• ویترین آخرین ها

    ویترین آخرین ها

  • ویترین محبوب ترین ها

    ویترین محبوب ترین ها

  • آخرین های بخش موبایل

    آخرین های بخش موبایل

  • خرید اینترنتی از آلورشاپ

    خرید اینترنتی از آلورشاپ

آلورشاپ آلورشاپ



آلورشاپ آلورشاپ

آلورشاپ

خرید اینترنتی آلورشاپ
خرید اینترنتی آلورشاپروش های خرید اینترنتی ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

الف) پرداخت هنگام تحویل کالا: در این روش ، پس از دریافت کالا در محل سکونت خود، مبلغ آن را طبق فاکتور به مأمور پستی پرداخت می نمایید.
ب) واریز به حساب (10% تخفیف) : (واریز نقدی / واریز کارت به کارت)
در این روش می توانید بعد از ثبت سفارش مبلغ فاکتور را به:
شماره حساب بانک ملی (سیبا) 0306738399000 ، بنام محمد حسن جعفری و یا شماره کارت 6037992800624522 واریز نموده و آن را در این قسمت ثبت نمایید. در اولین فرصت کالابه نشانی شما ارسال خواهد شد.

::::::::::::::::: مشتری گرامی جهت پیگیری وضعیت سفارش خود به سایت www.ir40.ir مراجعه فرمایید. :::::::::::::::::

اصول تغذیه دام وطیور

چاپ PDF

اصول تغذیه دام و طیور

نقش تغذیه درموجودات زنده برهیچ کس پوشیده نیست.هرموجود جانداردارای ویژگی دریافت انروی ازمحیط اطراف خود وتغییروتبدیل ومصرف انروی می باشد. چگونگی دریافت انروی ومواد مغذی مورد نیازجهت مصرف انروی وادامه حیات موضوع علم تغذیه می باشد،علم تغذیه ترکیبی ازدانش بیوشیمی و فیزیولوژی درجهت بررسی ویژگیهای مواد خوراکی و چگونگی استفاده ازآنها توسط دستگاه گوارش موجود زنده می باشد.
تغذیه فرآیندی است که درطی آن سلولهای بدن حیوان قابلیت استفاده ازمواد شیمیایی مورد نیاز خود را جهت انجام مطلوب واکنشهای متابولیکی و شیمیایی برای رشد، نگهداری (maintenance)،کاروتولید دریافت می نماید. شناخت روابط بین مواد موجود در خوراک ها و نیاز سلولهای موجود زنده قبل از استفاده عملی و خوراک دادن، ضروری می باشد. در آغاز بررسی علم تغذیه نیاز به شناخت کلیه این روابط از نظر بیوشیمی و فیزیولوژی داریم.

تجمع خون بین مغز و جمجمه

چاپ PDF

 

 

 

آیلار آرزوگران

هماتوم مغزی

تجمع خون در خارج از مغز را هماتوم مغزی می گویند. هماتوم مغزی معمولا در اثر آسیب شدید سر به وجود می آید. خونریزی و افزایش فشار مغزی در اثر هماتوم، کشنده است. برخی از هماتوم های مغزی متوقف شده و خودبخود برطرف می شوند، ولی برخی دیگر نیاز به عمل جراحی دارند.

هماتوم مغزی چیست؟

در هماتوم مغزی، خونریزی در زیر استخوان جمجمه و بیرون مغز رخ می دهد و خون بین لایه های بافت اطراف مغز جمع می شود. فشار وارده روی مغز (ناشی از خونریزی) باعث بروز علائم هماتوم مغزی می شود. اگر فشار داخل جمجمه (کاسه سر) خیلی بالا برود، هماتوم مغزی منجر به بیهوشی و مرگ می گردد.

علل هماتوم مغزی

هماتوم مغزی معمولا در اثر آسیب سر رخ می دهد، مثل افتادن از بلندی، تصادفات رانندگی و یا دعوا و کتک کاری. ضربه ناگهانی به سر، باعث پارگی رگ های خونی سطح مغز می شود، در نتیجه هماتوم مغزی ایجاد می شود. کسانی که دچار بیماری های خونریزی کننده هستند (مثل هموفیلی) و کسانی که داروهای رقیق کننده خون (مثل وارفارین) را مصرف می کنند، بیشتر در معرض ابتلا به هماتوم مغزی هستند. آسیب نسبتا جزئی سر باعث بروز هماتوم مغزی در افراد دارای زمینه خونریزی می شود. در هماتوم مغزی مزمن، سیاهرگ های کوچک واقع در سطح خارجی مغز پاره می شوند و باعث خونریزی در فضای بین جمجمه و مغز می شوند. علائم ممکن است تا چند روز و یا چند هفته ظاهر نشوند. افراد پیر و سالخورده بیشتر در معرض ابتلا به هماتوم مغزی مزمن هستند، زیرا چروک خوردن و جمع شدن مغز در این سن باعث می شود سیاهرگ های کوچک سطح مغز بیشتر کشیده شده و بیشتر پاره شوند. همچنین هماتوم مغزی به ندرت در اثر مشکلات ناشی از آسیب نخاع ایجاد می شود.

علائم هماتوم مغزی

علائم هماتوم مغزی بیشتر به میزان خونریزی بستگی دارند:

1- وقتی آسیب سر همراه با خونریزی شدید و ناگهانی باشد و هماتوم مغزی ایجاد شود، فرد دچار بیهوشی می شود و فورا به حالت کما می رود.
2- بعد از آسیب سر، فرد ممکن است تا چند روز سالم و طبیعی به نظر برسد، اما کم کم گیج می شود و چند روز بعد بیهوش می شود. در این حالت خونریزی آرام تر و کندتر رخ می دهد و در نتیجه هماتوم مغزی، آرام تر بزرگ می شود.
3- اگر هماتوم مغزی خیلی کند و آهسته تشکیل شود، ممکن است تا بیش از دو هفته بعد از شروع خونریزی، علامت قابل توجهی بروز نکند.

علائم هماتوم مغزی عبارتند از:

- سردرد
- گیجی
- تغییر رفتار
- سرگیجه
- تهوع و استفراغ
- خواب مرگی یا خواب آلودگی شدید
- ضعف و سستی
- بی حسی
- تشنج
علائم هماتوم مغزی در افراد مختلف خیلی فرق می کند. علاوه بر اندازه هماتوم مغزی، سن فرد و ابتلای او به سایر بیماری ها، در بروز علائم هماتوم مغزی موثرند.

تشخیص هماتوم مغزی

افرادی که دچار آسیب جمجمه و ضربه به سر می شوند، بعد از مراجعه به پزشک، معمولا سی تی اسکن و ام آر آی از سر آنها گرفته می شود. این نوع آزمایشات تشخیصی، تصاویری از داخل جمجمه می گیرند و هر نوع هماتوم مغزی را نشان می دهند. ام آر آی بهتر از سی تی اسکن هماتوم مغزی را مشخص می کند، ولی سی تی اسکن سریع تر جواب می دهد و قابل دسترس تر است. به ندرت از روش آنژیوگرافی برای تشخیص هماتوم مغزی استفاده می شود. در روش آنژیوگرافی، کاتتر به داخل سرخرگ فرستاده می شود و ماده مخصوص تزریق می شود و اشعه ایکس، جریان خون را در داخل سرخرگ ها و سیاهرگ ها نشان می دهد.

درمان هماتوم مغزی

نوع درمان هماتوم مغزی بستگی به شدت آن دارد. درمان از مراقبت دقیق تا جراحی پیشرفته متغیر است. در هماتوم مغزی کوچک با علائم خفیف، پزشکان روش درمانی خاصی را به غیر از معاینه فرد توصیه نمی کنند. آزمایشات تصویربرداری مکرر از ناحیه سر برای اثبات بهبودی هماتوم مغزی انجام می شود. هماتوم های مغزی شدید یا خطرناک، نیاز به عمل جراحی دارند تا فشار روی مغز کم شود.

روش های مختلف جراحی هماتوم مغزی عبارتند از:

1- سوراخ کردن جمجمه (کاسه سر): در بالای قسمت دچار هماتوم، سوراخی در جمجمه ایجاد می شود و خون جمع شده در آنجا، از طریق این سوراخ بیرون کشیده می شود.
2- کرانیوتومی: بخش بزرگ تری از جمجمه برداشته می شود تا دسترسی به هماتوم بهتر شود و فشار مغزی کاهش یابد. مدت کوتاهی بعد از این کار، آن قسمت جمجمه سر جایش قرار می گیرد.
3- کرانیکتومی: یک قسمت از جمجمه، برای مدت زمان طولانی تری برداشته می شود تا مغز آسیب دیده بدون تخریب دائمی منبسط (باز) شود. این روش اغلب برای درمان هماتوم مغزی استفاده نمی شود.
افرادی که دچار هماتوم مغزی شدید می شوند، اغلب به شدت بیمار هستند و نیاز به دستگاه تنفس مصنوعی و سایر وسایل کمکی دارند.


منبع: تبیان

به مقاله امتیاز بدهید:

( 1 رأی )

هورمون های گیاهی

چاپ PDF

 

 

 

تنظیم: یگانه داودی

در آزمایش های باززایی بافتی محققین زیادی به این نتیجه دست یافتند که بافت گیاهی تمایز یافته در محیطی با نشانه های محیطی مناسب قادر به به روز رسانی مجموعه ی کامل ژنتیکی مخفی اش می باشد. اما چرا بیان پتانسیل ژنتیکی همین سلول ها در داخل گیاهان در حال رشد به طور طبیعی متوقف می شود؟
به طوری که خواهیم دید، بیان برخی از این ژن ها به وسیله ی عوامل هورمونی گیاهی، برای مثال هورمون های موجود در شیر آندوسپرم مایع نارگیل کنترل می شود. هورمون ها مواد شیمیایی تولید شده به مقدار کم و ناچیز در یک بخش از موجود زنده هستند که به بخش دیگر موجود زنده، منتقل شده و در آنجا پاسخ های فیزیولوژیکی را به راه می اندازند. فعالیت هورمون های گیاهی از توانایی آن ها در تحریک فرآیند های فیزیولوژیکی خاص، و مهار برخی از فعالیت ها منتج می شود. در جانوران معمولا هورمون ها در جایگاه های مشخصی تولید می شوند، اندام های که منحصرا مربوط به تولید هورمون هستند. در گیاهان هورمون ها در بافت های ویژه ای تولید می شوند، اما این بافت ها عملکرد های دیگری نیز دارند.

پنج هورمون اصلی و مهم در گیاهان وجود دارند:

اکسین ها
سیتوکینین ها
ژیبرلین ها
اتیلن ها
اسید آبسیزیک
اکسین ها


اولین هورمون گیاهی کشف شده اکسین است. اکسین انعطاف پذیری دیواره های سلول گیاهی را افزایش  می دهد و در طویل شدن ساقه ها نیز دخالت دارد. اکسین به طور طبیعی در مریستم های انتهایی ساقه ها تولید می شود. اکسین مسئول واکنش نوری ساقه در گیاهان است. دانه رست های گیاهی با تفاوت غلظت اکسین در دو طرف ساقه به سمت نور متمایل می شوند (فتوتروپیسم). طرف ساقه ای واقع در سایه با غلظت بیشتر اکسین و در نتیجه با طویل شدن سلول ها نسبت به سلول های طرف ساقه ای واقع در نور، به طرف نورخم می شود. اکسین در سازش گیاه به محیط اطرافش به شیوه ای مطلوب عمل می کند. اکسین سبب رشد و طویل شدن گیاه می شود و پاسخ گیاه را به محیط اش تسهیل می سازد. پیام های محیطی به طور مستقیم توزیع اکسین را در گیاه تحت تاثیر قرار می دهند.
اکسین انعطاف پذیری دیواره ی سلول گیاهی را افزایش می دهد. دیواره ای با انعطاف پذیری بیشتر با متورم شدن پروتوپلاسم اش طی رشد فعال سلول، بیشتر کشیده خواهد شد. انعطاف پذیری دیواره ی سلول با غلظت های بسیار پایین اکسین القا می شود. در نتیجه به منظور جلوگیری از تجمع آن، اکسین باید سریعا شکسته شود. با استفاده از آنتی بادی های متوکلونال دانشمندان توانستند جایگاه های انتقال درگیر در حرکت اکسین را از رأس ساقه به طرف پایین در میان پیکر گیاه مشخص کنند. این جایگاه ها در غشاهای پلاسمایی سلول های منتقل کننده اکسین قرار دارند. تاثیر اکسین بسیار سریع و در عرض چند دقیقه صورت می گیرد، به طوری که تعیین اساس شیمیایی این واکنش ها مشکل است. تغییرات گسترده ای در پلی ساکارید های دیواره های سلول گیاهی، شکستگی و تشیکیل پیوند های کووالانسی، در پاسخ به تیمار اکسین گزارش شده است. افزایش در غلظت یون  های H+  نیز در دیواره رخ می دهد.
اکسین فعالیت کامبیوم آوندی و بافت های آوندی را باعث می شود. هم چنین اکسین ها به مقدار زیادی در دانه ی گرده وجود دارند و نقش کلیدی در نمو میوه بازی می کنند. اکسین های مصنوعی به طور تجارتی به همین منظور مورد استفاده قرار می گیرند. با انجام فرایند لقاح میوه ها و دانه ها  به طور طبیعی نمو می یابند، در غیر این صورت میوه و دانه  تشکیل نمی شوند، با به کارگیری اکسین بدون فرایند لقاح نمو این بخش ها امکان پذیر است. فراوان ترین اکسین طبیعی اسید ایندول استیک IAA است.


منبع: تبیان

به مقاله امتیاز بدهید:

( 1 رأی )

این جاسوس‌های کوچک!

چاپ PDF

 

فرآوری: راضیه کتابچی
از ابتدای تاریخ پرواز با موتورهای بنزینی و اختراع هواپیما توسط برادران رایت، یکی از محدودیت‌های اصلی هواپیما وجود محیطی مناسب برای نشست و برخاست این پرنده‌ها بود.
این امر بخصوص در مواردی مانند امدادرسانی و جنگ اهمیتی بالا داشت و همین نیاز بود که منجر به اختراع هلیکوپترها شد، اما وجود یک ملخ چرخان به خاطر قانون پایستگی اندازه حرکت زاویه ای، باعث تعادل نداشتن پرواز چنین وسیله پرنده ای بود. برای رفع این مشکل هلیکوپترها را با دمی بلند و یک پروانه کوچک عمودی می سازند یا این که از دو ملخ که در دو جهت متفاوت می چرخند، استفاده می شود تا این حالت را خنثی کنند. (مانند هلیکوپترهای شینوک یا تیلیت روترها)
یکی دیگر از روش ها برای برقراری تعادل در پرواز، استفاده از چهار ملخ چرخان در کوادروکوپترهاست. هر چند توجه به این وسیله در چند سال اخیر بسیار زیاد شده و به دلیل توانایی های آن در مانورپذیری بالا و توان ساخت و کنترل در ابعاد کوچک، این روزها حداقل در محیط های پژوهشی برای ساخت فناوری های آینده بسیار مورد توجه قرار گرفته، اما ابداع آنها به همان روزهای اول داستان پرواز در اوایل قرن بیستم می رسد.
این quadrotorها می توانند بدون سر و صدای زیاد، در اطراف محیط های مورد نظر پرواز کرده و تصاویر ویدیویی را با کیفیت خوبی به شکل مستقیم و زنده به گیرنده مرکزی شان انتقال دهند. این ربات های پرنده همچنین دارای قابلیت ردیابی افراد مضنون با لیزر هستند.
به گمانم باید کم کم به دنبال یک نیروی ورزیده شکار ربات های پرنده باشید. زیرا در آینده نزدیک این جاسوسان کوچک در همه جا و در اختیار همه گروه ها خواهند بود: از سوپرمارکت محله گرفته تا شرکت های امنیتی خصوصی و شاید هم همسایه های بیکار و کنجکاو!
دوران شکوه هلیکوپترها جنگ ویتنام بود که این وسیله در جا به جایی نیروها در میان جنگ های انبوه هند و چین نقش مهمی داشت. اما قرن بیست ویکم و انقلاب آی تی و همزمان پیشرفت در علم مواد که به ساخت کامپوزیت های مقاوم و در عین حال سبک منجر شد، باعث گردید بار دیگر توجه به این وسیله جذاب که حالا در ابعاد کوچک ساخته می شود برای حمل و نقل و ارتباطات فیزیکی بیشتر شود. الان نخستین کاربرد کوادروکوپترها در اسباب بازی هاست. برای همین در نمایشگاه اسباب بازی که بتازگی برگزار شد هم موارد زیادی از این وسیله دیده شد.
اما شاید جالب ترین کاربرد این پرنده های چهار ملخه وقتی پیشنهاد شد که قوانین فدرال در ایالات متحده استفاده از سیستم به اشتراک گذاری تورنت را ممنوع کرد این شرکت بلافاصله اعلام کرد که سرورهای خود را روی کوادروکوپترها قرار می دهد تا پرواز کرده و دیگر روی خاک ایالات متحده نباشد و از شمول این قانون خارج شود؛ اینجا بود که توجه جدی تری به این وسیله شد. امروز همه کاربران می توانند حتی در ایران با خرید وسایل ساده و نسبتا ارزان و سرهم بندی کردن آنها به سادگی حتی در آشپزخانه منزلشان(!) یک کوادروکوپتر بسازند.
اما مشکل بزرگی که بر سر طراحی همچین پرنده هایی وجود دارد مسئله پایداری این نوع از پرنده هاست که کار بسیار پیچیده ای است.
در زیر به برخی از مشکلاتی که ممکن است تعادل پرنده را برهم بزند می پردازیم:
1. تغییر دور ناخواسته پره ها و عدم تعادل در سرعت چرخش پره ها: این امر ممکن است بخاطر عوامل زیادی اتفاق بیفتد، از جمله اصطحکاک متفاوت موتورها بخاطر کثیفی موتورها یا همدور نبودن خود موتورها یا عدم همخوانی استپهای کنترل دور یا مسائلی از این دست.
2. عدم تعادل وزنی پرنده: این مسئله که بسیار شایع است ممکن است بخاطر عواملی چون تغییر مرکز ثقل و یا نصب نامتقارن تجهیزات اصلی و یا فرعی مانند دوربین ها و سنسورها و یا عوامل خارجی دیگر رخ دهد.

