جرم کل زمین را تشکیل می‌دهند.

آثار برخورد سیارکی کوچک بین سال‌های ۱۹۹۴-۲۰۱۳

با این‌حال زمین هم به مرور زمان و در طی مجموعه‌ای از فرآیندها جرم خود را از دست می‌دهند. یکی از این فرآیندها فروپاشی رادیواکتیو ماده در پوسته‌ی زمین است که منجر به خروج انرژی و ذرات زیراتمی (آلفا، بتا و پرتوهای گاما) از سیاره‌ی زمین می‌شود.

فرآیند دوم، از بین رفتن جو است که در طی آن گازهای هیدروژن و هلیوم وارد فضا می‌شوند. روی‌هم‌رفته چنین فرآیندهایی سالانه منجر به از بین رفتن ۱۱۰ هزار تن ماده می‌شوند. بر اساس یک تخمین سطحی به نظر می‌رسد سالانه ۱۰ هزار تن از وزن زمین کم شود. بر اساس تخمین‌های کریس اسمیت میکروب‌شناس و دیو انسل، فیزیک‌دان کمبریج در سال ۲۰۱۲، زمین در طی یک سال ۴۰ هزار تن غبار فضایی را جذب می‌کند در حالی که ۹۰ هزار تن آن را از طریق فرآیندهای جوی و دیگر فرآیند‌ها از دست می‌دهد.

بنابراین ممکن است زمین سالانه با سرعت ۱۰  تا ۵۰ هزار تن کوچک‌تر شود. با این‌حال ممکن است سرعت اضافه‌شدن ماده به‌خوبی محاسبه نشده باشد و در آخر هیچ جرمی به زمین اضافه نشود (از طرفی احتمال افزایش جرم زمین کمتر است).

برای منظومه‌ی شمسی هم موقعیت مشابهی وجود دارد. از سویی جریان‌های گاز‌ و غبار بین‌ستاره‌ای وارد آن می‌شوند. از سوی دیگر جرم خورشید که ۹۹/۸۶ درصد جرم منظومه‌ی شمسی را تشکیل می‌دهد به مرور زمان کاهش می‌یابد. تیمی از ناسا و پژوهشگرهای MIT با استفاده از داده‌های کاوشگر مسنجر ناسا به این نتیجه رسیدند که خورشید به دلیل فرآیند‌های داخلی و بادهای خورشیدی جرم خود را از دست می‌دهد. طبق گزارش Ask an Astronomer، کاهش جرم خورشید با سرعت ۱/۳۲۴۵x۱۰^۱۵ تن در سال رخ می‌دهد.

با کاهش جرم خورشید، تأثیر گرانشی آن روی زمین و سیاره‌های دیگر هم کاهش خواهد یافت. با این‌حال تا آن زمان خورشید به پایان عمر خود می‌رسد؛ منبسط می‌شود و می‌تواند به‌خوبی عطارد، زهره، زمین و حتی مریخ را کاملا ببلعد. بنابراین با اینکه کهکشان طبق آینده‌ای قابل پیش‌بینی به جرم می‌رسد اما به نظر می‌رسد خورشید و زمین به آرامی جرم خود را از دست می‌دهند. نباید این را خبر بدی دانست اما از آثار طولانی‌مدت آن هم نباید غافل شد.

حتی قدیمی‌ترین و سنگین‌ترین اجرام در جهان هم در طول عمر خود مانند موجودات زنده دستخوش تغییر و تکامل می‌شوند. صرف‌نظر از اینکه موضوع این پژوهش سیاره‌ها، ستاره‌ها یا کهکشان‌ها باشند همه متولد می‌شوند، زندگی می‌کنند و می‌میرند و در این میان ممکن است چند کیلو وزن کم یا اضافه کنند و به این ترتیب چرخه‌ی حیات در مقیاس کیهانی ایفای نقش می‌کند.

اوبونتو برجسته‌ترین توزیع لینوکس در سراسر جهان است. اوبونتو و توسعه‌دهنده‌ی آن، شرکت کنونیکال، در طول سال‌های فعالیت به‌شدت مورد انتقاد قرار گرفتند؛ اما دنیای لینوکس به لطف این دو بهتر شده است. حالا این سؤال مطرح می‌شود که اوبونتو و کنونیکال چه مزایایی برای جامعه‌ی لینوکس داشتند؟

۱. تمرکز بر دسکتاپ

همزمان با راه‌اندازی اوبونتو در سال ۲۰۰۴، لینوکس روی کامپیوترهای دسکتاپ و لپ‌تاپ‌ها هم قابل اجرا بود؛ اما تجربه‌ی کاربری خوبی را ارائه نمی‌داد. کنونیکال، اوبونتو را با شعار «لینوکس برای انسان‌ها» منتشر کرد و برای سهولت استفاده‌ی لینوکس به‌عنوان سیستم‌عامل اصلی، امکاناتی را به آن اضافه کرد. از این امکانات می‌توان به نصب آسان درایورهای سخت‌افزاری و کدک‌های چندرسانه‌ای اشاره کرد.

کنونیکال، نوآوری‌های زیادی را برای دسکتاپ به ارمغان آورد. از تلاش‌های این شرکت می‌توان به تعبیه‌ی پیام‌رسانی مستقیم در دسکتاپ، تولید فایل Ubuntu One همگام با سرویس و موزیک استور و درنهایت طراحی واسطه‌ی Unity اشاره کرد. کنونیکال از آن زمان کل این پروژه‌ها را متوقف کرده است؛ اما تمام این تلاش‌ها به جذابیت لینوکس اضافه کردند.

لینوکس روی سرور رایج‌تر از لپ‌تاپ است و حتی امروزه دیگر اوبونتو به‌عنوان ساده‌ترین و مستقیم‌ترین گزینه‌ی لینوکس شناخته نمی‌شود. علاوه بر این، بسیاری از توسعه‌دهندگان خارج از جامعه‌ی اوبونتو به موفقیت زیادی در تولید لینوکس پایدار و مطلوب‌تری برای دسکتاپ رسیده‌اند و به همین دلیل سزاوار توجه بیشتری هستند. با این‌حال، لینوکس دسکتاپ امروزه نسبت به یک دهه‌ و نیم پیش محیط خوشایندتر است و کنونیکال نقش عمده‌ای در این موفقیت داشته است.

۲. دسترسی به لینوکس روی سخت‌افزارهای بیشتر

بخشی از چشم‌انداز کنونیکال ارائه‌ی سیستم دسکتاپ لینوکسی بود که اوبونتو را به‌عنوان یک سیستم عامل جایگزین در فروشگاه‌ها پیشنهاد دهد. کنونیکال این پیشنهاد را با تولیدکنندگان سخت‌افزاری متعدد در میان گذاشت. به‌ مرور زمان کسب‌وکارهای کوچکی مثل System76 و شرکت‌های چندرسانه‌ای بزرگی مانند Dell از تولید سخت‌افزار لینوکسی پشتیبانی کردند.

امروز دیگر دسترسی به دستگاه‌های سخت‌افزاری مبتنی بر اوبونتو در فروشگاه‌های زنجیره‌ای امکان‌پذیر نیست؛ اما Dell تنها حامل بزرگ سازمانی اوبونتو نبود. HP هم دستگاه‌های اوبونتو را فروخته است. از طرفی برخی شرکت‌ها هم کامپیوترهای رومیزی مبتنی بر لینوکس را تولید کرده‌اند. با وجود اینکه امروز دوران بازیگران جوان‌تری مثل System76 با سیستم عامل Pop!_OS و Purism با سیستم عامل PureOS است؛ اما کنونیکال مدت‌هاست پرچم لینوکس دسکتاپ را به اهتزاز درآورده است.

۳. جذب کردن میلیون‌ها کاربر به لینوکس

امروزه تمرکز کنونیکال روی دسکتاپ و سخت‌افزار به نتیجه رسیده است. افراد بسیاری به اوبونتو روی آورده‌اند و تعداد کاربران اوبونتو از تمام نسخه‌های لینوکس بیشتر است. نام اوبونتو به‌قدری بزرگ شده است که علاقه‌مندان کامپیوتر تنها با یک اشاره متوجه می‌شوند در چه مورد صحبت می‌کنید.

بسیاری از افراد معمولا کار را با اوبونتو آغاز می‌کنند اما کم‌کم به نسخه‌های دیگر روی می‌آورند. اوبونتو شاید امروزه کمتر کاربرد داشته باشد، اما نقطه‌ی خوبی برای شروع یادگیری افراد تازه‌کار است. امروزه بسیاری از پروژه‌ها از توسعه‌دهندگان و شرکت‌کنندگانی برخوردار هستند که شاید بدون اوبونتو جزیی از این جامعه نبودند.

۴. زیرساخت بسیاری از توزیع‌های محبوب لینوکس 

اوبونتو تنها سیستم عامل لینوکس مبتنی بر دسکتاپ نیست؛ بلکه از آن به‌عنوان الگوی زیرساختی بسیاری از نمونه‌های جایگزین هم استفاده می‌شود. معمولا پس از اجرای اوبونتو می‌توان اپلیکیشن‌ها را از یک مخزن (ریپازیتوری) نرم‌افزاری دانلود کرد؛ مخزن نرم‌افزاری سروری است که کل برنامه‌ها و مؤلفه‌های تجربه‌ی کاربری را دربردارد. توسعه‌دهندگان معمولا به تولید و نگه‌داری از کدهایی می‌پردازند که شرکت‌هایی مانند کنونیکال از طریق مخازن توزیع می‌کنند.

کنونیکال بسیاری از کدها را در مخازن تولید نمی‌کند؛ بلکه فقط برخی مؤلفه‌ها مانند کرنل لینوکس تست می‌شوند و بسته‌های به‌روزرسانی امنیتی دریافت می‌کنند. Linux Mint ،elementaryOS و Pop!_OS سه جایگزین برجسته‌ی اوبونتو به‌شمار می‌روند که هر سه متکی به منابع اوبونتو هستند. کنونیکال هیچ هزینه‌ای برای ارائه‌ی خدمات و منابع خود در نظر نگرفته است؛ اما این شرکت تنها ارائه‌دهنده‌ی خدمات رایگان نیست و قطعا زمان و حقوق کارمندان خود را کاهش نمی‌دهد؛ بلکه با این کار جامعه‌ی اوبونتو مشارکت گسترده‌تری در اکوسیستم لینوکس خواهد داشت.

 

۵. تولید فرمت پکیج یونیورسال

توسعه‌دهندگان مرتب در حال تغییر روش توزیع نرم‌افزار روی لینوکس هستند. بسیاری از اپلیکیشن‌های جدید به‌جای مدل منبع نرم‌افزاری از طریق فرمت‌های پکیج سراسری به دسکتاپ کاربرها می‌آیند. یکی از آن‌ها snap package format (پکیج اسنپ) تولید شرکت کنونیکال است.

در گذشته بسیاری از توسعه‌دهندگان برای اوبونتو به تولید نرم‌افزار می‌پرداختند و زحمت ساخت نسخه‌های قابل اجرا روی دیگر نسخه‌های لینوکس را به خود نمی‌دادند. برای مثال اگر از توزیع مبتنی بر RPM به‌جای توزیع مبتنی بر DEP مثل اوبونتو استفاده کنید، نمی‌توانید هیچ برنامه‌ای را نصب کنید؛ مگر اینکه زحمت ساخت اپلیکیشن با استفاده از فایل‌های منبع را به خود بدهید.

پکیج‌های اسنپ معمولا وابسته به نسخه نیستند بنابراین صرف‌نظر اوبونتو داشته باشید یا خیر تنها با دنبال کردن یک مجموعه دستورالعمل برای فعال‌سازی پکیج اسنپ می‌توانید نرم‌افزارهای موردنظر خود را نصب کنید. از طرفی اسنپ‌، تنها پکیج‌ سراسری یا فراگیر لینوکس نیست؛ اما کنونیکال از راه خود برای جذب توسعه‌دهنده منحرف شده است و در عوض بر گردآوری نرم‌افزار تمرکز کرده است. نتیجه‌ی این رویکرد تمایل به تطبیق پکیج‌های اسنپ در میان شرکت‌ها و افراد مختلف شده است که از انواع نسخه‌های لینوکس استفاده می‌کنند.

۶. جذب نرم‌افزارهای تجاری

یکی از نقاط قوت اوبونتو نسبت به توزیع‌های دیگر جذب توسعه‌دهندگان دیگر است. اوبونتو ارائه‌دهنده‌ی نرم‌افزارهای میان پلتفرمی و تجاری است که روی ویندوز و macOS در دسترس قرار دارند.

این کار شاید به سود اکوسیستم لینوکس نباشد، اما در بعضی نمونه‌ها از جمله در مورد Steam، برنامه‌هایی که وارد اوبونتو می‌شوند به‌سرعت در توزیع‌های دیگر هم گسترش پیدا می‌کنند. به این ترتیب چشم‌انداز گیمرها و افرادی که از نرم‌افزارهای مشخصی استفاده می‌کنند، تغییر خواهد کرد. علاوه بر این امروزه پایداری لینوکس افزایش پیدا کرده است با فرمت اسنپ دیگر برنامه‌ها صرفا مختص اوبونتو نیستند. بلکه دسترسی به برنامه‌های snap store برای همه امکان‌پذیر است.

 

۷. گنو/لینوکس برای تلفن‌های همراه

تلفن‌های همراه اندروید از کرنل لینوکس استفاده می‌کنند؛ اما این تنها نقطه‌ی اشتراک آن‌ها با نسخه‌ی لینوکس قابل نصب روی کامپیوتر است و اغلب مؤلفه‌های خارج از کرنل یکسان نیستند. کنونیکال با Ubuntu Touch به دنبال ارائه‌ی نسخه‌ای از لینوکس بود که با اوبونتو دسکتاپ روی دستگاه‌های موبایل قابل مقایسه باشد؛ و البته موفق شد! قطعا این دستگاه‌ها محدودیت‌هایی دارند. برای مثال توزیع به‌روزرسانی‌ها کار دشواری است و دستگاه‌ها تنها در چند فروشگاه محدود عرضه شده‌اند.

بنابراین موفقیت کنونیکال برای ادامه‌ی سرمایه‌گذاری روی چنین پروژه‌ای کافی نبود. با این حال واسط Ubuntu Touch همچنان روی پروژه‌ی UBports به حیات خود ادامه می‌دهد. به لطف ماهیت متن‌باز Ubuntu Touch، اعضای جامعه‌ی اوبونتو می‌توانند به کار روی آن ادامه دهند. Ubuntu Touch یکی از نسخه‌های موجود برای PinePhone است که روی Librem 5 هم قابل اجرا است. همچنین یکی از گزینه‌های پس از خرید روی تعدادی از تلفن‌های اندروید است.

۸. Launchpad میزبان بسیاری از پروژه‌ها بوده است

Launchpad نوعی گذرگاه (هاب) مشارکتی نرم‌افزاری برای هزاران اپلیکیشن متن‌باز و رایگان است. این گذرگاه مشابه Github است؛ با این تفاوت که ربطی به مایکروسافت ندارد. کنونیکال Launchpad را به‌عنوان پروژه‌ای مناسب درآمدزایی آغاز کرد و سپس از آن برای پشتیبانی از توسعه‌ی اوبونتو استفاده کرد. کنونیکال به دنبال انتقادها به‌تدریج بخش‌های مختلف Launchpad را تحت مجوزهای متن‌باز منتشر کرد تا اینکه در سال ۲۰۰۹ به طور کامل متن‌باز شد.

Launchpad در دهه‌ی گذشته به‌عنوان زیرساخت متن‌باز به ارائه‌ی خدماتی مثل اشتراک‌گذاری کد منبع، ردیابی باگ‌ها، مشارکت در بحث، ارسال اپلیکیشن‌ها یا دیگر محصولات به انجمن‌ها پرداخته است. LinuxMint، elementaryOS، Inkscape و Exaile همه در مراحلی از حیات خود از Launchpad استفاده کردند.

میلیون‌ها نفر از این واقعیت آگاه نیستند که دچار آنفارکتوس میوکارد (سکته‌ی قلبی) خاموش داشته‌اند و در معرض خطر تجربه‌ی حمله‌ی قلبی دیگری قرار گرفته‌اند که می‌تواند آسیب شدیدی به قلب آن‌ها وارد کرده یا موجب مرگ آن‌ها شود. وقتی بیماری به نام گرت، در اواسط دهه‌ی هشتم زندگیش دچار حمله‌ی قلبی شد، پزشک معاینه‌کننده‌ی او گفت که اولین بار نیست که وی دچار حمله‌ی قلبی می‌شود. آزمایش‌های انجام‌شده برای ارزیابی آسیب وارد آمده به قلب او نشان می‌داد بخشی از عضله‌ی قلب او در اثر حمله‌ی قلبی گذشته‌ مرده است. او در گذشته بدون آنکه متوجه شود یا تحت مراقبت پزشکی قرار گیرد، دچار آنفارکتوس میوکارد خاموش یا SMI شده بود. البته گرت خوش‌شانس بود. او از دومین حمله‌ی قلبی خود جان سالم به درد برد و با تحت کنترل درآوردن عوامل خطرساز قلبی و بدون بروز مشکلات قلبی دیگری تا دو دهه‌ی دیگر نیز زنده ماند.

افراد بسیار زیادی ممکن است دچار این وضعیت بوده و از این واقعیت غافل باشند که دچار سکته‌ی قلبی خاموش شده‌اند و در آن‌ها احتمال بروز سکته‌ی دیگری که می‌تواند باعث وارد آمدن صدمات شدید به قلب و حتی مرگ شود، بیشتر شده است. ممکن است تصور کنید سکته‌ی قلبی خاموش بهتر از سکته‌ی مشخص و قابل تشخیص است اما چنین نیست. اگرچه آگاهی از این موضوع که در معرض خطر حمله‌ی قلبی قرار دارید، ازنظر عاطفی ناراحت‌کننده است، اما عدم آگاهی از آن، پیامدهای جدی‌تری به دنبال دارد و موجب می‌شود که زندگی را به سبکی که قلب و زندگانی شما را به خطر می‌اندازد، ادامه دهید.

