phpFYhQcG

<h1 class="ql-direction-rtl ql-align-center">إذا كانت الذرات في معظمها فراغًا.. فلماذا لا يمكننا المرور عبر الجدران؟</h1> إذا كان معظم حجم الذرة فراغًا، فكيف تبدو بعض المواد صلبة؟ يفسر مبدآن فيزيائيان ذلك. نرى في بعض الأفلام أبطالًا يخترقون الجدران كما لو كانوا أشباحًا، مثل شخصية فيچن من سلسلة أفلام أفنچرز أو هاري بوتر عند دخوله للرصيف 9¾. يبدو الأمر في تلك الأفلام غاية البساطة. لكن في الواقع، أي محاولة لتجربة ذلك ستنتهي غالبًا بكدمة في أنفك والكثير من علامات الاستفهام. لماذا لا نستطيع المرور عبر الجدران فعليًا؟ فاللبنات الأساسية للمادة هي الذرات، والذرات يتكون معظم حجمها من فراغ. وفي مركز الذرة توجد النواة، وهي صغيرة للغاية، أصغر مئة ألف مرة من حجم الذرة ككل، وتدور الالكترونات حولها بمسافة بعيدة عنها نسبيًا. ومع ذلك، نشعر بأن الأجسام من حولنا صلبة ومتماسكة، كيف؟ السر يكمن في مبدئين أساسيين في الفيزياء يجعلان من المرور عبر المواد الصلبة مستحيلًا: تنافر الشحنات الساكنة، ومبدأ استبعاد باولي. وفقًا لنموذج الفيزياء الكلاسيكية، تتكون الذرة من نواة تضم البروتونات والنيوترونات، وتتحرك حولها الإلكترونات. يؤدي التجاذب بين الشحنة الموجبة للبروتونات والسالبة للإلكترونات إلى بقاء الذرة متماسكة. لكن في ميكانيكا الكم، لا يتحرك الإلكترون في مدار دائري منتظم، بل يُشكّل ما يُعرف بسحابة الاحتمالية: منطقة ضبابية تُعبّر عن الأماكن التي يُحتمل أن يوجد فيها الإلكترون. قال رحيم هشماني طالب الدكتوراه في الفيزياء بجامعة ويسكونسن-ماديسون: «هذه السحابة ليست شيئًا يتحرك بذاته. بل هي توزيع يوضح المواضع الأكثر احتمالًا لوجود الإلكترون». تجعل هذه السحابة من الطبقة الخارجية للذرة غشاءً سالب الشحنة. «إذا حاولت المرور عبر جدار، فإن ذرات جسمي ستواجه ذرات الجدار، وستتنافر معًا بسبب شحناتها المتشابهة». هذا ما يُعرف بالتنافر الكهرومغناطيسي، وهو شبيه بما يحدث عندما تحاول تقريب القطبين المتماثلين لمغناطيس، إذ يتنافر كل منهما مع الآخر. فعند محاولة المرور عبر جدار، تتفاعل إلكترونات ذرات الجسم مع إلكترونات ذرات الجدار من خلال المجالات الكهرومغناطيسية، هذه القوى هي التي تمنع الذرات من التداخل معًا، وهي السبب وراء كون المواد الصلبة تظل متماسكة وتبدو صلبة. لكن ماذا لو دُفعت الذرات لتتقارب أكثر من اللازم؟ هنا يأتي دور مبدأ استبعاد باولي. الذي ينص على أن بعض الجسيمات، وتُعرف بالفرميونات، لا يمكنها أن تتشارك الحالة الطاقية نفسها أو أن توجد في المكان الفيزيائي نفسه في الوقت نفسه. تعد الإلكترونات من الفرميونات، ولهذا يمكن استخدام المصطلحين بالتبادل في هذا السياق. «عندما تبدأ سُحب الإلكترونات بالاقتراب من بعضها، قد تتداخل، أي أن قد يحاولا إلكترونين شَغْل الحيّز الفيزيائي نفسه. لكن وفقًا لمبدأ استبعاد باولي، فإن هذا غير مسموح». كِلا المبدأين –مبدأ استبعاد باولي والتنافر الكهرومغناطيسي– يمنعان الذرات من شَغْل الحيز الفيزيائي نفسه. ودونهما، لم تكن المواد الصلبة لتحافظ على شكلها كما نعرفها. أما في الحالة الغازية والسائلة للمادة، فللذرات حرية حركة أكبر بسبب المساحة الأكبر بين الذرات، لكن القوانين نفسها تظل قائمة: فهي تمنع الذرات من التداخل معًا، وليس من الحركة. مع ذلك، حتى وإن بدا مرور جسم عبر آخر أمرًا مستحيلًا، فإن ميكانيكا الكم تطرح دائمًا احتمالًا مثيرًا: فمن الناحية التقنية، توجد فرصة ضئيلة جدًا لحدوث ذلك. فالجسيمات مثل الإلكترونات لا تسلك سلوك مشابه للكرات الصلبة الصغيرة، بل تُظهر أيضًا سلوكًا موجيًا، ويمكن لهذه الموجات أحيانًا أن تتمدد لتمر عبر الحواجز الفيزيائية. لنفترض أن موجة تمثل جسيمًا اصطدمت بجدار، أي حاجز لا يمتلك الجسيم طاقة كافية لعبوره. في حالة الميكانيكا الكلاسيكية، سيرتد الجسم ببساطة. أما في حالة ميكانيكا الكم فالأمر مختلف، فالموجة لا تتوقف فجأة، بل تبدأ التناقص أُسّيًا عند الاصطدام بالحاجز. ولو كان الجدار رفيعًا بما فيه الكفاية، قد توجد فرصة ضئيلة للموجة أن تعبر إلى الناحية الأخرى. ولما كانت الموجة تُعبّر عن احتمالية وجود الجسيم في مكان ما، فهذا يعني احتمالًا ضئيلًا جدًا أن يظهر الجسيم في الناحية الأخرى من الجدار. تُعرف هذه الظاهرة باسم النفق الكمومي. مع ذلك، فإن احتمال مرور شخص كامل عبر جدار يساوي تقريبًا واحدًا مقسومًا على عشرة مرفوعة للقوة عشرة، مرفوعة بدورها للقوة ثلاثين. وإذا أدخلت هذا الرقم في آلة حاسبة، ستقرب تلقائيًا الرقم إلى صفر. إذ لا توجد آلة على الكوكب قادرة على إظهار نتيجة مختلفة عن الصفر. لتدرك بذلك مدى ضآلة هذه الاحتمالية. «هذا هو أقرب ما يمكن أن يكون للصفر، لكنه ليس صفرًا مطلقًا. الاحتمال ضئيل إلى حد لا يمكن تصوره، لدرجة أنني واثق تمامًا من أنه لن يحدث حتى على مدى عمر الكون».&nbsp;

