حالت شب
منو
موضوعات
banner
Tahririe

آنتروپی و کوانتوم نگاهی به مطالب برتر علمی مجلات مشهور و محصولات رسانه‌ای حوزه علم و فناوری

197

اندازه فونت:

 

نوید فرخی

 

 اگر جعبه‌ای پر از سکه‌ داشته باشیم که به‌صورت ستونی مرتب شده باشند و سپس این جعبه را تکان دهیم، آنگاه بیشترِ این سکه‌ها الگوی منظم خود را از دست خواهند داد. علت این امر این است که تعداد زیادی موقعیت قرارگیری تصادفی برای سکه‌ها وجود دارد. این ویژگی را می‌توان مثالی برای آنتروپی دانست. آنتروپی معمولا به‌عنوان معیاری برای آشفتگی، بی‌نظمی و تصادفی بودن در نظر گرفته می‌شود. جلد این شماره‌ی مجله‌ی نیوساینتیست در ارتباط با مفهوم آنتروپی است.

هر چه درجه‌ی بی‌نظمی بالاتر برود، آنتروپی بیشتر است و شاخص آنتروپی تمایلی همیشگی به افزایش دارد. در قانون دوم ترمودینامیک گفته شده که مجموع میزان آنتروپی در یک سیستمِ بسته هرگز کاهش نمی‌یابد. از این رو تلاش شده تا به‌طور فلسفی بررسی شود که آیا می‌توان پاسخ به سؤالاتی عمیق مثل معنای زندگی، چگونگی رشد جهان و علت حرکت رو به جلوی زمان را بر اساس الگوی آنتروپی یافت یا خیر.

بر اساس قانون دوم ترمودینامیک می‌توان نتیجه گرفت که جهان -که یک فضای مشخص است- به سمت بی‌نظمی گرایش دارد. این مفهوم هرچند از جنبه‌ی نظری صحیح است، اما به نظر گنگ می‌رسد. نیوساینتیست برای روشن کردن این مطلب از درِ فیزیک کوانتوم وارد شده است.

 آنتروپی چیزی نیست که یک مقدار ثابت و عینی پیش از اندازه‌گیری بتوان برایش متصور بود. از قضا در مکانیک کوانتوم نیز خواص هر شی‌ء یا سیستمی تا زمانی که اندازه‌گیری نشود، قابل تعیین نیست؛ بنابراین با بهتر شناختن بحث بی‌نظمی در حوزه‌ی کوانتوم (با کمک آنتروپی) می‌توان در فناوری‌هایی مثل علوم کامپیوتری که از علم کوانتوم بهره می‌برند، به یک تحول عظیم دست یافت.

 

  نیچـر - Nature

ساعت ۰۲:۳۳ بامداد ۱۷ ژوئیه ۱۹۱۸ میلادی است و حدودا یک سال از انقلاب اکتبر بلشوییک‌ها می‌گذرد. انقلابیون از ترس قدرت‌گیری دوباره‌ی سلطنت‌طلبان به‌طور ناگهانی به محل اقامت نیکلای دوم، پادشاه سابق یورش برده و او را در کنار همسر و پنج فرزندش تیرباران می‌کنند و اجساد را در مکانی نامعلوم دفن می‌کنند. سال ۱۹۹۱ چندین استخوان در گوری دسته‌جمعی در روسیه کشف می‌شود؛ اعتقاد بر این است که متعلق به نیکولای دوم و خانواده‌اش است. هرچند ۷۰ سال از عمر استخوان‌ها می‌گذرد اما علم ژنتیک با کمک ژن نوادگان خاندان تزار، صحت این ادعا را تأ یید می‌کند. امروزه تعیین هویت ژنتیکی، با اهداف مختلف در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد و مجله‌ی نیچر پرونده‌ی جلد خود را به این شاخه از علم اختصاص داده است.

یکی از کاربردهای علم ژنتیک، تبارشناسی ژنتیکی است که در تعیین رده نژادی افراد استفاده می‌شود. تا به امروز مطالعات ژنتیکی در این حوزه، تنها معطوف بر اروپایی‌ها بوده که طبیعتا تنوع نژادی محدودی از لحاظ داده‌های ژنتیکی دارند؛ بنابراین پروژه‌ی GenomeAsia100K، با هدف برنامه‌ریزی و تجزیه تحلیل ژنوم 100 هزار نفر از قاره‌ی آسیا آغاز شده تا گامی برجسته را برای پر کردن این شکاف بردارد.

 به‌تازگی فاز مقدماتی این پروژه انجام گرفته و ژنوم 1739 نفر از 219 گروه جمعیتی در 64 کشور آسیایی جمع‌آوری شده است. محققان قصد دارند از این داده‌ها برای فهرست کردن تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیتی استفاده کنند. آن‌ها همچنین دریافتند که در آسیا نژادهای متعددی وجود دارد که در طول تاریخ از جمعیت اصلی خود خارج شده و یک جمعیت جدید را شکل داده‌اند. دانشمندان معتقد هستند که مطالعه بیشتر این موارد می‌تواند به شناسایی ژن‌های مرتبط با بیماری‌های نادر نیز کمک کند.