حمله‌ی قلبی تشخیص داده شده زنگ هشداری برای انجام اقدامات پزشکی و تغییر سبک زندگی است که می‌تواند خطر مشکل قلبی را به حداقل برساند (مانند کنترل کردن فشار خون و سطوح کلسترول، ترک سیگار، کاهش وزن در صورت داشتن اضافه وزن، انجام ورزش منظم و کنترل دیابت نوع ۲). اگر در این رابطه، رژیم غذایی و ورزش به حد کافی محافظت‌کننده نباشند، داروهای زیادی وجود دارد که می‌تواند در کنار این عوامل به فرد کند. دکتر رخا منکاد، متخصص قلب‌و‌عروق و مدیر مرکز قلب زنان در کلینیک مایو می‌گوید:

حتی بدون مصرف دارو، اگر هر فردی که در معرض خطر مشکلات قلبی قرار دارد، سبک زندگی سالمی را در پیش بگیرد، شیوع بیماری قلبی تا ۸۰ درصد کاهش پیدا خواهد کرد.

مطالعات اخیر که در ایسلند و فنلاند انجام شده است، به تعیین میزان وقوع سکته قلبی خاموش و پیامدهای بلندمدت مرتبط با آن کمک کرده است. این کشورها سوابق پزشکی شهروندان خود را به‌خوبی و به‌طور کامل نگهداری می‌کنند. این یافته‌ها که در اکتبر گذشته در مجله‌ی JAMA Cardiology منتشر شد، نشان می‌دهد که نباید منتظر ماند تا قلب شما پیام واضحی را درمورد به خطر افتادن زندگی ارسال کند بلکه باید قبل از آن که دیر شود، عوامل خطرساز را شناسایی کرد و اقدامات لازم را درجهت پیشگیری از مشکلات قلبی آینده انجام داد.

شاید کامل‌ترین شواهد، مربوط به مطالعه‌‌ای است که در ایسلند انجام شد. در این مطالعه، ۹۳۵ زن و مرد که در آغاز ۶۷ تا ۹۳ سال سن داشتند، به‌مدت بیش از ۱۳ سال مورد پیگیری قرار گرفتند. در زمان ثبت‌نام در این مطالعه، تمام شرکت‌کنندگان تحت آزمایش غیرتهاجمی MRI قلب قرار گرفتند که می‌تواند با اطمینان نشان دهد که آیا قبلا حمله‌ی قلبی خاموشی رخ داده است یا نه. نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌داد که ۱۷ درصد از این افراد در گذشته دچار سکته‌ی قلبی خاموش شده بودند و ۱۰ درصد نیز سابقه‌ی حمله‌ی قلبی مشخص داشتند.

پس از سه سال اول پیگیری، تفاوتی در نرخ مرگ‌و‌میر گروه‌هایی که سکته‌ی قلبی خاموش داشته و افرادی که اصلا سکته نکرده بودند، دیده نشد. میزان مرگ‌و‌میر در هر دو گروه ۳ درصد بود که به‌طور قابل‌توجهی از ۹ درصد مرگ‌و‌میر شرکت‌کنندگانی که حمله‌ی قلبی مشخصی داشتند، کمتر بود. اما با گذشت زمان، افرادی که دچار سکته‌ی قلبی خاموش شده بودند، وضعیت بدتری پیدا کردند. طی ۱۰ سال پس از ثبت‌نام، نیمی از شرکت‌کنندگان دارای حمله‌ی قلبی خاموش از دنیا رفتند، این نرخ مرگ‌و‌میر با نرخ مرگ‌و‌میر مردان و زنانی که با سابقه‌ی حمله‌ی قلبی مشخص وارد مطالعه شده بودند، اختلافی نداشت. درحالی‌که مرگ جدی‌ترین نتیجه‌ی حاصل از سکته‌ی قلبی خاموش شود، خطر توسعه‌ی نارسایی احتقانی قلب که در آن قدرت پمپاژ قلب مختل می‌شود، نیز افزایش پیدا کرده بود. این وضعیت موجب تنگی نفس و خستگی بیش‌ازحد می‌شود، پاها متورم شده، مایع در اطراف قلب جمع می‌شود، تحمل ورزش به‌شدت کاهش پیدا می‌کند و سرانجام بیمار به اکسیژن‌رسانی نیاز پیدا می‌کند. نیمی از کسانی که دچار نارسایی احتقانی قلب می‌شوند، طی پنج سال پس از تشخیص از دنیا می‌روند. این میزان مرگ‌و‌میر مشابه مرگ‌و‌میر ناشی از برخی سرطان‌ها است.

دومین مطالعه که در ماه ژوئیه در مجله‌ی JAMA Cardiology منتشر شد، شامل یافته‌های کالبدشکافی ۵۸۶۹ مرد و زن با میانگین سن ۶۵ سال بود که به‌طور ناگهانی در فنلاند شمالی از دنیا رفته بودند. کالبدشکافی چنین مرگ‌هایی به‌طور خودکار انجام می‌شود. شواهدی از سکته‌ی قلبی خاموش در ۱۳۲۲ فردی که سابقه‌ی پیشین بیماری عروق کرونری نداشتند، مشهود بود. علاوه‌بر‌این، قلب افرادی که در جریان فعالیت بدنی به‌خاطر مرگ ناگهانی قلبی از پای درآمده بودند، بزرگ‌تر شده بود. بزرگ شدن قلب نشان‌دهنده‌ی تلاش غیرطبیعی قلب برای تامین نیازهای اکسیژن و مواد مغذی بدن است. نویسندگان خاطرنشان کردند که قلب بزرگ شده، خود یک عامل خطرساز برای مرگ قلبی ناگهانی است اما وقتی با جراحات عضله‌ی قلب ناشی از سکته‌ی قلبی خاموش همراه می‌شود، وضعیت بیمار بدتر خواهد شد. پژوهشگران در این رابطه می‌گویند:

افرادی که دچار سکته‌ی قلبی خاموش شده بودند، از بیماری خود آگاه نبوده و احتمالا هنگام بروز علائم ناشناخته میزان فعالیت جسمی خود را کاهش نداده بودند.

آن‌ها گفتند شاید قلبی که در گذشته آسیب دیده است موجب آغاز ریتم غیرطبیعی قلب و درنهایت مرگ ناگهانی در جریان ورزش شود. دکتر روبرت بونو، متحصص قلب‌و‌عروق دانشکده‌ی پزشکی فاینبرگ گفت:

حمله‌ی قلبی خاموش همیشه بدون نشانه نیست اما نشانه‌های آن (ناراحتی خفیف قفسه‌ی سینه، تهوع، تنگی نفس و سوزش سردل) که برای بسیاری از افراد رخ می‌دهد، معمولا به علل دیگر نسبت داده می‌شود و تحت مراقبت پزشکی قرار نمی‌گیرد.

مخصوصا زنان که علائم آن‌ها نامشخص‌تر است، بعید است که متوجه شوند دچار حمله‌ی قلبی شده‌اند. در حال حاضر، ازلحاظ اقتصادی یا عملی غربالگری گروه‌های بزرگی از مردم برای یافتن شواهدی از سکته‌ی قلبی خاموش امکان‌پذیر نیست. بااین‌حال، الکتروکاردیوگرام که اغلب قبل از جراحی و گاهی به‌وسیله‌ی پزشک شخصی فرد انجام می‌شود، می‌تواند آسیب قلبی را در برخی افراد نشان دهد. بونو می‌گوید:

این روش (الکتروکاردیوگرام) به اندازه‌ی MRI قلب که در مطالعه‌ی ایسلند استفاده شده است، حساس نیست.

او در سرمقاله‌ی همراه مطالعه‌ی ایسلندی چنین نوشت:

درحالی‌که غربالگری با استفاده از MRI قلب توصیه نمی‌شود، قطعا شناسایی عوامل خطرساز بسیار مهم است.

او در مصاحبه‌ای گفته بود:

پزشکان باید افراد در معرض خطر را شناسایی کرده و درمان‌های مناسبی را برای کاهش خطر آن‌ها تجویز کنند. اگرچه این طبیعت انسان است که تا زمان وقوع یک حادثه بعضی موارد را نادیده می‌گیرد، اما رعایت درمان پیشگیرانه می‌تواند موجب نجات زندگی شود. در کشور آمریکا، حمله‌ی قلبی عامل اصلی مرگ ناگهانی در افراد ۶۵ سال به بالا است.

دکتر منکاد پیشنهاد می‌کند که برای افراد در معرض خطر که مشکوک به داشتن حمله‌ی قلبی خاموش هستند، آزمایش‌هایی مانند اکوکاردیوگرام زمان استراحت، آزمایش پزشکی هسته‌ای استرس قلب یا برای افرادی که قادر به ورزش هستند، یک اکوکاردیوگرام با یک آزمایش استرس انجام شود. به‌گفته‌ی او، آزمایش متناوب افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ نیز قابل توصیه است.

زیست‌شناس روسی به نام دنیس ربریکوف، ویرایش ژن را در تخمک‌های اهداشده‌ی زنان بدون مشکل شنوایی آغاز کرده است تا یاد بگیرد که چگونه برخی از زوج‌های ناشنوا می‌توانند فرزندی به دنیا بیاورند که فاقد جهش ژنتیکی عامل ناشنوایی باشد. جزئیات این خبر در ایمیلی که او در ۱۷ اکتبر برای Nature فرستاده، آمده است. ربریکوف در ماه ژوئن از قصد خود برای ایجاد نوزادان ویرایش ژنی شده مقاوم دربرابر HIV با استفاده از ابزار کریسپر خبر داد.

آخرین ایمیل ربریکوف به‌دنبال گزارش ماه سپتامبر مجله‌ی روسی N+1 ارسال شده بود که در آن خبر مشارکت یک زوج ناشنوا در آزمایش‌هایی برای تولید سلول‌های تخم مورد استفاده برای ایجاد نوزاد ویرایش ژنی شده منتشر شد. البته تخمک‌هایی که ربریکوف ویرایش کرده است، از زنی گرفته شده که فاقد جهش ژنتیکی است که منجر به ناشنوایی می‌شود. او می‌گوید هدف آزمایش‌های او درک بهتر جهش‌های غیرهدفمند بود که یک چالش شناخته‌شده‌ی روش کریسپر در زمینه‌ی ویرایش رویان‌ است.

ربریکوف در ایمیلی که برای Nature ارسال کرد، چنین اظهار داشت که هنوز قصد ایجاد چنین نوزادی را ندارد و طرح قبلی او به‌علت عدم دریافت مجوز کاشت رویان‌های ویرایش ژنی شده در رحم انسان به تعویق افتاده است. او می‌گوید که به‌زودی نتایج آزمایش‌هایی را که روی سلول‌های تخم انجام داده است، منتشر می‌کند. این نتایج همچنین شامل آزمایش توانایی کریسپر ازنظر ترمیم ژن همبسته با ناشنوایی (GJB2) در سلول‌های بدنی گرفته شده از افرادی با این جهش است. افرادی که دارای دو نسخه‌ی جهش‌یافته از GJB2 هستند، بدون مداخلاتی مانند ابزار کمکی شنوایی یا کاشت حلزون نمی‌توانند خوب بشنوند. ربریکوف می‌گوید این نتایج زمینه‌ی کار بالینی را فراهم می‌کند. او می‌افزاید که برای انجام پژوهش‌های خود، اجازه‌ی یک هیئت بازرسی محلی را گرفته است اما این مجوز به او اجازه‌ی انتقال سلول‌های تخم‌ ویرایش‌شده را به رحم انسان نمی‌دهد.

علاوه‌بر زوج ناشنوایی که موافقت کرده‌اند در آزمایش مشارکت کنند، او درحال گفتگو با چهار زوج دیگر است که در آن افرادی که قرار است بچه‌دار شوند، دارای دو ژن جهش‌یافته GJB2 هستند. ربریکوف می‌خواهد به این زوج‌ها کمک کند تا فرزندی بدون مشکل شنوایی داشته باشند.

دنیس ربریکوف قصد دارد به‌زودی آزمایش‌های خود را در زمینه‌ی اصلاح ژن‌ سلول‌های تخم انسان منتشر کند

ربریکوف در آخرین ایمیل خود اطلاعات بیشتری را درباره‌ی زوجی که با انجام این آزمایش توافق کرده‌اند، ارائه داده است. در ماه سپتامبر، مجله‌ی N+1 چنین گزارش کرد که این زوج فرم رضایت‌نامه را امضا نکرده‌اند و بنا به دلایل شخصی از ایده‌ی ایجاد نوزاد ویرایش ژنی شده صرف‌نظر کرده‌اند اما ربریکوف می‌گوید که این تنها یک مانع موقتی است. او خاطرنشان می‌کند زنی که تخمک‌های خود را اهدا کرده است، یک ماه درگیر کاشت حلزون گوش بوده است. ربریکوف همچنین تاکید کرد که او بدون تایید وزارت بهداشت روسیه کار بیشتری انجام نخواهد داد. او می‌گوید:

من قطعا بدون تایید قانون، رویان ویرایش شده را به رحم مادر منتقل نخواهم کرد.

تلاش او ممکن است به این زودی به نتیجه نرسد. هفته‌ی گذشته وزارت‌ بهداشت روسیه بیانیه‌ای منتشر کرد که در آن گفته بود هنوز برای ایجاد نوزادان ویرایش ژنی شده زود است. ربریکوف می‌گوید پیش‌بینی زمانی که او بتواند این مجوزها را کسب کند، دشوار است اما او به دنبال همه‌ی بررسی‌های ایمنی لازم می‌رود.

ربریکوف در ماه ژوئن با انتشار خبر قصد خود برای ایجاد نوزادان مقاوم دربرابر HIV مشهور شد. این خبر موجب بهت پژوهشگرانی شد که از این موضوع که او کار هی جیانکوی، دانشمند معروف چینی را ادامه دهد، هراس داشتند. جیانکوی سال گذشته ادعا کرد که نخستین نوزادان ویرایش ژنی شده جهان را ایجاد کرده است.

ربریکوف قصد دارد از کریسپر برای دستکاری همان ژنی که جیانکوی روی آن کار کرد، یعنی CCR5 استفاده کند. پروتئینی که به‌وسیله‌ی CCR5 ساخته می‌شود به ویروس HIV اجازه می‌دهد که وارد سلول‌ها شود و افرادی که دارای یک نسخه‌ی جهش‌یافته از این ژن هستند، احتمال بسیار کمتری وجود دارد که دچار عفونت ناشی از این ویروس شوند. اما بسیاری از دانشمندان می‌گویند مزایا (مقاومت احتمالی دربرابر HIV) ارزش خطرات ناشناخته‌ی ویرایش ژن را ندارد زیرا راه‌های دیگری برای پیشگیری از انتقال HIV از والد به فرزند وجود دارد.

طبق آخرین ایمیل ربریکوف، او طرح ویرایش ژن CCR5 را رها نکرده است. او می‌گوید که به دنبال زنان دارای عفونت HIV می‌گردد که می‌خواهند فرزندی داشته باشند و داروهای HIV روی آن‌ها تاثیر چندانی ندارد. او چنین استدلال می‌کند که این افراد ممکن است کاندیداهای خوبی برای این رویه باشند زیرا احتمال انتقال ویروس به فرزندشان زیاد است. با این حال، بسیاری از دانشمندان معتقدند که هرگونه تلاش درجهت استفاده از ویرایش ژن برای تغییر ژن CCR5 در رویان اشتباه است. او همچنان به دنبال یافتن چنین زنانی است اما تعداد بسیار کمی از آن‌ها وجود دارد.

در همین حین، ربریکوف پروژه‌ی دیگری را برعهده گرفته است: اصلاح ژن GJB2 در رویان انسان. برخی از دانشمندان و اخلاق‌شناسان مزایای این روش را زیر سوال برده‌اند زیرا ناشنوایی یک وضعیت کشنده نیست. جنیفر دودنا یکی از پیشگامان تکنولوژی ویرایش ژن کریسپر و زیست‌شناس دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید:

این پروژه فرصت‌طلبانه و کاملا غیراخلاقی بوده و به اعتبار این تکنولوژی آسیب می‌رساند.

به‌دنبال هیاهویی که جیانکوی در نوامبر گذشته برپا کرد، سازمان جهانی بهداشت به کمیته‌ای دستور داد تا چارچوبی بین‌المللی برای نظارت بر استفاده‌ی بالینی از تکنولوژی ویرایش ژن تهیه کنند. در ماه آگوست، کمیته‌ی مذکور برای نظارت بر این مساله، یک رجیستری بین‌المللی از پژوهش‌های بالینی که با استفاده از ویرایش ژن در انسان انجام می‌شود، راه‌اندازی کرد. یک کمیسیون بین‌المللی ایجاد شده به‌وسیله‌ی آکادمی ملی علوم آمریکا، آکادمی ملی پزشکی آمریکا و انجمن سلطنتی بریتانیا نیز درحال آماده کردن چارچوبی برای هدایت پژوهش‌های بالینی مرتبط‌با ویرایش ژن سلول‌های جنسی هستند که انتظار می‌رود در بهار ۲۰۲۰ منتشر شود. این کمیسیون به‌منظور جمع‌آوری ایده‌هایی برای تهیه‌ی این چارچوب، در تاریخ ۱۴ و ۱۵ نوامبر نشستی عمومی برگزار می‌کند.

هی جیانکوی ادعا می‌کند که نخستین نوزادان ویرایش ژنی شده جهان را ایجاد کرده است

ماه گذشته، ربریکوف در مصاحبه با بلومبرگ گفت که در این رابطه از قوانین بین‌المللی پیروی می‌کند اما از اینکه هنوز این قوانین ارائه نشده‌اند، ابراز ناامیدی کرد. رابین لاول‌باج، زیست‌شناس موسسه‌ی فرانسیس کریک لندن و یکی از اعضای کمیته‌ی سازمان جهانی بهداشت می‌گوید که ربریکوف باید تا زمان آماده شدن چارچوب مشخص و مورد توافق، صبر کند و این کار زمان می‌برد. او می‌گوید:

این موضوع ساده‌ای نیست و نمی‌توان انتظار داشت که طی چند ماه راه‌حل‌های جهانی برای ایجاد قوانینی در این حوزه‌ی بسیار پیچیده از علم ارائه شود.

پاسخ‌های ربریکوف به سوالات مطرح شده از سوی مجله‌ی Nature

پرسش: برخی از دانشمندان و کارشناسان حوزه‌ی اخلاق زیستی می‌گویند که ناشنوایی یک وضعیت مرگبار نیست، بنابراین نباید تحت چنین درمان خطرناکی قرار گیرد.

پاسخ: هر داروی جدیدی خطرات خاصی را به همراه دارد. این مدل ناشنوایی، مناسب‌ترین مدل برای استفاده از ویرایش ژنوم در سلول‌های تخم بارورشده (زیگوت) است. فقط والدین ناشنوا هستند که می‌توانند در‌این‌باره تصمیم بگیرند که آیا آن‌ها می‌خواهند فرزند آن‌ها ناشنوا باشد یا نه.