إذا كانت الذرات في معظمها فراغًا.. فلماذا لا يمكننا المرور عبر الجدران؟

php5849Wt

<h1 class="ql-direction-rtl ql-align-center">أقرب كوكب شبيه بالأرض ربما يكون على بعد 40 سنة ضوئية فقط!</h1> &nbsp;ربما يكون أحد الكواكب في نظام ترابيست-1 الواقع على بُعد 40 سنة ضوئية فقط منا، مُحاطًا بغلاف جوي قادر على دعم الحياة. إذ كشفت المشاهدات الجديدة والمثيرة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي مؤشرات توحي بأن الكوكب الخارجي ترابيست-1e، الذي يُماثل كوكب الأرض في حجمه تقريبًا، قد يمتلك غلافًا غازيًا مشابهًا للغلاف الجوي لكوكبنا، ما قد يهيئ الظروف لوجود مياه سائلة على سطحه. مع أن هذه النتائج ما تزال غير مؤكدة وتحتاج إلى مزيد من الدراسات التفصيلية والمتابعة الدقيقة للتحقق من صحتها، فإنها تُعد حتى الآن أقرب ما توصل إليه علماء الفلك في رحلتهم الطويلة للعثور على كوكب أرض ثان. توضح سارة سيجر، عالمة الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، المؤلفة المشاركة في البحث: «ما يزال كوكب ترابيست-1e أحد أكثر الكواكب إثارةً للاهتمام في المنطقة الصالحة للحياة، هذه النتائج الجديدة تُقربنا خطوةٕ إضافيةً من معرفة طبيعة الحياة على هذا الكوكب». «إن الأدلة التي تستبعد السيناريوهات المشابهة التي حدثت لغلافَي المريخ والزهرة تجعلنا نركز بدقة أكبر على الاحتمالات الأخرى التي ما زال حدوثها ممكنًا». عند البحث عن عوالم صالحة للحياة خارج نظامنا الشمسي، فإن الأرض هي النموذج الذي يبحث عُلماء الفلك عما يشبهه. يعود ذلك إلى أننا في الكون بأكمله لم نجد عالمًا أو كوكبًا معروفًا يصلح للحياة إلا كوكب الأرض، الذي نعلم بما لا يدع مجالًا للشك أن الحياة قد نشأت وازدهرت عليه. إحدى السمات الرئيسة التي يبحث عنها العلماء هي إمكانية وجود مياه سائلة على سطح الكوكب، التي تُعد مادةً ضروريةً جدًا للعمليات الكيميائية الحيوية للكائنات الحية. ذلك يعني أن الخطوة الأولى لإيجاد الكواكب الخارجية الصالحة للحياة، وجود الكوكب على بُعد مناسب عن نجمه المضيف، في موقع لا تكون المياه مُجمدةً فيه أو تحت درجة حرارة منخفضة جدًا أو مُتبخرة بسبب درجة الحرارة العالية. أُعلِن عن اكتشاف النظام النجمي ترابيست-1 عام 2016. وقد أثار هذا الاكتشاف حينها حماسًا واسعًا في الأوساط العلمية لسبب وجيه، إذ يتكون هذا النظام من نجم قزم أحمر تدور حوله سبعة كواكب خارجية ذات طبيعة صخرية -ليست غازيةً أو جليديةً كما هو حال كواكب كثيرة أخرى، والأكثر إثارة للاهتمام أن بعض هذه الكواكب تقع تمامًا ضمن ما يُعرف بالمنطقة الصالحة للسكن أو منطقة المياه السائلة، أي النطاق الذي قد تسمح ظروفه بوجود مياه في حالتها السائلة على السطح. لكن مجرد وجود الكوكب في هذه المنطقة لا يكفي وحده ليجعله صالحًا لاحتضان الحياة. فحتى تبقى المياه مستقرةً في حالتها السائلة -بدل أن تتبخر أو تتصاعد مباشرةً إلى الفضاء كما يحدث في الفراغ عند درجات حرارة مناسبة، لابد من وجود غلاف جوي يحافظ على الضغط والاستقرار الحراري. هنا تبدأ الصعوبة بالنسبة إلى النظام النجمي ترابيست1. فالأقزام الحمراء -ومنها النجم المركزي نفسه لهذا النظام- أبرد بكثير من نظيره النجمي: الشمس. ذلك يجعل المنطقة الصالحة للحياة قريبةً جدًا من النجم نفسه. غير أن هذه الأقزام الحمراء تُعرف أيضًا بنشاطها الشديد، إذ تُطلق توهجات وانفجارات نجميةً متكررةً وقويةً. يُعتقد أن مثل هذا النشاط قد يكون كفيلًا بتجريد الكواكب القريبة من أغلفتها الجوية