3. اما مهمترین مسئله در عدم پایداری باد است: باد به تنهای می تواند تعادل تمامی پرنده ها را برهم بزند و کوادرتور هم جدا از این مسئله نیست. اما بادها جور دیگری هم خودنمایی می کنند و آن تاثیر باد ناشی از خود ملخ ها که شامل جریان گردابی ملخ ها و جریان برگشتی از سطح زمین می شود که بصورت نامتعادل به خود پره ها و بدنه پرنده برخورد کرده و بشدت تعادل پرنده را برهم میزند.
اما اثر مشکل عدم تعادل به این گونه است که اگر پرنده به هر دلیلی از دلایل فوق 1درجه و شاید هم کمتر از تعادل خارج شود بردار رانش موتورها از حالت عمود خارج شده و پرنده به صورت ناخواسته به یک سمت حرکت می کند، که این امر با ازدیاد زاویه ناپایداری سرعت بیشتری می گیرد. به طوری که باعث برخورد ناخواسته و عدم ثابت ایستادن پرنده می شود و در نهایت منجر به سقوط و انهدام پرنده.
کوادروکوپترهای کوچک امروزه در محیط های پژوهشی و تحقیقاتی مانند دانشگاه ها کاربردهای مهمی مانند تست سیستم های ارتباطاتی، مسیریابی، رباتیک و سامانه های زمان واقعی دارند و گروه هایی از مهندسان برق و مکانیک گرفته تا علوم کامپیوتر روی آن کار می کنند.
این وسیله کاربردهای نظامی هم در پایش و عکسبرداری دارد و پژوهشکده های هوایی کشورمان هم که سال هاست روی پهپادها کار می کنند، می توانند با کار روی این وسیله نمونه های نظامی آن را بسازند که بخصوص برای پایش مرزهای کشور در مناطق صعب العبور مناسب است و ابزار مناسبی برای کنترل مرزهای آبی و جلوگیری از قاچاق کالا در این نواحی باشد.
همچنین با گستردگی که کشورمان دارد پایش محیط زیست و پارک های حفاظت شده امر سختی است که کوادروکوپترها می توانند براحتی و با هزینه بسیار کم آن را برای سازمان محیط زیست آسان کنند. نصب دوربین های کنترل خلاف های رانندگی که عبور رانندگان از مسیرهای خلاف، بین خطوط و حرکات مارپیچ را در بزرگراه ها تشخیص می دهد، روی کوادروکوپتر هم می تواند کاربرد مفیدی از این وسیله جذاب و ساده برای پلیس راهور ناجا باشد.
در مجموع این فناوری پیشرفته با سادگی در نصب و کاربردی شدن، می تواند وسیله مناسبی برای کنترل، پایش یا حتی انجام مانورهایی برای کمک رسانی باشد که هنوز جدی گرفته نشده، ولی به نظر می رسد آینده روشنی پیش رو دارد.




منبع: نارنجی، جام جم، robodesign


حس شنوایی

چاپ PDF

 

 

تهیه: فاضل صحرا نشین سامانی

اهداف:

آشنایی با ساختار گوش انسان و اجزای آن و هم چنین طرز انتقال پیام های صوتی به مغز و ایجاد پاسخ توسط آن ها.
گوش انسان از سه قسمت تشکیل شده است که عبارتند از:

گوش بیرونی:

شامل لاله گوش و مجرای گوش است و عمل آن ها انتقال اصوات از بیرون به داخل گوش میانی است. برای جلوگیری از نفوذ ذرات به داخل گوش یکسری مو های کوچک و یکسری غدد چسبناک در گوش وجود دارد.

گوش میانی:

گوش میانی فضایی است که در آن هوا وجود دارد و درون آن كوچك ترین استخوان های بدن قرار دارد. این استخوانچه ها، چكشی، سندانی و ركابی نام دارند که به خاطر شکل ظاهریشان به این نام خوانده می شوند و از یك طرف به پرده گوش (پرده صماخ) و از طرف دیگر به لایه نازك دیواره گوش داخلی چسبیده اند. دسته ی استخوانچه چکش به پرده ی صماخ چسبیده است و استخوانچه ی چکشی توسط رباط های ظریفی به استخوانچه سندانی متصل است به طوری که با حرکت استخوانچه چکشی، استخوانچه ی سندانی نیز حرکت می کند. سر دیگر استخوانچه ی سندانی با تنه ی استخوانچه ی رکابی مفصل می شود  و تنه ی استخوانچه رکابی در مقابل لابیرنت غشایی حلزون قرار می گیرد. هم چنین گوش میانی از طریق شیپور استاش به حلق مرتبط است. (برای درک بهتر، این قسمت را با توجه به شکل زیر مطالعه کنید). شیپور استاش كمك می كند تا فشار هوا در گوش میانی با فشار هوای محیط یکسان باشد احساس فشار یا كیپی در گوش هنگام سرماخوردگی یا هنگام سفر با هواپیما به علت بسته شدن شیپور استاش است.

گوش داخلی:

در گوش داخلی صدا های ورودی، توسط حلزون گوش دریافت می شود. حلزون پر شده است از مایعی كه در این مایع، مژك های سلول های مویی شناور هستند. امواج صوتی باعث حركت این مایع و در نتیجه حركت سلول های مویی می شود. این سلول ها در نهایت به عصب شنوایی متصلند كه اطلاعات شنیداری را به قسمت شنوایی مغز منتقل می كند. اگر صوت با شدت زیاد به گوش ما بخورد امکان پارگی پرده صماخ وجود دارد اما مکانیسمی در گوش وجود دارد که صوت های وارد شده را اگر از یک حد بالاتر باشند تضعیف می کند. به این ترتیب که وقتی امواج صوتی از طریق استخوانچه ها و از آنجا به داخل سیستم عصبی مرکزی می رسند رفلکسی ایجاد می شود که سبب انتقباض عضله رکابی می شود. به این ترتیب دسته ی چکشی به سمت داخل کشیده شده و استخوانچه رکابی به سمت خارج می رود. این دو نیرو مخالف هم عمل کرده و باعث سفتی تمام استخوانچه ها می شوند و به این ترتیب هدایت استخوانچه ای اصوات به شدت کم می شود.
عمل اصلی انتقال صوت به مراکز بالاتر مغزی توسط گوش داخلی انجام می شود. به طوری که درون بخش حلزونی، 3 مجرا قرار دارد که از یکدیگر جدا می باشند. بر روی دو مجرای فوق اندامک های به نام کرتی قرار دارد که مجموعه سلولی حساس الکترومکانیکی به نام سلول های مویی می باشند. این اندامک ها، اندامک های انتهایی گیرنده می باشند که در پاسخ به ارتعاشات صوتی، پیان های صوتی را تولید می کنند. خود این سلول های کرتی از دو نوع سلول تشکیل شده اند که خم شدن مژک ها به یک طرف سبب دپولاریزاسیون سلول های مژکدار و خم شدن آن ها به سمت مقابل سبب هیپرپلاریزاسیون سلول ها می گردد. درون این مجرا ها نیز مایعاتی وجود دارد که یکی دارای پتاسیم بیشتر و دیگری دارای سدیم بیشتر است. همین اختلاف یون ها سبب ایجاد یک پتانسیل 80+ میلی ولت می گردد به طوری که داخل مجرای مثبت و بیرون آن منفی می گردد. قطر فیبر ها موجود در بخش حلزونی از قاعده حلزون به سمت رأس آن افزایش می یابد.بنابراین اصوات با فرکانس بالا در قاعده و اصوات با فرکانس کم در قسمت رأس شناسایی می شوند.


منبع: تبیان

به مقاله امتیاز بدهید:

( 1 رأی )

 

سیستم‌هایی جدید برای فرود هواپیما

چاپ PDF

 

 

ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

هنوز کمابیش در بسیاری از کشورها هواپیماها در روزهایی که هوا مه‌آلود است در انتظار نوبت فرود بیهوده در آسمان دور می‌زنند. خود این موضوع، یعنی انتظار برای فرود، درواقع یادآور دوران قرون وسطایی صنعت هواپیمایی است. در حقیقت مشخصه‌ی دهه‌ی 1980 میلادی هجوم انبوه دستگاه‌های الکترونیک و صفحه‌های نمایشگر ویدئویی در هواپیما بود و مشخصه‌ی دهه‌ی 1990 ظهور دستگاه‌های دیدیاب در صنعت هواپیمایی بود. دیدیابی رشته‌ای است که امروزه با گام‌های بلند، آخرین پیش‌رفت‌های پزشکی هوا-فضایی را به دستاوردهای تحقیقات نظامی پیوند می‌دهد و هدف آن به وجود آوردن امکان دید برای خلبان است تا در هر گونه شرایطی، خواه در هوای تاریک، و خواه در هوای بارانی، برفی، و مه‌آلود، بتواند عمل کند.
در حال حاضر در تمام فرودگاه‌های بزرگ جهان، خلبان به کمک ابزاری که سیستم ابزار فرود نام دارد هواپیما را بر زمین می‌نشاند. درواقع خلبان، تجهیزات مختصر و نسبتاً ساده‌ای، شامل دو عقربه، در اختیار دارد که یکی انحراف از مسیر محور باند فرودگاه و دیگری زاویه‌ی انحراف نسبت به شیب مورد نظر را نشان می‌دهد. هنگامی که دو عقربه در وسط صفحه یک‌دیگر را قطع می‌کنند مسیر انتخاب شده توسط هواپیما توسط هواپیما در بهترین وضعیت قرار دارد. به علاوه خلبان برای تکمیل اطلاعات خویش نسبت به محیط اطراف، علائمی را دریافت می‌کند که وی را از فاصله‌ای که تا باند دارد آگاه می‌سازد.
زمانی که هوا صاف و روشن است، همه چیز بر وفق مراد است: خلبان مستقیماً باند واقعی، فرودگاه، سایر هواپیماها، و خلاصه مجموعه منظره‌ای را که در مقابلش قرار دارد مشاهده می‌کند. در این حالت، وسایل مورد استفاده تنها نقش پشتیبانی را دارند. در عوض زمانی که دید کاهش یابد یا اصلاً وجود نداشته باشد اوضاع پیچیده می‌شود: در این وضعیت خلبان مجبور است تصویری ذهنی از موضع هواپیما نسبت به باند برای خویش بسازد که تنها متکی به سیستم ILS است.
در حال حاضر این سیستم برای هر گونه دیده‌بانی، به شرط این که دماغه‌ی هواپیما مجهز به HUD یا نمایشگر فرادید باشد، تنها می‌تواند متوازی الاضلاعی تغییر شکل‌پذیر را با خطوط ممتد و منطبق بر باند واقعی ایجاد کند. به این ترتیب خلبان بر روی باندی خیالی فرود می‌آید و باند واقعی را تنها در آخرین لحظه، در حالی که از «وضعیت مبهم و تاریک»اش خارج می‌شود، مشاهده می‌کند. بنا بر این کم‌ترین اشتباه نتیجه‌ای جز نابودی کامل هواپیما نخواهد داشت.
اما نقایص این سیستم قابل توجه‌اند: در این سیستم برای مراعات موازین ایمنی، هواپیماها مجبورند در انتظار اجازه‌ی فرود در نوبت قرار گیرند. آن‌ها بایستی بر اساس مسیری که ILS برایشان تعیین می‌کند، گاهی از مسافتی بسیار دور به باند فرود نزدیک شوند. آهنگی که هواپیماها طبق آن جای‌گزین یک‌دیگر می‌شوند و بر زمین می‌نشینند، حداکثر هر سه دقیقه یک بار است که این با توجه به تراکم فزاینده‌ی ترافیک هوایی، سبب ایجاد راه‌بندان در آسمان می‌شود. از طرف دیگر، دالان بسیار طولانی نزدیک شدن مستقیم (که در حدود سی کیلومتر طول دارد) سبب افزایش شدید مصرف سوخت می‌شود.
بالاخره پس از نزدیک شدن هواپیما به فرودگاه، هنگامی نسبت به ادامه یا قطع حرکت آن برای فرود تصمیم گرفته می‌شود که هواپیما به «ارتفاع تعیین کننده» رسیده است، یعنی فاصله‌ی آن تا باند به حدود ده متر رسیده است. اگر در این ارتفاع، هدایت کنندگان هواپیما محل ورود به باند را تشخیص ندهند، بایستی به سرعت و قاطعانه به گاز فشار آورده خود را به مسیر انتظار برسانند تا زمانی که وضعیت دید بهبود یابد، یا از آن بدتر، به سوی محلی تغییر مسیر دهند که فرود در آن امکان‌پذیر است. در این حالت نیازی به توضیح در باره‌ی نتایجی که چنین تغییری در زمان فرود به بار می‌آورد نیست: به طور خلاصه نتیجه‌ی این وضعیت ایجاد تأخیر در زمان فرود، افزایش قابل ملاحظه‌ی هزینه‌ها، و مصرف فزاینده‌ی سوخت است (به گاز بستن دوباره‌ی هواپیما سبب مصرف بسیار زیاد بنزین می‌شود)؛ نارضایتی مسافران از تأخیر در فرود را نیز باید به حساب آوریم.
برای رهایی صنعت هواپیمایی از این سردرگمی، از چندین سال پیش عده‌ای از متخصصان این صنعت، دو سیستم جدید فرود هواپیما را مورد بررسی و تحقیق قرار دادند. اولین آن‌ها سیستم استقرار جهانی یا GPS نامیده می‌شود که اطلاعات به دست آمده از سه یا چهار ماهواره را مورد استفاده قرار می‌دهد. این سیستم که دقت بسیار زیادی دارد (کم‌تر از نُه متر) بایستی انجام عمل فرود، به شکل نزدیک شدن مستقیم به باند را ممکن سازد. سیستم دوم که سیستم فرود میکروموجی یا MLS نامیده می‌شود فرود را نه در خط مستقیم، هم‌چون در سیستم ILS، بلکه به شکل فرود تقطیع شده و منحنی امکان‌پذیر می‌سازد. به این ترتیب چندین هواپیما به جای این که پشت سر یک‌دیگر و بر روی مسیر مستقیم ILS منتظر فرود باشند می‌توانند به طور هم‌زمان در یک دالان هوایی به شکل قیف جای بگیرند. در عوض در این حالت خلبان تقریباً نمی‌تواند در ذهن خود چنین مسیرهایی را که به وضوح پیچیده‌تر از فرود مستقیمی است که به وسیله‌ی ILS تعیین می‌شود، ترسیم کند.
همانند «سواره نظامی که شبانه به ناگهان ظاهر می‌شود»، دستگاه دیدیاب به موقع سر می‌رسد: با فراهم کردن تصویری بسیار نزدیک به واقعیت برای خلبان، او دیگر احتیاجی به ترسیم مسیری که باید هواپیما را در آن قرار دهد ندارد. بنابراین دیدیاب به شکل ذکاوتمندانه‌ای امکان استفاده از عملیات فرودی را که جای استفاده از ILS، OPS یا MLS را می‌گیرد فراهم نمی‌کند.

