printed-wifi-1_1024

طوّر العلماء جهاز من البلاستيك -مطبوعًا بطابعة ثلاثية الأبعاد- يمكن أن يتصل بالواي فاي دون الحاجة إلى إلكترونيات أو بطاريات، مما يعني أن الأجهزة المنزلية يمكن أن تصبح أذكى بكثير في المستقبل دون الحاجة إلى دوائر إلكترونية أو كهربية.

تلك التقنية يمكن أن تُستغَل، على سبيل المثال، لجعل زجاجة تطلَّب إعادة الملء عن طريق الإنترنت بمجرد أن تُفرَّغ؛ أو لصناعة جهاز بسيط للتحكم بالصوت بدون أيّ توصيلات أو أيّ مصدر للطاقة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
ربما تتساءل كيف يكون هذا ممكنًا؟

أنشأ فريق من جامعة واشنطن نظام يحتوي على مقبس من البلاستيك وزنبرك وترس وهوائي، يستطيع هذا النظام عند تنشيطه بالضغط أو بأي حركة امتصاص أو عكس إشارات الواي فاي لأجل التواصل.

فيكرام آير (Vikram Iyer) مهندس كهربائي وأحد الباحثين، يقول: «كان هدفنا طباعة شيء بالطابعة ثلاثية الأبعاد يستطيع إرسال معلومات مفيدة للأجهزة الأخرى».

وواصل قائلًا: «لكن التحدي الكبير هو كيف تتواصل بدون أسلاك بالواي فاي باستخدام البلاستيك فقط؟ هذا شيء لم يقدر أحد على تحقيقه من قبل».
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
آلية المركز للبلاستيك هي عبارة عن خيط موصل للكهرباء مصنوع من البلاستيك والنحاس، ومطبوع على طابعة ثلاثية الأبعاد، يستطيع بشكل متقطع الاتصال بالوايفاي -والانقطاع عنه- بهوائي يغيِّر إشارة الواي فاي بينما يمررها.

بهذا الشكل يستطيع، على سبيل المثال، الأنيمومتر أن يقيس سرعة الرياح، لأنه بينما يدور أسرع يتلامس الخيط بتردد أكبر مما يزيد تردد الإشارات المنقولة، كما سيعمل جهاز قياس تدفق المياه بنفس الشكل.

استطاع العلماء تحويل الآلية إلى مقابس وأزرار تحكّم، حيث تولِِّد الحركة الانتقالات التي ترسل إشارات بسيطة لإشارات الوايفاي ،والتي قد تكون مرسلة إلى هاتف ذكي أو أي جهاز آخر.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وجود السن على الترس متصل بالخيط يصدر الآحاد والأصفار المطلوبة للاتصال الرقمي، وهذه التقنية المعروفة بإسم البعثرة الخلفية أو عكس الأمواج، والتي في هذه الحالة هي أمواج الواي فاي.

الفريق كان أيضًا قادرًا على تكييف الخيط ليعمل مع برادة الحديد بدلًا من النحاس والذي يسمح بتحويل المعلومات لمجسم مطبوع ثلاثي الأبعاد يشبه باركود خفي يحمل إرشادات.

جاستين شان (Justin Chan) أحد أعضاء الفريق، يقول: «قد يبدو مجرد مجسّم مطبوع ثلاثي الأبعاد، لكنه يحتوي على معلومات خفيّة داخله والتي يمكن أن تُقرَأ بهاتفك الذكي»، وهذا لأنّ كل هاتف ذكي يحتوي على ماجنيتومتر ليساعد على العمل في المجال المغناطيسي للكرة الأرضية، نفس جهاز الاستشعار قادر على رصد النمط من الآحاد والأصفار الناتج من برادة الحديد والبلاستيك.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
إلى الآن هذه الأدوات مكتنزة وغير جاهزة للإنتاج على مقياس كبير، لكنهم قد يتكيفون في المستقبل مع كل الأغراض، مع كل الأجهزة في منازلنا التي تنافس على إشارة الوي فاي والكهرباء، هذا قد يكون مجرد طريق أبسط للحصول على أجهزة أكثر متصلة بالإنترنت وببعضها البعض.