بمرور الزمن، ما يهدد أي إمكانية لوجود بيئة مستقرة تدعم الماء السائل والحياة. بعد العديد من الدراسات التفصيلية عن الكوكب ترابيست-1d، أحد الكواكب الواقعة في المنطقة الصالحة للحياة في النظام النجمي ترابيست-1، لم يُعثر على أي أثر لغلاف جوي يحيط به. أما الكوكب ترابيست-1e فيتموضع في موقع أكثر ملاءمةً لاحتضان الحياة، إذ يدور على مسافة أبعد قليلًا عن النجم، ما يوفر له ظروفًا أكثر استقرارًا. استخدم فريق من العلماء تليسكوب جيمس ويب الفضائي لدراسة الشعاع النجمي القادم من النجم ترابيست1 في أثناء عبور الكوكب ترابيست1e أمامه. ركزت الدراسة على البحث عن أي تغيرات طفيفة في الضوء قد تكشف ليس فقط عن وجود غلاف جوي بل أيضًا عن مكوناته.جيا آنا جليدن البيانات وتفسير النتائج لمعرفة دلالاتها. جمع الفريق بيانات أربع عمليات عبور للكوكب ترابيست1e أمام النجم، وبدؤوا تحليلها بدقة. مع الأخذ في الحسبان أنها عملية بالغة التعقيد بسبب الحاجة إلى تصحيح أي «تلوث» قد يُحدثه النشاط النجمي، مثل الانفجارات والتوهجات النجمية والانبعاثات المتغيرة. لكن النتائج التي توصلوا إليها كانت غامضةً إلى حد محبط. إذ لم تُقدم سوى أدلة محدودة. بالكاد تكفي لتشجيع الباحثين على مواصلة المتابعة والدراسات المستقبلية. أوضح عالم الفيزياء الفلكية بجامعة القديس أندروز في بريطانيا ريان ماكدونالد: «لقد توصلنا إلى احتمالين رئيسيين لتفسير ما رصدناه. الاحتمال الأكثر إثارةً هو أن الكوكب ترابيست1e يمتلك ما يُسمى غلافًا جويًا ثانويًا، يتكون من غازات ثقيلة مثل النيتروجين. مع ذلك، فإن مشاهداتنا الأولية ما تزال غير كافية للجزم ولا يمكنها استبعاد أن يكون الكوكب مجرد صخرة عارية بلا أي غلاف جوي». إذا تبين أن للكوكب الخارجي غلافًا جويًا بالفعل، فإن جليدن وزملاءها قد قطعوا الخطوات الأولى نحو تحديد مكوناته المحتملة. حين يمر الضوء النجمي عبر الغلاف الجوي لكوكب ما، فإن بعض أطواله الموجية تُمتص ثم يُعاد إصدارها بواسطة الذرات والجزيئات المكوِنة لذلك الغلاف الغازي. بتتبع المناطق المعتمة والساطعة في الطيف، يستطيع العلماء استنتاج ماهية الذرات والجزيئات. أظهرت النتائج احتمالًا ضعيفًا لوجود تركيز مرتفع من ثاني أكسيد الكربون، ما يستبعد السيناريوهات المشابهة لأغلفة كوكبي الزهرة والمريخ. لا تُرجح البيانات وجود غلاف جوي غني بالديوتيريوم -أحد نظائر الهيدروجين- مترافقًا مع نسب عالية من ثاني أكسيد الكربون والميثان. لكن الطيف الرصدي يتوافق بشكل وثيق مع وجود غلاف جوي غني بالنيتروجين الجزيئي، مع كميات ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون والميثان. يتضمن هذا الاحتمال قدرًا كبيرًا من الإثارة. إذ إن الغلاف الجوي للأرض يتكون تقريبًا من 78٪ من النيتروجين الجزيئي. فإذا أمكن تأكيد هذه النتائج، فقد يكون ترابيست-1e بالفعل أقرب الكواكب الخارجية شبهًا بالأرض حتى الآن. غير أن هذا الشرط لم يُحسم بعد. لحسن الحظ، فإن المزيد من عمليات الرصد عبر تلسكوب جيمس ويب الفضائي مازالت قيد التنفيذ، ما يمنح الباحثين فرصةً لتأكيد وجود الغلاف الجوي أو استبعاده قريبًا. تقول آنا جليدن: «ما زلنا في المراحل الأولى لاكتشاف مدى روعة الأبحاث التي يمكن لتلسكوب جيمس ويب الفضائي توفيرها. من المذهل أن نتمكن من قياس تفاصيل الضوء النجمي حول كواكب بحجم الأرض تبعد 40 سنةً ضوئية، ومعرفة شكل الحياة المحتملة هناك، إذا كانت ممكنة». «إننا نعيش بالفعل في عصر جديد من الاستكشاف العلمي، ومن المثير للغاية أن نكون جزءًا منه».