پرسش: دانشمندان درباره‌ی وقوع جهش‌هایی که ممکن است خارج از منطقه‌ی مورد ویرایش رخ دهند، نگرانند. نظر شما دراین‌باره چیست؟

پاسخ: البته ما هم درمورد آن‌ها نگران هستیم. ما دارای یک الگوریتم طولانی و معقول برای بررسی فعالیت خارج از هدف هستیم. من ترجیح می‌دهم که به‌جای بحث درمورد زودهنگام بودن استفاده از این روش، درمورد الگوریتم‌های بررسی بازده و ایمنی این تکنولوژی بحث کنیم.

پرسش: به‌عقیده‌ی برخی از منتقدان، از آن‌جایی که مکانیسم اصلاح کریسپر کارآمد نیست، احتمال به وجود آمدن فرزندان موزائیسم زیاد است (افرادی که ترکیبی از سلول‌های ویرایش‌شده و سلول‌های ویرایش‌نشده دارند). آیا شما درمورد این موضوع نگران نیستید؟

پاسخ: بله. متاسفانه به دلیل عدم امکان بررسی کامل رویان (ما تنها یک نمونه‌ی ۵ تا ۷ سلولی بر می‌داریم)، ما هرگز به‌طور کامل درمورد نبود موزائیسم در رویان‌های انتقالی مطمئن نمی‌شویم اما ازنظر آماری (در آزمایش‌ها)، می‌توان درصد قابل‌قبول موزائیسم یا احتمال عدم بروز آن را نشان داد.

پرسش: در بیانیه‌ی مطبوعاتی وزارت بهداشت آمده است که مصوبه‌ی سال ۲۰۱۲ درمورد تکنولوژی‌های تولیدمثلی اجازه‌ی کاشت رویان‌های ویرایش ژنی شده را نمی‌دهد. آیا این امر موجب تغییر برنامه‌ی شما نمی‌شود؟

پاسخ: وقتی ما ایمنی این تکنولوژی را اثبات کردیم، قوانین تغییر خواهد کرد.

پرسش: هی جیانکوی قبل از اعلام تولد نوزادان ویرایش‌شده‌ی خود بیشتر در خلوت کار می‌کرد. به‌نظر می‌رسد که شما برای حفظ کانال‌های ارتباطی با دانشمندان و قانون‌گذاران سخت در تلاشید.

پاسخ: من با پژوهشگران و قانون‌گذاران درمورد پژوهش خود مشکلی ندارم. هردو به دنبال ایمنی و بازده این کار هستند و من نیز با آن‌ها موافقم.

پرسش: یک استدلال دربرابر برنامه‌ی شما این است که تمرکز ویرایش ژن درزمینه‌ی درمان بیماری‌ها باید روی سلول‌های بالغ باشد و نه روی رویان‌. آن‌ها ‌از این موضوع نگرانند که ویرایش رویان موجب انحراف از این موضوع شود.

پاسخ: موافقم. تا به امروز، تکنولوژی‌های سلول‌های بدنی تاثیر بسیار بیشتری داشته است. اما فکر نمی‌کنم که ویرایش ژنوم زیگوت‌ها تاثیر منفی روی پژوهش‌های مرتبط با اصلاح جهش‌های بدنی داشته باشد.

پرسش: افرادی که برای هدایت کاربرد بالینی ویرایش رویان روی چارچوب‌های بین‌المللی انسان کار می‌کنند، پیشنهاد کرده‌اند که تا زمان اتمام کار آن‌ها، روند انجام پژوهش‌های بالینی مرتبط با رویان‌های ویرایش‌شده کند شود.

پاسخ: جدی می‌گویید؟ کجا دیده‌اید که پژوهشگران بخواهند روند پژوهش‌های خود را کند کنند؟

پرسش: هفته‌ی گذشته، وزارت بهداشت روسیه در بیانیه‌ی خود عنوان کرد که از موضع سازمان جهانی بهداشت پیروی می‌کند و هنوز برای انجام چنین آزمایش‌هایی بسیار زود است. آیا شما در هر حال سعی می‌کنید درخواست بدهید؟

پاسخ: خیلی زود یعنی چه؟ به‌گفته‌ی لنین: «اگر دیروز زود بود، فردا دیر است».

حدود ۶ میلیون سال پیش، انسان‌ها از شامپانزه‌ها و دیگر میمون‌های بزرگ فاصله گرفتند. گرچه هنوز ارتباط نزدیکی با هم داریم، ولی مغز انسان بسیار متفاوت است و ما را قادر می‌سازد که در عملکردهای پیچیده‌ی زبانی، علم، هنر، اخلاق و دیگر موارد مشارکت کنیم. اما چه چیزی باعث شده که مغز ما چنین قابلیت‌های باورنکردنی را به دست آورد؟

ما می‌دانیم که مغز انسان طی ۶ میلیون سال گذشته ازنظر اندازه رشد چشمگیری داشته است. انسان‌ها درحقیقت پستاندارانی هستند که نسبت‌به اندازه‌ی بدن خود، بزرگ‌ترین مغز را دارند. اما اینکه کدام تغییرات ژنتیکی موجب ایجاد مغزهای بزرگ‌تر و پیچیده‌تر شده است، مدت‌ها است که یک معما باقی مانده است. پژوهشی که به‌تازگی در مجله‌ی Nature منتشر شده، سرنخ‌هایی را در این رابطه فراهم کرده است.

یکی از دلایل اینکه چرا مطالعه‌ی توسعه‌ی مغز نخستی‌ها بسیار دشوار بوده است، این بوده است که تا همین اواخر دانشمندان به بافت زنده و درحال توسعه‌ی مغز دسترسی نداشتند. این همان چیزی است که می‌تواند به ما این امکان را بدهد که تئوری‌های مرتبط با تکامل مغز را به‌طور عملی مورد آزمایش قرار دهیم؛ زیرا اساسا می‌توانیم این موضوع را مشاهده کنیم که مغز چگونه طی زمان در ظروف آزمایشگاهی تکامل پیدا می‌کند و مسیرهای بیولوژیکی را دستکاری کرده و ببینیم که نقش هرکدام از آن‌ها در توسعه‌ی مغز چیست. طی چندین سال گذشته، دانشمندان روی این موضوع کار کرده‌اند که برای پرداختن به پاسخ این سؤال‌ها، چگونه مغز را در آزمایشگاه پرورش دهند. آن‌ها سرانجام در تولید این مدل‌های مغزی که ارگانوئیدهای مغزی نامیده می‌شوند، موفق شده‌اند.

ارگانوئیدهای مغزی انسان توپ‌های کوچکی از سلول‌های مغز انسان هستند که اندازه‌ی آن‌ها حدود یک دانه‌ی خشخاش تا یک دانه نخود است

ارگانوئیدها خوشه‌هایی از سلول‌هایی هستند که خود را در نسخه‌های کوچکی از اندام‌هایی مانند مغز یا کبد سازماندهی می‌کنند. آن‌ها با کشت سلول‌های بنیادی ایجاد می‌شوند که ظرفیت تبدیل شدن به تمام بافت‌های بدن را دارند. سلول‌ها در ژلی کشت می‌شوند که به آن‌ها امکان رشد سه‌بعدی را می‌دهد. این دقیقا همان کاری است که پژوهشگران مطالعه‌ی جدید آن را انجام دادند.

ژنتیک تکامل

سؤال این جاست که چه نوع تغییرات ژنتیکی در تکامل مغز انسان نقش داشته است؟ فقط حدود ۱/۵ درصد توالی DNA ما از ژن‌هایی تشکیل شده است که حاوی دستورالعمل‌ ساخت پروتئین هستند. پروتئین‌ها مولکول‌هایی هستند که بیشتر وظایف درون سلول را انجام می‌دهند و تعیین‌کننده‌ی ساختار و عملکرد سلول هستند. زمانی تصور می‌شد که ۹۸/۵ درصد باقی‌مانده از DNAی ما، توالی‌های زائدی باشند که هدف مشخصی ندارند. اگرچه اکنون می‌دانیم مناطقی از همین DNA نقش مهمی در کنترل بیان ژن‌ها دارد. تعداد تغییرات موجود در مناطق کدکننده‌ی پروتئین آنقدر کم است که نمی‌تواند منشا تفاوت قابل‌توجه بین انسان و دیگر نخستی‌ها را توضیح دهد. درحقیقت، از کل مناطق ژنتیکی که از زمان جدایش انسان از شامپانزه‌ بیشترین تغییرات را داشته‌اند، ۹۲ درصد مناطق با مناطق کدکننده‌ی پروتئین همپوشانی ندارند. پیش‌بینی شده است که حداقل یک سوم از این مناطق در کنترل بیان ژن‌ها نقش داشته باشند.

مدت‌ها این فرضیه وجود داشت که اکثر تفاوت‌های مشاهده‌شده بین مغز میمون‌های بزرگ و مغز انسان ناشی از تغییر در زمان‌بندی و بیان ژن‌ها و نه تغییرات مرتبط با خود ژن‌ها است. بنابراین، بیشتر ژن‌های ما یکسان هستند. تمرکز اصلی مطالعه‌ی جدید، این موضوع بوده است که تفاوت در نحوه‌ی تنظیم ژن‌ها در بین انسان‌ و سایر نخستی‌ها چگونه است. پژوهشگران این کار را با تولید ارگانوئیدهای مغزی با استفاده از سلول‌های بنیادی انسان، شامپانزه و ماکاک انجام دادند و آن‌ها را طی دوره‌ی زمانی چهار ماهه با هم مقایسه کردند. این فرایند، تقلیدی از نحوه‌ی تشکیل مغز در رحم است. ارگانوئیدها از چندین جوانه‌ی در حال رشد از بافت مغز تشکیل می‌شوند که در ابتدا عمدتا از سلول‌های پیش‌ساز عصبی تشکیل شده‌اند و در مراحل بعدی شروع به ساخت نورون‌ها می‌کنند. از نمای بیرون، ارگانوئیدهای مغزی بیشتر شبیه دانه‌های ذرت بو داده‌ی کوچک به‌نظر می‌رسند و به خاطر نبود منبع خون، به اندازه‌ای بیش از ۵ تا ۶ میلی‌متر نمی‌رسند. پژوهشگران دریافتند که مغز انسان نسبت‌به دو نخستی دیگر با سرعت کمتری توسعه پیدا می‌کند. این بلوغ تاخیری مغز انسان معقول به‌نظر می‌رسد، زیرا طی زمان بیشتر، سلول‌هایی که نورون‌ها را می‌سازند، دوره‌ی طولانی‌تری برای گسترش جمعیت خود دارند و نورون‌های بیشتر و درنهایت مغز بزرگ‌تری تولید خواهند کرد.

جمجمه‌ی نخستی‌ها

پژوهشگران همچنین توانستند بیان ژن‌ها را در سلول‌های ارگانوئیدهای مغزی مورد بررسی قرار دهند. آن‌ها با مقایسه‌ی بیان ژن در سلول‌هایی که درجهت تبدیل شدن به قشر مغز قرار داشتند (قشر مغز نقش مهمی در فرایندهای شناختی پیشرفته مانند آگاهی، تفکر، حافظه، زبان و هشیاری دارد)، ۹۸ ژن را شناسایی کردند که بیان آن‌ها در انسان متفاوت بود. اگرچه بیان ژن، کل داستان را نمی‌گوید، ولی نرخ آن درنهایت به‌وسیله‌ی فرایندی به نام تنظیم ژن کنترل می‌شود. پژوهشگران به‌منظور شناسایی مکانیسم‌های تنظیمی احتمالی، مناطقی از DNA را که در مراحل مختلف در سلول‌های خاصی «باز» یا «قابل دسترسی» بودند، شناسایی کردند. این مناطق قابل دسترس DNA دارای پتانسیل تعامل با پروتئین‌ها بوده و می‌توانند بیان ژن را تنظیم کنند.

پژوهشگران با مقایسه‌ی ارگانوئیدهای مغز انسان و شامپانزه، توانستند مناطقی از DNA را شناسایی کنند که ازنظر دسترسی در انسان متفاوت و احتمالا دارای نقش تنظیمی بودند. احتمال یافتن مناطق تنظیمی DNA در مجاورت ژن‌هایی که بیان آن‌ها را تنظیم می‌کنند، بیشتر است. بیش از ۶۰ درصد از ژن‌هایی که در انسان بیان متفاوتی داشتند، در مجاورت مناطقی بودند که ازنظر دسترسی با نخستی‌های دیگر متفاوت بودند. این امر نشان می‌دهد که توسعه و بیان ژن در انسان نتیجه‌ای از تغییرات تکاملی در مناطقی از DNA است که قادر به تنظیم بیان ژن‌ها هستند.

بخش قابل‌توجهی از مناطق DNA که در مطالعات گذشته نشان داده شده بود که از زمان جدایش انسان از شامپانزه‌ها دچار بیشترین تغییرات شده‌اند، با مناطقی که ازنظر دسترسی متفاوت بودند، همپوشانی داشتند. این امر نشان می‌دهد که این پژوهشگران واقعا به فرایندهای تنظیمی کلیدی مسئول ایجاد انسان‌ها اشاره کرده‌اند. این مطالعه اولین قدم را در مسیر مشخص کردن مناطق ژنتیکی مسئول پیچیدگی مغز انسان برداشته است. اگرچه پژوهشگران تأثیر این تغییر بیان ژن را روی عملکرد و رشد مغز مورد بررسی قرار نداده‌اند ولی این مطالعه منبعی عالی و نقطه‌ی آغازی برای هدایت پژوهش‌های آینده در این مسیر است. این پژوهش نه‌تنها در زمینه‌ی درک آن‌چه که موجب انسان شدن ما می‌شود، مهم است بلکه همچنین ازنظر درک چگونگی ایجاد برخی از اختلالات انسانی نیز مهم است. مطالعات متعددی نشان داده‌اند که بروز جهش در مناطقی از DNA که خاص انسان‌ها است، با اختلالات عصبی تکاملی مرتبط است.

حتما شنیده‌اید که درباره‌ی تک‌فرزندان پیش‌داوری‌هایی می‌شود؛ مثلا گفته می‌شود آنان افرادی خودخواه و لوس هستند و به‌عبارتی خودمحور بوده و به دیگران اهمیت کمتری می‌دهند. اما نتایج یک مطالعه نشان می‌دهد که هیچ ارتباطی میان خودشیفته بودن و تک‌فرزندی وجود ندارد. این اکتشاف، برای والدین که سرپرستی یک خانواده را بر عهده دارند تا افرادی‌که در راس سیاست بوده و تعیین‌کنندگان خط‌مشی یک کشور هستند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

از مطالعات پیشینی که در خصوص پدیده‌ی تک‌فرزندی صورت گرفته نتایج یکپارچه‌ای بدست نیامده است؛ اما به‌گفته‌ی محققانِ مطالعه‌ی اخیر، این مطالعه از تمام معیارها و استاندارها برای رسیدن به یک نتیجه‌ی یکپارچه بهره می‌برد؛ برخورداری از یک جامعه‌ی آماری بزرگ، نمونه‌ی معرف و نیز قابلیت‌هایی که امکان لحاظ کردن سایر متغیرها از جمله جنسیت و وضعیت اقتصادی‌اجتماعی افراد را به محققان می‌دهد، از جمله ویژگی‌های این مطالعه است.

مایکل دوفنر، یک روانشناس از دانشگاه لایپزیگ در آلمان می‌گوید:

برخی از مطالعات گذشته حاکی از آن است که از لحاظ خودشیفتگی، هیچگونه تفاوتی میان تک‌فرزندان و افرادی که تک‌فرزند نیستند وجود ندارد. درحالی‌که برخی از تحقیقات خلاف این یافته را نشان می‌دهند. ما اکنون با اطمینان می‌توانیم بگوییم که از لحاظ خودشیفتگی تفاوت چشم‌گیری میان تک‌فرزندان و افرادی که دارای خواهر یا برادر هستند وجود ندارد.

دانشمندان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از یک نظرسنجی گسترده در آلمان توانستند پاسخ‍های ۱,۸۱۰ نفر را تجزیه و تحلیل کنند که از این میان تعداد ۲۳۳ نفر تک‌فرزند و ۱,۵۷۷ نفر دارای دست‌کم یک خواهر یا برادر بودند. در این تجزیه و تحلیل از دخیل کردن فاکتورهایی نظیر جنسیت، اوضاع اقتصادی‌اجتماعی و محل سکونت (شهر یا روستا) صرف‌نظر شد که در مطالعات پیشین از تمام این موارد برای تشخیص میزان خودشیفتگی فرد در نتیجه‌گیری استفاده شده بود. اما در مطالعه‌ی اخیر، به‌طور خاص فقط از دو ویژگی شخصیتی برای تعیین میزان خودشیفتگی افراد استفاده شده‌است که عبارت‌اند از: خودپسندی و رقابت با دیگران.

میزان این معیارها در افرادی‌که تک‌فرزند بودند تفاوتی با افرادی‌که دارای خواهر یا برادر بودند نداشت.

اما عوض کردن دیدگاه افراد نیاز به تلاش و زمان فراوانی دارد و همواره تک‌فرزندها مورد پیش‌داوری قرار می‌گیرند. در آزمایشی دیگر، دانشمندان به بررسی پرسشنامه‌هایی پرداختند که ۵۵۶ نفر به آن‌ها پاسخ داده بودند. نتایج این آزمایش نشان می‌دهد که بسیاری از ما خواه تک‌فرزند باشیم و خواه دارای خواهر یا برادر باشیم، فکر می‌کنیم افراد تک‌فرزند خودشیفته‌تر هستند.

البته این مطالعه هم با محدودیت‌هایی روبه‌رو بوده است که به آن‌ها اشاره کنیم. مثلا این مطالعه فقط در آلمان صورت گرفته و بر دو معیار اتکا دارد. بنابراین باید گفت که نیاز است این مطالعه به‌صورت گسترده‌تری در کشورهای مختلف انجام شود و نیز به ویژگی‌های مختلفی از شخصیت افراد تکیه کند تا بتوان نتیجه‌ی دقیق‌تری از آن کسب کرد.

با این وجود به‌نظر می‌رسد که این باور رایج درخصوص افراد تک‌فرزند صحت ندارد. اما می‌توان اثرات این باور را در جای‌جای جامعه مشاهده کرد؛ حتی تأثیرات این باور که افراد تک‌فرزند خودشیفته هستند در میان مدیران و افرادی‌که در قدرت هستند هم نفوذ کرده است. اما باید دانست که همواره بهتر است شواهد علمی راهنمای مسیر و باورهایمان باشند.