كتب العلماء في مقالهم «هذا العمل جزء من رؤيتنا الممتدة لإقرار الديمقراطية في إنتاج مجسمات تتصل بإنترنت الأشياء وقادرة على توصيل المعلومات بسلاسة في أي مكان وفي أيّ وقت».

يمكنك مشاهدة الفيديو الخاص بالفريق:

https://www.youtube.com/watch?v=gU6-o9SIkMQ

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: هشام محمد منير</li>
 	<li>تدقيق: صهيب الأغبري</li>
 	<li>تحرير: ناجية الأحمد</li>
 	<li><a href="http://www.sciencealert.com/3d-printed-plastic-objects-connect-to-wi-fi-no-electronics-batteries" target="_blank" rel="noopener">المصدر </a></li>
</ul>

الاتصال بشبكة الواي فاي بدون دوائر إلكترونية صار ممكنًا!

هل يستطيع الذكاء الصناعي جعل غذائنا خاليًا من اللحم؟

معظم من يقرءون المقال قد سمعوا من قبل عن الفوتونات وثابت بلانك وميكانيكا الكم، وبعضهم قد سمع من قبل عن الفونونات وعن ازدواجية الموجة والجسيم، ولكن قلةً فقط يعرفون القصة كاملة, قلةٌ فقط يعرفون من هم فلهلم فيين (Wilhelm Wien) ورايلي (Lord Rayleigh) وجينس (James Jeans) وإيجور تام (Igor Tamm).

<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display:inline-block" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>

قبل البدء في سرد القصة يجب أن نعرف ما هو إشعاع الجسم الأسود, الجسم الأسود ببساطة هو مصطلح فيزيائي لجسم مثالي غير موجود في الواقع يتميز بامتصاصه الكامل للإشعاع الساقط عليه ولا يقوم بعكس أي جزء منه, يُستخدم هذا المصطلح لتسهيل دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي؛ إذ أن الأجسام تتعامل مع الإشعاع في ثلاث عمليات وهي: الامتصاص والإشعاع والعكس.

فإهمال قدرة الأجسام على عكس الإشعاع الساقط عليها يسهل من دراسة الموضوع. لذلك يعرف هذا الجسم بالجسم الأسود لأنه لا يعكس أيًا من الإشعاع الساقط عليه فيظهر للمراقب كأنه جسم أسود تمامًا عند درجة حرارة الغرفة.

الأجسام عمومًا بتعرضها لأي نوع من أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي تمتص جزءًا منه (وفي حالة الجسم الأسود نعتبر أنه امتص الإشعاع كاملًا دون أن يعكس شيئًا منه), ولكن لأي جسم حرارة داخلية وهي التي تتسبب في حركة الإلكترونات، ومن ثم إشعاع موجات كهرومغناطيسية تعتمد تردداتها وقوة تدفقها الإشعاعي على درجة حرارتها.

ولك أن تتخيل أن أقرب الأجسام في خصائصها للجسم الأسود في مجموعتنا الشمسية هي الشمس، إذ أنها تمتص معظم الضوء الساقط عليها ولكنها تنتج إشعاعًا ناتجًا من حرارتها.

والإشعاع الصادر من الأجسام يتميز بشيئين غريبين: الأول هو نطاق الترددات (أو الأطوال الموجية) للموجات الكهرومغناطيسية المشعة من الجسم، والثاني هو التدفق الإشعاعي لكل طول موجي إذ تثبت القياسات العملية أن الإشعاعات تأخذ شكلًا مشابهًا للدالة التربيعية السالبة.

<a href="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/بدون-عنوان2.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-43569" src="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/بدون-عنوان2.jpg" alt="" width="682" height="656" /></a> <a href="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/بدون-عنوان-1.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-43570" src="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/بدون-عنوان-1.jpg" alt="" width="608" height="299" /></a>وفقًا لمعادلة رايلي وجينز فإن التدفق الإشعاعي سيزداد بزيادة التردد، وسيعمل تردد الأشعة فوق البنفسجية كخط متقارب يقترب منه ناتج المعادلة دون أن يصل له والتدفق الإشعاعي يقترب إلى ما لا نهاية!! ولهذا السبب سميت بكارثة الأشعة فوق البنفسجية.