درباره‌ی عناصر اصلی این تکنولوژی‌های جدید شناخت لازم وجود دارد، و بعد از پیاده شدن کامل بر روی هواپیماهای نظامی، استفاده از آن در هواپیماهای غیرنظامی مجاز شده است. این پیش‌رفت‌ها با استفاده از سیستم دیدبانی (Head up Display) صورت می‌گیرد. این سیستم تاکنون در عرصه‌ی نظامی شناخته شده و به ویژه نخستین بار در هواپیمای نظامی رافائل به کار رفت. بر خلاف نمایشگرهای قدیمی که به دلیل قرار گرفتن در قسمت پایین شیشه‌ی کابین خلبان «فرودید» نامیده می‌شوند، سیستم HUD به خلبان اجازه می‌دهد تا سر خویش را بالا نگاه دارد: او خواهد توانست هم‌زمان منظره‌ی خارجی را ببیند و علامت‌های نشانگر، مانند دماغه، سرعت، ارتفاع، میزان خمیدگی هواپیما، شیب مسیر حرکت، و.... را بدون پایین انداختن چشم‌ها بخواند. این علامت‌ها که گویا تا بی‌نهایت ادامه دارند در چارچوب دید خلبان بر روی شیشه‌ی کابین هواپیما ظاهر می‌شوند، بنابراین خواندن آن‌ها مستلزم کوشش خاصی نیست و خلبان را خسته نمی‌کند. به علاوه سیستم HUD اجازه می‌دهد تا اطلاعات تهیه شده به وسیله‌ی سیستم‌های کمکی برای فرود در محدوده‌ی دید خلبان قرار گیرد.
اما این تجهیزات جدید برای فرود اساساً بر دو نوع‌اند: نوع اول شامل گسیلنده‌های کوچک راداری است که در محیط اطراف محل فرود نصب می‌شوند. در این حالت علامت‌هایی را که این گسیلنده‌ها منتشر می‌کنند توسط گیرنده‌های هواپیما دریافت می‌شوند. بعد از این که کامپیوتر هواپیما آن‌ها را پردازش کرد، به صورت لکه‌های نورانی کوچکی که با هر یک از گسیلنده‌ها مطابقت دارد بر روی شیشه‌ی کابین خلبان نمایان می‌شوند. به این ترتیب، در تاریکی مطلق، نزدیک شدن و فرود هواپیما در نظر خلبان بر روی باندی انجام می‌گیرد که به وسیله‌ی تعداد زیادی «کرم شب‌تاب» که همان گسیلنده‌ها هستند روشن شده است. در این حالت باند به صورت متوازی الاضلاعی به چشم می‌آید که به هم خوردن شکل آن بستگی به موضع هواپیما نسبت به باند خواهد داشت. به کمک این سیستم می‌توان باند را از فاصله‌ی دور، در وضعیتی بسیار نزدیک به واقعیت و در هرگونه شرایط جوی «دید». وجود چنین وسیله‌ای، به وضوح بیانگر پیش‌رفتی مهم نسبت به دیدبانی باند بر اساس سیستم ILS است.
اما چون هیچ پدیده‌ای کامل نیست، این سیستم نیز به مرمت فرودگاهی ویژه‌ای نیاز دارد و باید حفظ و مراقبت از آن نیز تضمین شود. اگر استفاده از این سیستم را ایکائو (سازمان بین‌المللی هواپیمایی غیرنظامی) پیشنهاد کرده بود، تنها فرودگاه‌های بزرگ می‌توانستند به آن مجهز شوند. بنابراین در این حالت این فرودگاه‌ها دارای ظرفیت «صفر-صفر» می‌بودند: یعنی هواپیماها می‌توانستند در این فرودگاه‌ها در وضعیت عدم دید کامل عمودی و افقی به باند نزدیک شوند.
اما دومین نوع سیستم کمکی برای فرود بر اساس اصلی کاملاً متفاوت بنیان نهاده شده است. در این سیستم، تصویر باند، نه بر اساس اطلاعات تهیه شده توسط دستگاه‌های موجود در زمین، بلکه به وسیله‌ی سیستم‌های نصب شده در هواپیما تهیه می‌شود. هواپیما در این حالت کاملاً به صورت خودمختار عمل کرده، می‌تواند تنها به کمک دستگاه‌هایی که به آن مجهز است بر روی باند فرودگاه یا در وسط بوته‌ها بر زمین بنشیند. بدون شک این سیستمِ نوع دوم است که نظامیان آن را پذیرفته‌اند. درواقع در این دو سیستم، دو تکنولوژی متفاوت – لیکن قابل ادغام – مد نظر قرار گرفته‌اند. اولین آن‌ها عبارت است از تکامل نوع غیرنظامی سیستم دید شبانه به نام LANTIRN (ناوبری شبانه در ارتفاع کم به کمک پرتو فروسرخ) که شکاری‌های F16 امریکا قدرت آن را در جنگ خلیج فارس نشان دادند.
در این سیستم از گیرنده‌های فروسرخی استفاده می‌شود که تصویر تشکیل شده بر مبنای اختلافات جوی منطقه را منعکس می‌کنند، ولی به رغم داشتن برد چند کیلومتری در هوای تاریک و غیر مهتابی، درنتیجه‌ی مه‌آلودگی‌های شدید و ابری بودن هوا دقت این سیستم به شدت کاهش می‌یابد. در این شرایط، بهترین سیستم‌های FLIR (سیستم فرانگر به کمک پرتو فروسرخ) از نسل LANTRIN قادرند تا مسافت تقریباً سی‌صد و پنجاه متری «نفوذ کنند» - در حالی که در بدترین شرایط جوی قدرت دید خلبان هواپیمای مسافربری از ده متر فراتر نمی‌رود.
اما این هنوز کافی نیست، زیرا باز هم برای خلبان فرصت انجام واکنش در شرایط وقوع حادثه‌ی غیرمترقبه را باقی نمی‌گذارد. حتی با داشتن بردی به میزان پانصد متر، این سیستم دیدبانی به کمک اشعه‌ی فروسرخ، امنیت مطلق برای فرود کور در جریان باران‌های استوایی یا طوفان‌های برف را تأمین نمی‌کند. در نتیجه‌ی این محدودیت‌های دستگاه‌های مجهز به پرتو فروسرخ که برای نظامیان مسأله‌ساز بوده است، آن‌ها به نوع دوم سیستم کمکی برای فرود که در داخل خود هواپیما مستقر شده باشد علاقه‌مند شدند. در این سیستم از راداری استفاده می‌شود که دارای موج‌های میلیمتری با قدرت عبور از وضعیت رسوب گرفتگی و مه گرفتگی است بدون این که دچار اختلال شود. این دستگاه به ویژه در هلیکوپترهای جنگی‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد که برای شناسایی هدف‌هایی مانند بعضی انواع موشک‌ها، یا در جنگ ضدتانک، یا برای جلوگیری از برخورد با موانعی هم‌چون خطوط برق فشار قوی به کار گرفته می‌شوند. اما به کار گرفتن این نوع رادار در هواپیماییِ غیرنظامی نیز درحال گسترش است.
اما کدام یک از سیستم‌های فوق را باید انتخاب کرد؟ گیرنده‌های فروسرخ یا رادارهای با موج میلیمتری را؟ در حقیقت به نظر می‌رسد که آینده، ادغام این دو سیستم را، که پیش از آن که رقیب یک‌دیگر باشند مکمل یک‌دیگرند، به صورت یک دستگاه نوید می‌دهد. در این صورت برای HUD تصویری بر اساس اطلاعات به دست آمده از این دو نوع گیرنده منعکس خواهد شد. چون ممکن است بعضی از بخش‌های سیستم‌های راداری و فروسرخ مشترک باشند (مثلاً HUD)، دست‌یابی به چنین سیستم مختلط دیدبانی برای شرکت‌های هوایی، نسبت به حالتی که این دو سیستم جداگانه به کار گرفته شوند هزینه‌ی کم‌تری در بر خواهد داشت.
هزینه‌ی گزاف ساخت این دستگاه‌های دیدبانی – چهارصد هزار دلار برای سیستم مختلط - سبب می‌شود که آن‌ها نیز ابتدا در ارتش آماده و به کار گرفته شوند. اما مطمئناً تشدید روزافزون ترافبک هوایی غیرنظامی، شرکت‌های هواپیمایی را چه به دلایل اقتصادی و چه امنیتی به انجام چنین سرمایه‌گذاری‌هایی سوق می‌دهد. تنها باید امیدوار بود که پیش‌رفت‌های فناورانه در این حیطه، جنگ جدید دیگری را طلب نکند....
تنها چند سال پیش این پرسش مطرح می‌شد که آیا باز هم خلبانی در هواپیما باقی خواهد ماند. در حال حاضر گرایش سازندگان و تجهیزکنندگان امریکایی هواپیماها، که پا در جای نظامیان می‌گذارند، نشانه‌ی پاسخ مثبت به این پرسش است. به این ترتیب به جای داشتن خلبانی اتوماتیک-الکترونیک که در پشت فرمان قرار گیرد، هواپیماها هم‌چنان به وسیله‌ی خدمه‌ی انسانی هدایت خواهند شد. اما نسل آینده‌ی این «پرندگان شگفت‌انگیز دیوانه» بدون این که از کوتاه شدن فضا و زمان راضی شده باشند، به زودی شاهد پراکنده شدن آخرین سدهایی خواهند بود که جلوی دیدگان آن‌ها را سد می‌سازد.
امروزه فرودگاه‌های بزرگ جهان به سیستم ILS (سیستم ابزار فرود) مجهز شده‌اند که با انتشار مخروطی از امواج رادیویی سطح طولانی همواری در امتداد طول محور باند به وجود می‌آورد که خلبان باید به کمک ابزارهای موجود، ضمن پیروی از آن، فرود آید. در این سیستم، هنگامی که هواپیما در ابتدای این سطح ظاهر می‌شود و در محور تعیین شده قرار می‌گیرد، به فرود با زاویه‌ی شیب یاد شده تا نقطه‌ی HD (ارتفاع تصمیم‌گیری) ادامه می‌دهد. در این ارتفاع، دو حالت پیش می‌آید: یا خلبان باند فرود را می‌بیند و فرود را ادامه می‌دهد، یا به دلیل نداشتن دید (مه‌آلودگی شدید، باران شدید) باند را در آن سوی فاصله‌ی HD-z نمی‌بیند. در این‌جا می‌بایست دوباره گاز دهد و هواپیما را به ارتفاعی برساند که بتواند منتظر مساعد شدن هوا برای فرود بماند، یا تغییر مسیر داده، در فرودگاهی که دید بهتر است فرود آید. اما با داشتن یک سیستم فروسرخ FLIR (سیستم فرانگر به کمک پرتو فروسرخ) که در مه یا باران نفوذ می‌کند، خلبان در شرایط جوی یک‌سان، قابلیت دید تا مسافت HD-y را خواهد داشت که دور تر از HD-z است. به این ترتیب خلبان می‌تواند به فرود ادامه دهد. با سیستم میکروموج‌های راداری، توان دید بر روی پرده‌ی موجود در هواپیماها باز هم بهبود یافته است، زیرا امواج راداری به هیچ وجه درنتیجه‌ی بدی وضعیت جوی دچار اختلال نمی‌شوند
و اما در مورد خود هواپیماها باید گفت که از سال‌های 1960 میلادی به بعد، طراحان و کارخانه‌های سازنده‌ی هواپیما، بیش‌تر متمایل به ساخت هواپیماهای رزمی چند منظوره بوده‌اند. بدین ترتیب که مثلاً هواپیمایی هم جنگنده و بمب‌افکن باشد، هم ره‌گیر و بازدارنده، و هم آموزشی، و احتمالاً چنان مشخصات نشست و برخاستی نیز داشته باشد که بتواند از ناو هواپیمابر به منزله‌ی پایگاه استفاده کند. به طور خلاصه، یعنی بتوان با دادن تغییرات بسیار کمی در تجهیزات و متعلقات، از هواپیما در هر کدام از مأموریت‌ها و منظورهای بالا که تعریف دقیق، فنی، و حرفه‌ای خود را دارند استفاده کرد.
به چند دلیل، نتیجه‌ی کار همیشه این انتظارات را برآورده نکرده است. دلیل اصلی این ناکامی همان مثل معروف خودمان است که می‌گوید همه‌کاره و هیچ‌کاره. واقعیت آن است که طراحی، سلسله مراتبی دارد که آغاز آن از نیاز بازار، درخواست کننده، و یا به اصطلاح مشتری سرچشمه می‌گیرد. درست بر همین مبناست که مشخصات فنی تعریف می‌شوند. برای افرادی که با طراحی و محاسبات آن سروکار دارند مسأله‌ی تناقض مشخصات مشکل ناآشنایی نیست.
حقیقت این است که طراح هواپیما بیش از هر طراح دیگری این مشکل را لمس کرده است و می‌کند. چگونه می‌توان موتوری با قدرت بسیار بالا طراحی کرد و در مقایسه، وزن و مصرف سوخت آن را هم بسیار پایین نگاه داشت، و از سوی دیگر، طبق معمول، خواست که بسیار ارزان هم تمام شود؟ این مثال ساده را می‌توان به کل سیستم، یعنی یک هواپیمای تمام شده، گسترش داد. یک هواپیمای چند منظوره مشکل می‌تواند همه‌ی مأموریت‌ها را به طور دل‌خواه و با کیفیت مساوی انجام دهد. اگر هم این مشخصات را داشته باشد قیمت آن معمولاً بسیار زیاد خواهد بود. وانگهی، پارامترهای طراحی این محدودیت را دارند که آن‌چه برای یک مأموریت یا منظور خاصی مهم و مورد نیاز است برای وظیفه یا مأموریت دیگر پایین آورنده‌ی کیفیت به شمار می‌رود. این همان تناقض مشخصات و درنتیجه، محاسباتی است که طراح باید انجام دهد تا در نهایت به روش‌هایی دست یابد که به اصطلاح نه سیخ بسوزد و نه کباب.

 


منبع: راسخون

 

به مقاله امتیاز بدهید:

( 0 رأی )

 

صدور فناوری از تمدن اسلامی به اروپای مسیحی

چاپ PDF

 

 

 

ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

نظر سنتی مورخان غربی این است که فرهنگ اروپایی مستقیماً مولود تمدن‌های باستانی یونان و روم است. بنا بر این نظریه، آثار نویسندگان باستانی – غالباً لاتینی و بعضاً یونانی – در طول قرن‌ها بعد از سقوط امپراتوری روم، توسط کلیسا حفظ شده و به عنوان منبع الهام‌بخش بالقوه‌ای در اواخر قرون وسطی و دوره‌ی رُنسانس، دیگر باره ظاهر شده است. کم‌تر کسی می‌تواند تأثیر نیرومند ادبیات باستانی را در اندیشه‌ی اروپایی انکار کند. با این حال، در مورد علم، وضع بسیار متفاوت است. در خلال قرن دوازدهم میلادی نوشته‌های محققینی هم‌چون فارابی، غزالی، فرغانی، ابن سینا، و ابن رشد به زبان لاتینی ترجمه شدند و در غرب شهرت و حرمت یافتند. آثار ارسطو، که به زودی به صورت منشأ اثر نیرومندی در اندیشه‌ی اروپایی درآمد، همراه با شروح ابن سینا و ابن رشد از زبان عربی (به زبان‌های اروپایی) ترجمه شدند. تأثیر شروح مزبور در شکل دادن به اندیشه‌ی علمی و فلسفی اروپایی از تأثیر خود آثار ارسطو کم‌تر نبود. بسیاری از آثار علمی دیگر نیز، که قرن‌ها پیش از زبان یونانی به عربی ترجمه شده بود، در همان ایام (از زبان عربی) به لاتینی ترجمه شد.
چارلز سینگر در آخرین بخش جلد دوم کتابش تحت عنوان «تاریخ تکنولوژی»، در باره‌ی بعضی از این نکات بحث کرده است. وی با اشاره به اندیشه‌ی «اروپا مرکزی» (یا اروپا محوریِ) مورخان غربی می‌نویسد: «اما اروپا چیزی جز یک شبه جزیره‌ی کوچک نیست که به صورت دنباله‌ای از سرزمین‌های پهناور افریقا-آسیا متفرع شده است. این وضع که در مورد موقعیت جغرافیایی اروپا (نسبت به آسیا و افریقا) به عینه و بدون مجامله صادق است، دست‌کم تا قرن سیزدهم میلادی، در مورد موقعیت تکنولوژیکی آن (نسبت به آسیا و افریقا) نیز صادق بوده است.» سینگر در باره‌ی مهارت و ابداعگری در خلال بخش اعظم دوره‌ی پانصد تا هزار و پانصد میلادی نیز می‌گوید که خاور نزدیک بر غرب پیشی داشته است زیرا تقریباً در همه‌ی شاخه‌های تکنولوژی، بهترین محصولاتی که در اختیار غرب قرار می‌گرفت همان‌هایی بود که در خاور نزدیک ساخته می‌شد. از نظر تکنولوژیک، غرب چندان چیزی برای عرضه کردن به مشرق زمین نداشت و درواقع، جریان انتقال تکنولوژی از شرق به طرف غرب برقرار بود.
در این جا نشان خواهیم داد که این انتقال تکنولوژی چگونه رخ داد، و مثال‌هایی نیز از نحوه‌ی انتقال افکار و فنون از جهان اسلام به غرب عرضه خواهیم کرد. اخذ فنون اسلامی توسط اروپا در واژگان عربی‌تبار متعددی که در فرهنگ‌های لغات زبان‌های اروپایی راه یافته‌اند منعکس است. (این واژه‌ها غالباً از طریق زبان‌های ایتالیایی و اسپانیایی به زبان انگلیسی راه یافته‌اند.) تنها چند مورد از این نوع واژه‌ها را در این‌جا به عنوان مثال ذکر می‌کنیم. در زمینه‌ی نساجی: موصلین (muslin)، سارسانت (sarsanet به معنای نوعی پارچه‌ی عربی (=تافته شکن)، و مأخوذ از لفظ Saracen که صلیبیون به اعراب مسلمان اطلاق می‌کردند)، داماسک (damask به معنای حریر و مأخوذ از نام دمشق، Damascus)، تافتا (taffeta، مأخوذ از همان لفظ فارسی تافته به معنای تابیده)، و تابی (tabby، به معنای حریر موج‌دار، که به آن اعتابی هم می‌گویند، مأخوذ از نام محله‌ی العتبیه در بغداد که این نوع پارچه در آن بافته می‌شده است)؛ در زمینه‌ی کشتی‌رانی و دریانوردی: آرسنال (arsenal، به معنای قورخانه، مأخوذ از دارالصناعه عربی)، و آدمیرال (admiral، به معنای دریادار، مأخوذ از امیر عربی)؛ و در تکنولوژی شیمیایی: المبیک (alembic، به معنای ظرفی که برای تقطیر مایعات و عصاره‌گیری به کار می‌رود، مأخوذ از الانبیق عربی)، الکل (alcohol، مأخوذ از الکحل عربی)، آلکالی (alkali، به معنای قلیا، مأخوذ از القلی عربی)؛ در کاغذسازی: ریم (ream، به معنای بند – واحد چاپ‌خانه‌ای کاغذ – مأخوذ از رزمه عربی)؛ در مواد غذایی: آلفالفا (alfalfa، به معنای یونجه، مأخوذ از الفصفصه عربی)، شکر یا قند (sugar، مأخوذ از شکّر عربی، شکر فارسی)، سیروپ (syrup، به معنای شربت قند، شیره، یا آب قند، مأخوذ از شراب عربی)، شربت (sherbet، مأخوذ از شربت ترکی و فارسی و هر دو مأخوذ از شراب عربی)؛ در رنگرزی: سافرون (saffron، به معنای زعفران یا زعفرانی، از همان زعفران عربی)، کرمیز (kermes، به معنای قرمز دانه، مأخوذ از همان قرمز فارسی یا عربی)؛ و بالاخره در چرم‌سازی: کوردوان (cordovan، نوعی چرم یا سختیان، مأخوذ از نام شهر قرطبه – Cordova – که این چرم ابتدا در آن ساخته می‌شده است)، و موروکو (Morocco، ایضاً نوعی چرم لطیف اعلی، مأخوذ از نام مراکش – Morocco – که این نوع چرم در ابتدا در آن جا ساخته می‌شده است). هم‌چنان که انتظار می‌رود زبان اسپانیایی، خصوصاً در زمینه‌های مربوط به کشاورزی و آبیاری، پر است از واژه‌هایی که اصل و نسب عربی دارند. مثلاً در این زبان به آسیا tahona (مأخوذ از طاحونه عربی به همان معنای آسیاب)، به آسیای آبی یا چرخ آبی acena (مأخوذ از السانیه عربی به همان معنی)، و به نهر آبیاری acequia (مأخوذ از الساقیه عربی به معنای نهر کوچک)، می‌گویند.
در اواخر قرون وسطی بسیاری از آثار علمی عربی به زبان لاتینی ترجمه شدند؛ یکی از مراکز علمی پرآوازه‌ای که در این زمینه فعالیت می‌کردند دارالترجمه طلیطله (Toledo) در قرن دوازدهم میلادی بود که در آن صدها متن علمی عربی به زبان لاتینی برگردانده شد. در حدود سال 1277 میلادی در دربار آلفونسوی دهم کاستیل، اثری به زبان اسپانیایی تحت عنوان Libros del Saber de Astronomia، تحت نظارت همین شاه، فراهم شد که هدف آن، بنا بر آن‌چه اعلام شده بود، عبارت بود از تسهیل آموزش زبان عربی برای مطالعه کنندگان اسپانیایی. این اثر حاوی فصلی در باره‌ی تعیین وقت (یا توقیت) است که در آن راجع به نوعی ساعت وزنی با چرخ دنگ جیوه‌ای سخن گفته شده است. از سوی دیگر، از سایر منابع در می‌یابیم که این‌گونه ساعت‌ها در قرن یازدهم میلادی، یعنی حدود دویست و پنجاه سال قبل از آن که چنین ساعت‌هایی در اروپای شمالی ظاهر شوند، توسط مسلمانان در اسپانیا ساخته می‌شده است. در حدود سال 1277 میلادی، بنا بر معاهده‌ای که بین بوهموند هفتم، شاهزاده‌ی سوری انطاکیه (Antioch) و رئیس جمهور یا دوچ (the Doge) ونیز منعقد شد، دقایق و رموز پنهانی شیشه‌گری و بلورسازی سوری (یعنی سوریه‌ای) در اختیار ونیزی‌ها قرار گرفت.
روابط میان جهان اسلام و اروپای مسیحی همواره خصومت‌آمیز نبود. فرمانروایان مسلمان، مردان روشن‌بینی بودند و بنا بر آن‌چه قرآن مجید بدیشان حکم می‌کرد نسبت به اتباع مسیحی خود با وفق و مدارا رفتار می‌کردند. علاوه بر این، ملاحظات تجاری فی‌مابین، تشکیل جوامعی از بازرگانان اروپایی را در شهرهای اسلامی سبب می‌شد، در حالی که بازرگانان مسلمان نیز در قلمرو بیزانس مستقر شده بودند و از این رهگذر می‌توانستند با تجار سوئدی که به طرف دنیپر (Dnieper) می‌رفتند، تماس پیدا کنند. علی‌الخصوص میان مصرِ فاطمیان و شهر ایتالیایی آمالفی (Amalfi) در قرون دهم و یازدهم میلادی روابط بازرگانی صمیمانه‌ای برقرار بود. (قوس‌های طاق رومی، که امروزه از عناصر اساسی معماری گوتیک است، از طریق همین شهر به اروپا راه یافت – نخستین کلیسایی که در ساختمان آن از چنین قوس‌هایی استفاده شده بود در سال 1071 میلادی در مونته کاسینو ساخته شد.)
ثمربخش‌ترین مبادلات (میان جهان اسلام و اروپای مسیحی) در شبه جزیره‌ی ایبری، یعنی در جایی برقرار شد که چندین قرن حکومت عموماً اهل تسامح و مدارای خلفای اموی و جانشینان ایشان در آن، امکان برقراری روابط دوستانه‌ای را میان مسلمانان و مسیحیان فراهم آورده بود. اقدامات مسلمانان در زمینه‌های کشاورزی، آبیاری، مهندسی شبکه‌های آب‌رسانی، و صنعت در نیمه‌ی جنوبی این شبه جزیره به صورت یکی از ارکان اساسی اداره‌ی امور روزمره‌ی مردم درآمده بود، و آرا و نظریات مسلمانان در این زمینه‌ها، و نیز در سایر زمینه‌ها، از طریق اسپانیا به ایتالیا و اروپای شمالی راه گشود.
تصرف مجدد اسپانیای اسلامی توسط مسیحیان، مانعی در راه ادامه‌ی این تبادلات و دادوستدها ایجاد نکرد. درواقع حتی به نوعی آن را تشدید و تقویت نیز کرد، چرا که مسیحیان تأسیسات و دستگاه‌های مسلمانان را تصرف کردند و طی قرون بعدی نیز آن‌ها را هم‌چنان دایر نگاه داشتند. نظامات آبیاری مسلمانان همراه با شبکه‌های آب‌رسانی و دستگاه‌های آب‌کشی آن‌ها به مثابه پایه و اساس کشاورزی اسپانیا(ی مسیحی) باقی ماند و به هنگام خود به جهان جدید منتقل گردید. سایر تأسیسات (مسلمانان در اسپانیای اسلامی) نیز به دست مسیحیان افتاد. دستگاه‌های صنعتی، نظیر کارخانه‌های کاغذسازی خاتیوا (یا به عربی شاطبه، Jativa) در نزدیکی والانس (به عربی بلنسیه، Valencia) به تصرف ایشان درآمد. این‌ها تنها نمونه‌های معدودی از طرق و اشکال متعدد و گوناگون انتقال آرا و اندیشه‌های مسلمانان به اروپا بود.
از همان اوان تاریخ اسلامی، سلاح‌های آتشین، هم در درگیری‌های محلی و داخلی، و هم بر ضد بیزانسی‌ها مورد استفاده قرار گرفته بود. سپاهیان مسلمان خلفای عباسی (قرون هشتم تا سیزدهم میلادی) نیروهای مخصوصی (تحت عنوان نفّاتون)، برای استفاده از سلاح‌های آتشین تشکیل داده بودند که لباس‌های ضد آتش می‌پوشیدند و مواد آتشین یا آتش‌زا پرتاب می‌کردند. سابقه‌ی کاربرد نظامی مواد آتشین در خاور نزدیک به زمان‌های باستان بازمی‌گردد، و این احتمالاً به سبب وجود تراوش‌های طبیعی نفت در سطح زمین در این منطقه از جهان بوده است. مواد آتشینی که در زمان پیش از اسلام در امور نظامی مورد استفاده بود عبارت بود از: (الف) نفت مایع، که در ایران و عراق در دسترس بود و نیز از سواحل دریای خزر به دست می‌آمد؛ (ب) قیر مایع؛ (ج) مخلوط‌هایی از قیر (یا زفت)، رزین، و گوگرد؛ (د) مخلوط‌هایی از آهک زنده یا خام و گوگرد، که در تماس با آب مشتعل می‌شد؛ و (ه) مخلوط‌هایی از آهک زنده و گوگرد و سایر مواد قابل اشتعال، نظیر قیر معدنی، رزین، نفت، و نظایر آن، که ایضاً در تماس با آب مشتعل می‌شد. همه‌ی این مواد هم‌گام با توسعه‌ی قلمرو اسلام نیز مورد استفاده قرار می‌گرفته است، اما بعد از قرن هشتم میلادی تحول مهمی در استفاده از مواد آتشین یا قابل اشتعال در این زمینه رخ داد.
در حدود سال شش‌صد و هفتاد و سه میلادی، یک معمار سوری از اهالی بعلبک، به نام کالینیکوس، به بیزانسی‌ها پناهنده شد؛ این حادثه چهل سال بعد از استقرار عرب‌ها در سوریه و در آستانه‌ی محاصره‌ی قسطنطنیه (یا استانبول امروزی) توسط مسلمانان رخ داد. ظاهراً معمار سوریِ مزبور با خود رموز ساخت نوعی ماده‌ی قابل اشتعال جدید را برده بود که دست‌یابی به آن به بیزانسی‌ها کمک کرد تا قرن‌ها از پایتخت خودشان در مقابل حملات مسلمانان، و نیز در مقابل تهاجمات اروپائیان غربی و اسلاوها، دفاع کنند؛ این شهر سرانجام در سال 1453 میلادی به تصرف مسلمانان عثمانی درآمد. (این ماده‌ی آتشین جدید را صلیبیون «آتش یونانی» می‌خواندند، اگرچه خودِ بیزانسی‌ها هیچ‌گاه آن را «یونانی» ننامیده بودند.)
شواهد این امر را می‌توان در چندین مورد یافت. برای مثال، جابر بن حیان در توضیح نحوه‌ی تهیه‌ی آن‌چه ما امروزه اسید نیتریک می‌نامیم از اصطلاح «گل‌های نیتره» استفاده کرده است که به احتمال قوی به شکل بلورینی از شوره یا شوره‌ی قلمی اشاره داشته است، در حالی که در یک نسخه‌ی خطی عربی که بعداً به خط و الفبای سریانی نوشته شده و احتمالاً در قرن دهم یا یازدهم میلادی تألیف شده است، از شوره یا شوره‌ی قلمی در زمره‌ی «نمک‌های هفتگانه» نام برده شده است. توصیف نمک‌های مزبور شامل بَورق‌الصَّفا (بوره یا بورق – یعنی هیدرات سدیوم یا نمک جوهر بوره‌ای که جواهرسازان به کار می‌برند) نیز می‌شده که به گفته‌ی همان نوشته، سفید است و به al-Shiha (یعنی شوره‌ی قلمی) شباهت دارد و آن را بلافاصله بعد از همین نمک ذکر کرده، و از آن به عنوان «نمکی که در پای دیوارها یافت می‌شود» یاد کرده است. شوره به این نام‌ها نیز شناخته می‌شده است: گُل assius (شورج) نمک دیوار (ملح الحائط)؛ برف چینی (ثلج الصین)؛ نمک چینی (ملح الصین)؛ al-shiha؛ ashush؛ نمک دباغی؛ و بارود (یا همان باروت).
با ظهور صلاح الدین ایوبی در سال 1139 میلادی، عصر جدیدی در کاربرد نظامی آتش آغاز گردید. مسلمانان سلاح‌های آتشین را در هر نبردی به کار گرفتند، و داستان آن صنعتگر دمشقی را که با تدارک دیگ‌ها (یا کوزه‌ها)ی نفت برج‌های محاصره‌ی صلیبیون را منهدم کرد همه می‌دانند. بنا بر گفته‌ی بسیاری از مورخان، استفاده از مواد آتش‌زای حاوی باروت، عامل تعیین کننده‌ی نتیجه‌ی نبرد المنصور در سال 1249 میلادی بود که طی آن شاه لویی نهم فرانسه به اسارت درآمد. هر دو طرف این نبرد شدیداً بر مهارت‌های صنعتگران و مهندسان خود متکی بودند. اما تفوق مسلمانان در استفاده از سلاح‌های آتشین، پیروزی نهایی را از آنِ ایشان کرد. می‌گویند این سلاح‌های آتشین «چیزی از توپ‌های واقعی کم نداشتند، و گلوله‌باران آن‌ها رعب و وحشت غریبی بر جان صلیبیون افکنده بود.» ژان دوژوئنویل (1224-1319)، وقایع‌نگار مشهور، که خود یکی از افسران شرکت کننده در این جنگ بوده، نوشته است که وقتی فرمانده فرانسوی دید ساراسن‌ها (یعنی عرب‌ها) آماده‌ی شلیک آتش می‌شوند «با وحشت اعلام کرد که دیگر کارمان تمام است». می‌گویند آتش‌ها از یک منجنیق سنگ‌انداز (یا گلوله کمان) عظیم، و در «دیگ‌های عراقی» (قِدرُ عراقی) پرتاب می‌شدند. دوژوئنویل می‌نویسد که هر کدام از آن ظرف‌های آتشین «شبیه خمره یا بشکه‌ی بزرگی بود و دنباله‌ای به بلندی یک نیزه داشت. صدایی که از اصابت این دیگ‌ها برمی‌آمد به غرش رعد می‌مانست و شبیه اژدهای آتشین عظیمی بود که در حال پرواز باشد، و چنان نوری از آن در می‌آمد که ما می‌توانستیم در اردوگاه خودمان همه چیز را مانند روز ببینیم». هنگامی که این دیگ‌ها به زمین می‌خورده‌اند می‌ترکیده‌اند و مایع درون آن‌ها به اطراف می‌پاشیده و میدانی از آتش و شعله به وجود می‌آورده است.
جیمز پارتینگتون، مورخ نام‌دار شیمی، توضیح داده است که «صلیبیون معتقد بوده‌اند که همه‌ی کسانی که مورد اصابت آتش این دیگ‌ها قرار گرفته بودند جان باختند، و ظاهراً دیگ‌های مزبور چیزی در حد نوعی بمب اتمی قدیمی تلقی شده بوده است». اگرچه سلاح‌های آتشین از حدود صد و پنجاه سال قبل از نخستین جنگ صلیبی نیز در جنگ‌ها به کار می‌رفته است اما ظاهراً اثر هیچ کدام از آن‌ها به آن اندازه رعب‌انگیز نبوده است؛ علت این تفاوت نیز استفاده از همان جزء ترکیبی مرموز، یعنی باروت، بوده است.
از زمانی که باروت مورد استفاده قرار گرفت، نقش مهندسان نظامی به طور روزافزونی اهمیت یافت. در میان نیروهای نظامی، دسته‌های مهندسی تشکیل شد و صنعتگرانی هم‌چون آهنگران، درودگران، مفرغ‌سازان، نفت‌اندازان، و نظایر ایشان، تحت فرماندهی مهندسان نظامی، که مستقیماً در مقابل امیر لشکر مسئول بودند، درآمدند. این دسته‌ها با دراختیار داشتن ابزار و آلات محاصره و باروت، به عناصر بسیار مؤثری در تعیین سرنوشت جنگ(های صلیبی) تبدیل شدند، و سرانجام جنگ‌های صلیبی در سال 1291 میلادی با محاصره و سقوط عَکّا (Acre) به نحوی قاطع و قطعی خاتمه یافت. می‌گفتند که در جریان محاصره‌ی عکا، منجنیق‌های سلطان (ملک‌الاشرف ایوبی) «خمره‌های سفالینی را که محتوی نوعی مخلوط منفجره بود، بر حصارهای شهر می‌کوبیدند و یا از فراز آن به داخل شهر پرتاب می‌کردند». و سلطان برای ویران کردن هر کدام از برج‌های شهر، یک‌هزار مهندس گماشته بود.
ابن خلدون که تاریخ مشهورش (العبر) را حدود سال 1377 میلادی نوشته است، در خلال شرحی که از محاصره‌ی سجلماسه (Sijilmasa) در مغرب توسط سلطان ابویوسف در یک قرن بعد از فتح عکا، به رشته‌ی تحریر درآورده است، آلات جنگی‌ای را توصیف کرده که به واقع نخستین توپ‌های جنگی بوده‌اند. وی می‌گوید که سلطان ابویوسف «ابزار و آلات محاصره و دستگاه‌های باروت انداز (هِندام النفت) را که گلوله‌های کوچک (حَصی، یا به طور مفرد حَصاه به معنای سنگ‌ریزه) یا آهن پرتاب می‌کرد، مستقر ساخت. این گلوله‌ها از درون محفظه‌ای (خَزنَه) که در جلو آتش شعله‌ور باروت تعبیه شده بود پرتاب می‌شدند؛ این کار به نحو غریبی انجام می‌شود و نشان می‌دهد که پروردگار متعال بر همه کار قادر است».
اما توپ جنگی، دفعتاً در مغرب ظاهر نشد. بارود (یا همان باروت) پیش‌تر در آن نواحی شناخته شده و در دیگ‌های آتشینی که در جنگ‌های صلیبی به کار می‌رفت مورد استفاده قرار گرفته بود. خوزه (آنتونیو) کاندی (1765-1820)، مورخ اسپانیایی، مدعی بوده است که در سال 1204 میلادی، الناصر، خلیفه‌ی موحدی، در محاصره‌ی شهر المهدیه در شمال افریقا، از توپ جنگی استفاده کرده بوده؛ و پیتر، اسقف (منطقه‌ی) لئون، نیز از کاربرد توپ جنگی در شهر سویل (به عربی اشبیلیه) در سال 1248 میلادی، خبر داده است. علاوه بر این، توپ جنگی در سرزمین‌های شرقی جهان اسلام در نیمه‌ی دوم قرن سیزدهم میلادی ظهور یافته بود. درواقع باید این طور گفت که در مغرب که نفت در دسترس نبوده است احتمالاً اندکی پیش از شرق اسلامی از توپ جنگی به عنوان یکی از ابزارهای محاصره استفاده شده بوده است و لذا ظهور توپ جنگی در سلجماسه به نحوی که ابن خلدون از آن خبر داده، امری طبیعی بوده است.
در عهد حکومت ممالیک، در جریان جنگ‌هایی که با مغول‌ها درگرفت از توپ‌های سبک‌تری استفاده شد، و همین امر مغول‌ها را، بعد از آن که بغداد را در سال 1258 میلادی ویران کردند، به عقب‌نشینی‌های پیاپی واداشت. نخستین شکستی که توسط سپاهیان ممالیک، به رهبری سلطان قُطَر، بر نیروهای هلاکوخان مغول وارد شد، در سال 1260 میلادی در عین جالوت در جلیله بود که یکی از سرنوشت‌سازترین نبردهای تاریخ به حساب می‌آمد. آخرین شکست مغول‌ها نیز در مرج‌الصفّر در جنوب دمشق و در سال 1303 میلادی واقع شد، و طی آن سپاهیان ممالیک، نیروهای مغول غازان‌خان را در نبرد تعیین کننده‌ی دیگری، که سرانجام مهر پایان بر کابوس مغول‌ها نهاد، در هم شکستند. این توپ‌های جدید هنوز هم به واقع سلاح‌های مؤثری نبودند، و هنوز مراحل ابتدایی تحول خود را طی می‌کردند. با این حال نسخه‌های خطی متعددی از اسناد نظامی در سن‌پترزبورگ، پاریس، استانبول، و قاهره موجود است که نه تنها حاکی از کاربرد توپ‌های سبک در نبرد با مغول‌هاست، بلکه حتی مؤید آن است که «مصری‌ها» نیروی سواره‌نظامی داشته‌اند که به طور ویژه به چنان توپ (مِدفَع) و ترقه‌هایی (صواریخ) که برای ترساندن دشمن و در هم ریختن صفوف آن‌ها به کار می‌رفته است مسلح بوده است. در برخی از این اسنادِ خطی به «شکست هلاکو در جالود» اشاره شده بود و در یکی از آن‌ها نیز از کاربرد چنان توپ‌هایی در نبرد علیه غازان سخن رفته است. بنابراین ما دو تاریخ دیگر نیز برای نبردهایی که نخستین توپ‌های جنگی توسط ممالیک در آن‌ها مورد استفاده قرار گرفته است در دست داریم، یکی سال 1260 میلادی، و دیگری سال 1303 میلادی. اما از آن‌جا که تا سال 1274 میلادی توپ جنگی در مغرب به صورت ابزاری برای محاصره درآمده بود، منطقی به نظر می‌رسد که بپذیریم این توپ‌ها پیش از نبرد عین جالوت در سال 1260 میلادی اختراع شده بوده‌اند.
در خلال همین دوره، استفاده از توپ‌های جنگی به عنوان ابزار محاصره، در سراسر قلمرو ممالیک به صورت امری عادی درآمده بوده است. شهاب‌الدین بن فضل‌الله‌العُمَری (1301-1349 میلادی)، مورخ و دایرة‌المعارف‌نویسی که از متخصصان امور دولتی و از مقامات عالی‌رتبه‌ی حکومتی بوده، تعدادی کتاب نوشته است که یکی از آن‌ها تحت عنوان التعریف بالمصطلح الشریف (1340 میلادی) کتاب راهنمایی برای استفاده‌ی مقامات بلندپایه‌ی حکومتی بوده است. العُمَری فصلی از این کتاب خود را به تعریف و توضیح ابزارهای محاصره در خلال حکومت الناصر (1309-1340 میلادی) اختصاص داده است. بنا بر آن‌چه او نوشته، شش نوع از این ابزارها در آن ایام مورد استفاده بوده است: منجنیق، زیارات (نوعی منجنیق کمانی شکل)، ستائر (یا پوشش‌های محافظ)، ختائی یا خطایی (نوعی نیزه)، مکاحل البارود (یا توپ‌های باروتی)، و بالاخره قواریر النفت (یا کوزه‌های نفت). سه ابزار آخری سلاح‌های باروتی بوده‌اند و العمری هر کدام را به دقت توصیف کرده است. وی در آن‌چه راجع به توپ جنگی گفته، درباره‌ی باروت و قدرت تخریبی گلوله‌های سرخ و آتشینی که سقف‌های قوسی را سوراخ و بناها را خراب می‌کرده، سخن گفته است.
هم منابع غربی و هم منابع عربی نشان می‌دهند که در جریان یک سلسله محاصره‌ها و نبردها در اسپانیا در فاصله‌ی سال‌های 1340 و 1343 میلادی، از توپ جنگی استفاده می‌شده است. در سال 1340 میلادی مسلمانان در نبرد طریف، و نیز در سال 1342 میلادی در محاصره‌ی الجزیره (بین‌النهرین)، از توپ استفاده کردند. از لوله‌ی این توپ‌ها که خرجشان باروت بوده، گلوله‌های آهنین شلیک می‌شده، و گفته شده است که ارلِ دربیایی (Earl of Derby) و ارلِ سالزبریایی، که هر دو در نبرد مزبور شرکت داشته‌اند، کسانی بوده‌اند که توانسته‌اند با خود اطلاعاتی راجع به سلاح‌های آتشین به انگلستان ببرند. برخی از مورخان غربی نیز معتقدند که اسپانیایی‌ها اطلاعات مربوط به این توپ‌ها را از اعراب غرناطه (یا گرانادا)، که پیش‌تر با کاربرد باروت آشنا شده بودند، گرفته‌اند. بنابراین، دانش استفاده از باروت و توپ‌های جنگی نیز، هم‌چون بقیه‌ی موارد، از طریق اسپانیا به اروپا انتقال یافته است.
در همان سال محاصره‌ی الجزیره، امیران سوریه و مصر مصمم شدند تا سلطان الناصر احمد را که به تازگی منصوب شده بود از اریکه‌ی قدرت به زیر کشند، زیرا او را برای این مقام مناسب و شایسته نمی‌دانستند. برای انجام این مقصود، نیرویی را به الکرَک فرستادند و وی را در آن‌جا به محاصره درآوردند ؛ اما گفته‌اند که «وی بر فراز قلعه پنج منجنیق و تعداد زیادی مدفع (=توپ) نصب کرد» و توانست به خوبی از خود دفاع کند و نیروهای محاصره کننده را از هم بپاشد.
بنا بر آن‌چه گفته شده است، نخستین باری که در نبردی در غرب از توپ جنگی استفاده شد در سال 1346 میلادی در کِرِسی بود. در خلال همان جنگ، توپ‌های انگلیسی نیز برای بستن مدخل بندرگاه کاله (Calais) به منصه آمدند.
بعد از سال 1342 میلادی، تحول و تکامل این سلاح به دست ممالیک، که از آن وسیعاً برای عملیات محاصره استفاده می‌کردند هم‌چنان ادامه یافت هرچند حاصل کار ایشان در این زمینه به تدریج به سایر کشورهای اسلامی نیز رسید، و عثمانی‌ها زودتر از دیگران از این سلاح در سطحی گسترده سود جستند. چشم‌گیرترین عملیاتی که در آن از توپ جنگی استفاده شد همانا فتح قسطنطنیه (استانبول کنونی) توسط عثمانی‌ها در سال 1453 میلادی بود. قطر لوله‌ی یکی از توپ‌های مفرغی که در این محاصره مورد استفاده‌ی عثمانی‌ها قرار گرفته بود به بیش از هشتاد و هشت سانتیمتر و وزن گلوله‌هایی که از آن شلیک می‌شد به بیش از دویست و هفتاد کیلوگرم می‌رسید. گلوله‌ای که به یک کشتی ونیزی اصابت کرده بود آن را به دو نیم کرد. این گلوله حداقل چهارصد کیلوگرم وزن داشت و از فاصله‌ی دو و چهار دهم کیلومتری شلیک شده بود. گفته شده که برای جابه‌جا کردن هر یک جفت از این توپ‌ها هفتاد گاو نر و بیش از هزار مرد جنگی لازم بوده است.
یکی از دستاوردهای عمده و برجسته‌ی تکنولوژیک تمدن اسلامی، همانا وارد کردن و توسعه دادن صنعت کاغذسازی در خاور نزدیک و سرزمین‌های غربی حوزه‌ی مدیترانه بود. این جریان یکی از روی‌دادهای بسیار مهم و تعیین کننده‌ی تاریخ بشریت به حساب می‌آمد.
تاریخ اولیه‌ی تهیه‌ی کاغذ، امروزه به تدریج روشن می‌شود. در حالی که احتمال دارد در خلال قرن سوم قبل از میلاد انواعی از کاغذ در آسیا ساخته شده باشد، ولی تاریخ قابل اعتمادتری که می‌توان برای تهیه‌ی کاغذ ذکر کرد سال 105 میلادی است که کاغذهایی از پوست درخت توت در چین ساخته شد. با این حال این‌طور نیز ادعا شده است که چینی‌های آن روزگار، همه‌ی مراکز دیگر کاغذسازی غیرچینی آسیا را به تعطیل کشانده و ساخت این کالا را به انحصار خویش درآورده بودند. حقیقت این مطلب هرچه باشد، از منابع غربی چنین بر می‌آید که صنایع کاغذسازی مسلمانان در اواسط قرن هشتم میلادی، به برکت انتقال چندین اسیر چینی به سمرقند بعد از جنگ سال 751 میلادی نهر طراز، در آن شهر آغاز به کار کرده بوده است. قزوینی به نقل از منبع دیگری می‌گوید که اسرای جنگی از چین آورده شدند. در میان این اسرا کسی بود که چیزهایی از صناعت کاغذسازی می‌دانست و در این شهر نیز به همین کار مشغول شد. از آن پس کار کاغذسازی در این شهر توسعه یافت و کاغذ به تدریج به صورت یکی از محصولات تولیدی عمده‌ی مردم شهر سمرقند درآمد، و از آن جا به تمام ممالک دیگر صادر شد. با آشنا شدن جهان اسلام با صنعت کاغذسازی و توسعه‌ی این صنعت در قرن نهم میلادی، انقلابی در این زمینه رخ داد. ابزار کتابت از انحصار آزاد شد و کاغذ به صورت کالایی بسیار ارزان درآمد.