أقرب كوكب شبيه بالأرض ربما يكون على بعد 40 سنة ضوئية فقط!

phpU5m0qm

<h1 class="ql-direction-rtl ql-align-center">تطوير تقنية تحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود منزلي نظيف!</h1> &nbsp;يُعد ثاني أكسيد الكربون أحد أكثر الملوثات انتشارًا على كوكب الأرض، ويُعد عاملًا رئيسيًا في تغير المناخ العالمي. للحد من تأثيره، يعمل الباحثون في أنحاء العالم على ابتكار وسائل لالتقاطه من الغلاف الجوي وتحويله إلى منتجات ذات قيمة اقتصادية، مثل الوقود النظيف أو البلاستيك الصديق للبيئة. رغم ما تحمله هذه الفكرة من آمال واعدة وإمكانيات مستقبلية هائلة، فإن تطبيقها على نطاق واسع ما زال تحديًا علميًا بالغ الصعوبة. مهدت دراسة جديدة، قادها الباحث كاو ثانغ دينه، من قسم الهندسة الكيميائية في كلية سميث للهندسة، الطريق نحو تطبيقات عملية لتقنيات تحويل الكربون، قد تُغير هذه النتائج الطريقة التي تُصمم بها أنظمة التحويل الكربوني في المستقبل. تتناول الدراسة أحد أبرز العقبات التي تواجه عملية تحويل الكربون: استقرار المُحفز الكيميائي. في علم الهندسة الكيميائية، يُعرف المُحفز بأنه مادة تُساهم في تسريع التفاعل الكيميائي دون أن تُستهلك في أثناء التفاعل. في سياق تطوير أنظمة تحويل ثاني أكسيد الكربون، يؤدي المحفز دورًا جوهريًا، إذ يُتيح تحويل الغاز إلى منتجات مفيدة مثل الوقود والمكونات الأساسية للمواد المستدامة. تُعد المواد النحاسية من أكثر المحفزات كفاءةً في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان، وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي المستخدم في التدفئة المنزلية وتسخين المياه وتوليد الكهرباء. غير أن هذه المحفزات النحاسية تتعرض خلال العملية إلى تحولات هيكلية كبيرة، ما يجعل الحفاظ على كفاءتها فترات طويلة تحديًا جوهريًا. طور فريق الدكتور دينه أسلوبًا مبتكرًا يتيح تخليق المحفز النحاسي وإعادة تدويره في أثناء التفاعل الكهروكيميائي داخل نظام تحويل الكربون نفسه، ما يُساهم في استدامة العملية ويُقربها أكثر من التطبيق الصناعي الفعلي. بواسطة الطريقة الجديدة، لا يُضاف العامل المحفز النحاسي نفسه إلى عملية التحويل، بل يُضاف ما يُعرف بالمُقدم التحفيزي، مادة تحتاج إلى عملية تنشيط لتتحول إلى عامل مُحفز فعال. ثم يستخدم الباحثون إشارات كهربائية لتشكيل العامل المُحفز مباشرة داخل النظام في أثناء عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون. أفضل من ذلك، أنه عندما تُغلق الإشارات الكهربائية، يعود العامل المحفز إلى صورته الأصلية مقدمةً تحفيزية. ويقول الدكتور دينه: «إن تكرار هذه الدورة يضمن أداءً انتقائيًا ومستقرًا لفترات طويلة. إنه أحد أكثر الأنظمة استقرارًا حتى الآن في مجال تحويل ثاني أكسيد الكربون». في أنظمة تحويل الكربون التقليدية، فور أن تبدأ عملية اختزال ثاني أكسيد الكربون، يجب أن تستمر العملية دون توقف لتجنب تدهور المحفز. أما في النظام الجديد، فعندما تتوقف التفاعلات، يعود المحفز تلقائيًا إلى حالته الأولى، مقدمةً تحفيزية. وعند إعادة تشغيل النظام، تتكون مادة محفزة جديدة خلال ثوان معدودة، وتُستأنف عملية اختزال الكربون من جديد. تُعد الاستقرارية في أثناء التشغيل المتقطع أمرًا بالغ الأهمية عند دمج أنظمة تحويل ثاني أكسيد الكربون مع مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. يعبر الدكتور دينه وفريقه عن حماسهم الكبير للإمكانيات الجديدة التي ستكشف عنها هذه النتائج، خصوصًا في مجال إنتاج الميثان. يقول غوروي غاو، طالب الدكتوراه المشارك في المشروع: «يتميز الميثان بطاقة ذات كثافة عالية جدًا، ما يجعله مثاليًا لتطبيقات تخزين الطاقة. أيضًا فإن توافقه السلس مع البنية التحتية الحالية للغاز -متضمنةً خطوط الأنابيب ومرافق التخزين- يجعله مناسبًا لحلول توزيع الطاقة واسعة النطاق طويلة الأمد». شمل هذا البحث تعاونًا بين مؤسسات من كندا والولايات المتحدة والبرازيل وإسبانيا وأستراليا. الخطوة التالية، هي محاولة الفريق تطبيق النهج ذاته لإنتاج الإيثيلين والإيثانول ومنتجات أخرى. سيعمل الفريق أيضًا على توسيع نطاق هذه التقنية لتهيئتها للاستخدامات العملية، ما يمهد الطريق لمستقبل أكثر استدامة.