محققان این مقاله در جمع‌بندی خود نوشتند:

هرگاه جامعه‌شناسان، اقتصاددانان و سیاست‌گذاران درباره تبعات منفی نرخ پایین زاد و ولد مباحثه می‌کنند، دست‌کم باید موضوع خودشیفته شدن تک‌فرزندان را از اذهان عمومی پاک کنند. زیرا این امر به نگرانی هرچه بیشتر مردم درباره بچه‌دار شدن دامن می‌زند و چه بسی بسیار از زوج‌ها از به دنیا آوردن یک فرزند هم امتناع کنند. اگرچه نرخ پایین زاد و ولد، آسیب‌های اجتماعی و اقتصادی را به‌همرا دارد، اما پیش کشیدن این موضوع که تک‌فرزندها خودشیفته‌تر هستند و نسل بعدی احتمالا خودشیفته‌تر خواهد شد، جایی در مباحثات علمی ندارد.

این مقاله در مجله‌ی روانشناسی اجتماعی و علوم شخصیت منتشر گردیده است.

اگر تاکنون پشت فرمان یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی خودکار نشسته باشید، حتما متوجه دو تفاوت عمده میان جعبه‌دنده‌های دستی و خودکار شده‌اید:

• در خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی خودکار پدال کلاچ وجود ندارد.
• در جعبه‌دنده‌ی خودکار تعویض دنده به‌صورت دستی معنا ندارد. همین‌که دنده را در حالت حرکت (Drive) قرار دهید، همه‌چیز به‌صورت خودکار انجام می‌شود.

جعبه‌دنده‌های خودکار (به همراه مبدل گشتاور) و جعبه‌دنده‌های دستی (به همراه کلاچ) هر دو یک نتیجه را حاصل می‌کنند، اما این کار را به دو روش کاملا متفاوت انجام می‌دهند. در این میان نحوه ی عملکرد جعبه‌دنده‌های خودکار بسیار شگفت‌انگیز است.

در این مقاله سعی داریم با جزئیات نحوه‌ی عملکرد جعبه‌دنده‌های خودکار آشنا شویم. به همین منظور کار خود را با آشنایی با مفهوم نسبت دنده و چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای آغاز می‌کنیم، سپس به بررسی نحوه‌ی کارکرد اجزا کنار هم می‌پردازیم و یاد می‌گیریم که سیستم‌های کنترلی این جعبه‌دنده‌ها چگونه عمل می‌کنند و چه پیچیدگی‌های در کنترل یک جعبه‌دنده‌ی خودکار وجود دارد.

نسبت دنده

در سیستم‌های مکانیکی از چرخ‌دنده‌ها برای تغییر سرعت یا جهت دوران شفت‌ها استفاده می‌شود. برای این منظور حداقل دو چرخ‌دنده که دندانه‌هایشان با یکدیگر درگیرند روی شفت‌های ورودی و خروجی نصب می‌شوند. نسب دنده به‌طور ساده نسبت تعداد دور چرخش چرخ‌دنده‌ی محرک به تعداد دور چرخش چرخ‌دنده‌ی متحرک است.

هدف از ساخت جعبه‌دنده‌ی خودکار

درست مانند جعبه‌دنده‌های دستی، وظیفه‌ی اصلی جعبه‌دنده‌های خودکار تولید بازه‌ی وسیعی از سرعت و گشتاور با وجود بازه‌ی کوچک سرعت و گشتاور تولیدی توسط پیشرانه است. به بیان دیگر، هر پیشرانه بازه‌ی محدودی از سرعت و گشتاور را تولید می‌کند که جعبه‌دنده با کمک چرخ‌دنده‌ها یا سیستم‌های مشابه این بازه را وسیع‌تر می‌کند.

بدون سیستم جعبه‌دنده خودروها به یک نسبت دنده محدود می‌شوند و این نسبت دنده باید به گونه‌ای باشد که به خودرو اجازه دهد با حداکثر سرعت مورد نظر حرکت کند. برای مثال، اگر قصد دارید حداکثر سرعت خودروی شما ۱۲۸ کیلومتر بر ساعت باشد، نسبت دنده باید مشابه دنده‌ی ۳ در اکثر جعبه‌دنده‌های خودکار باشد.

شاید هیچ‌وقت تا به حال با یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی دستی، تنها با دنده‌ی ۳ رانندگی نکرده‌اید. اگر این کار را کرده باشید بلافاصله متوجه شده‌اید که در آغاز حرکت تقریبا هیچ شتابی ندارید و در حداکثر سرعت، پیشرانه‌ی شما در محدوده‌ی قرمز رنگ دور موتور در حال فریاد کشیدن است. خودرویی در این شرایط به سرعت خراب شده و تقریبا غیرقابل استفاده خواهد شد.

بنابراین سیستم انتقال قدرت از چرخ‌دنده برای استفاده‌ی هرچه مفیدتر از گشتاور پیشرانه و حفظ سرعت آن در یک بازه‌ی مناسب استفاده می‌کند. در هنگام کشیدن یا حمل بارهای سنگین، سیستم انتقال قدرت خودرو می‌تواند به‌حدی داغ شود که به راحتی روغن جعبه‌دنده را بسوزاند. برای جلوگیری از این مشکل راننده‌هایی که شغلشان کشیدن یا حمل‌ونقل بارهای سنگین است باید از خودروهای مجهز به خنک‌کننده‌ی سیستم انتقال قدرت استفاده کنند.

تفاوت کلیدی جعبه‌دنده‌های دستی و خودکار در این است که در جعبه‌دنده‌ی دستی برای دستیابی به نسبت دنده‌های مختلف، مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌های متفاوتی به محور خروجی پیشرانه قفل می‌شوند. این در حالی است که در جعبه‌دنده‌ی خودکار تمام نسبت دنده‌های مختلف تنها با مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها حاصل می‌شود. این کار با استفاده از مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای امکان‌پذیر شده است.

چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای

تصور کنید می‌خواهید نسبت دنده‌ی ۶:۱ را در شفت خروجی تولید کنید و این شفت هم جهت با شفت ورودی دوران کند. یک راه‌حل استفاده از مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ای سه‌تایی است که تصویر آن در زیر نشان داده شده است. در این تصویر قطر چرخ‌دنده‌ی آبی ۶ برابر قطر چرخ‌دنده‌ی زرد رنگ است و در نتیجه نسبت دنده‌ی ۶:۱ را ایجاد می‌کند. اندازه‌ی چرخ‌دنده‌ی قرمز اهمیتی ندارد چراکه این قطعه تنها وظیفه‌ی معکوس کردن جهت دوران را بر عهده دارد و در نتیجه چرخ‌دنده‌های آبی و زرد در یک جهت چرخش می‌کنند. با اینکه تمام نیازهای مسئله رفع شده است، اما همان‌طور که در تصویر مشخص است، شفت‌های چرخ‌دنده‌های آبی و زرد هم‌محور نیستند و در عوض موازی یکدیگرند. حال سؤال این است که اگر لازم باشد شفت ورودی و خروجی هم‌محور باشند، در این حالت از چه سیستمی برای پاسخ‌گویی به شرایط مسئله استفاده کنیم؟ پاسخ استفاده از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای است.

در تصویر بالا، چرخ‌دنده‌ی زرد رنگ (چرخ‌دنده‌ی خورشیدی) به‌طور هم‌زمان با سه چرخ‌دنده‌ی قرمز رنگ (چرخ‌دنده‌های سیاره) درگیر است و این چرخ‌دنده‌ها به یک صفحه به نام حامل چسبیده‌اند. چرخ‌دنده‌های سیاره به بخش داخلی قسمت آبی رنگ (چرخ‌دنده‌ی داخلی یا رینگی) تماس دارند. به دلیل وجود این حالت خاص از چیدمان چرخ‌دنده‌ها، این مجموعه به‌شدت سفت است. شفت خروجی به چرخ‌دنده‌ی داخلی آبی رنگ (رینگی) متصل است و صفحه‌ی حامل در حال سکون باقی می‌ماند و در نهایت نسبت دنده‌ی ۶:۱ در این حالت نیز به‌دست می‌آید.

نکته‌ی جالب توجه دیگر درباره‌ی مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای این است که این مجموعه با تغییر چرخ‌دنده‌ی ورودی و خروجی و ساکن می‌تواند نسبت دنده‌های متفاوتی ایجاد کند. برای مثال، اگر چرخ‌دنده‌ی خورشیدی به‌عنوان ورودی و شفت خروجی به حامل متصل شود و چرخ‌دنده‌ی رینگی ساکن بماند، نسبت دنده‌ی متفاوتی ایجاد می‌شود. در یک جعبه‌دنده‌ی خودکار برای درگیر کردن و ساکن نگه‌داشتن چرخ‌دنده‌های مختلف در مجموعه‌ی سیاره‌ای از کلاچ‌ها و تسمه‌های مهار اصطکاکی استفاده می‌شود.

کاربرد مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای در جعبه‌دنده‌ی خودکار

هنگامی‌که اجزای یک جعبه‌دنده‌ی خودکار را جدا کنید، مجموعه‌ای عظیم از اجزای مختلف را می‌بینید که در فضایی تقریبا کوچک جاسازی شده‌اند. اصلی‌ترین اجزایی که خواهید دید عبارت‌اند از:

• مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای که به‌صورتی مبتکرانه طراحی شده‌اند
• یک جفت تسمه‌ی مهار که اجزای چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای را قفل می‌کند
• کلاچ‌های تر برای قفل کردن سایر اجزای چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای
• یک سیستم هیدرولیک شگفت‌انگیز که کلاچ‌ها و تسمه مهارها را کنترل می‌کند
• یک پمپ روغن بزرگ برای به حرکت درآوردن روغن درون سیستم انتقال قدرت

کانون توجه ما به سیستم چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای معطوف می‌شود. این قطعه که تقریبا به اندازه‌ی یک طالبی است، تمام نسبت دنده‌های متفاوت را تولید می‌کند. سایر اجزای موجود در سیستم انتقال قدرت خودکار برای کمک به چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای است تا آن را قادر سازد وظیفه‌اش را به بهترین شکل به انجام برساند. یک سیستم انتقال قدرت خودکار از دو مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای تشکیل شده است که با یکدیگر یک قطعه را تشکیل می‌دهند.

هر چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای از سه جز اصلی تشکیل شده است:

۱. چرخ‌دنده‌ی خورشیدی

۲. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای و صفحه‌ی حامل آن‌ها

۳. چرخ‌دنده‌ی داخلی (رینگی)

هر یک از این چرخ‌دنده‌ها می‌تواند به‌عنوان محرک، متحرک یا ثابت عمل کند. اینکه کدام چرخ‌دنده چه نقشی را بر عهده بگیرد اساس تولید نسبت دنده‌های متفاوت است. برای درک بهتر به یک مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی‌ سیاره‌ای نگاه می‌اندازیم.

نسبت دنده در چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای

چرخ‌دنده‌ی رینگی یک مجموعه‌ی سیاره‌ای ۷۲ دندانه و چرخ‌دنده‌ی خورشیدی آن ۳۰ دندانه دارد. می‌توانیم از این مجموعه نسبت دنده‌های متفاوتی تولید کنیم.

همچنین، قفل کردن هم‌زمان هر یک از دو چرخ‌دنده‌ باعث تولید نسبت دنده‌ی ۱:۱ می‌شود. توجه داشته باشید که اولین نسبت دنده در جدول بالا یک نسبت کاهنده است، به این معنی که سرعت خروجی از سرعت ورودی کم‌تر است. نسبت دوم نسبت فزاینده است به این معنی که سرعت خروجی از سرعت ورودی بیشتر است. آخرین نسبت یک نسبت کاهنده در خلاف جهت چرخش شفت ورودی است. چندین نسبت دنده‌ی دیگر نیز می‌توان با استفاده از این چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای نمونه به دست آورد، اما این نسبت‌ها برای جعبه‌دنده‌ی خودکار ما کافی است.

با کنار هم قرار دادن دو مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای می‌توان چهار دنده‌ی جلو و یک دنده‌ی عقب مورد نیاز برای یک جعبه‌دنده‌ی معمول را ایجاد کرد.

چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای مرکب

در یک جعبه‌دنده‌ی خودکار استاندارد به‌طور معمول دو مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای تعبیه شده است که به کل این مجموعه، چرخ‌دند‌ه‌ی سیاره‌ای مرکب می‌گویند. نحوه‌ی عملکرد چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای مرکب درست شبیه چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای ساده است و تنها تفاوت در تعداد چرخ‌دنده‌های تعبیه شده است. چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای مرکب از یک چرخ‌دنده‌ی داخلی (رینگی) که همیشه به‌عنوان خروجی عمل می‌کند، دو چرخ‌دنده‌ی خورشیدی و دو سری چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای تشکیل شده است.

720p/360p

تصویر زیر مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای درون حامل را نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای سمت راست پایین‌تر از چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای سمت چپ قرار می‌گیرد. چرخ‌دنده‌ی سمت راست با چرخ‌دنده‌ی داخلی درگیر نمی‌شود و تنها با چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای دیگر درگیر است. چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای سمت چپ با چرخ‌دنده‌ی داخلی درگیر است.

در تصویر بعد می‌توانید درون حامل را مشاهده کنید. چرخ‌دنده‌های کوچک‌تر تنها با چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک درگیرند. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای بزرگ با چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر و سیاره‌های کوچک‌تر درگیرند.

دنده‌ی یک

در دنده‌ی یک، چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک‌تر توسط توربین موجود در مبدل گشتاور به‌صورت ساعت‌گرد می‌چرخد. صفحه‌ی حامل سعی می‌کند به‌صورت پادساعت‌گرد بچرخد، اما توسط کلاچ یک‌طرفه (که تنها اجازه‌ی چرخش به‌صورت ساعت‌گرد را می‌دهد) در حالت سکون باقی می‌ماند و چرخ‌دنده‌ی داخلی (رینگی) خروجی را منتقل می‌کند. چرخ‌دنده‌ی کوچک ۳۰ دندانه و چرخ‌دنده‌ی داخلی ۷۲ دندانه دارد، بنابراین نسبت دنده برابر است با:

نسبت دنده = -R/S = -72/30 = -2.4:1

بنابراین جهت چرخش معکوس ورودی است، اما در حقیقت جهت چرخش خروجی با جهت چرخش ورودی یکسان است و دلیل آن در استفاده از چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای مرکب نهفته است. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای اول با چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای دوم درگیر هستند که سری دوم چرخ‌دنده‌ی داخلی را می‌چرخاند. این ترکیب سبب معکوس شدن جهت حرکت می‌شود. همچنین می‌توانید ببینید که این امر می‌تواند سبب گردش چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر شود، اما به این دلیل که کلاچ تعبیه شده برای این بخش آزاد است، چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر می‌تواند آزادانه در خلاف جهت چرخش توربین بچرخد.

دنده‌ی دو

این جعبه‌دنده‌ی نمونه برای رسیدن به نسبت دنده‌ی مورد نیاز در دنده‌ی دوم عملکرد شگفت‌انگیزی دارد. برای دستیابی به این نسبت دنده دو مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای توسط یک صفحه‌ی حامل معمولی به یکدیگر متصل می‌شوند.

اولین مرحله از حامل در حقیقت از چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر به‌عنوان چرخ‌دنده‌ی داخلی استفاده می‌کند. بنابراین مرحله‌ی اول شامل چرخ‌دنده‌ی خورشیدی (چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک‌تر)، صفحه‌ی حامل و چرخ‌دنده‌ی داخلی (چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر) خواهد بود.

چرخ‌دنده‌ی محرک چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک‌تر است، چرخ‌دنده‌ی داخلی (چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر) توسط تسمه‌ی مهار در حالت سکون نگه داشته می‌شود و صفحه‌ی حامل به‌عنوان چرخ‌دنده‌ی متحرک عمل می‌کند. در این مرحله فرمول محاسبه‌ی نسبت دنده به‌صورت زیر درمی‌آید:

1+ R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1

این نتیجه به آن معنا است که صفحه‌ی حامل به ازای هر دور چرخش چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک ۲.۲ دور می‌زند. در مرحله‌ی دوم صفحه‌ی حامل به‌عنوان محرک برای مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای دوم عمل می‌کند. چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر که در حالت سکون نگه داشته می‌شود به‌عنوان چرخ‌دنده‌ی خورشیدی و چرخ‌دنده‌ی داخلی به‌عنوان چرخ‌دنده‌ی متحرک عمل می‌کند. در این مرحله خواهیم داشت:

1 / (1+ S/R) = 1 / (1+ 36/72) = 0.67:1

در نهایت برای به‌دست آوردن نسبت دنده‌ی نهایی باید نسبت دنده‌ی مرحله‌ی دوم را در نسبت دنده‌ی مرحله‌ی اول ضرب کنیم که حاصل برابر 1.47:1 خواهد شد.

‌دنده‌ی سه

بیشتر جعبه‌دنده‌های خودکار در دنده‌ی سون نسبت دنده‌ی 1:1 تولید می‌کنند. همان‌طور که قبل‌تر اشاره شد، برای به‌دست آوردن نسبت 1:1 کافی است دو چرخ‌دنده از سه چرخ‌دنده‌ی سیستم سیاره‌ای را به یکدیگر قفل کنیم. در جعبه‌دنده‌های خودکار تنها کافی است کلاچ‌هایی که چرخ‌دنده‌های خورشیدی را به توربین قفل می‌کنند درگیر کنیم.

اگر هر دو چرخ‌دنده‌ی خورشیدی به یک سمت بچرخند، چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای قفل می‌شوند چراکه آن‌ها تنها می‌توانند در خلاف جهت یکدیگر بچرخند. این کار باعث می‌شود چرخ‌دنده‌ی داخلی به چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای قفل شود و کل مجموعه با هم شروع به چرخش کند و نسبت دنده‌ی 1:1 تولید شود.

آخرین دنده (Overdrive)

اوردرایو به این معنی است که سرعت چرخش شفت خروجی از سرعت چرخش شفت ورودی بیشتر است. در این سیستم انتقال قدرت، رسیدن به اوردرایو دستیابی به دو هدف به‌صورت هم‌زمان است. در بعضی خودروها برای افزایش بازدهی مکانیزمی دارند که مبدل گشتاور را قفل می‌کند و تمام قدرت خروجی پیشرانه به‌صورت مستقیم به جعبه‌دنده منتقل می‌شود.