قدیمی‌ترین کاغذ مصری موجود که با خط عربی بر روی آن کتابت شده است متعلق به سال‌های بین 796 و 815 میلادی است هرچند قدیمی‌ترین کاغذی که تاریخ زمان کتابت بر آن ثبت شده است از آنِ سال 847 میلادی است. به هر حال، این را نیز می‌دانیم که کارخانه‌ی کاغذسازی (در همان قرن هشتم میلادی) در بغداد نیز تأسیس شد، و بنا بر نظر یکی از مورخان علم، یعنی رابرت فوربِس، در قرن دهم میلادی بر روی نهر دجله نیز کارخانه‌های شناور (کشتی‌مانند) کاغذسازی دایر بوده است. از آن پس کار کاغذسازی به سوریه نیز توسعه یافت و در دمشق، طبریه، طرابلس، و سایر نقاط این سرزمین کارخانه‌های کاغذسازی تأسیس شد. بعد از سوریه، مصر به کار کاغذسازی روی آورد و در قاهره یک کارخانه‌ی کاغذسازی دایر شد. و بعد از مصر، این صنعت به افریقای شمالی راه یافت و شهر فاس (در مراکش کنونی) به صورت یکی از مهم‌ترین مراکز کاغذسازی درآمد. سرانجام صنعت کاغذسازی به مرزهای جهان اسلام با دنیای مسیحیت، یعنی به سیسیل (به عربی صقلیه) و اسپانیا رسید و کاغذهای ساخت شهر خاتیوا (شاطبه) در منطقه‌ی والانس (بلنسیه) آوازه‌ای به هم رساند. از این زمان به بعد بود که صنعت کاغذسازی به اروپا راه یافت، و با اندکی تأخیر، نخستین کارخانه‌ی کاغذسازی در سال 1276 میلادی در فابریانو در ایتالیا تأسیس شد؛ بعد از آن نیز یک قرن و اندی طول کشید تا در سال 1390 میلادی کارخانه‌ی کاغذسازی دیگری در نورنبرگ آلمان کار خود را آغاز کرد.
ساخت کاغذ، انقلابی فرهنگی برپا کرد. از آن پس، کار تهیه‌ی کتاب در مقیاسی که تا آن زمان سابقه نداشت بسیار تسهیل گردید، و در طول کم‌تر از یک قرن صدها هزار کتاب دست‌نوشته و خطی در سراسر سرزمین‌های اسلامی منتشر شد. کتاب در همه‌جا در دسترس طالبان آن قرار گرفت و حرفه‌ی کتاب‌فروشی (وَرّاقی) بسیار رونق یافت.
در حالی که دین اسلام مهم‌ترین محرک و انگیزنده‌ی نهضت علمی در اوج شکوفایی اعراب مسلمان بود، بعد از قرن شانزدهم میلادی، ظهور گروهی از روحانیون قشری سبب شد که همین علم منکوب و منجمد شود و جلو رشد آن گرفته شود. در سرزمین‌های مسیحی غرب نیز حرکت‌های قهقرایی به ظاهر دینی مشابهی رخ داد، حرکت‌های ارتدادیابی که می‌کوشید مانع انقلاب علمی در غرب شود؛ ولی اگر رفاه اقتصادی کافی برای ایجاد تقاضا برای علم و تکنولوژی وجود می‌داشت، تعصب و تنگ‌نظری دینی در سرزمین‌های اسلامی بر علم غلبه نمی‌یافت، زیرا هم‌چنان‌که پیش‌تر نیز گفتیم، دین اسلام خود محرک اصلی انقلاب علمی مسلمانان در اوج شکوه و شکوفایی دولت اسلامی بود. با همه‌ی این احوال، حرکت متعصبانه‌ی دینی گروهی از مسلمانان بر ضد علم در اعصار انحطاط دولت اسلامی، درواقع چیزی جز یک عارضه‌ی پرضایعه‌ی نشأت گرفته از فروپاشی و اضمحلال سیاسی و اقتصادی نبود. تراژدی تخریب آخرین رصدخانه‌ی اسلامی، که در سال 1580 میلادی توسط تقی‌الدین در قسطنطنیه (استانبول کنونی) ساخته شده بود، نمونه و نمایانگر پیروزی همین گروه روحانیون قشری متعصب و تنگ‌نظر بر علم بود. عنایت به این طنز تلخ، شعله بر جان می‌زند که نخستین رصدخانه در غرب توسط تیکوبراهه در همان ایامی ساخته شد که آخرین رصدخانه در جهان اسلام ویران شده بود.

 


منبع: راسخون

به مقاله امتیاز بدهید:

( 0 رأی )

 

فرایند پرفشار و کم‌فشار تولید الماس مصنوعی

چاپ PDF



ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

در اواخر سال 1955 میلادی، رابرت ونتورف توانست کاری شبیه کیمیاگری بکند. او یک شیشه‌ی کَره‌ی بادام زمینی خرید، آن را به آزمایشگاه خود برد، کره را روی نان مالید، و توانست تکه‌ی کوچکی از آن را تبدیل به ذرات الماس کند. در همین زمان بود که ونتورف و سه تن از همکارانش در مرکز تحقیق و توسعه‌ی شرکت جنرال الکتریک در نیویورک توانستند قیر، زغال سنگ، چوب، و مواد دیگر حاوی کربن را تبدیل به ذراتی از الماس بکنند که اندازه‌ی آن‌ها از ریزی آرد گندم تا درشتی دانه‌های کنجد بود. این آزمایش‌های شگفت‌انگیز نشان دادند که هر ماده‌ای را می‌توان تبدیل به الماس کرد مشروط بر آن که به اندازه‌ی کافی دارای اتم‌های کربن باشد.
روش تولید الماس مصنوعی از مواد مختلف، به ویژه از گرافیت که معمول‌تر است، بدین ترتیب است که دماها و فشارهای بسیار زیادی را که در داخل زمین باعث تشکیل الماس می‌شوند به طور مصنوعی ایجاد می‌کنند. این فرایند گران‌قیمت توسط جنرال الکتریک در سال 1958 تجاری شد و از آن پس موجب پدید آمدن صنعتی به ظرفیت تولید نیم میلیارد دلار ذرات الماس در سال شد که فراورده‌های نهایی آن عبارتند از ابزارهای پوشش داده شده با الماس برای مته‌کاری و حفاری در معادن، و ابزارهای الماسه برای ماشین‌کاری دقیق قطعات اتوموبیل و قالب‌های مورد استفاده در صنایع سیم‌سازی.
ولی حتی قبل از آن که روش پرفشار جنرال الکتریک باعث پیدایش صنایع فوق شود پژوهشگران توجه خود را به فرایندی ارزان‌تر و کم‌فشارتر موسوم به رسوب بخار شیمیایی (CVD) معطوف کرده بودند. در این روش گازهای کربن‌داری مانند متان در محفظه‌هایی تحت فشار از یک اتمسفر تا یک هزارم اتمسفر در معرض دماهای بسیار زیاد قرار می‌گیرند و تجزیه می‌شوند. سپس اتم‌های کربن روی سطح موادی که در این محفظه قرار دارند ولی دمای آن‌ها کم‌تر است می‌نشینند. این روش، نسبت به روش جنرال الکتریک، احتیاج به فشارهایی بسیار کم‌تر (تا یک پنجاه هزارم) دارد. اما این تنها مزیت آن نیست، زیرا با این روش می‌توان تعداد بسیار بیش‌تری از مواد را با الماس پوشش داد.
بنا به پیش‌بینی جان آنگوس، مهندس شیمی، در آینده از الماس در موارد بسیاری استفاده می‌شود: در ظروف خانگی، در سرمته‌ها، در تیغ‌های ریش‌تراشی، در ماشین‌‌های کپی، و در دیسک‌های کامپیوتری سخت. به اعتقاد روستوم روی، متخصص علم مواد در دانشگاه پنسیلوانیا، کشف روش کم‌فشار بسیار مهم‌تر از کشف روش پرفشار است، زیرا با این روش می‌توان تقریباً هر چیزی را با الماس پوشش داد. به این ترتیب مهندسان می‌توانند خواص عالی الماس مانند مقاومت در برابر خراش و توانایی دفع گرما را به موادی که فاقد این ویژگی‌ها هستند اضافه کنند.
با وجود این که در قرن نوزدهم نیز در مورد ساخت الماس مصنوعی ادعاهایی شده بود ولی اولین قدم در راه تولید تجاری آن در سال 1955 برداشته شد، یعنی زمانی که ونتورف و همکارانش مقاله‌ی پرسروصدایی در این مورد در مجله‌ی نِیچر منتشر کردند. آن‌ها در این مقاله فرایندی را تشریح کردند که در آن گرافیت (ماده‌ی دوده‌ای شکل تمام کربنی مورد استفاده در نوک مدادها) به بلوری تمام کربنی که نشانه‌ی خلوص و کمال در طبیعت است تبدیل می‌شود. این واقعه برای مقامات دولتی آن‌قدر تکان دهنده بود که تا مدتی از انتشار خبر آن جلوگیری کردند.
فرایند جنرال الکتریک برای تولید الماس مستلزم ایجاد شرایط «جهنمی» یعنی دماهایی تا هزار و چهارصد درجه‌ی سانتیگراد و فشارهایی تا پنجاه هزار اتمسفر یا بیش‌تر است. متخصصان جنرال الکتریک می‌دانستند که این شرایط برای الماس قابل تحمل ولی برای گرافیت غیر قابل تحمل است. برای این کار محفظه‌هایی بسیار محکم باید ساخته می‌شدند که تحمل تنش‌های ناشی از چنین شرایطی را داشته باشند.
در دماهای کم‌تر، کربن ترجیح می‌دهد که ساختار گرافیت را داشته باشد، یعنی به شکل شش ضلعی‌هایی که اتم‌های آن دارای پیوندهای کووالانسی با یک‌دیگر هستند و تشکیل لایه‌های مولکولی روی هم انباشته می‌دهند. ولی گرافیت در شرایط حاد فرایند جنرال الکتریک قادر به حفظ شکل خود نیست. در حضور کاتالیزور فلزی و یک دانه یا جوانه‌ی کوچک الماس که در دمای زیر ذوب نگاه داشته شده است اتم‌های کربن گرافیت از یک‌دیگر جدا می‌شوند و از طریق فلز ذوب شده به طرف هسته‌ی الماس حرکت می‌کنند و با ایجاد پیوندهای کووالانسی، چهاروجهی‌های کاملاً یکنواخت و متفاوتی تشکیل می‌دهند.
در روش اولیه‌ی جنرال الکتریک، الماس‌های تولید شده خصوصیات الماس‌های طبیعی را نداشتند. به گفته‌ی ونتورف «اگرچه بلورهای تولید شده بسیار سخت بودند و درخشش داشتند ولی وجود ناخالصی‌ها آن‌ها را تیره و کدر می‌ساخت». الماس‌هایی که از دانه‌های بادام زمینی تولید شده بودند سبز کم‌رنگ بودند و این به خاطر حضور اتم‌های نیتروژن موجود در مولکول‌های پروتئین بود.
جنرال الکتریک بعداً روش خود را بهبود بخشید و توانست الماس‌های شفاف و زیبایی به قطرهایی از چند میکرون تا چند میلیمتر تولید کند. در سال 1970 میلادی دانشمندان جنرال الکتریک حتی موفق شدند با استفاده از ریزه‌های الماس به جای گرافیت، الماس‌هایی درشت با کیفیت خیلی خوب بسازند اگرچه هزینه‌ی این روش بسیار زیاد بود. فرایند ذکر شده امروزه نیز گران است، ولی استفاده از روش CVD با شرایط آسان‌تر آن، به صنعت تولید الماس مصنوعی جان تازه‌ای بخشید. موفقیت‌های چندین ساله‌ی اخیر در پوشش دادن بسیاری از اجسام با الماس، یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های تکنولوژی در سه دهه‌ی اخیر بوده است. بدون شک آثار این تکنولوژی از آثار تکنولوژی اَبَررساناها بیش‌تر خواهد بود.
میزان تولید الماس صنعتی در جهان، که به طور عمده در کشورهای امریکا، افریقای جنوبی، ژاپن، و روسیه تولید می‌شود بیش از سی‌صد میلیون قیراط در سال است. این مقدار برابر است با بیش از شصت تُن ذره‌ی ساینده‌ی الماس در سال که بازاری بیش از پانصد میلیون دلار در سال را به وجود می‌آورد. (تولید الماس طبیعی تقریباً نوزده تُن در سال است.) ولی اگر پیش‌بینی برخی از دانشمندان مواد و تحلیلگران اقتصادی درست از آب درآید این رقم به زودی افزایش چشم‌گیری تا بیش از یک میلیارد دلار برای الماس مصنوعی تولید شده در فرایند کم‌فشار پیدا می‌کند. یک شرکت ژاپنی رقمی شانزده برابر این مبلغ را پیش‌بینی کرده است.
این پیش‌بینی‌ها متکی بر استفاده از روش‌های جدیدی هستند که پژوهشگران برای پوشش دادن مواد گوناگون (از کاغذ گرفته تا سیلیسیم) به وسیله‌ی فیلم الماس ابداع کرده‌اند. با توجه به این که الماس سخت‌ترین ماده‌ی شناخته شده است، یک لایه‌ی پوشش شفاف الماس، محافظ دائمی وسایلی مانند عینک، بلورهای ساعت مچی، و سطوح دیگر خواهد بود. سطح یک دیسک سخت کامپیوتری را که با سرعت زیادی می‌چرخد می‌توان با الماس پوشش داد و آن را در برابر برخوردهای اتفاقی با هد کامپیوتر محافظت کرد.
از آن‌جا که الماس نور را جذب نمی‌کند محافظی ایده‌آل برای الیاف نوری و هم‌چنین حس‌گرهای تابش در تجهیزات فضایی خواهد بود. مهندسان هم‌چنین درصدد استفاده از پوشش الماس به عنوان یک روان کننده‌ی بادوام در بعضی از اجزای ماشین‌ها، مانند یاتاقان هستند. الماس تقریباً بهترین دفع کننده‌ی گرماست، با چیزی واکنش نمی‌کند مگر در دماهای خیلی زیاد، و هم‌چنین در برابر جریان برق عایقی عالی است. بنا بر این مهندسان قادر خواهند بود با استفاده از پوشش الماس و دفع کننده‌های گرمایی ساخته شده از الماس، تراشه‌هایی الکترونیکی بسازند که در دماهای زیاد کارایی خوبی دارند. برخی از دانشمندان حتی پیش‌بینی می‌کنند که برای ساخت تراشه‌های الکترونیکی سریع‌تر، از انواع نیمه‌رساناهای الماس، به جای سیلیسیم، استفاده شود. اگر بتوان الماس را نیمه‌رسانا کرد می‌تواند بهترین نیمه‌رسانا باشد. چند آزمایشگاه توانسته‌اند با رشد دادن الماس مصنوعی در حضور عنصر بور، بلورهایی از الماس تولید کنند که رفتاری شبیه به نیمه‌رساناها دارند. ولی این بلورها را به علت داشتن نواقص ساختاری هنوز نمی‌توان به نحو مؤثری در مدارهای الکترونیکی به کار برد.
توجه زیاد به الماس مصنوعی به منزله‌ی ماده‌ای نسبتاً جدید در مهندسی، نتیجه‌ی پیش‌رفت‌هایی است که در روش تولید آن صورت گرفته است. روش‌های جدید به قدری آسان‌اند که دانشمندان تا چند دهه‌ی پیش حتی تصور آن را هم نمی‌کردند. روش CVD که قبل از اعلام فرایند جنرال الکتریک در دهه‌ی 1950 ابداع شده بود هم‌اکنون یکی از روش‌های کم‌فشار تولید الماس مصنوعی است. اگرچه در این فرایندها ممکن است دما به چندین برابر دمای فرایندهای پرفشار برسد ولی فشار لازم در آن‌ها به آسانی قابل دست‌یابی است و ممکن است درحدود هزارم اتمسفر باشد.
در سال 1952 میلادی ویلیام اورسول از شرکت یونیون کارباید اعلام کرد که با استفاده از فرایند CVD الماس مصنوعی ساخته است، ولی سرعت آن فرایند بسیار کم بود. او قطعات ریز الماس را در خلأ جزئی تا شش‌صد درجه‌ی سانتیگراد حرارت داد. در این شرایط، متان تجزیه می‌شود و روی سطوح داغ ذرات الماس لایه‌های جدیدی از الماس می‌نشینند. چهار سال بعد، دانشمندان روس به رهبری بوریس دریاگین تحقیقات وسیعی را در این زمینه آغاز کردند. در سال‌های دهه‌ی 1960 میلادی، پژوهشگران در امریکا و روسیه به روش‌های تولید الماس مصنوعی در فشارهای پایین دست پیدا کردند ولی بلورهای تولیدی آن‌ها با سرعت بسیار کمی رشد می‌کردند. این سرعت عموماً یک درصد میکرون در ساعت بود. با این سرعت، بیش از یازده سال طول می‌کشید تا یک لایه‌ی الماس به ضخامت یک سکه تولید شود. در سال 1976 گروه دریاگین اعلام کرد که الماس مصنوعی را در فشار کم و با سرعت رشد زیاد تولید کرده است ولی به علت این که روس‌ها روش خود را مخفی نگاه می‌داشتند دانشمندان امریکایی به ادعای آن‌ها توجه زیادی نشان نمی‌دادند. اما ژاپنی‌ها این مسأله را جدی گرفتند و تحقیق در این زمینه را آغاز کردند. انستیتوی ملی پژوهش در مواد غیر آلی (NIRIM) ژاپن با انتشار سلسله مقالاتی در مورد تولید فیلم الماس مصنوعی در فشارهای کم، عملی بودن رشد سریع الماس (یک میکرون در ساعت) را نشان دادند و شرایط ایجاد آن را ذکر کردند. پژوهشگران در کشورهای دیگر در این زمینه از ژاپنی‌ها پیروی کردند. شاید بتوان گفت که صنعت الماس‌سازی، شکوفایی فعلی خود را مدیون تلاش‌های اولیه‌ی ژاپنی‌هاست.
ژاپنی‌ها موقعیت رهبری خود را در زمینه‌ی تجاری کردن این صنعت نیز حفظ کرده‌اند. روستوم روی، متخصص امریکایی مواد، پس از بازدید از نمایشگاه‌های الماس‌سازی NIRIM در سال 1984، مقامات دفتر تحقیقات نیروی امریکا را متقاعد کرد که از تحقیقات CVD حمایت مالی کنند. به گفته‌ی روی، مبلغی که از طرف دولت به این کار اختصاص داده شد بین ده تا پانزده میلیون دلار است، در حالی که برای پژوهش درباره‌ی ابررساناها مبلغ دویست و بیست میلیون دلار اختصاص داده شد که به اعتقاد او آینده‌ی صنعتی و اقتصادی آن به خوبی صنعت تولید الماس مصنوعی به روش CVD نیست.
جزئیات مکانیزم فیزیکی و شیمیایی فرایند CVD هنوز ناشناخته باقی مانده است، ولی بیش‌تر با روش آزمون و خطا موفق به کشف شرایط مطلوب شده‌اند. به گفته‌ی یکی از متخصصان جنرال الکتریک، کافی است پژوهشگری اطلاعاتی راجع به ساختمان بلورها داشته باشد و بتواند حدس‌های خوبی بزند. اکثر پیش‌رفت‌ها در این زمینه نه به وسیله‌ی نظریه‌پردازان بلکه به وسیله‌ی دانشمندان موادی که درک حسی خوبی داشته‌اند صورت گرفته است.
گازهای کربن‌دار به محفظه‌ی خلأ وارد می‌شوند. در داخل این محفظه، یک منبع گرمازا، مثلاً رشته‌ی تنگستن یا پلاسمای ایجاد شده به وسیله‌ی میکروموج، گاز کربن‌داری را که در جریانی از گاز هیدروژن قرار دارد تجزیه می‌کند. سپس ذرات کربن روی سطوح قطعاتی که در داخل محفظه در دمای بین شش‌صد تا نُه‌صد درجه‌ی سانتیگراد قرار دارند می‌نشینند. با تنظیم نسبت هیدروژن و هیدروکربن، فشار داخل محفظه، و دمای قطعات پایه (که الماس باید روی آن‌ها بنشیند)، پژوهشگران توانسته‌اند فیلم‌های الماس را با سرعت بیش از صد میکرون در ساعت روی سطح قطعات مواد پایه‌ی مختلف و پیچیده رشد دهند. هزاران ذره‌ی کوچک الماس روی سطوح انباشته می‌شوند و سپس به یک‌دیگر می‌پیوندند و تشکیل فیلم بلوری پیوسته‌ای را می‌دهند (منظور از فیلم، لایه‌های بسیار نازک است).
امروزه به راحتی فیلم و پوشش الماس تولید می‌کنند. پوشش‌های الماسی فاقد نظم بلوری الماس هستند به دلیل آن که حاوی اتم‌های هیدروژن هستند که نظم شبکه‌ی آن‌ها را به‌هم می‌زنند، یا به این دلیل که اتم‌های کربن آن‌ها به طور اتفاقی به هم متصل شده‌اند. پوشش‌های الماسی اگرچه از فیلم الماس ناقص‌ترند ولی می‌توان آن‌ها را روی سطوحی که در دماهای معمولی (دمای اتاق) قرار دارند اعمال کرد و سطوح صیقلی ایجاد نمود.
محصولات تجاری فرایند CVD به بازار عرضه می‌شوند. دوست‌داران موسیقیِ باکیفیتِ خوب، که پول فراوانی هم داشته باشند می‌توانند بلندگوهایی بخرند که دارای دیافراگم الماسی هستند. این محصول به وسیله‌ی شرکت سومی‌تومو برای شرکت سونی ساخته شد. شرکت سیکو نیز ساعت‌های مچی ضدخش با بلورهای پوشش داده شده با الماس ساخت. شرکت امریکایی کریستالوم شیشه‌های دارای پوشش الماس برای ردیابی با پرتو فروسرخ می‌فروشد که در ابزارهای دقیق و هم‌چنین سیستم‌های هدایت موشک کاربرد دارد. دانشمندان آی‌بی‌ام از فرایند CVD برای ساختن صافی‌های نوری تولید شده از الماس استفاده می‌کنند. آن‌ها امیدوار بودند که از این صافی‌ها اجزای الکترونیکی کوچک‌تری بسازند. چند سال پیش شرکت جنرال الکتریک اعلام کرد که مشغول تلفیق فرایند CVD با فرایند پرفشار خود برای تولید الماس‌هایی است که توانایی زیادی در دفع گرما دارند و در مقابل تابش لیزر نیز می‌توانند مقاومت کنند.
روش‌های شبیه به کیمیاگری تولید الماس، هم‌چنان درحال افزایش‌اند. سال‌ها قبل یک محقق ژاپنی اعلام کرد که توانسته است فیلم الماس را روی سطح فلزی سرد شده‌ای ایجاد کند که در معرض شعله‌ی مشعل اکسی استیلن قرار گرفته بود. این تجربه در آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی امریکا نیز تکرار شد. محققان این آزمایشگاه آینده‌ی خوبی را برای روش CVD پیش‌بینی کردند. فرایند دقیق CVD هرچه باشد دانشمندان علم مواد متفق‌القولند که تولید الماس در فشارهای کم در آینده صنعت بزرگی خواهد شد، ولی این کار به آسانی سرانجام نخواهد گرفت. شیمی‌دان‌ها، دانشمندان علوم اپتیک، مهندسان برق، و دانشمندان علم مواد باید توانایی‌های خود را یک‌جا جمع کنند تا این تکنولوژی را از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی تبدیل کنند. این تکنولوژی نسبتاً نوپا احتیاج به حمایت مالی همه‌جانبه دارد تا به صنعتی ملی تبدیل شود. با توجه به این که صنعتی شدن این فناوری مستلزم آن است که فیلم الماس تولید شده دارای خواص قابل پیش‌بینی و قابل تکرار باشد، باید اصول اولیه‌ی فیزیکی و شیمیایی که در فرایند تولید الماس مصنوعی دخالت دارند کاملاً شناخته شوند.