تطوير تقنية تحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود منزلي نظيف!

phpB933Vm

<h1 class="ql-direction-rtl ql-align-center">كيف أصبح الذكاء الاصطناعي بارعًا في تزييف الوجوه؟ وهل يمكننا اكتشاف الوجوه المزيفة؟</h1> أصبحت الصور التي يُنتجها الذكاء الاصطناعي واقعية إلى حد مذهل، لدرجة جعلت ما يُعرف بالمتعرفين الفائقين، وهم فئة نادرة تتمتع بقدرات استثنائية في تمييز الوجوه، ليس لديهم فرصة في ملاحظة الوجوه المزيفة. أما الأشخاص ذوو القدرات الاعتيادية على التعرف على الوجوه، فكان أداؤهم أسوأ من ذلك، إذ غالبًا ما يخطئون في الحكم ويعتقدون أن الوجوه المُولدة بالذكاء الاصطناعي حقيقية. جاءت هذه النتائج في دراسة نُشرت في الثاني عشر من نوفمبر في مجلة Royal Society Open Science. ومع ذلك، كشفت الدراسة أيضًا أن تلقي تدريب قصير لا يتجاوز خمس دقائق، يركز على الأخطاء الشائعة التي يقع فيها الذكاء الاصطناعي عند توليد الوجوه، قد يُحسن بشكل ملحوظ قدرة الأفراد على تمييز الصور المزيفة. قالت كاتي غراي، مؤلفة الدراسة والأستاذة المشاركة في علم النفس بجامعة ريدينغ في المملكة المتحدة: «أجد من المشجع أن برنامجًا تدريبيًا ذا مدة قصيرة نسبيًا تمكن من تحسين أداء التعرف على الوجوه المزيفة بشكل ملحوظ لدى المجموعتين». أضافت غراي أن اللافت في النتائج هو أن التدريب رفع دقة التمييز بدرجات متقاربة لدى كل من المتعرفين الفائقين والأشخاص ذوي القدرات الاعتيادية. ولما كان المتعرفون الفائقون يتمتعون أساسًا بقدرة أعلى على كشف الوجوه المزيفة، فإن ذلك يشير إلى أنهم يعتمدون على مجموعة مختلفة من المؤشرات، لا تقتصر فقط على أخطاء توليد الصور، في تمييز الوجوه المصطنعة. تأمل غراي أن يتمكن الباحثون مستقبلًا من الاستفادة من هذه القدرات المتقدمة لدى المتعرفين الفائقين لتعزيز الكشف عن الصور المُولدة بالذكاء الاصطناعي. كتب مؤلفو الدراسة: «قد يكون النهج الأمثل لاكتشاف الوجوه الاصطناعية هو الجمع بين خوارزميات كشف الذكاء الاصطناعي ونموذج قدرات المعرف الفائق، بحيث يكون هذا الإنسان متعرفًا فائقًا مدربًا». <h2 class="ql-align-right ql-direction-rtl">التعرف على الصور المزيفة</h2> شهدت السنوات الأخيرة تدفقًا هائلًا للصور المُولدة بالذكاء الاصطناعي على الإنترنت. وتُنشأ الوجوه المزيفة المعروفة بالتزييف العميق باستخدام خوارزمية ذكاء اصطناعي ثنائية المراحل تُسمى الشبكات التوليدية التنافسية. في المرحلة الأولى، يُنتج النظام صورة مزيفة استنادًا إلى صور حقيقية من العالم الواقعي، ثم