 

  تایم - Time

شیرین‌ترین دارایی هر انسانی جان اوست و اکثریت مطلق انسان‌ها میل به عمر بیشتر و حتی جاودانگی دارند! ما در دوران فوق‌العاده‌ای زندگی می‌کنیم و در نتیجه‌ی پیشرفت علم پزشکی، میانگین عمر انسان‌ها افزایش محسوسی داشته است. مجله‌ی تایم در پرونده‌ی جلد این شماره به سراغ پیامدهای اجتماعی این مسئله رفته است.

انسانی که هم‌اکنون یعنی در سال 2019 پا به دنیا می‌گذارد، به‌طور متوسط طول عمرش بیست سال بیشتر از فردی است که در سال 1925 متولد شده بود. از سال 2012 نرخ جمعیت مسن در سیاره‌ی زمین رشدی مستمر داشته و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2035 جمعیت افراد بالای 65 سال برای اولین بار در طول تاریخ بشریت از جمعیت افراد زیر 18 سال پیشی بگیرد. حالا که آینده پیش روی ماست، باید خود را برای یکی از بدیهی‌ترین چالش‌های آن آماده کنیم. در جهانی که اکثریت آن را افراد مسن تشکیل دهند، امکانات و زیرساخت‌ها و اماکن و... نیز باید متناسب با این اکثریت نوظهور طراحی شود.

هنگامی که صدسالگی افراد امری عادی تلقی شد، قاعدتا باید وسایل حمل‌و‌نقل عمومی، سرگرمی و تفریحی و مطالعاتی، خوراکی‌ها و... مطابق با وضعیت آن‌ها باشد. شاید تنها قلمرویی که از قبل خود را آماده کرده، علم پزشکی است. آن‌ها تا همین‌جا گام‌های خوبی را برداشته‌اند و وسایلی در دسترس هست که طیف گسترده‌ای از مشکلات سالمندان شامل مشکلات شنوایی، بینایی، چشایی، حمل‌و‌نقل و ... را مرتفع ‌می‌کند.

اگر «سه دهه» به میانگین عمر انسان افزوده شود، اوقات فراغت و لذت از زندگی بیشتر خواهد شد؛ در عین حال باید پژوهش و مطالعاتی انجام بگیرد که با این عمرِ افزوده شده، چه برنامه‌‌هایی می‌توان ترتیب داد و این اوقات بیکاری نو را چطور می‌توان پر کرد.

 

 ساینس فوکوس - BBC Science Focus

سیاره زهره یکی از دو همسایه زمین در منظومه شمسی است. هرچند فاصله‌ی زمین با مریخ، بیشتر از فاصله‌ای است که با دیگر همسایه خود یعنی سیاره زهره دارد، اما کمتر کسی گرایش دارد تا در مورد زهره تحقیق کند. این موضوع تنها منحصر به مردم عادی نیست، حتی دانشمندان هم بیشتر تمایل دارند در مورد همسایه دورتر، یعنی مریخ تحقیق کنند. بی‌بی‌سی ساینس فوکوس در پرونده‌ی جلد خود به سراغ تلاش تازه‌ای رفته که برای کشف اسرار این سیاره صورت گرفته است.

آب مایه‌ی حیات است. زهره از نظر جرم و اندازه و قدمت به زمین بسیار شبیه است. اما چرا در آن آب نیست؟ کاوشگر ونوس اکسپرس در سال 2008 آشکار کرد نشانه‌هایی غیرقابل‌انکار از گاز هیدروژن در حال خروج از جو این سیاره یافته است (هیدروژن جزء اصلی مولکول آب است). یکی از علل این مسئله می‌تواند بادهای خورشیدی باشد که میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را از منظومه شمسی می‌رانند. برخلاف زمین، زهره فاقد میدان مغناطیسی است و احتمال می‌رود طی 5/4 میلیارد سال بخشی از آب خود را به این طریق از دست داده باشد. دلیل دیگر می‌تواند غلظت اتمسفر آن باشد. غلیظ بودن زهره باعث شده تا بخش اعظمی از گرمای خورشید داخل آن باقی بماند.

 تاکنون دمای زیاد زهره، مانع از این ‌شده که هرگونه فضاپیمای ساخت بشر بتواند برای بازه‌ای طولانی در جوار این سیاره بماند. اخیرا گروهی از دانشمندان دانشگاه بوفالو با الهام از سفره‌ماهی‌ها، کاوشگری را طراحی کرده‌اند که مانند آن‌ها قادر به مانور افقی و عمودی سریع است. از مهم‌ترین اهداف ساخت این کاوشگر نمونه‌برداری از اتمسفر، نظارت بر الگوهای آب‌و‌هوایی و همچنین ثبت فعالیت‌های آتش‌فشانی این سیاره خواهد بود.

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

تلگرام گوگل پلاس لینکدین