 

 


منبع: راسخون

به مقاله امتیاز بدهید:

( 3 رأی )

 

فن‌آوری روبوتیک

چاپ PDF

 

ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

روبوت‌ها شکل نهایی کامپیوترها هستند. مانند سنگ و آهن که هر یک عصری از تاریخ بشر را به خود اختصاص دادند روبوت‌ها نیز به قدری توانایی در زمینه‌های متنوع دارند که می‌توانند عصر جدیدی را پدید آورند. ما هم‌اکنون در آستانه‌ی این عصر، عصر روبوتیک، قرار داریم.
کامپیوتر با داشتن سه چیز به روبوت تبدیل می‌شود: حس‌گرها، که اطلاعات را از محیط پیرامون دریافت می‌کنند؛ ریزپردازنده‌ها، که آن اطلاعات را به صورت‌های جدید تبدیل می‌کنند؛ و محرک‌ها، که انرژی لازم برای تغییر دادن محیط پیرامون را کنترل می‌کنند. امروزه مهندسان طراح کامپیوتر پیش‌رفت‌های روزافزونی در طراحی و ساخت این سه بخش به دست آورده‌اند. آن‌ها تاکنون انواع بسیاری از محرک‌ها و حس‌گرهای میکروالکترونی را طراحی کرده‌اند و به تولید انبوه رسانده‌اند. در کنار این تحولات، توانایی‌های ریزپردازنده‌ها نیز به سرعت چند برابر شده است.
در چند دهه‌ی گذشته، سرعت پردازنده‌ها چندین برابر شده است، اندازه‌ی حافظه‌ی تراشه‌ها بسیار بیش‌تر شده است، و پهنای مسیر داده‌ها، که سیگنال‌ها را در مدارها هدایت می‌کنند چند برابر افزایش یافته است. در حال حاضر بسیاری از مردم دارای کامپیوترهایی شخصی هستند که می‌توانند چندین میلیون عملیات محاسباتی را در یک ثانیه انجام دهند، و این در حالی است که سرعت کار اَبَرکامپیوترها هزاران برابر بیش از این است.
این دستاوردها ناشی از به‌کارگیری ریزمدارهای الکترو.نیکی در این ماشین‌هاست. در این مدارها علامت‌ها فاصله‌ی زیادی را طی نمی‌کنند و به‌علاوه با سرعت نور حرکت می‌کنند. مدت انتقال سیگنال‌ها واقعاً کوتاه است. یک شبکه از مدارهای الکترونیکی، هنگامی به یک کامپیوتر تبدیل می‌شود که طوری طراحی شود که حالت آن، یا حاصل فعالیت‌ها و پاسخ‌های اجزای آن، نمایانگر اطلاعاتی مفید باشد و آن‌ها را ذخیره کند. برای مثال، حالت آشکارساز الکترونیکی داخل دوربین تلویزیونی، مبتنی بر شبکه‌ای متشکل از ردیف‌ها و ستون‌هایی از خازن‌هاست. این‌ها به گونه‌ای آرایش یافته‌اند که بتوانند تصویر تشکیل شده توسط عدسی را بگیرند. هنگامی که نور بر مجموعه یا موزاییک خازن‌ها برخورد می‌کند، مقدار باری که در هر خازن ذخیره می‌شود نمایانگر روشنی تصویر در آن نقطه است.
مدارهای کامپیوتری، نقش‌های ذخیره شده را پردازش نیز می‌کنند. تغییرات سریعی که آن‌ها در نقش‌های الکترونیکی به وجود می‌آورند (با آهنگ چندین میلیون یا حتی چندین میلیارد بار در ثانیه) متناظر با تغییرات معنی‌دار در اطلاعاتی است که این نقش‌ها در بر دارند و نمایانگر آن هستند. برای مثال، نقش‌های الکترونیکی دو عدد مختلف ممکن است در مدارهای کامپیوتر برهم‌کنش کنند و نقش تازه‌ای پدید آید که نمایانگر مجموع آن دو عدد است.
اما امروزه کامپیوترها فقط برای انجام محاسبات ریاضی به کار برده نمی‌شوند. نقش‌های الکترونیکی درونی آن‌ها ممکن است به همان گونه که در مورد عددها گفته شد نمایانگر حرف‌ها یا کلمه‌های نوشته شده، اصواتِ کلمه‌های بیان شده، آهنگ‌های موسیقی، صحنه‌های نمایشی خیالی، یا حتی پرده‌های متوالی نقاشی متحرک (انیمیشن) باشند. این نقش‌ها ممکن است نمایانگر تصویرهای گرفته شده توسط دوربین‌های تلویزیونی بر روی پایه‌های روبوتی، یا کاتالوگی از مدل‌های سه بعدی اجزای نوعی ماشین باشند.
متناظر با هر یک از این مثال‌ها، کامپیوترها می‌توانند نقش‌های جدیدی را پردازش کنند که نمایشگر ترجمه‌ی کلمه‌هایی توشته شده به زبانی دیگر، املا و معنی درست کلمه‌های بیان شده، ریتم‌ها و هارمونی‌هایی برای همراهی با آهنگ، صحنه‌های خیالی جدید، یا نقاشی‌های متحرک جدید از زوایای دید مختلف باشند. کامپیوترها می‌توانند موقعیت و محل امن برای حرکت دادن روبوت به سوی آن، یا مدلی سه بعدی از قطعه‌ی جدیدی ساخته شده از اجزایی جدید را نشان دهند.
کامپیوترهای معمولی، نشانه‌ها (سمبل‌ها)، از جمله کلمه‌ها، موسیقی، یا قطعات کارخانه را به اصطلاح با سرعت برق پردازش می‌کنند. موج تازه‌ای که در راه پیش‌رفت سه زمینه‌ی تکنولوژیکی پدید آمده است این امکان را برای کامپیوترها فراهم آورده است تا بتوانند مستقیماً کلمه‌ها را بخوانند، موسیقی را بشنوند، و اشیا را ببینند. این سه تکنولوژی عبارتند از میکروالکترونیک، ریزتولید، و طراحی به کمک کامپیوتر.
تکنولوژی اول امکان داده است تا بتوان میلیون‌ها مدار الکترونیکی را بر روی قطعاتی به مساحت یک سانتیمتر مربع یا کم‌تر (به نام ویفر) از جنس مواد نیمه رسانا حک کرد. تکنولوژی دوم، امکان تولید ارزان و دقیق این قطعات را به و جود آورده است. و سومین تکنولوژی، به گروه‌های طراح و سازنده کمک می‌کند تا دو تکنولوژی اول را در تصور آورند و به چشم ببینند و اداره کنند. این سه تکنولوژی، در ترکیب با یک‌دیگر، یک حلقه‌ی بازخور را تشکیل می‌دهند (حلقه‌ای از عملیات که خروجی آن بر ورودی آن مؤثر است): هر نسل جدیدی از تراشه‌ها با توانایی‌های پیش‌رفته‌تری که دارند کامپیوترها را به عنوان ابزارهای طراحی و تولید توانمندتر می‌کنند. این کامپیوترها به نوبه‌ی خود منجر به طراحی و تولید نسل بعدی تراشه‌ها می‌شوند، و این حلقه‌ی بازخور پیش‌رفت، هم‌چنان ادامه می‌یابد.
عضلات ما با تبدیل انرژی شیمیایی به حرکت، کار انجام می‌دهند. اگر این حرکت مفید است فقط به این دلیل است که دستگاه عصبی ما دقیقاً انقباض‌ها را کنترل می‌کند. محرک‌های روبوت، عضلات آن هستند. آن‌ها تحت کنترل کامپیوتر، انرژی به کار می‌برند. محرک‌های روبوتی معمولاً برای تقلید کردن انقباض‌های عضلات زیستمند طراحی نمی‌شوند، گرچه در این میان استثناهایی نیز دیده می‌شوند. بعضی از ترکیبات نیکل و تیتانیوم، که آن‌ها را آلیاژهای حافظه‌دار می‌نامند، به گونه‌ای جالب رفتار می‌کنند. اگر قطعه‌ای از این نوع ماده را در گرما شکل دهند، و سپس شکل آن‌ها را در هم بکوبند، با گرمایش مجدد، قطعه شکل اولیه‌اش را باز می‌یابد. این بازیابی شکل اولیه می‌تواند به صورت انقباض باشد. شرکت تولیدی ژاپنی هیتاچی، از این پدیده استفاده کرده و این آلیاژها را برای به حرکت درآوردن انگشت‌های یک روبوت سه انگشتی به کار برده است.
اما حرکت کنترل شده توسط کامپیوتر، غالباً بر اساس استفاده از موتورهای الکتریکی و الکترومغناطیسی انجام می‌شود. مسأله این‌جاست که بازده توزیع توان در اسباب‌های محرک الکتروموتوری قابل قیاس با عضلات زیستمند نیست. روبوت‌ها توان یا قدرت خود را از منابع مجزایی به صورت چند موتور می‌گیرند. کابل‌های محرک، توان لازم برای وارد آوردن نیرو یا انجام حرکت را از محل قرار گرفتن موتورها به بخش‌های دیگر روبوت منتقل می‌کنند. اما این کابل‌ها غالباً کافی نیستند و علاوه بر آن‌ها، استفاده از خطوط هوا و روغن برای تولید فشار باد (مدار پنوماتیک) و روغن (مدار هیدرولیک) نیز ضروری است.
بازوهای روبوتیِ مجهز به محرک‌هایی برای تولید حرکت و کنترل ابزارها، متداول‌ترین شکل روبوت‌های مورد استفاده در کارخانه‌ها هستند. این بازوها مواد و قطعاتی را بلند و جا به جا می‌کنند که از لوله‌های آزمایشِ ظریف تا لاستیک‌های سنگین کامیون را در بر می‌گیرند. به این بازوها می‌توان انواع ابزارها را وصل کرد، از جمله سنگ سنباده، مشعل جوشکاری، و پیستوله‌ی رنگ‌پاشی.
یکی دیگر از جنبه‌های کاربردی مهم حرکت، پیش‌رَوی یا به طور کلی حرکت انتقالی کل روبوت به جلو و عقب و به جوانب است. روبوت‌های متحرک یا سیار بر این اساس ساخته می‌شوند. برخلاف بازوهای روبوتی ثابت، روبوت‌های سیار می‌توانند برای انجام دادن کار به هر سو حرکت کنند، البته این روبوت‌ها هنوز به اندازه‌ی روبوت‌های ثابت در کارخانه‌ها متداول نیستند. برای مثال، روبوت‌های خودروِ تحویل دهنده‌ی جنس، در کارخانه‌ها و انبارها و اداره‌ها برای جا به جا کردن مواد و کالاها به کار برده می‌شوند. برای بازرسی و نگهداری پایه‌های دستگاه‌های حفاری نفت در زیر دریا نیز از روبوت‌های سیار استفاده می‌شود.
بسیاری از اسباب‌های سیاری که آن‌ها را روبوت می‌نامند درواقع به جای آن که توسط پردازنده‌های الکتریکی خودشان کنترل شوند، توسط انسان‌هایی که در پشت صحنه‌اند کنترل می‌شوند. چنین اسباب‌هایی که غالباً در مراکز تفریحی و نمایشگاه‌ها دیده می‌شوند، در حقیقت تله اپراتور (عمل کننده با کنترل از راه دور) هستند. با وجود این، تله اپراتورها، علاوه بر جاذبه‌ی سرگرم کننده‌ای که برای تماشاچیان دارند، کاربردهای عملی مهمی نیز دارند. با تجهیز این روبوت‌ها به چراغ‌های پرقدرت، دوربین‌های تلویزیونی، و بازوهای گیره‌دار، از آن‌ها در عملیات اکتشاف، نجات، و جمع‌آوری استفاده می‌شود. برخی از تله اپراتورها در کارهای خطرناک مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله در خنثی کردن بمب و جا به جا کردن مواد رادیواکتیو در حالی که کنترل کننده‌ی آن‌ها در فاصله‌ای دور نظاره‌گر آن‌هاست.
اما محرک‌های روبوتی چیزی بیش‌تر از جانشین‌هایی برای عضلات زیستمندند. تحت کنترل کامپیوتر، این‌ها می‌توانند کارهایی را انجام دهند که بسیار فراتر از انجام حرکت‌های فیزیکی است. برای مثال، روبوت می‌تواند تابش الکترومغناطیسی تولید نماید و از آن برای تغییر دادن محیط پیرامونش استفاده کند. اجاق‌های الکترونیکی میکروویو، که در آن‌ها ریزپردازنده‌ها برنامه‌های پخت غذا را به امواج بسیار کوتاه (میکروموج یا میکروویو) می‌دهند تا آن‌ها غذا را گرم کنند و بپزند، در واقع روبوت‌هایی ابتدایی‌اند، به ویژه اگر بتوانند دمای غذای در حال پختن را احساس کنند .
انرژی در طول موج‌های کوچک‌تر، مثل تابش فرابنفش، نور مرئی، یا نور فروسرخ، غالباً توسط لیزر تولید می‌شود. بعضی از روبوت‌های کارخانه‌ای با استفاده از لیزر، سوراخ‌های میکروسکوپی در کاغذ ایجاد می‌کنند. بعضی دیگر به وسیله‌ی برشکاری با لیزر، طرح‌های پیچیده‌ای را با دقت و ظرافت بر روی فلزات محکمی مثل تیتانیوم ایجاد می‌کنند.
پردازش اطلاعات در روبوت، فرایندی الکترونیکی است. حس‌گرهای آن، شرایط محیط، مثل نور، گرما، یا صدا را به سیگنال‌هایی الکترونیکی تبدیل می‌کنند که مدارهای درونی آن، آن‌ها را پردازش می‌کنند. روبوت با استفاده از حس‌گرها و پردازنده‌ها می‌تواند ببیند، بشنود، بو کند، لمس کند، و مزه‌ها را تشخیص دهد.
برای روبوت‌ها نیز مانند مخلوقات زیستمند، ادراک حسی مستلزم وجود سه عنصر اساسی است: برانگیزنده (یا تحریک کننده)، پذیرنده یا گیرنده، و مبدل. برانگیزنده‌ی دیدن و شنیدن، به ترتیب نور و صوت است. برانگیزنده‌های حس‌های چشایی و بویایی، خواص شیمیایی‌اند، و خواص فیزیکی و مکانیکی حس لامسه را برمی‌انگیزند. پذیرنده‌های انگیزنده، چشم‌هایی هستند که نور را دریافت می‌کنند، گوش‌هایی هستند که صوت را دریافت می‌کنند، بینی‌هایی هستند که بو را دریافت می‌کنند، و زبان‌هایی هستند که مزه را دریافت می‌کنند. حس لامسه در پذیرنده‌های پوستی ایجاد می‌شود.
در شبکه‌ی چشم، ماده‌ای شیمیایی به نام ارغوان شبکیه (رنگ دانه‌ی قرمز مایل به بنفشی که در قطعه‌ی خارجی یاخته‌های میله‌ای شکل شبکیه یافت می‌شود) نقش مبدل را به عهده دارد. در این ماده، انرژی نوری سبب تغییرات شیمیایی می‌شود. در غشای قاعده‌ای گوش، یاخته‌های مویین، کار مبدل را انجام می‌دهند. این یاخته‌ها می‌توانند انرژی صوتی را، که سبب حرکت آن‌ها می‌شود، به تکانه‌هایی عصبی تبدیل کنند که امواج الکتروشیمیایی تولید می‌کنند. حواس روبوتی از نمونه‌های زیستی نسخه برداری شده‌اند. مهندسان به آسانی می‌توانند دوربین‌های تلویزیونی الکترونیکی، یا حالت جامد، را به پردازنده‌های سیلیسیومی وصل کنند به طوری که حافظه‌ی کامپیوتر بتواند تصویرها را ذخیره کند. در رهیافتی متفاوت، اما نزدیک‌تر به نمونه‌های زیستمند، یکی از پژوهشگران انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا شبکه‌ای سیلیسیومی طراحی کرد که می‌تواند تصویرها را بر روی سطح خود تبدیل و پردازش کند.
گوش‌های روبوتی را به سادگی می‌توان همان میکروفون‌های معمولی دانست. برای مثال، یک شرکت کانادایی سازنده‌ی روبوت، از میکروفون برای تبدیل صوت به فرمان‌های کنترل کننده‌ی بازوی روبوتی استفاده می‌کند. در مراکز پرورشی و توان‌بخشی کانادا، این اسباب‌ها را بر روی معلولان آزمودند. آن‌چه شبکه‌ی سیلیسیومی می‌تواند در مورد تصاویر انجام دهد طرح‌های جدید گوش‌های روبوتی می‌توانند در مورد صوت انجام دهند. این‌ها احساس کردن و پردازش را با هم انجام می‌دهند. یکی از حس‌گرها از این نوع، میکروفونی دیجیتال است که توسط یکی از سازندگان امریکایی طراحی شد.
مهندسان با قرار دادن کلیدها و کنترل‌هایی در «پوست»های مصنوعی انعطاف‌پذیر، انواع فراوانی از حس‌گرهای لامسه برای روبوت‌ها ابداع می‌کنند. آن‌ها حتی استفاده از الیاف نوری را به آزمایش گذاشتند. حساسیت یا چگالی نقاط احساس کننده در حس‌گرهای نوری لامسه، قابل مقایسه با حساسیت سر انگشتان انسان است. این حس‌گرها می‌توانند مؤلفه‌های عمودی (در مقابل سطح) و برشی (در امتداد سطح) نیرو را در هر نقطه‌ی احساس کننده آشکار سازند، و مطابق با سطحی که لمس می‌کنند خم و راست شوند.
حس‌گرهای نوری لامسه، از طریق آشکارسازی تغییرات بازتاب نور در نوک یک رشته‌ی نوری، بر اثر تغییر شکل این نوک توسط نیروی وارد بر سطح، کار می‌کنند. مهندسان برای کاهش دادن تعداد فرمان‌های انسانی لازم برای گرفتن یک جسم، حس‌گرهای نوری لامسه را به دست روبوتیِ کنترل شونده با صدا افزودند. این دست روبوتی به نام RTK SCARA، توسط شرکتی به نام یونیورسال ماشینز ساخته شد.