در این سیستم انتقال قدرت، هنگامی که اوردرایو درگیر می‌شود، یک شفت که به پوسته‌ی مبدل گشتاور متصل است (و پوسته به فلایویل پیشرانه پیچ شده است) توسط کلاچ به صفحه‌ی حامل متصل می‌شود. چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک هرز می‌چرخد و چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ توسط تسمه‌ی مهار در حالت سکون نگه داشته می‌شود. در این دنده تمام سرعت شفت خروجی از پیشرانه به جعبه‌دنده منتقل می‌شود. در این حالت صفحه‌ی حامل محرک، چرخ‌دنده‌ی خورشیدی ثابت و چرخ‌دنده‌ی داخلی متحرک است. بنابراین در این حالت نسبت دنده برابر است با:

1 / (1+ S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1

در نتیجه به ازای هر دو سوم چرخش پیشرانه شفت خروجی یک دور می‌زند. اگر پیشرانه در ۲۰۰۰ دور در دقیقه کار کند، سرعت شفت خروجی در این حالت برابر ۳۰۰۰ دور در دقیقه است. در این حالت خودرو می‌تواند با سرعت مجاز آزادراه‌ها بدون آن‌که سرعت پیشرانه افزایش یابد، حرکت کند.

دنده عقب

عملکرد دنده عقب بسیار شبیه عملکرد دنده‌ی اول است و تنها تفاوت این است که در دنده‌ی عقب به‌جای آن‌که چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک توسط توربین مبدل گشتاور به حرکت در آید، چرخ‌دنده‌ی خورشیدی بزرگ‌تر به حرکت در می‌آید و چرخ‌دنده‌ی خورشیدی کوچک‌تر به‌صورت هرزگرد در خلاف جهت می‌چرخد. صفحه‌ی حامل توسط تسمه‌ی مهار به پوسته ثابت می‌شود. نسبت دنده در دنده عقب اندکی کم‌تر از نسبت دنده در دنده‌ی یک است.

720p/360p

حالت پارک

شاید پارک کردن و مانع چرخش جعبه‌دنده شدن عملی ساده به‌نظر برسد، اما در حقیقت مکانیزم‌های پیچیده‌ای برای قرار دادن جعبه‌دنده در حالت پارک مورد نیاز است. در ابتدا، باید بتوانید در هنگامی‌که خودرو در شیب قرار گرفته به‌سادگی دنده را از حالت پارک درآورید چراکه در این حالت وزن خودرو روی این مکانیزم قرار می‌گیرد. دوم، باید بتوانید در حالتی که دسته دنده با چرخ‌دنده‌ها هم راستا نیست این مکانیزم را فعال کنید. سوم، هنگامی‌که دنده در حالت پارک قرار گرفت باید چیزی مانع از بیرون پریدن دسته دنده و غیرفعال شدن حالت پارک شود. مکانیزمی که این سه کار را به خوبی انجام دهد بسیار ظریف و دقیق است. برای درک بهتر این حالت ابتدا نگاهی به اجزای درگیر در این مکانیزم می‌اندازیم.

مکانیزم ترمز در هنگام پارک دندانه‌ها را روی شفت خروجی درگیر می‌کند تا خودرو را در حالت سکون نگه دارد. این بخش از جعبه‌دنده به شفت خروجی متصل است در نتیجه اگر این شفت نتواند بچرخد خودرو نمی‌تواند حرکت کند.

در تصویر بالا می‌توانید مکانیزم پارک را که از پوسته بیرون زده است مشاهده کنید. این مکانیزم لبه‌های مخروطی شکل دارد که سبب سهولت خارج شدن از حالت پارک در سراشیبی‌ها می‌شود (به دلیل زاویه‌ی خاص لبه‌های مخروطی وزن خودرو به بیرون کشیدن زبانه‌ی ترمز پارک کمک می‌کند).

مکانیزم پارک از طریق یک میله که به دسته دنده متصل است فعال می‌شود. هنگامی که دنده در حالت پارک قرار می‌گیرد، میله فنر را به بوشینگ مخروطی فشار می‌دهد. اگر دندانه‌ی روی شفت خروجی با بوشینگ هم راستا باشد، مکانیزم پارک درون دندانه‌ی شفت خروجی فشرده می‌شود و خودرو در حالت سکون قرار می‌گیرد، اما در حالتی که مکانیزم پارک با دندانه شفت خروجی هم‌راستا نباشد، بوشینگ مکانیزم را فشار می‌دهد، اما خودرو باید اندکی حرکت کند تا دندانه‌ها به‌درستی درون هم قرار گیرند. به همین دلیل است که گاهی اوقات پس از آن‌که دنده را در حالت پارک قرار می‌دهید خودرو اندکی حرکت می‌کند تا دندانه‌ها درون هم چفت شوند.

زمانی‌که خودرو در امنیت کامل در حالت پارک قرار گرفت، بوشینگ اهرم را پایین نگه می‌دارد و مانع از بیرون پریدن مکانیزم پارک در حالتی که در سراشیبی پارک کرده‌اید، می‌شود.

هیدرولیک، پمپ و گاورنر

جعبه‌دنده‌ی خودکار خودروها باید وظایف بی‌شماری انجام دهند و شاید شما متوجه نشوید که چگونه تمام این کارها را انجام می‌دهند. برای مثال، حالت زیر را در نظر بگیرید:

• اگر خودرو در دنده‌ی اوردرایو (دنده‌ی ۴ در یک جعبه‌دنده‌ی ۵ سرعته) سیستم انتقال قدرت به‌طور خودکار براساس سرعت خودرو و میزان فشرده شدن پدال گاز دنده را انتخاب می‌کند.
• اگر به آرامی اقدام به سرعت‌گیری کنید، تعویض دنده در سرعت‌های پایین‌تر نسبت به حالتی که پدال گاز را تا انتها فشار دهید، انجام می‌شود.
• با فشردن ناگهانی پدال گاز تا انتها، جعبه‌دنده به‌طور خودکار یک مرحله دنده معکوس انجام می‌دهد.
• اگر به‌صورت دستی دنده را به یک دنده پایین‌تر انتقال دهید، در صورتی که خودرو با سرعت مجاز در محدوده‌ی آن دنده حرکت کند تعویض دنده انجام می‌شود. در صورتی‌که خودرو با سرعتی بیش از حد مجاز دنده‌ی انتخابی در حرکت باشد، تعویض دنده تا زمانی‌که سرعت کاهش یابد به تعویق می‌افتد.
• اگر جعبه‌دنده را در دنده دو قرار دهیم، تعویض به دنده‌ی بالاتر یا پایین‌تر انجام نخواهد شد مگر آن‌که به‌صورت دستی دسته‌دنده را حرکت دهید.

احتمالا تاکنون با حالات بالا مواجه شده‌اید. تمامی این کنترل‌ها توسط سیستم کنترلی جعبه‌دنده‌ی خودکار میسر می‌شود. برای برقراری جریان روغن میان اجزای مختلف از شیارهای تعبیه شده روی قطعات مختلف سیستم انتقال قدرت استفاده می‌شود. این شیارها به روش قالب‌گیری فلزات ایجاد شده‌اند و بدون وجود آن‌ها باید تعداد زیادی لوله در میان اجزای مختلف متصل می‌شد تا عمل روغن‌کاری را انجام دهد. ابتدا به توضیح اجزای مختلف سیستم هیدرولیک می‌پردازیم و در ادامه در مورد نحوه‌ی عملکرد آن‌ها بحث می‌کنیم.

پمپ

جعبه‌دنده‌های خودکار به یک پمپ دنده‌ای مجهزند. این پمپ معمولا درون محفظه‌ی جعبه‌دنده قرار می‌گیرد. وظیفه‌ی این قطعه این است که روغن را از سینی تعبیه شده در زیر جعبه‌دنده مکش کرده و به سیستم هیدرولیک جعبه‌دنده تزریق کند. علاوه‌براین، این پمپ وظیفه دارد روغن را به خنک‌کننده‌ی جعبه‌دنده و مبدل گشتاور هم پمپ ‌کند.

چرخ‌دنده‌ی داخلی پمپ به پوسته‌ی مبدل گشتاور متصل است، در نتیجه این چرخ‌دنده با سرعت شفت خروجی پیشرانه می‌چرخد و با چرخش آن روغن از محفظه مکش شده و با فشار به سیستم هیدرولیک جعبه‌دنده پمپ می‌شود.

گاورنر

گاورنر در حقیقت یک شیر هوشمند است که به جعبه‌دنده اطلاع می‌دهد خودرو چقدر سریع در حال حرکت است. وظیفه‌ی اصلی گاورنر در جعبه‌دنده‌ی خودکار ارسال سیگنال به پردازنده برای تشخیص میزان فشار هیدرولیک برای تعویض دنده‌ها است. این قطعه به شفت خروجی متصل است بنابراین هرچه خودرو سریع‌تر حرکت کند، گاورنر هم با سرعت بیش‌تری می‌چرخد. درون گاورنر یک شیر فنری قرار دارد که با توجه به میزان سرعت چرخش گاورنر باز می‌شود و روغن تحت فشار وارد آن می‌شود. هرچه سرعت چرخش گاورنر بیشتر باشد، شیر درون آن بیشتر باز شده و فشار روغن بالاتر می‌رود.

شیرها و تعدیل کننده‌ها

برای تعویض هرچه بهتر دنده، جعبه‌دنده‌ی خودکار به طریقی باید از میزان تحت فشار بودن پیشرانه آگاه باشد. این امر به دو روش انجام می‌شود. در بعضی خودروها یک اتصال سیمی ساده به دریچه‌ی کنترل متصل است. هرچه میزان فشار بر پدال گاز بیشتر باشد، فشار بیش‌تری بر دریچه‌ی کنترل وارد می‌شود. در بعضی دیگر از خودروها از یک تعدیل کننده‌ی خلا برای اعمال فشار بر دریچه‌ی کنترل استفاده می‌شود. این تعدیل کننده، فشار مانیفولد را حس می‌کند و زمانی‌که پیشرانه زیر بار بیش‌تری باشد، فشار مانیفولد بزرگ‌تر است.

شیردستی

اهرم دنده به یک شیر دستی متصل است. بسته به اینکه چه دنده‌ای انتخاب شده باشد، شیر دستی با تغذیه‌ی هیدرولیکی جلوی حرکت بعضی دنده‌ها را می‌گیرد. برای مثال، اگر میله دنده در دنده‌ی ۳ قرار داشته باشد، شیر دستی مسیر هیدرولیکی‌ای را تغذیه می‌کند که مانع از درگیر شدن دنده‌ی اوردرایو می‌شود.

شیر تعویض دنده

شیرهای تعویض دنده فشار هیدرولیکی مورد نیاز برای درگیر کردن کلاچ‌ها و تسمه‌های مهار را تأمین می‌کنند. در هر جعبه‌دنده چندین شیر تعویض دنده تعبیه شده است. شیر تعویض دنده مشخص می‌کند که چه زمانی از یک دنده به دنده‌ی دیگر تعویض انجام شود. برای نمونه، شیر تعویض دنده از ۱ به ۲ زمان تعویض دنده از ۱ به ۲ را مشخص می‌کند. این شیر از یک سو توسط فشار هیدرولیکی تأمین شده توسط گاورنر تحت فشار قرار می‌گیرد و از سوی دیگر توسط دریچه‌ی کنترل.

شیر تعویض دنده در صورتی‌که خودرو با شتاب بالا در حال سرعت گرفتن باشد، تعویض دنده را به تعویق می‌اندازد. اگر خودرو به نرمی در حال سرعت‌گیری باشد، تعویض دنده در سرعت پایین‌تری صورت می‌پذیرد. 

با افزایش سرعت خوردو، فشار روغن درون گاورنر افزایش می‌یابد. این موضوع باعث می‌شود که شیر تعویض دنده تحت فشار قرار بگیرد و با حرکت این شیر مسیر هیدرولیک دنده‌ی ۱ بسته و مسیر هیدرولیک دنده‌ی ۲ باز می‌شود. از آنجا که خودرو به آرامی در حال سرعت‌گیری است، دریچه کنترل فشار زیادی بر شیر تعویض دنده وارد نمی‌کند.

در هنگام شتاب‌گیری سریع، دریچه کنترل فشار بیش‌تری بر دریچه تعویض دنده وارد می‌کند. این بدان معنا است که برای تعویض دنده فشار هیدرولیک گاورنر باید افزایش یابد (بنابراین خودرو باید با سرعت بیش‌تری حرکت کند) قبل از آن‌که شیر تعویض دنده جابه‌جا شود و مسیر هیدرولیک دنده‌ی ۲ باز شود. هر شیر تعویض دنده به بازه‌ی فشار هیدرولیکی خاصی حساس است.

جعبه‌دنده‌های خودکار مجهز به کنترل الکترونیکی

جعبه‌دنده‌های خودکار مجهز به کنترل‌کننده‌ی الکترونیکی که در خودروهای جدیدتر به چشم می‌خورند، همچنان از سیستم‌های هیدرولیکی برای فعال کردن کلاچ‌ها و مهارها استفاده می‌کنند، اما هر مدار هیدرولیکی توسط یک شیر سلونوئید الکتریکی کنترل می‌شود. استفاده از این سیستم باعث می‌شود لوله‌کشی‌ها ساده‌تر شده و کنترل سیستم ساده‌تر شود.

در بخش پیشین با استراتژی‌های کنترل مکانیکی جعبه‌دنده‌های خودکار آشنا شدیم. در جعبه‌دنده‌های مجهز به کنترل‌کننده‌ی الکترونیکی پارامترهای کنترلی جزئیات بیش‌تری را شامل می‌شوند. در این سیستم‌ها علاوه‌بر کنترل سرعت خودرو و میزان باز یا بسته بودن دریچه‌ی گاز، سرعت گردش شفت خروجی پیشرانه در حالتی که پدال ترمز فشرده می‌شود و حتی سیستم ترمز ضد قفل هم تحت کنترل قرار دارند.

با استفاده از این اطلاعات و به‌کارگیری یک استراتژی کنترل پیشرفته‌ی مبتنی بر منطق فازی (روش برنامه‌نویسی سیستم‌های کنترلی با استفاده از استدلال شبه انسانی) جعبه‌دنده‌های مجهز به کنترل‌های الکترونیکی قادر هستند:

• به‌طور خودکار در سراشیبی‌ها دنده‌ی سنگین را انتخاب می‌کنند تا سرعت را کنترل کرده و مانع از خوردگی ترمزها شوند
• در هنگام ترمزگیری در مکان‌های لغزنده دنده را افزایش می‌دهند تا گشتاور ترمزگیری اعمال شده توسط پیشرانه را کاهش دهند
• هنگام عبور از پیچ‌ها در سربالایی مانع از تعویض دنده به بالاتر می‌شوند

تصور کنید در حال رانندگی در سربالایی یک جاده‌ی کوهستانی هستید. هنگامی‌که در مسیر مستقیم حرکت می‌کنید، جعبه‌دنده با تعویض دنده به دنده‌ی ۲ قدرت و شتاب مورد نیاز شما را تأمین می‌کند. وقتی به یک پیچ می‌رسید سرعت خود را کاهش می‌دهید، با برداشتن پای خود از روی پدال گاز یا حتی فشردن پدال ترمز. اکثر جعبه‌دنده‌های خودکار در این حالت دنده را به دنده‌ی بالاتر (۳ یا ۴) تعویض می‌کنند و پس از عبور از پیچ و فشردن مجدد پدال گاز با تعویض یک دنده معکوس دوباره شتاب مورد نیاز را تأمین می‌کنند. اما اگر در حال رانندگی با یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی دستی باشید، احتمالا دنده را تعویض نمی‌کنید. بعضی از جعبه‌دنده‌های خودکار مجهز به سیستم‌های کنترلی پیشرفته می‌توانند این شرایط را تشخیص دهند و با عبور از چند پیچ، یاد می‌گیرند که دنده را به دنده‌ی بالاتر تعویض نکنند.

سیستم‌های پیشرفته‌ی انتقال قدرت

در سال ۱۴۹۰ میلادی لئوناردو داوینچی طرحی اولیه از نخستین جعبه‌دنده‌ی CVT را کشیده است. در آن زمان و تا ۵۰۰ سال بعد هیچ‌کس تصور نمی‌کرد که این طرح روزی به یک انقلاب در دنیای خودروسازی منجر شود.

جعبه‌دنده‌های CVT یا ضریب دنده متغیر پیوسته نسخه‌ای پیشرفته از جعبه‌دنده‌های خودکار هستند. درست مانند یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی خودکار معمولی، خودروی دارای جعبه‌دنده‌ی CVT نیز تنها دارای دو پدال ترمز و گاز است و حالات P-R-N-D-L روی دنده‌ی آن وجود دارد. با وجود این تشابهات، اما تفاوت عمده‌ی جعبه‌دنده‌ی CVT با یک جعبه‌دنده‌ی خودکار معمولی در نسبت دنده‌ی آن‌ها است. در جعبه‌دنده‌های خودکار به‌طور معمول چند نسبت دنده‌ی خاص (به تعداد دنده‌های جعبه‌دنده) وجود دارد. این در حالی است که در جعبه‌دنده‌ی CVT ضریب دنده به‌طور پیوسته با توجه به سرعت پیشرانه و سرعت خودرو تغییر می‌کند. در هنگام رانندگی با یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی CVT هرگز صدای تعویض دنده را نشنیده و حس نمی‌کنید. این جعبه‌دنده تنها در مواقع لزوم سرعت چرخش گشتاور خروجی پیشرانه را کاهش یا افزایش می‌دهد. برای مثال در هنگام افزایش شتاب سرعت پیشرانه را افزایش داده و در حالتی که خودرو با سرعت ثابت در حرکت است، برای کاهش مصرف سوخت، دور موتور را کاهش می‌دهد.