تُعرض هذه الصورة على نموذج آخر يُعرف بالمميز، تكون مهمته تحديد ما إذا كانت الصورة حقيقية أم مزيفة. ومع تكرار هذه العملية، تتحسن جودة الصور المصطنعة تدريجيًا إلى أن تصبح واقعية بما يكفي لتجاوز فحص نموذج المميز. تطورت هذه الخوارزميات إلى درجة أن كثيرًا من الأشخاص باتوا ينخدعون ويعتقدون أن الوجوه المزيفة أكثر (واقعية) من الوجوه الحقيقية نفسها، وهي ظاهرة يُطلق عليها اسم (الواقعية الفائقة). نتيجة لذلك، يسعى الباحثون حاليًا إلى تطوير برامج تدريبية تهدف إلى تحسين قدرة الأفراد على اكتشاف الوجوه المُولدة بالذكاء الاصطناعي. تركز هذه التدريبات على لفت الانتباه إلى الأخطاء الشائعة في توليد الوجوه، مثل وجود سن في منتصف الفم، أو خط شعر غير طبيعي، أو ملمس جلد يبدو مصطنعًا. كما تشير إلى أن الوجوه المزيفة غالبًا ما تكون أكثر تناسقًا من الوجوه الحقيقية، على عكس ما قد يتوقعه البعض. نظريًا، ما يُعرف بالمتعرفين الفائقين يجب أن يكونوا أقدر من الشخص العادي على اكتشاف الوجوه المزيفة. وهؤلاء هم أفراد يتميزون بأداء استثنائي في مهام إدراك الوجوه والتعرف عليها. إذ يُعرض عليهم، على سبيل المثال، صورتان لأشخاص غير مألوفين لهم ويُطلب منهم تحديد ما إذا كانتا تعودان للشخص نفسه أم لا.مع ذلك، حتى وقت قريب، لم تتناول سوى دراسات قليلة قدرة المتعرفين الفائقين على كشف الوجوه المصطنعة المزيفة، كما لم يكن واضحًا ما إذا كان التدريب قد يحسن أداءهم في هذا النوع من المهام. لسد هذه الفجوة البحثية، أجرت غراي وفريقها سلسلة من التجارب عبر الإنترنت قارنت فيها أداء مجموعة من المتعرفين الفائقين بأداء أشخاص ذوي قدرات اعتيادية. وقد جرى اختيار المتعرفين الفائقين من قاعدة المتطوعين في مختبر غرينتش للتعرف على الوجوه والأصوات، بعدما أظهروا أداءً يضعهم ضمن أعلى 2% من المشاركين في اختبارات تتطلب تذكر وجوه غير مألوفة. في التجربة الأولى، عُرضت على المشاركين صورة وجه واحد في كل مرة، وكانت تلك الصورة إما حقيقية أو مُولدة حاسوبيًا. وأُتيح لهم عشر ثوان فقط لتحديد ما إذا كانت الصورة حقيقية أم مزيفة. وجاءت النتائج مفاجئة؛ إذ لم يؤدي المتعرفون الفائقون أداءً أفضل من التخمين العشوائي، إذ تمكنوا من اكتشاف 41% فقط من الوجوه المُولدة بالذكاء الاصطناعي، في حين لم ينجح المشاركون العاديون في التعرف إلا على نحو 30% من الصور المزيفة. اختلفت المجموعتان في معدل اعتبار الوجوه الحقيقية مزيفة. إذ وقع هذا الخطأ في 39% من الحالات لدى المتعرفين الفائقين، وارتفع إلى نحو 46% لدى المشاركين ذوي