حواس بویایی و چشایی، از نوع احساس شیمیایی یا شیمی پذیرش هستند. یکی از نمونه‌های شیمی پذیرنده‌ی روبوتی متشکل از دو قسمت است: عنصر بازشناسی، که ممکن است یک ماده‌ی شیمیایی، پادتن (آنتی کور)، آنزیم، یا حتی یاخته‌ی زنده باشد، که کار آشکارسازی را انجام می‌دهد؛ و مبدل، که واکنش انجام شده را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند.
بر خلاف انسان‌ها، روبوت‌ها می‌توانند پادتن‌های تولید شده در واکنش نسبت به بیماری‌ها، مواد سمی موجود در محیط، یا آلاینده‌های موجود در فرایندهای صنعتی را آشکار سازند. نوعی سیستم روبوتی ساخته شده است که گرمای فلفل قرمز تند را بر اساس مقدار کاپسانتین (نوعی رنگ‌دانه) موجود در آن، اندازه می‌گیرد.
حواس روبوتی دیگر نیز می‌توانند توانایی‌هایی بیش‌تر از حواس انسان نشان دهند. مهندسان می‌توانند چشمانی روبوتی طراحی کنند که تابش‌های فراتر از طیف مرئی را در گستره‌های فرابنفش و فروسرخ ببینند. گوش‌های روبوتی می‌توانند فراصوت را بشنوند. روبوت‌ها می‌توانند مانند خفاش‌ها جیرجیر کنند تا راه خود را بیابند یا موانع سر راه خود در داخل ساختمان‌ها را آشکار سازند. روبوت‌ها می‌توانند میدان‌های مغناطیسی را احساس کنند. آن‌ها می‌توانند بدون تماس فیزیکی، با استفاده از تغییرات ظرفیت خازنی، جریان‌های سرگردان (یا فوکو)، لیزرها، فراصوت، یا اشعه‌ی ایکس، اجسام را لمس کنند. امروزه از حس‌گرهای لامپ برای کنترل ماشین‌آلات بسته‌بندی مواد غذایی بدون تماس داشتن با آن‌ها، استفاده می‌شود.
در روبوت‌های پیش‌رفته، برای تولید سیگنال‌هایی که محرک‌ها را کنترل و پاسخ‌های محرک‌های متعدد را هماهنگ کنند، قدرت محاسبه ضروری است. کامپیوتر می‌تواند محرک ساده‌ای مثل چنگک روبوتی را با فرمان‌های هیچ – یا – همه‌چیز مانند «خاموش/روشن» یا «باز/بسته»، کنترل کند. برای مثال، چنگک ممکن است از کاملاً باز به کاملاً بسته تغییر حالت دهد، در حالی که فنرها نیروی چنگ زدن و در دست گرفتن جسم را کنترل می‌کنند. ریزپردازنده‌ی اجاق الکتریکی میکروموج، آن را روشن می‌کند، تا رسیدن سیگنال (علامت) درست از ساعت یا خبردهنده‌ی دما صبر می‌کند، و سپس اجاق را خاموش می‌کند.
بیش‌تر کاربردهای کارخانه‌ای روبوت‌ها بسیار پیچیده‌تر از پختن غذا در اجاق الکتریکی‌اند، اگرچه روبوت‌های کارخانه‌ای را نیز گاهی می‌توان با برنامه‌ای از فرمان‌های هیچ – یا – همه‌چیز کنترل کرد. مثال کلاسیک این حالت، روبوت بردار – بگذار است که برای برداشتن و جا به جا کردن اجسام برنامه‌ریزی می‌شود. چنان روبوتی ممکن است دارای این برنامه باشد: 1. بازو پایین 2. چنگک بسته 3. بازو بالا 4. چرخش پادساعت‌گرد مچ 5. بازو پایین 6. چنگک باز 7. بازو بالا 8. چرخش ساعتگرد مچ 9. تکرار
اگر خود را به صورت روبوتی نصور کنید و این دستورها را انجام دهید خواهید دید که این دستورها شما را هدایت می‌کنند تا جسمی را از جایی بردارید و در جایی دیگر بگذارید. محرک‌های پیش‌رفته به چیزی بیش‌تر از فرمان‌های هیچ – یا – همه‌چیز نیاز دارند. به این محرک‌ها، برای این که به درستی کنترل شوند، باید فرمان‌های خاصی برای فاصله، شتاب، و زمان‌بندی داده شود. این محرک‌ها برای محاسبه و تولید جریان ثابتی از سیگنال‌های کنترل، استفاده‌ی زیادی از ریزپردازنده‌ها می‌کنند. روبوت‌هایی که چندین محرک دارند که به طور هم‌زمان کار می‌کنند، قادرند (بر روی یک، دو، یا تا شش پا) راه بروند، تخته مدارها را مونتاژ کنند، و حتی پشم گوسفندها را بچینند.
«دکستروز هَند» (به معنی دست چالاک)، که در دانشگاه یوتا و انستیتو تکنولوژی ماساچوست (ام آی تی) ابداع شد مثال برجسته‌ای از کنترل پیچیده‌ی کارکرد روبوت است. این دست مصنوعی شانزده مفصل دارد که هر کدام به کمک دو تاندون (زردپی) با سی و دو حس‌گر کشش حرکت می‌کند. علاوه بر این، کدگذاری‌هایی دارد که شانزده موقعیت ممکن در هر مفصل را آشکار می‌سازند. توان محاسباتی مورد استفاده‌ی این دست برای انجام کارهای عادی کافی است. طرح پیش‌رفته‌ی دیگری که شرکت صنعتی ژاپنی ماتسوشیتا الکتریک ابداع کرد روبوتی دوبازویی است که می‌تواند خیاطی کند. هر بازوی ماشین سه محور حرکت دارد، و برای کنترل کردن کارهای سیستم، از چهل ریزپردازنده استفاده می‌شود.


حتی در روبوت‌های ساده، استفاده‌ی مؤثر از حس‌گرها به معنی کنترل‌های بیش‌تر است. هم‌چون عضله‌های زیستمند، محرک‌های روبوتی نیز می‌توانند چشم‌ها و گوش‌ها و سر را بگردانند و عدسی چشم را کانونی کنند. کمی «عضله» بر روی یک حس‌گر می‌تواند تأثیر بزرگی داشته باشد. برای مثال، رایمر لنز، دانشمند آلمانی در دانشگاه مونیخ، دوربینی رنگی ابداع کرد که با استفاده از شبکیه‌ی الکترونیکی تصویرهای دقیقی تولید می‌کند. دوربین این کار را با حرکت دادن شبکیه به بالا و پایین با نموهای خیلی کوچک، و سپس ترکیب کردن مجموعه‌ی تصویرها انجام می‌دهد.
حس‌گرهای پیش‌رفته مقادیر عظیمی داده کسب می‌کنند. دوربین تلویزیونی معمولی به سادگی می‌تواند تصویری مرکب از پانصد ردیف و پانصد ستون عنصرهای تصویری، یا پیکسل، را که هر ثانیه سی بار تجدید می‌شوند، بخواند. برای دوربین رنگی، هر یک از این دویست و پنجاه هزار سلول تصویر، می‌توانند به ازای هر یک از سه رنگ اصلی هشت بیت، یا یک بایت، اطلاعات در بر داشته باشند. درنتیجه، چنان دوربینی در هر ثانیه بیش‌تر از بیست میلیون بایت اطلاعات کسب می‌کند، این تعداد بایت، یا واحدهای کامپیوتری اطلاعات، معادل کاراکترهای کامپیوتری سی کتاب نسبتاً بزرگ است. کسب داده‌های احساسی آسان است، اما داده‌ها الزاماً اطلاعات نیستند. مسأله‌ی اصلی در توان محاسباتی روبوتی، گرفتن جریان خام داده‌ها از حس‌گرها و تبدیل کردن آن‌ها به اطلاعات قابل استفاده است. به طور خلاصه، در مرحله‌ی پردازش، احساس روبوت باید به ادراک تبدیل شود. در ساده‌ترین صورت‌های ادراک، به ندرت از محاسبه استفاده می‌شود. عالی‌ترین صورت‌های ادراک، به مقادیر عظیمی توان پردازش نیاز دارند، و شاید تا زمانی که مهندسان راه‌های کاملاً نوینی برای کار کردن کامپیوترها اختراع نکرده‌اند این توان قابل حصول نباشد.
در بسیاری از روبوت‌های در حال کار، پردازش احساسی به نحو مؤثری انجام می‌شود. سیستم‌های روبوتی بینایی و لامسه به تعیین موقعیت قطعه کارها، به بازرسی قطعات تمام شده، و به کنترل حرکت‌های روبوتی کمک می‌کنند. روش‌های آشکارسازی، طبقه‌بندی، و بازشناسی الگو امروزه در عمل به کار برده می‌شوند. در ایجاد مراحل عالی‌تر ادراک، یعنی طبقه‌بندی و شناخت ادراکی، به رغم پژوهش‌های فراوان، هنوز پیش‌رفت زیادی حاصل نشده است. مهندسان هنوز سیستم‌هایی برای شناختن تصویرهایی که حاوی چندین جسم هستند، ارائه نکرده‌اند. در صحنه‌های تصویرهای شلوغ، در وضعیت نورپردازی طبیعی، به مقدار بسیار زیادی توان پردازش نیاز است تا روبوت فقط بتواند مرز اجسام مختلف را تشخیص دهد در حالتی که کنار یک‌دیگرند، یکی بخشی از دیگری را پوشانده است، یا یکی به طور کامل دیگری را پوشانده است. از هدف‌های دیگری که در راه رسیدن به آن‌ها مشکلات فراوانی باید حل شوند می‌توان به سیستم‌های تشخیص یک منبع منفرد، مثل یک صدا، از زمینه‌ای شلوغ، یا تقسیم کردن یک سلسله صحبت پیوسته به کلمه‌ها و مفاهیم مشخص و روشن، اشاره کرد. البته تاکنون چندین سیستم بازشناسی صدا و صحبت به نمایش گذاشته شده‌اند، و تعدادی نیز فروخته شده‌اند. اما این سیستم‌ها هنوز به عوامل محدود کننده‌ی مصنوعی فراوانی نیاز دارند تا بتوانند صحبت را بفهمند: مکث مشخص بین کلمه‌ها، لغت‌نامه‌های کوچک، بازآموزی صحبت کننده‌های جدید (برای نحوه‌ی برقراری ارتباط)، و عناوین محدودی در صنعت.
روبوت‌های افسانه‌ای یا تخیلی تقریباً بدون استثنا به صورت آدم مصنوعی تصویر می‌شوند. حتی به روبوت‌های واقعی امروزی، که اکثر آن‌ها در کارخانه‌ها کار می‌کنند، شکلی انسانی داده می‌شود، با «بازو» و «دست» و «مچ»، و بیش‌تر روبوت‌های امروزی، چیزها را در اندازه‌ها و مقیاس انسانی می‌سازند، از ساعت مچی گرفته تا اتوموبیل. با وجود این، ماهیت ذاتی روبوتیک هیچ ارتباطی به شکل‌های انسانی، حتی با مقیاس مصنوعات متداول انسانی، ندارد.
در کوچک‌ترین مقیاس، سیستم‌های روبوتی، شامل حس‌گرها، پردازنده‌ها، و محرک‌ها، از جنس سیلیسیوم در ابعاد ریزتراشه‌ها ساخته شده‌اند. این «میکروبوت»ها می‌توانند به طور مستقل مثلاً به عنوان یک قرص مورد استفاده در مراقبت‌های پزشکی، کار کنند. هم‌چنین می‌توان آن‌ها را با سیستم‌های دیگر مجتمع کرد و چیزهایی مثل کفش‌های راه رونده، و جعبه‌های حمل و نقل خود مسیریاب ساخت.
روبوت‌های ریزمقیاس می‌توانند بخشی از حلقه‌های ارتباطاتی را تشکیل دهند یا به صورت شبکه به یک‌دیگر مرتبط شوند و در فراورده‌های دیگر به کار برده شوند. برای مثال، اتوموبیل‌ها به قدری کامپیوتری شده‌اند که امروز استانداردهایی برای تعبیه‌ی «دستگاه عصبی مرکزی» الکترونیکی بر روی آن‌ها پیشنهاد شده است. این دستگاه عصبی یا سلسله اعصاب الکترونیکی، شبکه‌ای ارتباطی است که همه‌ی زیرسیستم‌های روبوتی اتوموبیل را هماهنگ می‌کند. ترمزهای قفل‌نشو، کمک فنرهای سازشی، تزریق سوخت، و کنترل زمان جرقه‌زنی موتور، نخستین جلوه‌های این مرحله از پیش‌رفت‌اند. می‌توان اتوموبیل‌ها را به حس‌گرهای فراصوتی و فروسرخی مجهز کرد تا در رانندگی همواره فاصله‌ای ایمن با وسایل نقلیه‌ی دیگر حفظ شود. می‌توان چراغ خطرهای فاصله‌یاب روی ماشین نصب کرد، می‌توان از حس‌گرهای الیاف نوری برای جلوگیری از صدمه دیدن توسط پنجره‌های برقی استفاده کرد، و می‌توان سیستم‌های راهبری اتوموبیل را به کار گرفت. در حال حاضر تعداد قطعات و اسباب‌های الکترونیکی در یک اتوموبیل عموماً از هزار بیش‌تر است.
شبکه‌های ارتباطی راه دور می‌توانند سیستم‌های احساس، پردازش، و عمل را در فواصل دور، بسیار فراتر از دسترس انسان، به یک‌دیگر مرتبط کنند. ساختمان‌های مدرن نیز روبوتی‌اند؛ شبکه‌ای از حس‌گرها دارند که شامل «دماپا» (ترموستات) و «رطوبت‌پا» هستند، و نیز در هر اتاق آشکارسازهای فروسرخ و فراصوتی دارند که حرکت و گرمای بدن را آشکار می‌سازند. ساختمان می‌داند چه موقع چراغ‌ها را روشن و خاموش کند، و می‌تواند گرمایش و سرمایش را به نحو مؤثری اداره کند. با افزایش بهای انرژی و کاهش سال به سال بهای کامپیوتر، ساختمان‌های روبوتی در مدتی کوتاه هزینه‌های مصرف شده را مستهلک و جبران می‌کنند.
روبوتیک را به عنوان یک رسانه می‌توان در هر نوع سیستمی به کار برد. اما وارد کردن سیستم‌های روبوتی در هیچ زمینه‌ای به اندازه‌ی زیست شناسی و پزشکی جالب و بحث‌انگیز نیست. روبوت‌های کاشته شده در بدن می‌توانند فعالیت عصبی انسان را حس کنند و محرک‌هایی را که عضلات مصنوعی یا انسانی را به حرکت در می‌آورند کنترل کنند. واژه‌ی «روبوت» همیشه تصویری واضح در سر همه‌ی انسان‌ها، در همه‌ی زمان‌ها، در سراسر دنیا داشته است. روبوت‌های افسانه‌ای، از R.U.R. ساخته‌ی ذهن کارل چاپک (نمایش‌نامه نویس چک) تا R2D2، نشانگر نبوغ و علاقه‌ی انسان‌اند. اما امروزه روبوت‌ها دیگر افسانه نیستند. در حال حاضر روبوت‌های واقعی مشغول انجام دادن برخی از کارهای انسان هستند. روبوت‌های واقعی پرسش‌هایی جدی را پیش می‌آورند. آیا روبوت‌ها خواهند توانست همه‌ی کارهای روزمره‌ی انسان را انجام دهند؟ آیا روبوت‌ها قدرتمند و خطرناک خواهند بود؟
روبوت‌های امروزی مدعی واقعی‌ای در برابر انسان نیستند. اما تکنولوژی روبوتیک، که با جفت کردن «حلقه‌های گم‌شده»ی حس‌گرها و محرک‌ها به ریزپردازنده‌های پیش‌رفته شکل گرفته است، رسانه‌ای جدید و جهان‌شمول است. مطمئناً با فراگیر شدن این تکنولوژی، همه‌ی کامپیوترها و ماشین‌های ابتدایی دهه‌های قبل منسوخ خواهند شد.
درجه‌ی ادراک روبوتی از ساده تا پیچیده، متغیر است. ساده‌ترین درجه‌ی ادراک، آشکارسازی است. آشکارسازی احساسی، کلیدی است که در ارتباط با محیط پیرامون روبوت، سیگنال «آری یا نه» صادر می‌کند. این آشکارساز می‌تواند پرسش‌های متعددی را جواب دهد. آیا نور بر روبوت می‌تابد؟ آیا دما بیش‌تر از دو درجه زیاد شده است؟ آیا جسمی به نزدیکی روبوت آورده شده است؟ ساده‌ترین نوع آشکارسازی به پردازش نیاز ندارد. حس‌گرهای استفاده شده، خودشان صرفاً کلیدهای خاموش/روشن هستند.
در درجه‌ی بعدی ادراک، کوانتش (کوانتومی کردن یا تقسیم کردن به کمیت‌های قابل شمارش) روبوت را قادر می‌سازد تا ارزیابی کند که «چقدر» از یک احساس موجود است. پردازش بنیادی در عمل کوانتش، تبدیل قیاسی (آنالوگ) به رقمی (دیجیتال)، یا A/D، نام دارد. به وسیله‌ی مدارهای A/D، عوامل متغیر محیطی به جریانی از سیگنال‌های رقمی تبدیل می‌شوند. روبوت این جریان را پردازش می‌کند تا احساس کند که مثلاً چقدر نور بر روی روبوت می‌تابد یا جسم تازه وارد با چه سرعتی به آن نزدیک می‌شود.
طبقه‌بندی، ساده‌ترین صورت بازشناسی الگو است. الگوی داده‌های کوانتیده، کسب شده از حس‌گرهای گوناگون، یا از یک حس‌گر در زمان‌های مختلف، ذخیره و پردازش می‌شود، و با قواعد و الگوهای موجود در حافظه مقایسه می‌شود. برای مثال روبوت می‌تواند از روش‌های طبقه‌بندی استفاده کند و تعیین کند که الگوی درون‌دادهای دریافت شده از آشکارسازهای فروسرخ یا فراصوتی، نشان دهنده‌ی وجود دزد در خانه است یا ناشی از پرسه زدن سگ دست آموز خانگی است.
شناخت ادراکی مستلزم آن است که روبوت مدل‌های داخلی ذخیره داشته باشد و به کمک آن‌ها استدلال کند. شناخت، زمانی حاصل می‌شود که روبوت می‌تواند تجربه‌ی احساسی‌اش را به حسب مدل‌های پیش‌گفته تفسیر کند. برای مثال، روبوت در باغ میوه می‌تواند مدل داخلی درخت سیب را تنظیم کند تا با صحنه‌ای که دوربین آن می‌گیرد مطابقت کند. وقتی که مدل تنظیم می‌شود و با درون‌داد تصویری وفق می‌کند روبوت «وجود درخت سیب» را تشخیص می‌دهد. اما دستاوردهای روبوتیک بسیار بیش از تشخیص است. نحوه‌ی تنظیم شدن مدل روبوتی به روبوت امکان می‌دهد تا موقعیت مکانی درخت، ارتفاع شاخه‌ها، و رنگ میوه را دریابد.