برخلاف جعبه‌دنده‌های خودکار، سیستم‌های انتقال قدرت CVT از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای و چرخ‌دنده‌های با ضریب دنده‌ی ثابت استفاده نمی‌کنند. نقش کلیدی جعبه‌دنده در خودرو تغییر نسبت سرعت شفت خروجی پیشرانه و سرعت چرخش چرخ‌ها است. در غیاب جعبه‌دنده، خودرو تنها یک دنده خواهد شد. چنین خودرویی گشتاور زیادی برای شروع حرکت ایجاد خواهد کرد و در شروع حرکت از حالت سکون به خوبی عمل می‌کند، اما در ادامه‌ی حرکت برای رسیدن به سرعت بالاتر و شتاب‌گیری با مشکل مواجه خواهد شد. از سوی دیگر، اگر خودرویی تنها به دنده‌ی ۳ مجهز باشد، در شروع حرکت از حالت سکون به‌طور حتم با مشکل مواجه است، اما در رسیدن به سرعت‌های بالاتر پس از شروع حرکت عملکرد قابل قبولی خواهد داشت.

سیستم‌های انتقال قدرت از چرخ‌دنده‌های مختلف برای استفاده‌ی بهینه از گشتاور تولیدی پیشرانه در شرایط مختلف رانندگی استفاده می‌کنند. این چرخ‌دنده‌ها می‌توانند به‌صورت خودکار یا دستی درگیر شوند.

در یک جعبه‌دنده‌ی خودکار سنتی، چرخ‌دنده‌ها اجزایی دندانه‌دار هستند که در یگدیگر چفت شده و وظیفه‌شان انتقال و تغییر گشتاور حرکت دورانی است. ترکیبی از این چرخ‌دنده‌ها می‌تواند چندین نسبت دنده‌ی مختلف تولید کند که معمولا چهار دنده برای حرکت به سمت جلو و یک دنده برای حرکت به سمت عقب است. در یک جعبه‌دنده‌ی خودکار معمولی با هر تغییر دنده سرنشینان می‌توانند شوک ناشی از این تغییر چرخ‌دنده را حس کنند.

اساس عملکرد جعبه‌دنده‌ی CVT

برخلاف جعبه‌دنده‌های خودکار معمول، جعبه‌دنده‌های CVT هیچ چرخ‌دنده‌ای ندارند. اگرچه انواع مختلفی از جعبه‌دنده‌های CVT وجود دارد، اما در بیشتر آن‌ها دو پولی (قرقره) با قطر متغیر به شکل مخروط‌هایی روبه‌روی هم وجود دارد که توسط یک تسمه‌ی فلزی یا زنجیر به یکدیگر متصل شده‌اند. یکی از این پولی‌ها به شفت خروجی پیشرانه (محرک) و دیگری به شفت مرتبط با چرخ‌ها (متحرک) متصل است. هر نیمه از هر پولی متحرک است، با نزدیک شدن نیمه‌ی دو پولی به یکدیگر، تسمه‌ی متصل کننده باید در فاصله‌ی بیش‌تری قرار بگیرد. با تغییر قطر پولی‌ها نسبت دنده تغییر می‌کند. برای مثال با کوچک کردن قطر پولی متصل به پیشرانه و بزرگ کردن قطر پولی متصل به شفت خروجی نسبت دنده‌ی پایین تولید می‌شود. به این معنا که با هر دور چرخش شفت خروجی پیشرانه، چرخ‌ها کم‌تر از یک دور می‌چرخند (این نسبت برای آغاز حرکت از حالت سکون مورد استفاده قرار می‌گیرد). با شتاب گرفتن خودرو و افزایش سرعت، قطر پولی‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کند که سرعت چرخش شفت خروجی پیشرانه کاهش یابد. این همان اتفاقی است که در جعبه‌دنده‌های خودکار و دستی معمولی نیز رخ می‌دهد. تفاوت عمده‌ی جعبه‌دنده‌ی CVT با جعبه‌دنده‌ی خودکار معمولی این است که یک جعبه‌دنده‌ی معمولی با تعویض دنده سعی در تغییر نسبت دنده دارد درحالی‌که در جعبه‌دنده‌ی CVT نسبت دنده به‌طور پیوسته با تغییر قطر پولی‌ها در حال تغییر است.

720p/360p

جعبه‌دنده‌های CVT مصرف سوخت خودرو را کاهش می‌دهند چراکه پیشرانه را قادر می‌سازند در هر لحظه در بهینه‌ترین دور موتور عمل کند. در تئوری جعبه‌دنده‌‌ی CVT به پیشرانه اجازه می‌دهد همواره در نزدیک‌ترین نقطه به حداکثر توان تولیدی کار کند، در نتیجه خودرو بالاترین بازده را خواهد داشت.

در جدول زیر مزایای جعبه‌دنده‌ی CVT نشان داده شده است:

عمر تمدن انسان به کمتر از ده هزار سال می‌رسد با توجه به این مسئله و تاریخ چندمیلیاردساله‌ی زمین، آیا انسان می‌تواند مدعی زندگی در عصری شود که به دست خود ساخته است؟

به اعتقاد برخی، انسان امروزی در عصری جدید به نام آنتروپوسن زندگی می‌کند که به دست خود ساخته است. درحالی‌که عمر برخی دوره‌های زمین‌شناسی به بیش از ۴۰ میلیون سال می‌رسد، عمر عصر جدید تنها به ۴۰۰ سال می‌رسد و آغاز آن به انتشار کربن‌دی اکسید در جو به مقدار چند بخش در میلیون بازمی‌گردد. یا شاید طبق توافق بخشی از دانشمندان در سال جاری، آغاز عصر جدید را می‌توان برابر با ۷۵ سال پیش یعنی زمان انتشار رادیوایزوتوپ‌ها به واسطه‌ی سلاح‌های اتمی در نظر گرفت.

علم زمین‌شناسی با سنگ‌هایی سروکار دارد که طی ده‌های میلیون سال روی یکدیگر انباشته شده‌اند و از دل آن‌ها سلسله کوه‌هایی متولد شده‌اند که در بازه‌های زمانی مختلف دستخوش تغییراتی شده‌اند، قدمت سنگ‌ها در چنین کوهستان‌هایی براساس نوارهای خطای ۵۰ هزارساله تعیین می‌شود (تصاویری تک فریمی از دوران کهن) که تقریبا ده برابر طولانی‌تر از کل تاریخ انسان روی زمین است. بر همین اساس دوران آنتروپوسن ممکن است حتی از یک نوار خطای روی سنگ‌ها هم کوتاه‌تر باشد.

بنابراین هدف از تعریف عصر جدید زمین‌شناسی چیست؟ آیا انسان سزاوار تعریف یک عصر مخصوص به خود است؟ قطعا انسان سالانه، سنگ‌های زیادی را به اطراف جابه‌جا می‌کند و شکل و ظاهر سیاره‌ی زمین را تغییر می‌دهد. انسان امروزی، ویژگی‌های شیمیایی اقیانوس‌ها و جو را به‌شدت مختل کرده است. بسیاری از فعالیت‌ها و تغییرات انسان را می‌توان به فصل‌های ترسناکی در تاریخچه‌ی کهن زمین تشبیه کرد.

مقدار کربن‌دی‌اکسیدی که انسان به‌صورت سالانه وارد جو می‌کند، صد برابر کربن دی‌اکسید حاصل از فوران‌های آتشفشانی است و در حال حاضر، انسان عامل بزرگ‌ترین اختلال در چرخه‌ی نیتروژنی زمین در کل تاریخ ۲.۵ میلیارد ساله‌ی حیات است. با وجود تمام دخالت‌ها بعید است بتوان دوران خاصی را به انسان نسبت داد. بسیاری از آثار ساخت دست انسان، قرن‌ها دوام می‌آورند؛ اما اگر گذر زمان ۱۰۰ میلیون سال منجر به مسطح شدن کوه‌های هیمالیا شود، سرنوشت سان‌فرانسیسکو یا نیویورک چه خواهد شد؟

آنتروپوسن برای افرادی که روی رازهای موجود در بازه‌‌ای بی‌نهایت کوچک سرمایه‌گذاری کرده‌اند مانند کاتالوگ مفیدی پر از داده‌های کوچک و بزرگ عمل می‌کند. از طرفی می‌تواند بر میراث بشر روی سیاره‌ای تأکید کند که با وجود اختراعات منحصربه‌فرد انسان به‌سرعت در حال نابود یا حتی محو شدن است.

انسان آثار مختلفی از خود به‌جای می‌گذارد بخشی از این آثار در بخش‌های دورافتاده‌ای از قاره‌ها و نقاطی که رسوب‌ها به‌سرعت انباشته می‌شوند، از فرسایش در امان می‌مانند اما درنهایت بعید است که آثار بجای مانده از انسان پس از گذشت ده‌ها یا صدها میلیون سال، در هر زمان یا هر مکان مشخصی، دسترس‌پذیر باشند.

شاید روزی نشانه‌ای از انسان در سنگ‌ها پیدا شود اما این اتفاق فقط در صورتی رخ می‌دهد که چینه‌شناسان تیز‌بین به وجود این نشانه‌ها پی ببرند؛ چینه‌شناسانی که خدا می‌داند از کجا آمده‌اند و از طرفی خود آن‌ها هم با حضور روی زمین تغییراتی را در آن به وجود می‌آورند؛ اما بعید است به خاطر تلاش خود پاداشی بگیرند.

پژوهشگران آینده در انتهای سفر خود، پس از دسته‌بندی کل سنگ‌بسترهای سیاره‌ی زمین ممکن است به لایه‌ای نازک برسند که بین لایه‌های دیگر در یک دره‌ی دورافتاده‌ی بیابانی مخفی شده است. درصورتی‌که پژوهشگران موفق به یافتن نشانه‌ای از انسان‌های گذشته شوند که بر لایه‌ی عجیب عصر انسان دلالت داشته باشد (لایه‌ای که در میان صخره‌ها و سنگ‌های آهکی عظیم قرار گرفته است) می‌توان لایه‌ی یاد شده را مدرکی برای گونه‌ی شگفت‌انگیز‌ آنتروپوسن در نظر گرفت. از طرفی درصورتی‌که انسان نتواند با سرعت بالایی بیش از روند کنونی، برای بقای خود در کره‌ی زمین تلاش کند، تمدن انسان با سرعت بالایی توسط زمان عمیق بلعیده خواهد شد. (زمان عمیق مفهومی است که توسط زمین‌شناسان از اوایل قرن نوزدهم رواج یافت براساس زمان عمیق برخلاف تصور خلقت‌گراها که عمر زمین را چند هزار سال می‌دانند، سن زمین به میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال می‌رسد).

دوران زمین‌شناسی فراتر از درک و تصور انسان است. اگر کل تاریخچه‌ی زمین به یک ماراتن ۴۲ کیلومتری تشبیه شود، یک یا دو متر اول آن برابر با عصر یخبندان خواهد بود که ۱۵۰ هزار سال قبل از تاریخ کل تمدن بشر رخ داده است. به‌بیان‌دیگر، براساس تخمین‌های زمین‌شناسی کل تاریخ بشر دورانی ۵۰۰۰ ساله است که براساس تشبیه‌یاد شده، فقط با برداشتن یک گام به پایان می‌رسد و به‌این‌ترتیب عصر یخبندان دیگر پلیستوسین آغاز می‌شود (دوره‌ی گرمای موقتی پلیستوسین، هولوسن نامیده می‌شود که سرچشمه‌ی اصلی آن برخلاف دوره‌های گذشته‌ی بین یخبندانی، زمین‌شناسی آنتروپوسنی یا زمین‌شناسی وابسته به انسان است).

حالا اگر ماراتن را کمی جلو بزنید، پس از یک گام بلند به احیای اقیانوس‌ها و جو از محیط شیمیایی و خشن زمین می‌رسد در چنین شرایطی هیچ‌گونه سابقه‌ای از تمدن انسانی وجود ندارد. با یک گام دیگر به عصر یخبندان دیگری به سبک پلیستوسین می‌رسید که در آن عمق دریاها بیش از ۱۰۰ متر کاهش پیدا کرده است؛ در این دوره، آب ازدست‌رفته به شکل صفحات یخی درآمده است که روی قاره‌ها را پوشانده است و باعث به وجود آمدن یخرفت‌هایی شده است که همه چیز را از سر راه خود برمی‌دارند و بر سر راه خود یخچال‌های طبیعی را به وجود می‌آورند (یخرفت به توده‌ای انباشته از خزه و سنگ گفته می‌شود که در مناطق یخچالی زمین به وجود می‌آید) این داستانِ خشکی‌هایی است که درزمانی فراموش‌شده نیویورک یا ایلینویز نامیده می‌شدند.

آینده همیشه قبل از انسان شکل می‌گیرد. پس از طی مسافت تقریبا ۲.۵ کیلومتر در تاریخ، قاره‌ها براساس یکی از چرخه‌ای تکرار ابرقاره‌ای مجددا به یکدیگر می‌پیوندند، سواحل و دره‌های کوهستانی میزبان موجوداتی غیرقابل‌تصور خواهند بود. در این دوره، نه‌تنها انسان بخشی از این چشم‌انداز نیست بلکه هیچ سابقه‌ی زمین‌شناسی هم از آن باقی نخواهد ماند. در چنین آینده‌ای تمام آثار انسان نابود یا برای همیشه ناپدید شده‌اند.

برای درک این موضوع باید میراث زمین‌شناختی انسان را با میراث دایناسورها مقایسه کرد که تقریبا ۱۸۰ میلیون سال بر زمین حکمرانی کردند. دوره‌ی حکمرانی دایناسورها بر زمین ۳۶ هزار برابر تاریخچه‌ی ثبت شده‌ی انسان است؛ اما هرگز نمی‌توان صرفا براساس سوابق سنگی بخش شرقی آمریکای شمالی تاریخچه‌ی این خزندگان غول‌آسا را به‌صورت کامل بررسی کرد. در این منطقه، به‌ندرت می‌توان آثاری از دایناسورها را پیدا کرد.

البته عدم وجود شواهد به این معنی نیست که دایناسوری در این مناطق نمی‌زیسته است بلکه میلیون‌ها نوع از دایناسورهای ناشناخته در دسته‌های بزرگ یا گروه‌های کوچک به زندگی و شکار پرداخته‌اند، مهاجرت کرده‌اند، سالخورده شده و مرده‌اند و به‌مرورزمان به تکامل رسیده‌اند؛ اما تعداد مناطق حفاظت‌شده (مناطقی که براثر فرسایش از بین نرفته‌اند یا به سطح زمین دسترسی نداشته‌اند) در کل هزاران کیلومترمربع حکومت دایناسورها بسیار اندک هستند.

در طی این دوره میلیاردها دایناسور مرده‌اند و جسد آن‌ها داخل زمین دفن شده است و تریلیون‌ها ردپای دایناسور داخل زمین فشرده شده‌اند اما امروزه بقایای آن‌ها به‌سختی قابل ردیابی است. آثار مرموز به‌جای‌مانده از ردپاهای کنار دریاچه، گونه‌های دوره‌ی تریاسه را نشان می‌دهند. تعداد کمی استخوان و ردپا هم به شکل مجزه‌آسایی در نیوانگلند و نوا اسکوتیا به‌جای مانده‌اند که تمام آن‌ها به دوره‌ی ۲۷ میلیون ساله‌ی ژوراسیک پیشین بازمی‌گردد. از طرفی هیچ ردی از دایناسورهای دوره‌ی ۱۸ میلیون ساله‌ی ژوراسیک پسین به‌جای نمانده است.

 

مجموعه استخوان‌ها در یک‌لایه از مریلند نشان‌دهنده‌ی کل دوره‌ی ۴۵ میلیون ساله‌ی کرتاسه‌ی پیشین است؛ شواهد برای کرتاسه‌ی پسین محدود به استخوان‌های هادروساروس در نیوجرسی و قطعاتی از تیرانازاروس در آلاباما می‌شود اما بیشترین بخش شواهد شامل قطعات استخوان و دندانی هستند که ۳۴ میلیون سال باقی‌مانده‌ی حکمرانی دایناسورها تا زمان نابودی آن‌ها را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین امید به بررسی و یافتن شواهد مربوط به دوره‌های ۱۰، ۱۰۰ یا ۱۰۰۰ ساله‌ای که در طیف گسترده‌ای از زمان مخفی شده‌اند بسیار اندک است.

این حقیقت شگفت‌انگیز را می‌توان این‌گونه توصیف کرد: تعداد کمی از سنگ‌ها از شرایط سخت جان سالم به دربرده‌اند؛ و از میان سنگ‌های باقی‌مانده که در معرض آب‌وهوا قرار داشته‌اند شرایط مناسب برای حفظ فسیل بسیار نادر بوده است. هر فسیل خود یک معجزه است که به‌صورت تصادفی درست مانند صفحات به‌جای مانده از یک کتابخانه، در طی ۲۰۰ میلیون سال نمونه‌برداری شده است.

حتی اگر فرض کنیم، دایناسورها در ۷۰۰۰ سال آخر حکمرانی خود به موجوداتی فراهوشمند تبدیل شدند، شروع به ساخت تمدن و استخراج از سیارک‌ها می‌کردند و قرن‌ها قبل از برخورد شهاب‌سنگ عظیم این کارها را انجام می‌دادند بنابراین می‌توان نتیجه گرفت شهاب‌سنگ ۹.۶ کیلومتری را به شکل احمقانه‌ای به سمت زمین هدایت کرده‌اند اما چنین احتمالی تقریبا غیرممکن است. براساس اطلاعات موجود سیارکی به زمین برخورد کرده است و فسیل‌های مربوط به میلیون‌ها سال پس از آن بسیار متفاوت با فسیل‌های پیش از برخورد هستند.

بنابراین براساس سوابق فسیلی از ۱۸۰ میلیون سال حکمرانی دایناسورها چه نتیجه‌ای می‌توان گرفت؟ در مقابل دستاورد چند دهه تمدن صنعتی انسان چیست؟ این سؤال اصلی آنتروپوسن است، دوره‌ای که بنا به فرضیه‌ها ده‌ها میلیون سال پیش آغاز نشده است بلکه به دوران ریاست جمهوری ترومن (سی‌وسومین رئیس‌جمهور ایالات‌متحده از ۱۹۴۵ تا ۱۸۵۳) بازمی‌گردد. صرف‌نظر از اینکه پژوهشگرهای آینده چه افرادی هستند و آیا نسبت به تعریف قرن‌ها و سده‌های گذشته حسن نیت دارند، باید در نظر گرفت که آیا آثار باقی‌مانده از انسان امروزی روی سنگ‌ها برای انسانِ ۱۰۰ میلیون‌ سال آینده قابل‌کشف و معنادار خواهد بود؟

نکته‌ی مهم دیرینه‌شناسی این است که اغلب سنگ‌های حاوی فسیل، سنگ‌های دریایی بستر دریاها هستند. درنتیجه، شفافیت تاریخ حیات در اقیانوس‌ها بیشتر از تاریخ حیات روی زمین است. دلیل این مسئله هم این است که رسوب‌ها در دریا انباشته می‌شوند اما همه چیز روی زمین براثر فرسایش و آب‌وهوا متلاشی می‌شود و به‌صورت دانه‌های شن وارد دریا می‌شوند یا در آب آن حل می‌شوند. اگر کوه‌ها روی زمین به وجود نمی‌آمدند، سطح زمین به سطحی صاف و مسطح تبدیل می‌شد.

