شعار زيفيرنت

الحجم مهم: وفورات الحجم، من الكبير جدًا إلى الصغير جدًا - عالم الفيزياء

التاريخ:

صورة لناقلة نفط عالقة في قناة
اقتصاديات الحجم وليست قوانين الفيزياء وحدها هي التي تحدد الحجم: ففي بعض الأحيان قد يؤدي المزيد من الإجراءات العملية الدنيوية، مثل أن تصبح ناقلات النفط أكبر من أن تتمكن من المرور عبر القنوات، إلى توقف النمو. مجاملة: أدوبي ستوك / كورونا بورياليس

قبل مائة وخمسين عاماً في الولايات المتحدة، كانت الطاقة المجمعة لأربعة خيول قوية يتم تسخيرها للمحراث لا تتجاوز 3 كيلووات ـ وكان أكثر من نصف قوة العمل بالكامل تعمل في المزارع. اليوم، حتى أصغر جرار جون ديري ينتج 120 كيلووات ويعمل حوالي 1.3% من العمال في الزراعة. وهذا يعني أن تصنيف قوة الآلات الزراعية تضاعف بمقدار 40 وتم تقسيم القوى العاملة الريفية على 40 في ذلك الوقت ــ وكل هذا ليس من قبيل الصدفة.

وفي مجال النقل، يمكن للسفن الحديثة والطائرات الكبيرة توليد ما يصل إلى 90 ميجاوات. وهذا يجعلها أقوى بنحو 1000 مرة من سيارة صغيرة نموذجية وأقوى 100,000 مرة من عجلة مائية في القرن التاسع عشر. وهذه ليست حتى أقوى الآلات الموجودة: فبعض المحركات البخارية التي تولد الكهرباء تعمل الآن بقدرة 19 ميجاوات. وبغض النظر عن التأثير البيئي، فإن هذه الزيادات الهائلة في الطاقة جلبت وفرة من المواد الغذائية والمواد الاستهلاكية بأسعار معقولة إلى مجتمع حضري إلى حد كبير، مع زيادة الوصول إلى المعلومات والتنقل.

العالم التشيكي الكندي وصانع السياسات فاتسلاف سمايل يحلل هذا النمو في الحجم والقوة في كتابه الأخير الحجم: كيف يفسر العالم. سميل هو مؤلف غزير الإنتاج، وقد نشر بالفعل أكثر من 40 كتابًا حول موضوعات تتراوح بين الطاقة وإنتاج الغذاء إلى الابتكار التقني والسياسة العامة. في هذا العمل، يعيد النظر في بعض تلك المناطق، ويربطها معًا بمناقشة الحجم، على الرغم من أنه قد يكون من الدقة القول إن الكتاب يدور حول التناسب.

حجم ليست تافهة مثل مجرد قائمة من الأشياء التي أصبحت كبيرة جدا على مر القرون. تمت مناقشة القيود المادية على هذا النمو - حجم ناقلات النفط، على سبيل المثال، غالبًا ما يتم التعبير عنه بالحمولة الساكنة (بالطن الساكن)، وزادت أحجام هذه السفن بشكل مطرد من حوالي 20,000 طن ساكن بعد الحرب العالمية الثانية إلى حوالي 300,000 طن ساكن بحلول عام 1970. السبعينيات. لا توجد قيود هندسية لجعلها أكبر من ضعف هذا الحجم، ومع ذلك لم يحدث ذلك. ويشير سميل إلى أن السبب في ذلك هو أن عددًا قليلاً من موانئ المياه العميقة في العالم يمكنها استيعاب مثل هذه السفن العملاقة، ولن تتمكن من المرور عبر قناة السويس أو قناة بنما.

على الطرف الآخر من مقياس الحجم، يناقش سميل قانون موروالتي تنبأ فيها المهندس جوردون مور في عام 1965 بالتضاعف السريع لعدد المكونات الموضوعة على الشريحة الدقيقة. ويبين الرسم البياني لعدد الترانزستورات مقابل الزمن أن هذا القانون استمر لعدة عقود، ولكن كان هناك استقرار طفيف منذ عام 2008. ويربط سميل هذا المخلفات بعمل المهندس الكهربائي الأمريكي روبرت دينارد، الذي أظهر أنه عندما تصبح الترانزستورات أصغر حجمًا، يمكن جعلها تعمل بشكل أسرع دون زيادة الاستهلاك الإجمالي للطاقة - لكن تأثير التوسع هذا قد بدأ بالفعل في الوصول إلى الحد الأقصى بحلول التسعينيات. ويمكن أيضًا التحكم في التحسينات المستقبلية من خلال الحدود الطبيعية للطباعة الحجرية، وتقنية الطباعة الضوئية المستخدمة على نطاق واسع، ومن خلال الاستثمارات الهائلة اللازمة لتطوير منشأة تصنيع جديدة.

حجم ويتجاوز أيضًا مجرد تحليل التكنولوجيا. في محاولة لتقدير النطاق البشري في جميع جوانب التصميم، يبدأ سميل بمناقشة مطولة عن العمالقة الذين واجههم في رحلات جاليفر. نتعلم أنه - على الرغم من محاولات جوناثان سويفت لبناء عالمه الوهمي ببعض المعقولية - يكشف الفهم الحديث للمواد أن عمالقةه لم يكونوا قادرين على المشي منتصبي القامة. والأسوأ من ذلك هو أن نسبة الكتلة إلى المساحة السطحية الخاصة بهم كانت ستجعل من الصعب عليهم تبريد أنفسهم، وهي مشكلة تنعكس في سكان ليليبوت الأصغر حجمًا، الذين كان عليهم تناول الطعام بشكل مستمر تقريبًا للحفاظ على درجة حرارة أجسامهم.

إن الطبيعة المتناثرة للموضوعات في الكتاب قد تمنعه ​​من تقديم أطروحة متماسكة في نهاية المطاف - ولكنها ليست أقل متعة لذلك. إن المناقشة المطولة للتوزيعات الطبيعية وكيفية تطبيقها على قضايا متنوعة مثل توزيع الدخل، فضلا عن ارتفاعات لاعبي كرة السلة، هي مفيدة ومسلية على حد سواء. لقد استمتعت أيضًا بالقسم الخاص بجسم الإنسان والجاذبية الملموسة، مما يؤدي إلى تحليل كيفية تمثيلنا في اللوحات. وهذا بدوره يأخذنا إلى حديث رائع حول الانتشار المفترض لـ "النسبة الذهبية" في الفن والتصميم. يقترب سميل من هذا المفهوم بشيء من الشك، ويخلص إلى أن ما يسمى النسبة لا يمكن التعبير عنها بدقة ككسر، وبالتالي فهي ليست نسبة حقيقية.

على العموم، أظن أن الكثير عالم الفيزياء سيكون من دواعي سرور القراء أن يجدوا هذا الكتاب في انتظارهم تحت شجرة عيد الميلاد. في الواقع، ستكون مادة قراءة مثالية لأي شخص يستمتع بالتحليل الرياضي للعالم من حوله، ويجد نفسه لديه القليل من وقت الفراغ.

  • 2023 البطريق 304 ص 20 جنيه إسترليني
بقعة_صورة

أحدث المعلومات الاستخباراتية

بقعة_صورة