 


منبع: راسخون

به مقاله امتیاز بدهید:

( 1 رأی )

مشکلات ترویج توجه مردم به علم

چاپ PDF

 

 

تألیف و ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

در مطالعه‌ای که در امریکا انجام گرفت، از هر سه نفر یک نفر طالع‌بینی را نوعی علم می‌پنداشت. در بررسی دیگری که روی بریتانیایی‌ها انجام گرفت معلوم شد که تنها شصت و سه درصد از آن‌ها می‌دانستند که زمین گرد خورشید می‌چرخد و عده‌ای کم‌تر از این می‌دانستند که آنتی‌بیوتیک‌ها ویروس‌ها را نمی‌کشند. این «بی‌سوادی علمی» سیاستگذاران را نگران می‌کند، به ویژه آن سیاستمدارانی را که بیمناک کمبود تخصص‌ها و مهارت‌ها در حوزه‌ی علم، تکنولوژی اطلاعاتی، و مهندسی هستند. انجمن سلطنتی انگلستان در گزارشی که چندسال پیش انتشار داد مدعی شد که مردم باید علم را بشناسند تا بتوانند در تصمیم‌گیری‌های اجتماعی شرکت کامل داشته باشند. اگر کسانی که مسئول سیاست عمومی هستند از علم اطلاع داشته باشند، اطلاع آن‌ها نیز تأثیر خواهد داشت.
دانشمندان برای ترویج فعالیت‌های علمی‌شان دو دلیل دیگر هم دارند. هرچه شکاف در بودجه‌های پژوهشی عمیق‌تر می‌شود دانشمندان به این ضرورت بیش‌تر پی می‌برند که برای مردم توضیح دهند که بودجه‌های پژوهشی را چگونه صرف می‌کنند. این ضرورت زمانی حساس‌تر می‌شود که حساسیت جامعه نسبت به فعالیتی بیش‌تر برانگیخته شود. دانشمندان خوب می‌دانند که برانگیخته شدن احساسات عمومی چگونه بر سیاست کشور تأثیر می‌گذارد و لاجرم نگرش به سیاست علمی نیز تغییر می‌کند. برای مثال بررسی‌ها نشان داد که پس از واقعه‌ی چرنوبیل، حمایت از برنامه‌ی هسته‌ای در فرانسه کاهش یافت. اگر مردم درباره‌ی علم بیش‌تر می‌دانستند، استدلال علمی تأثیر بیش‌تری می‌گذاشت و در جلب حمایت از مردم مؤثرتر می‌بود.
همین بررسی‌ها نشان می‌دهد که بدفهمی درباره‌ی آن چیزهایی که دانشمندان واقعیت‌های اساسی می‌دانند در چه مواردی است. این گونه بررسی‌ها نمی‌تواند سودمند باشد. برای مثال می‌تواند نشان دهد که ایجاد مراکز علمی و نوآور در آموزش و فهم بهتر علم مؤثر است، اما بررسی‌ها دو مشکل عمده دارند: اولاً در باره‌ی این که مردم در رویارویی با مسائل چگونه و به چه میزان از علم استفاده می‌کنند و ثانیاً درباره‌ی رویارویی علم و جامعه، اطلاع زیادی به ما نمی‌دهند.
یکی از استادان فیزیک می‌گوید خود دانشمندان هم در این زمینه اطلاعی بیش از مردم ندارند. برای مثال حتی در فیزیک، متخصصان فیزیک ذرات ممکن است بسیاری از نکات تاریخ فیزیک و فیزیک کلاسیک را فراموش کرده باشند. او می‌افزاید: «نکند ما داریم سوء تفاهمی را به سوء تفاهم‌های علمی اضافه می‌کنیم؟» شاید به بررسی‌هایی نیاز داریم که برداشت دانشمندان را از جامعه نشان دهد.
پژوهشی نشان می‌دهد که مردم معمولی آن طور که گزارش‌ها نشان داده است «غافل» و «جاهل» نیستند. بیش‌تر مردم می‌دانند که علم با زندگی آن‌ها ارتباط دارد. ازاین گذشته، اگر فقط از «بدفهمی مردم از علم» صحبت کنیم گمراه کننده است. اگر تحولات تاریخی را در نظر داشته باشیم قضیه قدری روشن‌تر می‌شود. در سده‌ی نوزدهم میلادی علاقه‌ی مردم به علم شدید بود. در همین سده، باشگاه‌ها، مجامع، و نشریات علمی فراوانی تأسیس شد. اما به نظر عده‌ای از متخصصان تاریخ علم، این علاقه بیش‌تر متوجه مقاصد اجتماعی بود. در قرن نوزدهم آن‌چه به عنوان آموزش علم باب شد «علم برای مقاصد اجتماعی» بود و بنابراین علم را از بنیادهای واقعی‌اش دور می‌کرد و همین باعث می‌شد که فاصله‌ی میان علم و مردم بیش‌تر شود. انجمن سلطنتی انگلستان از اوایل سده‌ی بیستم میلادی این نکته را گوشزد می‌کرد و بر ارزش و سودمندی علم تأکید می‌ورزید. انجمن شیمی‌دانان امریکا در سال 1915 میلادی برای آشنایی بیش‌تر مردم و جامعه با صنایع شیمیایی، اداره‌ای برای روابط عمومی ایجاد کرد.
بروس لونستین، استاد سابق تاریخ در دانشگاه کورنل امریکا معتقد بود که همه‌ی کوشش‌هایی که در قرن بیستم برای ترویج علم می‌شد بر منافع تأکید می‌ورزید. بروز جنبش‌های اجتماعی در دهه‌های اخیر، مانند جنبش دفاع از محیط زیست، تا اندازه‌ی زیادی با علم به مخالفت برخاست. به بیان او شناخت مردم از علم، به معنای شناختن منافعی است که از قبال علم به دست می‌آید. تأکید ورزیدن بر این منافع می‌تواند در کوتاه مدت به سود علم باشد، اما در عین حال می‌تواند نشان دهنده‌ی نظر آسان‌پذیر جامعه و پذیرفتن منفعلانه‌ی رأی و نظر متخصصان و کارشناسان باشد. حتی موزه‌های علمی نیز می‌تواند چنین روحیه‌ای را تقویت کند. دو تن از کارشناسان موزه‌های علمی گفته‌اند که موزه‌ها و برگزاری نمایشگاه‌های علمی با تأکید کردن بر منافع دستاوردهای علمی موجب می‌شود که طبیعت پیچیده‌ی علم و تعارض‌هایی که در علم هست تحت‌الشعاع منافع آن قرار گیرد. این دو هم‌چنین بر این عقیده بودند که موزه‌های علمی و نمایشگاه‌های علمی از میزان آگاهی مردم به طبیعت پیچیده‌ی علمی می‌کاهد و سبب می‌شود که بسیاری از ناکامی‌ها و شکست‌های علم از نظر دور بماند. دو تن دیگر از منتقدان بیان داشتند مادام که کار ما برگزار کردن نمایشگاه‌هایی باشد که در آن‌ها دستگاه‌هایی را به نمایش بگذاریم که کارهای ما را تنها با زدن یک یا چند دکمه انجام می‌دهد نمی‌توانیم متوقع باشیم در شناخت علمی مردم تغییر اساسی حاصل شود.
از تحقیق درباره‌ی شناخت‌های مردم از علم این نکته پیداست که مردم خودشان به تناقض‌های اطلاعات بهتر پی می‌برند. دو تن از استادان دانشگاه بردفورد انگلستان در این باره مطالعه کردند که انگلیسی‌هایی که پی می‌برند که کلسترول خون آن‌ها به طور ارثی بالاست با اطلاعات علمی که در این باره به دست می‌آورند چه می‌کنند. شناختی که این دسته از مردم نسبت به موضوع پیدا می‌کنند کافی است. البته جزئیات علمی و فنی مسائل ژنتیکی را نمی‌دانند اما دقایق تغذیه و پرهیزهای غذایی را می‌دانند و اطلاعات لازم را بیش‌تر از طریق گزارش‌های علمی کسب می‌کنند.
اگر شناخت علمی کاربرد نداشته باشد نمی‌توان به تقویت آن امیدوار بود. به هر حال علم برای بهبود حال انسان است نه عکس آن. و مردم معمولاً از شناخت علمی در این راه استفاده می‌کنند. یکی از استادان دانشگاه جانز هاپکینز در امریکا درباره‌ی زنانی تحقیق نمود که برای سلامتی بدن و زیبایی اندام خود اطلاعات علمی کسب می‌نمودند. این پژوهشگر از زنان پرسیده بود که قاعدگی را چگونه برای دختران جوان توضیح می‌دهند. بنا به یافته‌های تحقیق او، زنان تحصیل‌کرده و طبقات بالای جامعه معمولاً تغییرهای فیزیولوژیک را با اصطلاح‌های پزشکی و زبان نسبتاً فنی توضیح می‌دهند، اما زنان طبقات پایین و کارگر معمولاً بسیار به ندرت این کار را می‌کنند، بلکه بیش‌تر بر جنبه‌های اجتماعی و تشابه‌های ظاهری تأکید می‌ورزند. البته مقصود این محقق این نیست که ثابت کند که زنان طبقات پایین به توضیح علمی متوسل نمی‌شوند، چون بسیاری از آن‌ها این قبیل مطالب را در مدرسه خوانده‌اند، بلکه قصدش اشاره به این نکته است که از نظر زنان طبقات بالا، زبان توضیحات علمی زبانی است زیبا و صریح، اما زنان طبقات پایین این زبان را به کار نمی‌برند، زیرا به این دلیل در برابر آن مقاومت دارند که آن را نمی‌فهمند و چون نمی‌فهمند طبعاً آن را تحقیر می‌کنند. اگر برای مردم روشن نباشد که شناخت‌های علمی چگونه می‌تواند به آن‌ها کمک کند ممکن است نسبت به آن‌ها مقاومت نشان دهند.
نکته‌ی دیگر این است که شکایت و بدگمانی زمانی در مردم ایجاد می‌شود که احساس کنند دولت با واحدهایی که به نحوی با مالیات‌های آن‌ها اداره می‌شود چیزی را از آن‌ها پنهان می‌کند یا چیزی را برای آن‌ها درست و کامل توضیح نمی‌دهد. خلاصه آن که احساس کنند که کاسه‌ای زیر نیم‌کاسه است، مثل قضیه‌ی چرنوبیل که متعاقب آن نه تنها اعتماد عمومی بخش عمده‌ای از مردم بلوک شرق، بلکه اعتماد مردم بسیاری از کشورهای اروپایی به دولت‌هایشان در زمینه‌ی مسائل اتمی سلب شد. مردم معمولاً اخبار و اطلاعات را تکه‌تکه در کنار هم می‌چینند و نتیجه‌گیری می‌کنند. این نتیجه‌گیری‌ها باورهای عمومی را تشکیل می‌دهد و چنان‌چه با بدگمانی همراه شود و به سلب اعتماد از برنامه‌های دولت بیانجامد طبیعتاً مشکلات بزرگی به دنبال خود خواهد داشت.
روی همین اصل است که پژوهشگران و صاحب‌نظرانِ این زمینه عموماً بر این عقیده هستند که کوشش در راه تسهیل دست‌یابی مردم به شناخت علمی یا اساساً به هرگونه شناخت دیگری، یکی از هدف‌های خوبی است که دولت‌ها باید برای رسیدن به آن‌ها بکوشند. اما دولت‌ها نباید از مردم توقعی بیش‌تر دانشمندان داشته باشند. کدام دولت در جهان به دانشمندان می‌گوید که نیازهای سیاسی، اقتصادی، و اجتماعی کدام است؟ اگر دانشمندان از این نیازها به دقت آگاه نیستند چگونه از مردمی که به دقت در جریان اوضاع قرار نگرفته‌اند می‌توان توقع داشت که مسائل، و ازجمله مسائل علمی را بشناسند. مقصود از مسائل علمی، مجموعه‌ی واقعیت‌ها و حقایق مجردی نیست که فقط عده‌ای از متخصصان می‌دانند، بلکه مجموعه‌ی متنوعی از اطلاعاتی است که لازم است مردم در سطوح مختلف جامعه از آن‌ها باخبر باشند. اگر مردم در جامعه‌ای به نسبت‌های مختلف ولی لازم از مسائل علمی آگاه باشند طبیعتاً واکنش‌های آن‌ها در مواقع لازم با موقعیت متناسب خواهد بود.
ترویج علم در میان مردم مستلزم شناختن مردم و جامعه و مسائل حال و آینده‌ی جامعه نیز هست. ترویج علم وظیفه‌ای نیست که فقط به دانشمندان و جامعه‌ی علمی واگذار شود. البته دانشمندان به تقویت و تحکیم بنیه‌ی علمی جامعه علاقه‌مند هستند، اما این وظیفه جهات و ابعادی دارد که پرداختن به همه‌ی آن‌ها به هیچ وجه در توان جامعه‌ی علمی نیست. جامعه‌ی علمی می‌تواند کمک‌های بسیار مؤثری بکند اما درواقع دولت است که این امکان را در اختیار دارد که کمک‌های واحدها و بخش‌های مختلف جامعه را در این راه به سمت هدفی معین سوق دهد و هدایت کند.

 


منبع: راسخون

 

به مقاله امتیاز بدهید:

( 0 رأی )

صفحه 1 از 4