القدرات الاعتيادية. أما التجربة التالية فكانت مماثلة للأولى، لكنها شملت مجموعة جديدة من المشاركين خضعوا قبل الاختبار لجلسة تدريبية مدتها خمس دقائق، عُرضت خلالها أمثلة على أخطاء شائعة في الوجوه المُولدة بالذكاء الاصطناعي. وبعد ذلك، خضع المشاركون لاختبار شمل عشر صور، مع تزويدهم بتغذية راجعة فورية حول دقة قراراتهم. واختُتم التدريب بمراجعة سريعة لأهم أخطاء التوليد التي ينبغي الانتباه إليها، قبل أن يعيد المشاركون تنفيذ المهمة الأصلية للتجربة الأولى. أسهم التدريب في تحسين دقة الاكتشاف بشكل ملحوظ، إذ تمكن المتعرفون الفائقون من كشف 64% من الوجوه المزيفة، مقارنةً بـ 51% لدى المشاركين العاديين. أما معدل الخطأ في تصنيف الوجوه الحقيقية أنها مزيفة، فبقي قريبًا من نتائج التجربة الأولى، إذ وصف المتعرفون الفائقون الوجوه الحقيقية بأنها «غير حقيقية» في 37% من الحالات، مقابل 49% لدى المشاركين الاعتياديين. أظهر المشاركون الذين خضعوا للتدريب ميلًا إلى التمهل أكثر عند فحص الصور مقارنةً بغير المدربين، إذ ازداد زمن اتخاذ القرار لدى ذوي القدرات الاعتيادية بنحو 1.9 ثانية، ولدى المتعرفين الفائقين بنحو 1.2 ثانية. علقت غراي على ذلك قائلة إن هذه النتيجة تضمن رسالة مهمة لكل من يحاول التمييز بين الوجوه الحقيقية والمزيفة: التمهل قليلًا والتدقيق في التفاصيل يصنعان فرقًا حقيقيًا. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الاختبار أُجري مباشرة بعد انتهاء المشاركين من التدريب، ما يجعل من غير الواضح مدى استمرار تأثير التدريب بمرور الوقت. في هذا السياق، كتبت ميكه رامون، أستاذة علم البيانات التطبيقية، المتخصصة في معالجة الوجوه بجامعة العلوم التطبيقية في بيرن بسويسرا، في مراجعتها للدراسة قبل نشرها، أن «هذا التدريب لا يمكن اعتباره تدريبًا فعالًا وتعليمًا طويل الأمد، لأنه لم يُعد اختباره لاحقًا بعد مدة طويلة». أضافت رامون أن استخدام مجموعتين مختلفتين من المشاركين في التجربتين يمنع الجزم بمدى التحسن الحقيقي الذي يُحدثه التدريب على مستوى الفرد الواحد. لتأكيد ذلك، سيكون من الضروري اختبار المجموعة نفسها مرتين: مرة قبل التدريب ومرة بعده.

محمد اسماعيل

الأعمال

إذا كانت الذرات في معظمها فراغًا.. فلماذا لا يمكننا المرور عبر الجدران؟

أقرب كوكب شبيه بالأرض ربما يكون على بعد 40 سنة ضوئية فقط!

تطوير تقنية تحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود منزلي نظيف!

كيف أصبح الذكاء الاصطناعي بارعًا في تزييف الوجوه؟ وهل يمكننا اكتشاف الوجوه المزيفة؟