 

 

بعضی شهرها مانند نیواورلئان، داکا و پکن در حوزه‌های رسوبی قرار دارند و در نگاه اول کاندیدهای خوبی برای حفظ فسیل‌ها هستند اما بررسی دایناسورها نشان می‌دهد تقریبا احتمال رسوب‌های شهری آن هم در بازه‌ی زمانی چند سده بسیار کم یا حتی هیچ است زیرا رسوب‌ها باید به‌اندازه‌ی کافی خوش‌شانس باشند که مدفون شوند و براثر رانش زمین یا نشست تا نزدیکی گوشته یا بر برخوردهای قاره‌ای و تشکیل کوهستان‌ها نابود نشوند و پس از گذراندن تمام این خطرات در آینده‌ای نامعلوم و در زمان و مکان مناسب به طرز معجزه‌آسایی به سطح بیایند (تا اندازه‌ای که بر اثر فرسایش نابود نشوند). در گرند کنیون و در بیشترین بخش‌های جنوب غرب ایالات‌متحده (و حتی کل دنیا) شکافی یک‌میلیاردساله بین تشکیل سنگ‌ها وجود دارد. چنین تاریخ شگفت‌انگیزی هرگز احیا نخواهد شد.

حتی بدتر از آن، مدتی طولانی پس از تب گلخانه‌ای که به دست‌های انسان به وجود آمده است، ممکن است زمین طی نیم میلیون سال، وارد عصر یخبندان شود. بر اثر گرمایش زمین در هزاره‌ی سوم، سطح دریاها بالا می‌رود و مناطق ساحلی زیر رسوب‌ها مخفی می‌شوند (یکی از مزایای تشکیل فسیل) اما با شروع عصر یخبندان سطح دریاها مجددا به صدها متر کمتر از وضعیت کنونی کاهش می‌یابد و لایه‌های قاره‌ای همراه‌با شهرهای دفن‌شده و مقدار قابل‌توجهی از ضایعات در معرض بادهای سرد فرسایشی قرار می‌گیرند (یکی از مضرات تشکیل فسیل) و به این صورت تقریبا تمام آثار به‌جای مانده از انسان‌ها نابود می‌شوند. از طرفی بخش خشکی قاره‌ها هم توسط صفحات یخی دچار فرسایش خواهد شد.

اما انسان چه آثاری بر بستر دریاها به‌جای خواهد گذاشت؟ جایی که بیشترین سنگ‌های رسوبی تشکیل می‌شوند، بیشترین فسیل‌ها قرار دارند و شانس انسان برای ثبت عصر چند ده‌ساله‌ی خود در سنگ‌ها افزایش پیدا خواهد کرد بسیاری از رسوب‌های دریایی موجود در سوابق فسیلی در طی دوره‌های بی‌شماری انباشته شده‌اند و حتی از برف‌های پلانکتونی تشکیل‌شده‌اند که سرعت انباشتگی آن‌ها به یک سانتی‌متر در هزار سال می‌رسد. براساس چنین معیار کندی (و بلوغ فعلی انسان به‌عنوان یک ‌گونه) تشکیل لایه‌ای چندسانتی‌متری برای تمدن انسان به نظر هدف خوشبینانه‌ای می‌رسد.

یک لایه‌ی چند سانتی‌متری بر عصری تأثیرگذاری دلالت‌ دارد اما صرف‌نظر از این موضوع، لایه‌ای جذاب خواهد بود. فکر کردن به بقایای تست سلاح اتمی هم وسوسه‌انگیز است. پروژه‌ی منهتن اختراعی بود که دنیا را تغییر داد و گردوغبار اتمی آن به‌عنوان شاخصی زمین‌شناسی برای دوران آنتروپوسن در نظر گرفته شده است؛ اما حتی عمر بادوام‌ترین رادیوایزوتوپ‌های رادیواکتیو مثل یدین ۱۲۹ کمتر از ۱۶ میلیون سال است. برای مثال اگر در دوره‌ی تریاسه و در جنگ میان ساروپادهای پیشرفته (دایناسورهای گیاهخوار) هولوکاستی هسته‌ای رخ داده باشد امروز اثری از آن باقی نمانده است یا دست کم انسان از وجود آن بی‌خبر است.

اما چه اطلاعات دیگری را می‌توان از سنگ‌های اعماق دریا و لایه‌های آنتروپوسنی به دست آورد؟ با قرار دادن سنگ‌ها در یک طیف‌سنج و رمزنگاری عناصر آن می‌توان به داستان کل سیاره در این بازه‌ی عجیب یعنی بی‌نظمی عظیمی سیستم زمین توسط انسان پی برد. ایزوتوپ‌های کربنی موجود در این سنگ نشان‌دهنده‌ی ورود صدها گیگاتن کربن سبک به داخل جو در دوران حکومت انسان هستند به‌طوری‌که با فجایع کربنی گذشته در تاریخچه‌ی زمین قابل‌مقایسه نیست. از طرفی ایزوتوپ‌های اکسیژن نشان‌دهنده‌ی گرمایش سریع جهانی هستند که بر اثر فاجعه‌ی کربنی رخ داده است.

ایزوتوپ‌های سولفور، نیتروژن، تالیم و اورانیوم موجود در این سنگ‌ها در گوش شما زمزمه می‌کنند که اقیانوس سراسری بیشترین اکسیژن خود را در بازه‌ای کوتاه اما اسرارآمیز از دست داده است. ایزوتوپ‌های استرونتیوم به شما می‌‌گویند فرسایش سنگ‌ها به شکل چشمگیری جهان را در طول چندین هزار سال تغییر داده‌اند، طوفان‌های سهمگینی به سنگ‌ها حمله کرده‌اند و قاره‌ها را در دوره‌ای کوتاه موسوم به تب CO2 از یکدیگر جدا کرده‌اند.

ردپاهای ایزوتوپی را شاید بتوان بادوام‌ترین نشانه‌های بشر دانست که داستان قرن‌ها زندگی عجیب انسان را تنها در چند سانتی‌متر از سنگ‌های اقیانوسی روایت می‌کنند. این ردپاها با افرادی سخن می‌گویند که خوب می‌شوند و نشان می‌دهند که چگونه تشکیل سنگ‌های ضخیم را مختل کرده‌اند. انسان‌های آینده می‌توانند پلاستیک، فراگیرترین آلاینده‌ی اقیانوسی را با تجزیه‌وتحلیل نمونه‌های کوچک رسوب‌ها کشف کنند که طبق یک نظریه ممکن است مانند بسیاری از شاخص‌های زیستی به شکل هیدروکربن‌های سنگین ظاهر شوند. نقاط اوج روی کروماتوگراف (کروماتوگرافی، به تکنیکی برای جداسازی ترکیب از طریق وارد کردن آن به داخل محلول یا معلق‌سازی آن از طریق واسطه‌ای گفته می‌شود که اجزای ترکیب با سرعت‌های مختلفی در آن حرکت می‌کنند) می‌توانند نشان‌دهنده‌ی مدرنیته باشند. اگر پژوهشگرهای آینده در بررسی این لایه‌ی عجیب خوش‌شانس باشند، می‌توانند در میان کیلومترها دیواره‌‌های دره‌ای بیابانی به قطعه‌ای غیرقابل تشخیص از تجهیزات ماهیگیری برسند که در میان خط سیاهی از صخره‌ها مخفی شده است.

ماندگارترین میراث زمین‌شناسی انسان، انقراض‌هایی است که از خود به‌جای می‌گذارد. اولین موج انقراض‌های انسان‌محور و بزرگ‌ترین جهش در مگافائون‌های روی زمین از زمان انقراض دایناسورها، ده‌ها هزار سال پیش و با گسترش و توزیع انسان در قاره‌ها و جزایر جدید آغاز شد و منجر به محو شدن جاندارانی مثل ماموت‌ها، ماستودون‌ها (از رسته‌ی فیل‌سانان)، ومبات‌ها، مگاتریوم‌های (غول‌های تنبل زمینی)، آرمادیلو‌های غول‌پیکر، کرگدن‌های پشم‌دار، سگ‌های آبی غول‌آسا و بسیاری از گونه‌های دیگر شد. اولین رویداد انقراضِ انسان‌محور را می‌توان آغازی منطقی برای آنتروپوسن در نظر گرفت که قبلا هم پیشنهاد شده است. بااین‌حال، پس از صد میلیون سال شاید نتوان دوره‌های چندهزارساله یا حتی ده‌‌ها هزار سال را در سنگ‌ها تشخیص داد.

 بنابراین زمین‌شناس‌های آینده‌ی دور نمی‌توانند انقراض‌های ماقبل تاریخی را که انسان‌ها رقم زدند از خسارت‌های انسان مدرن بر زمین تفکیک کنند. درنتیجه آن‌ها تصور می‌کنند کارهایی مثل قطع آشکار درختان جنگل‌های بارانی برای جاده‌سازی و کشت روغن پالم، از بین رفتن بستر دریاها در مقیاس قاره‌ای، تغییرات سریع در وضعیت شیمیایی جو و اقیانوس‌ها و مشکلات دیگر هم‌زمان با دوران انقراض ماموت‌های پشم‌دار است. برای زمین‌شناس‌های آینده، تشخیص این مسئله که آنتروپوسن از ده دقیقه پیش یا ده هزار سال پیش شروع شده است درست مانند این است که در پنجاهمین سالگرد ازدواج خود بخواهید لحظه‌ی ازدواج را براساس نانوثانیه محاسبه کنید.

حتی اگر انسان میلیون‌ها یا ده‌ها میلیون سال روی زمین دوام بیاورد، وارد گذار خواهد شد. در زمین‌شناسی کلمه‌ای بهتر از «دوران» برای توصیف تاریخ زمین وجود دارد: رویداد. درواقع، در تاریخ زمین تعداد زیادی قسمت‌های عجیب، درهم گسیخته و سریع وجود دارد: دوره‌هایی مثل نوسان‌های حیات‌وحش، افزایش چشمگیر سطح دریاها، فجایع شیمیایی اقیانوس سراسری و فجایع گوناگونی زیستی. تمام این رویدادها خطوط عجیبی را در سنگ‌ها تشکیل می‌دهند اما نمی‌توان نام «دوران» را به آن‌ها داد. برخی از این خطوط منجر به انقراض‌های انبوه شده‌اند اما بسیاری از آن‌ها هیچ اسمی ندارند. صرف‌نظر از اینکه این بازه‌ها ده سال، هزار سال یا حتی صدها هزار سال باشند همه در گروه رویداد قرار می‌گیرند. اگر ماراتن تاریخچه‌ی زمین به یک جاده تشبیه شود، دوران‌های آن مانند خانه‌هایی هستند که در کنار جاده قرار دارند درحالی‌که رویدادها مانند سنگ‌ریزه‌هایی فانی هستند که زیر پا له می‌شوند.

شصت‌وپنج میلیون سال پیش، ۵۰۰۰ گیگاتن کربن (برابر با سوخت کل منابع سوخت فسیلی سراسر دنیا) در بازه‌ای ۵۰۰۰ ساله وارد اقیانوس‌ها و جو شد و دمای زمین به‌اندازه‌ی ۵ تا ۸ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش یافت. گرمایش زمین منجر به سیل‌ها و طوفان‌های مهیب شد و صخره‌های مرجانی سراسر دنیا را از بین برد. بیش از ۱۵۰ هزار سال طول کشید که زمین مجددا سرد شود؛ اما گرمای حداکثری دوران پالئوسن، ایوسین را می‌توان به‌عنوان یک رویداد در نظر گرفت.

سی‌وهشت میلیون سال قبل از این رویداد، کربن‌دی‌اکسید دفن شده در پساب‌های کرتاسه‌ی پسین به ۲۴۰۰ بخش در میلیون رسید و دمای زمین به‌اندازه‌ی ۸ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش یافت، اقیانوس‌ها نیمی از اکسیژن خود را از دست دادند (در دوره‌ی فعلی، اقیانوس‌ها دو درصد اکسیژن خود را از دست داده‌اند که هنوز هم نگران کننده است) و دمای آب‌ دریاها در اکثر نقاط به ۳۶ درجه‌ی سانتی‌گراد رسید. انقراضی در دریاها آغاز شد و بیش از نیم میلیون سال طول کشید به این دوره رویداد دوم بحران اکسیژنی گفته می‌شود.

فاجعه‌ی مشابهی ۲۸ میلیون سال قبل از این رویداد در اوایل کرتاسه و درست ۶۰ میلیون سال پیش‌تر در ژوراسیک و مجددا ۲۰۱ میلیون سال قبل رخ داد و در نیمه‌های تریاسه یعنی در بازه‌های ۲۳۴ میلیون، ۲۵۰ میلیون، ۲۵۲ میلیون و ۲۶۲ میلیون سال قبل هم رخ داده است. اولین انقراض انبوه، درست در ۴۴۵ میلیون سال پیش و در یک بازه‌ی یک‌میلیون‌ساله اتفاق افتاد. دومین انقراض انبوه، ۷۰ میلیون سال بعد از اولین انقراض و در یک دوره‌ی ۶۰۰ هزارساله رخ داد (۴۰۰ هزار سال طولانی‌تر از تاریخ تکامل انسان خردمند). تمام این رویدادها طغیان‌های انقلابی هستند که صدها هزار سال دوام آوردند، مسیر حیات را تغییر دادند و فقط خطوط سیاه عجیبی را در سنگ‌ها به‌جای گذاشتند که در پشته‌های غول‌آسایی از سنگ‌ها انباشته‌شده‌اند و خود زیرمجموعه‌ی دوران‌های وسیع‌تری شدند؛ اما هیچ‌کدام از آن‌ها به‌خودی‌خود دوران به شمار نمی‌روند. همه رویداد هستند و بازه‌های ده‌هزار سال و حتی صدهزارساله، بازه‌های کوتاهی در کل تاریخ به شمار می‌روند.

این تصور که انسان در دوره‌ای جدید قرار دارد، ایده‌ای خوش‌بینانه است زیرا براساس این فرضیه انسان چراکه براساس آن انسان تا آینده به‌عنوان تمدنی پیشرفته و صنعتی در مقیاسی زمین‌شناختی به حیات خود ادامه خواهد داد. به عقیده‌ی دیوید گرینسپون، اخترزیست‌شناس، انسان در آغاز دوران ساپیوزوئیک قرار دارد. این دوره آینده‌ای خلاق و قابل توسعه را دربر می‌گیرد که در آن فناوری انسان به‌موازات نوآوری‌های بیولوژیکی انفجار کامبرین، آینده‌ای بادوام و نو را رقم خواهد زد. در چنین آینده‌ای انسان دیگر در معرض انقراض انبوه قرار نمی‌گیرد بلکه سرنوشت او با نابودی کامل مکاشفه‌های گذشته رقم خواهد خورد.

انسان حداقل تا زمانی‌که شایسته‌ی اختصاص عصری به نام آنتروپوسن به خود باشد، باید با احتیاط و از روی تواضع به آن اشاره کند. حتی می‌تواند این دوره را دوره‌ی حداکثر گرمایی پلیستوسین میانی بنامد. از طرفی بااینکه ماموت‌ها از بین رفته‌اند اما عصر یخبندان بعدی به دلیل تب گلخانه‌ای چند ده هزار سال به تأخیر افتاده است؛ بنابراین شاید بتوان گفت انسان در عصر «برون‌رفت ایزوتوپ کربنی پلیستوسین» زندگی می‌کند و از این نظر مانند بحران‌های سراسری اسرارآمیزی است که از آغاز حیات جانوری پالئوزوئیک روی زمین جریان یافته‌اند. یا شاید انسان در آغاز «رویداد کمبود اکسیژنی کواترنری» باشد یا حتی در صورت ادامه‌ی روند فعلی ممکن است در دوران «انقراض انبوه پایان پلیستوسین» باشد؛ اما هرچه باشد در دوران آنتروپوسن نیست؛ زیرا نمی‌توان گونه‌ی انسان را ازنظر قدمت در کنار دایناسور تی‌رکسی قرار داد که ۶۶ میلیون سال پیش از روی زمین محو شده است و برای مثال ادعا کرد که در آغاز عصر استرویدوسین قرار دارد (برگرفته از asteroid و سقوط سیارک). انسان قبل از نام‌گذاری عصر خود حداقل باید منتظر بماند شرایط به حالت عادی بازگردد.

فرضیه‌ی آنتروپوسن، اولویت انسان را با وعده‌ی حیات و دوران زمین‌شناسی ابدی بالا می‌برد. این ایده از خودبرتربینی انسان بر جانداران، طبیعت و سیستم‌هایی که بر آن حکومت می‌کند (باور به اینکه انسان اشرف مخلوقات است) و حتی خودبرتربینی انسان نسبت به خود سرچشمه می‌گیرد. این تصور می‌تواند در طولانی‌مدت انسان را به سمت نابودی ببرد. انسان هنوز به عصر آنتروپوسن نرسیده است. حتی اگر انسان در آینده‌ای دوردست به آنتروپوسن برسد، دستاورد او آخرین وصیت‌نامه‌ برای گونه‌های بعدی است و انسان پس از کودکی پرهرج و مرج و تهدیدهایی که برای زمین به‌دنبال داشته است، بالاخره یاد می‌گیرد که از تاریخچه‌ی زمین مجزا نیست بلکه بخشی جدانشدنی از سیستمی است که این دنیای شگفت‌انگیز را به مدت میلیاردها سال قابل سکونت ساخته است.

 

«کالایی که قیمت آن صد دلار است، در بازار دومیلیون تومان فروخته می‌شود؛ بنابراین، با دلار ۲۰ هزار تومانی محاسبه شده است». این جمله‌ای است که بارها درباره‌ی کالاهای مختلف، به‌ویژه کالاهای الکترونیک و قیمت گوشی شنیده شده؛ اما واقعیت بسیار پیچیده‌تر و متفاوت‌تر از ظاهر ماجرا است. کالایی که به‌دست مصرف‌کننده می‌رسد، از چندین لایه عبور می‌کند و درباره‌ی کالایی مثل گوشی موبایل عبور از موانع بیشتر از تصور شما خواهد بود. می‌توان گفت محاسبه‌ی قیمت تمام‌شده‌ی کالاهای وارداتی به‌سادگی تبدیل قیمت دلار به ریال نیست و باید عوامل مختلف در لایه‌های مختلف در نظر گرفته شود. همچنین، بازار رقابتی و نحوه‌ی تعیین عرضه و تقاضای هر کالا مشکلات خاص خود را دارد و در زمان‌های مختلف باعث ایجاد تغییرات قیمت در کالاهای مختلف می‌شود.