<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display:inline-block" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>

المحاولة الثالثة كانت على يد ماكس بلانك والتي أدت إلى ظهور ميكانيكا الكم. ما قام به ماكس بلانك هو افتراض أن الطاقة التى يمكن أن ينقلها الإشعاع الكهرومغناطيسي للمادة ليست متصلة كما افترضت الفيزياء الكلاسيكية ولكن منفصلة! ما افترضه ببساطة هو أن طاقة الإشعاع ليست سوى عدد صحيح مضروب في ثابت، وأن الطاقة لا تنقسم إلى أجزاء لا متناهية. كان الثابت الذي لا يمكن تقسيمه إلى حزم طاقة أقل هو الفوتون (طاقة الفوتون=تردد الفوتون × ثابت بلانك) لذا، فإن:

طاقة إشعاع كهرومغناطيسي له تردد ثابت= عدد صحيح × التردد × ثابت بلانك.

ومن هنا جاء اسم ميكانيكا الكم؛ من الكميات الصغيرة التي لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء أصغر, وعلى هذا الأساس حاول ماكس بلانك أن يستخرج معادلةً لوصف إشعاع الجسم الأسود والتي نجحت في وصفه بطريقة دقيقة جدًا.

نجحت ميكانيكا الكم في وصف العديد من الظواهر اعتمادًا على تصوّر العالم الذري ودون الذري، وظهرت بعد ذلك فكرة الفونونات عام 1932م على يد إيجور تام والتى تمثل اهتزازات الجسيمات وتعادل في علم الصوت الفوتونات في علم البصريات.

<hr />

<ul>
 	<li>إعداد: هشام محمد منير.</li>
 	<li>تدقيق: جعفر الجزيري.</li>
 	<li>تحرير: عامر السبيعي.</li>
 	<li><a href="https://www.youtube.com/watch?v=tQSbms5MDvY" target="_blank" rel="noopener">المصدر الأول</a></li>
 	<li><a href="https://thecuriousastronomer.wordpress.com/2013/10/21/blackbody-radiation-and-the-ultraviolet-catastrophe/" target="_blank" rel="noopener">المصدر الثاني</a></li>
 	<li><a href="http://www.dummies.com/education/science/quantum-physics/how-quantum-physicists-describe-a-black-body/" target="_blank" rel="noopener">المصدر الثالث</a></li>
</ul>

كارثة الأشعة فوق البنفسجية

(أعتقد بأنني سأتوقف هنا.)

بهذه العبارة أنهى أندرو وايلز (في الثالث والعشرين من يونيو عام 1993) سلسلة محاضراته في معهد إسحاق نيوتن في كامبريدج. التصفيق _كما أبلغ الشهود_ كان مدوٍّ،فوايلز تمكن أخيرا من برهنة ما أزعج علماء الرياضيات لأزيد من ثلاثمائة وخمسين عامًا. إنها مبرهنة فيرما الأخيرة.

المبرهنة مرتبطة بالرياضيات، وتعود جذورها لأكثر من ألفي سنة خلت. ولعل معظم الناس قد سمعوا من قبل عن نظرية فيثاغورث لأضلاع المثلث قائم الزاوية ( أ2 + ب2 = جـ2 ) ، بحيث الضلع (جـ) يمثل الوتر (الضلع المقابل للزاوية القائمة).
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
هناك عدد لا نهائي من الأرقام الطبيعية التي يمكن التعويض بها في تلك المعادلة بنجاح، مثل (3،4،5) و (5،12،13) و (6،8،10) والتي تسمى ثلاثيات فيثاغورثية.

مبرهنة فيرما الأخيرة تبحث عن معادلات مماثلة ولكن بأسس مختلفة، بمعنى آخر هل هناك ثلاثيات من الأعداد الطبيعية تخضع للمعادلة ( أ3 + ب3 = جـ3 ) أو ( أ4 + ب4 = جـ4 ) أو ( أ5 + ب5 = جـ5 ) أو ( أن + بن = جـن ) ؟!

أقنع عالم الرياضيات بيري دي فيرما في القرن السابع عشر نفسه بأن مثل تلك الثلاثيات ليس لها وجود ولا لأي أس طبيعي أكبر من اثنين (ن&gt;2).

وفي عام 1637 كتب على هامش كتابه الرياضي أنه قد وجد "برهان مذهل" لهذا الافتراض، والذي استغرق وقتا طويلًا ليتم إدراجه في الهامش؛ لذا فإن الخربشات المحيرة التي أدرجها أثارت العديد من الأسئلة في صفوف علماء الرياضيات لفترة طويلة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
عندما أعلن وايلز مبرهنته في معهد نيوتن (بعدما اشتغل عليها لمدة سبع سنوات بشكل سري تفاديا للفت الانتباه) أقر بما كان يفعله. في الواقع إنه كان يشتغل على مسألة أكثر عمومية وهي حدسية تانيما-شيمورا، والتي يحيل حلها على مبرهنة فيرما الأخيرة.

إلا أنها كانت غير متاحة لمعظم علماء الرياضيات في ذلك الوقت. (وعلى الرغم من أن وايلز لم ينشر أي شيء عن هذا الموضوع.

فالجميع عرف بأنه أنسب شخص يمكنه أن ينجح في إثبات مبرهنة فيرما الأخيرة) هذا ما قاله توم كيرنر عالم الرياضيات في جامعة كامبريدج مضيفا ( كنت قد أجريت مقابلةً مع وايلز من أجل منحة في قاعة ترينتي بكامبريدج، قبل أن ينتقل إلى برينستون. الجميع أقر بأنه عبقري.)

وقبل أن يعلن وايلز إثباته، كان قد ألقى محاضرات كجزء من برنامج بحثي في معهد نيوتن ليومين متتاليين. وأوضح كيرنر أن العديد من الشائعات كانت منتشرة في الأنحاء مفادها أن شيئًا مهمًا سيحدث في اليوم الثالث. يقول كيرنر أيضا، سألت أحد تلامذته عما سيحدث لكنه أبى أن يجيبني، ثم سألته عما إذا كنت سأندم إذا لم أحضر اليوم الأخير وكانت إجابته بالإثبات).
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وأضاف كيرنير قائلا: (محاضرة وايلز ناسبت التوقعات وأن الجو كان مشحونًا. فبعد انتهائه، أخذ الجميع يصفق بحرارة، فئة قليلة من الجمهور الذين كانوا على دراية بالمادة باشروا في طرح بعض الأسئلة والأجوبة بدت جيدة).

إلا أن الأمر لم يتوقف هنا، فمبرهنة وايلز كما وصفها كيرنر كان لها تأثير أكبر من تأثيرات نتائج أخرى من قبيل مبرهنة الألوان الأربعة، بسبب الرياضيات التي خُلقت لإثبات النظرية.

غير أن هذا النجاح لم يمنع من الحديث عن خطأ في ذات المبرهنة مما تطلب العمل على إصلاحها لمدة سنة إضافية بمساعدة من طالب سابق يدعى ريتشارد تايلور.

ولكن في النهاية، مشكلة الثلاثمائة وسبع وخمسين عامًا أسفرت عن ابتكار طرق متطورة لحلها.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: هشام محمد منير.</li>
 	<li>تدقيق: كنزة بوقوص.</li>
 	<li>تحرير: رؤى درخباني.</li>
</ul>
<a href="https://wild.maths.org/andrew-wiles-and-fermats-last-theorem" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a>

هشام محمد منير

الأعمال

الاتصال بشبكة الواي فاي بدون دوائر إلكترونية صار ممكنًا!

هل يستطيع الذكاء الصناعي جعل غذائنا خاليًا من اللحم؟

كارثة الأشعة فوق البنفسجية

مبرهنة فيرما الاخيرة