درادامه قرار است با نحوه‌ی محاسبه قیمت تمام‌شده‌ی گوشی‌ موبایل آشنا شویم. توضیحات ذکرشده در این ویدئو مربوط به واردات گوشی موبایل به‌صورت شرکتی است. به‌عبارت‌دیگر، با طی‌کردن مراحلی که در ویدئو به آن اشاره می‌کنیم، موبایل با گارانتی و به‌صورت قانونی دراختیار شما قرار خواهد گرفت. درباره‌ی واردات گوشی موبایل مسافری مشکلات و موانع بیشتری وجود دارد که در ویدئو‌های آتی به آن‌ها اشاره خواهیم کرد؛ اما از شما دعوت می‌کنیم برای مشاهده‌ی این ویدئو و آگاهی از نکات تکمیلی همراه زومیت باشید.

تماشا در آپارات | تماشا در یوتیوب | تماشا در IGTV

محققان گوگل امروز مقاله‌ای در مجله‌ی Nature منتشر و در آن، اولین‌بار روی دستیابی به «برتری کوانتومی» تأکید کردند. کامپیوتر کوانتومی ۵۳ کیوبیتی آن‌ها موسوم به Sycamore توانست محاسبه‌ای را در مدت ۲۰۰ ثانیه انجام دهد که طبق ادعای گوگل، برای سریع‌‌ترین ابرکامپیوتر جهان ۱۰ هزار سال زمان می‌برد. نسخه‌ای از پیش‌نویس مقاله‌ی امروز، یک ماه پیش در رسانه‌ها افشا شده بود.

محاسبه‌ای که کامپیوتر کوانتومی گوگل انجام داد، کاربرد واقعی ندارد و تنها تعدادی عدد تصادفی تولید می‌کند. این موضوع فقط با هدف نشان‌دادن روش عملکرد کامپیوترهای کوانتومی، به‌ویژه سیکامور انتخاب شد و درواقع، ماشین‌های کوانتومی کاربردی هنوز سال‌ها با واقعیت فاصله دارند. موانع فنی متعددی هنوز بر سر راه این ماشین‌ها قرار دارد و حتی پس از گذشت زمان طولانی، در مسائلی محدود خواهند توانست کامپیوترهای سنتی را شکست دهند.

با وجود آنچه گفته شد، دستاورد گوگل اهمیت زیادی دارد. مدیرعامل این شرکت، ساندار پیچای، دستاورد مذکور را با اولین پرواز برادران رایت مقایسه می‌کند که تنها ۱۲ ثانیه به‌طول انجامید. مجله‌ی Technology Review دانشگاه MIT با پیچای مصاحبه‌ کرد تا توضیحاتی درباره‌ی برنامه‌های ۱۳ ساله‌ی آن‌ها در حوزه‌ی رایانش کوانتومی ارائه دهد؛ برنامه‌ای که برای نتیجه‌گیری نهایی، احتمالا به یک دهه فعالیت نیاز خواهد داشت. درادامه‌ی این مطلب زومیت، مصاحبه‌‌ی ساندار پیچای با مجله‌ی مذکور را می‌خوانیم.

شما کامپیوتری کوانتومی دارید که وظایف محدودی انجام می‌دهد. برای رسیدن به برتری کوانتومی گسترده‌تر، چقدر زمان و تلاش نیاز داریم؟

برای کاربرد بیشتر، باید کامپیوتر کوانتومی با خطاپذیری و کیوبیت‌های بیشتر بسازید. به‌علاوه، کامپیوتر باید در دوره‌های زمانی طولانی‌تر به‌کار گرفته شود تا توانایی اجرای الگوریتم‌های پیچیده‌تر را داشته باشد. به‌هرحال، در هر زمینه‌ای برای رسیدن به دستاورد ملموس باید از جایی شروع کرد. به‌عنوان مثال، برادران رایت را در نظر بگیرید. پرواز اول آن‌ها ۱۲ ثانیه طول کشید و کاربرد واقعی هم نداشت؛ اما همان تجربه امکان پرواز هواپیما را برای همه به‌نمایش گذاشت.

شرکت‌های متعدد کامپیوترهای کوانتومی دارند. به‌عنوان مثال، IBM تعدادی از آن‌ها را به‌صورت آنلاین دراختیار افراد قرار می‌دهد. چرا ماشین آن‌ها نتوانست آزمایشی شبیه به آزمایش شما را انجام دهد؟

ترجیح می‌دهم به دلیل موفقیت تیم گوگل اشاره کنم. چنین موفقیتی نیازمند مهندسی پیشرفته‌ی سیستم خواهد بود که توانایی کارکردن با همه‌ی لایه‌های سیستمی را می‌طلبد. چنین فرایندی به‌‌دلیل دخیل‌شدن چشم‌اندازهای مهندسی سیستم پیچیده می‌شود. کار با ویفر شروع می‌شود و سپس تیم‌هایی برای اچ‌کردن دروازه‌ها و اتصال لایه‌های متعدد مشغول به‌کار می‌شوند. درنهایت، هوش مصنوعی نیز باید به‌کار گرفته شود تا بهترین نتیجه شبیه‌سازی و درک شود.

در آخرین جمله از مقاله نوشته شده است: «ما در کوتاه‌مدت تنها یک الگوریتم خلاقانه تا دسترسی به کاربردهای ارزشمند فاصله داریم». منظور از آن کاربردها چیست؟

نکته‌ی جذاب اصلی درباره‌ی کوانتوم، فعالیت جهان هستی براساس آن است؛ درنتیجه با دستیابی به فناوری مذکور، می‌توان طبیعت را بهتر درک کرد. می‌توان روزهای ابتدایی جهان هستی را شرح داد. البته نقطه‌ی درخشش مکانیک کوانتوم در توانایی شبیه‌سازی مولکول‌ها و فرایندهای مولکولی دیده می‌شود که به‌نظر من قوی‌ترین نقطه خواهد بود. از مثال‌های عالی می‌توان به کشف دارو اشاره کرد. صنعت کودسازی نیز از دستاوردهای رایانش کوانتومی بهره می‌برد و امروزه فرایند هابر در تولید آمونیاک ۲ درصد از کربن جهان را تولید می‌کند. در طبیعت، چنین فرایندی با بازدهی بیشتر انجام می‌شود.

از دیدگاه شما، کامپیوترهای کوانتومی چه زمانی کاربردی همچون بهینه‌سازی فرایند هابر را محقق می‌کنند؟

از دیدگاه من، یک دهه تا آن کاربرد و چند سال تا مقیاس‌دهی به تحقیقات و ساختن کامپیوترهای کوانتومی واقعا کاربردی فاصله داریم. از کاربردهای دیگر می‌توان به طراحی باتری‌های بهتر اشاره کرد. به‌هرحال در موارد مذکور، با شیمی سروکار داریم و تلاش برای درک بهتر آن، ارزش سرمایه‌گذاری را دارد.

برخی افراد کامپیوترهای کوانتومی را شبیه هم‌جوشی هسته‌ای می‌دانند که حدود ۵۰ سال در گوشه‌ای از دنیای علم خاک می‌‌‌خورد. به‌علاوه، این فناوری شبیه به پروژه‌ی تحقیقی رمزآلودی است. چرا مدیرعامل گوگل باید این‌‌قدر به پروژه‌ علاقه‌مند باشد؟

اگر تکامل دنیای کامپیوتر در دهه‌های گذشته رخ نمی‌داد، امروز گوگل در اینجا نمی‌ایستاد. قانون مور به ما امکان داد ظرفیت‌های پردازشی خود را برای خدمت‌رسانی به میلیاردها کاربر ازطریق محصولات متعدد افزایش دهیم؛ درنتیجه، خودمان را ذاتا شرکتی مبتنی‌بر علوم کامپیوتر می‌دانیم. رایانش کوانتومی یکی از بخش‌های متعددی محسوب می‌شود که در دنیای پردازش در آن پیشرفت می‌کنیم.

دلیل دیگر علاقه‌مندی ما به رایانش کوانتومی، کاربردهای آن است. امروز با استفاده از کامپیوترهای سنتی حتی درک زیادی از ساختار مولکول‌ها به‌دست نیاورده‌ایم. مثلا کافئین، ۲۴۳ حالت متعدد دارد. وقتی به وضعیت تغییرات اقلیمی و صنعت پزشکی و موارد دیگر نگاه می‌کنم، اعتماد بیشتری درمقایسه‌با پیشرفت رایانش کوانتومی در آن حوزه‌ها به‌دست می‌آورم.

شما قبلا احساسی عمیق به پیشرفت‌های هوش مصنوعی نشان داده بودید و آینده‌ی بشر را حول آن تصور می‌کردید. آیا برای رایانش کوانتومی چنین تصوری دارید؟

قطعا همین تصور را دارم. حضور در آزمایشگاه و کارکردن فیزیکی با کیوبیت‌ها و واردکردن آن‌ها به مرحله‌ی سوپرپوزیشن، لحظه‌ای عمیق برای من بود. در نگاه اول به همین فرایند، آن را برابر با چگونگی عملکرد طبیعت می‌دانم. فناوری جدید امکانات تازه‌ای فراهم می‌کند که تا امروز وجود نداشتند.

احتمالا زمان زیادی تا رسیدن به کامپیوتر کوانتومی کاربردی فاصله داریم. چگونه صبر برای چنین دستاوردی را در گوگل مدیریت می‌کنید؛ گوگلی که به پیشرفت سریع عادت دارد؟

از نزدیک با مدیران بخش کوانتوم و سخت‌‌افزار، هارتمون نون و جان مارتینیز، دیدار کردم. من به آن‌ها گفتم از دوره‌ی دکتری علم مواد انصراف دادم. در آن زمان، روی نیمه‌هادی‌هایی با دمای زیاد تحقیق می‌کردم. داستان مربوط به ۲۶ سال قبل است و من در آزمایشگاه، واقعا تحمل زمان زیاد برای رسیدن به نتیجه را نداشتم. به‌هرحال، احترام زیادی برای تیم قائل هستم که در این مدت طولانی درکنار پروژه ماندند. هر دستاورد بزرگ مشابه به همین صورت کسب می‌شود و قطعا باید چشم‌انداز تیمی بلندمدتی برای آن داشته باشید.

دلیل علاقه‌ی شدید من به دستاوردهای این‌چنینی ایجاد تحرک رشد به‌وسیله‌ی آن‌ها درزمینه‌ی مدنظر است. در سال ۱۹۹۷، هوش مصنوعی دیپ‌بلو، گری کاسپاروف را در بازی شطرنج و در سال ۲۰۱۶، آلفاگو، لی سدول را در بازی گو را شکست داد. قطعا زمان زیادی تا موفقیت بعدی سپری شد؛ اما هر نقطه‌ی موفقیت به‌عنوان پاداشی برای افراد فعال در آن حوزه عمل و نسل جدیدی را به آن جذب می‌کند. بشر به‌همین‌ترتیب پیشرفت می‌کند.

ما پیشرفتی ایجاد می‌کنیم که در حوزه‌های متعدد کاربرد خواهد داشت. به‌عنوان مثال، با ساختن مراکز داده‌ی خود به فناوری موردنیاز برای تولید TPU دست پیدا کردیم که اجرای الگوریتم‌های ما را سریع‌تر می‌کند. درنتیجه، چنین رویکردی چرخه‌ای همیشگی است و حتی شکست در مسیر هم به‌اندازه‌ی دستاوردهای کوچک و اولیه کاربرد دارد. ما باید صبور باشیم؛ اما قطعا رضایت زیادی در مسیر کسب می‌کنیم.

شما اکنون چقدر در رایانش کوانتومی سرمایه‌گذاری کرده‌اید؟

ما تیم کوچکی داریم، اما همین تیم با استفاده از سال‌ها سرمایه‌گذاری فعالیت می‌کنند که در گذشته، در لایه‌های متعدد گوگل انجام شد. درواقع، تیم ما روی سال‌ها تحقیق و کار عملی گذشته ساخته شده است.

چه تفاوتی بین عملکرد شما و IBM وجود دارد؟ آن‌ها کامپیوترهای متعدد را به‌صورت آنلاین دراختیار افراد قرار می‌دهند؛ اما شما پروژه‌ای تحقیقاتی را به‌صورت داخلی پیگیری می‌کنید.

عملکرد IBM در ارائه‌ی رایانش کوانتومی به‌صورت ابری و فراهم‌کردن فرصت برای توسعه‌دهندگان دیگر ارزشمند است. ما به‌عنوان یک تیم، بر رسیدن به دستاورد برتری کوانتومی متمرکز بوده‌ایم.

IBM می‌گوید مفهوم برتری کوانتومی موجب برداشت‌های اشتباه می‌شود. به‌علاوه، آن‌ها شما را به ایجاد هیاهوی خبری روی عبارت متهم می‌کنند.

من فقط می‌گویم این عبارت نوعی کلمه‌ی فنی و هنری است. افراد فعال در صنعت به‌خوبی معنای دستاورد عملی را می‌دانند.

برداشت عمومی شاید این باشد که کامپیوترهای کوانتومی، کامپیوترهای سنتی را از رقابت خارج کرده‌اند.

برداشت‌های اشتباه در مفاهیم دیگر همچون هوش مصنوعی هم وجود دارند؛ به‌همین‌دلیل، انتشار تحقیقات و نتایج آزمایش‌ها اهمیت دارد. مردم باید بدانند در چه موقعیتی قرار داریم و کامپیوترهای سنتی در آینده هم برای انجام بسیاری از کارها و وظایف کاربرد خواهند داشت.

هوش مصنوعی درآمدزایی و توسعه‌ی کسب‌وکار را در حوزه‌های متنوع برای گوگل به‌همراه دارد. آیا برای رایانش کوانتومی چنین کاربرد و دستاوردی در نظر گرفته‌اید؟

قطعا چنین تصوری دارم. ما هوش مصنوعی را هم زمانی به تحقیقات خود اضافه کردیم که از کاربرد همه‌جانبه‌ی آن در کسب‌وکار و صنعت آگاهی زیادی نداشتیم. ما هوش مصنوعی را هم فقط برای خودمان به‌کار نمی‌گیریم و بسیاری از مشتریان هم از آن استفاده می‌کنند. دسترسی به هوش مصنوعی را برای همه ممکن می‌کنیم و برای رایانش کوانتومی نیز همین رویکرد را در نظر می‌گیریم.

از دیدگاه شما رایانش کوانتومی چه تأثیری بر خود هوش مصنوعی خواهد گذاشت؟

تصور می‌کنم ترکیب و هم‌زیستی مناسبی بین این دو حوزه خواهیم داشت. هر دو آن‌ها در وضعیت نوپایی قرار دارند و ترکیب هوش مصنوعی و رایانش کوانتومی برای هر دو حوزه مفید خواهد بود و به پیشرفت دیگری، کمک می‌کند. از دیدگاه من، درنهایت باید همین رویکرد ترکیب را در نظر بگیریم که برخی از بزرگ‌ترین مشکلاتمان همچون تغییرات اقلیمی را هم حل خواهد کرد.

گوگل در موضوع اشتراک فناوری هوش مصنوعی با انتقادهای متعدد روبه‌رو بود؛ انتقادهایی درباره‌ی دسترسی افراد متعدد به فناوری و سوءاستفاده‌های احتمالی که شاید در رایانش کوانتومی هم مطرح شود. آیا راهی برای پیشگیری از چنین رخدادهایی دارید؟

همکاری با دانشگاه‌ها در این مرحله اهمیت بسیاری دارد. ما در حوزه‌ی هوش مصنوعی بسیار همکاری‌ و مقاله‌های متعددی منتشر کرده‌ایم. در همین مقاله‌ها، اظهارنظرهای اخلاقی و چشم‌اندازهای رفتاری هم دیده می‌شود. در برخی موارد، تنظیمگری قانونی بسیار اهمیت دارد؛ اما همه‌ی راهکارها باید با مشارکت افراد و شرکت‌های درگیر انجام شود. قطعا یک شرکت به‌تنهایی نمی‌تواند قانون یا محدودیت‌های استفاده از فناوری را مشخص کند.

آیا فناوری دیگری هم هست که درحال‌حاضر به آن علاقه داشته باشید؟

به‌‌شخصه به فناوری‌های تولید انرژی‌های پاک علاقه‌مندم. البته در نگاه کلی به ترکیب فناوری‌ها و استفاده‌ی بهینه از آن‌ها فکر می‌کنم. از دیدگاه من در فناوری‌های سلامت تا یک دهه‌ی آینده دستاوردهای بزرگی رقم خواهد خورد. به‌علاوه، باید به هوش مصنوعی هم اشاره کنم که در نسل‌های بعدی با الگوریتم‌های جدید و مدل‌های جامع‌تر و یادگیری همراه انتقال، همگی برای من جذاب خواهند بود.

این مصاحبه‌ توضیحات پیچای درباره‌ی پروژه‌ی رایانش کوانتومی گوگل و دلیل تمایل آن‌ها به توسعه‌ی فناوری بود. شایان ذکر است IBM‌ روز دوشنبه در مقاله‌ای، مفهوم برتری کوانتومی گوگل را به چالش کشید و گفت با کمی بهینه‌سازی، می‌توان مسئله‌ی آن‌ها را به‌جای ۱۰ هزار سال در ۲/۵ روز با کامپیوتر سامیت حل کرد. یکی از سخن‌گویان گوگل در پاسخ به ادعای IBM گفت:

ما از هرگونه پیشنهاد برای بهینه‌سازی روش‌های شبیه‌سازی استقبال می‌کنیم؛ اگرچه درنهایت آن‌ها را در کاربردهای واقعی باید آزمایش کرد. این همان فرایندی  است که برای مقاله‌ی خود انجام دادیم.

سخن‌گوی گوگل درادامه گفت پیچیدگی رایانش کوانتومی با افزایش چند کیوبیت چند برابر می‌شود و درنتیجه، می‌توان به‌راحتی مسئله را از گستره‌ی قدرت حل کامپیوترهای سنتی خارج کرد.