تعادل (نا!؟)پایدار

بدون شرح!

انتخاب طبیعی و یک برنامه شبیه سازی (دانلود)

اساس نظریه داروین بر انتخاب طبیعی استوار است. یکی از بدفهمی‌های رایج در این باره، بحث تصادف در نظریه داروین است.
بسیاری می‌گویند احتمال این‌که موجودی شبیه انسان (یا حتی ساده‌تر) بر اثر «تصادف» به وجود آید بسیار کم است. البته این حرف درست است اگر بخواهیم انتخاب طبیعی را نادیده بگیریم. انتخاب طبیعی یعنی این‌که از میان موجودات زنده، موجودی که با طبیعت ناسازگار باشد از بین می‌رود. این یعنی حذف جهش‌های نامطلوب و باقی ماندن جهش‌های مطلوب.
مثالی در این باره بسیار مشهور است. اگر یک میمون پشت یک ماشین تحریر بنشیند و به صورت تصادفی کلیدها را فشار دهد، بعد از چه مدتی یک جمله با معنی (مثلاً یک بیت شعر) را تایپ خواهد کرد؟ یا یک حساب ساده در می‌یابیم که مدت زمان لازم برای این کار بسیار بسیار زیاد است. اما اگر در هر مرحله، حروفی که غلط هستند را حذف کنیم و حروف درست را باقی بگذاریم، زمان لازم برای تایپ یک جمله با معنی خیلی کم‌تر می‌شود.

منبع عکس: ویکی‌پدیا

فرآیند فرگشت (تکامل) جانداران هم مانند حالت دوم است و به همین خاطر است که موجودات الان به این شکل فرگشت یافته‌اند!
این ایده را در یک برنامه ساده VB پیاده کردم. برنامه را اجرا کنید و حروف تصادفی روی کی‌بورد را بزنید (فقط دقت کنید که همه حروف را استفاده کنید). بعد از مدتی می‌بینید که با حروفی که شما به صورت تصادفی تایپ کرده‌اید، یک جمله با معنی  شکل می‌گیرد. توضیحات لازم داخل خود برنامه داده شده.
 
برنامه شبیه‌سازی انتخاب طبیعی را می‌توانید از اینجا  دانلود کنید.
تقدیم می‌شود به ناباور گرامی!

آموزش تردستی با پیکسل!

اول این مطلب را ببینید.
یکی از دوستان خواسته بود که نحوه تولید این تصاویر را توضیح دهم. برای این کار شما به نرم‌افزار MS Paint و اگر لازم شد Word نیاز دارید.
1- ابتدا شما باید یک الگوی شطرنجی تولید کنید. یعنی تصویری که پیکسل‌هایش یک‌درمیان سفید و سیاه است. این تصویر را از اینجا می‌توانید بگیرید. اگر هم خواستید خودتان این تصویر را ایجاد کنید، در محیط Word، یک مستطیل ترسیم کنید و داخل آن را با الگوی زیر رنگ کنید: از قسمت Fill Color، گزینه Fill Effect را بزنید و در پنجره باز شده، زبانه Pattern را انتخاب کنید. از میان الگوهای موجود، روی سطر اول، ستون دومی از چپ را انتخاب کنید. این الگو الگوی 50% نام دارد. یعنی نصف پیکسل‌ها سفید و نصفش سیاه است.
2- متن مورد نظرتان را داخل Paint تایپ کنید.
3- یک بار دیگر Paint را باز کنید. مستطیلی که داخل Word ترسیم کردید (یا تصویری که دانلود کردید) را به داخل Paint جدید ببرید.
4- این الگوی شطرنجی را کپی کنید و سپس در محیط Paintـی که متن را نوشته‌اید Paste کنید.
5- در جعبه ابزار Paint، پایین‌تر از همه دو گزینه وجود دارد (شکل استوانه و مکعب و...) گزینه پایینی را انتخاب کنید. این یعنی تصویر جدیدی که Paste کرده‌اید حالت شفاف پیدا کند.
6- روی رنگ سیاه جعبه رنگ Paint، کلیک راست کنید. در این حالت پیکسل‌های سیاه الگوی شطرنجی، به صورت «بی رنگ» در می‌آیند. یعنی تصویر زیرین آن که همان متن نوشته شده شماست، دیده می‌شود. حالا روی یکی از ابزارها کلیک کنید تا دو لایه با هم ادغام شوند. بعد از ادغام، روی رنگ سفید جعبه رنگ کلیک راست کنید.
7- ذره‌بین را بزنید. روی مناطقی که می‌خواهید بعد از زدن Ctrl+A حذف شوند زوم کنید. قسمتی که می‌خواهید حذف کنید را انتخاب کنید (با ابزار Select که بالای جعبه ابزار است) و منطقه انتخاب شده را دقیقاً یک پیکسل به راست جابجا کنید. دقت کنید که بیشتر از یک پیکسل نشود.
8- مرحله فوق را برای همه مناطقی که می‌خواهید حذف شود انجام دهید.
9- حالا تصویر را ذخیره کنید. دقت کنید که از فرمت JPG استفاده نکنید. فرمت PNG پیشنهاد می‌شود.
10- تصویر آماده است! آن را با اینترنت اکسپلورر باز کنید و Ctrl+A را بزنید.

با زدن Ctrl+A در محیط اینترنت اکسپلورر، یک الگوی شطرنجی تصویر را می‌پوشاند. حالا نقاطی که می‌خواهیم حذف شوند، زیر پیکسل‌های آبی می‌افتند و بقیه نقاط باقی می‌مانند.

ابرهای همه عالم...

ابرهای همه عالم شب و روز... در دلم می‌گریند

زماني براي مستي ماوس‌ها!

تصوير زير را ببينيد:

به نظرتان اين خطوط درهم و برهم چيست؟!
اين خط‌ها را كامپيوتر بدون دخالت انسان رسم كرده.
ماوسي كه من استفاده مي‌كنم يك ماوس نوري است. ماوس نوري يك چشم الكترونيكي دارد كه با گرفتن تصاوبر با سرعت بالا و مقايسه تصاوير پشت سر هم، حركات دست را به سيگنال تبديل و به كامپيوتر ارسال مي‌كند. ماوس‌هاي نوري مشكلاتي دارند. از جمله اين‌كه روي سطح شيشه‌اي خوب كار نمي‌كنند. همچنين برخي اوقات بدون اين‌كه آن را حركت دهيم، دچار خطا مي‌شود و نشانگر ماوس روي كامپيوتر حركت‌هاي تصادفي انجام مي‌دهد.
يك بار كه ماوس را روي يك سطح ناهموار (فرش) گذاشته بودم، ديدم نشانگر ماوس ويندوز حركات سريع، بي‌نظم و پيوسته‌اي را نشان مي‌دهد. برايم جالب بود كه اين حركات چه الگويي دارند. به همين خاطر در محيط نقاشي ويندوز، كليك چپ را پايين نگه داشتم تا حركات ماوس ترسيم شود. تصوير بالا حاصل يك دقيقه حركات تصادفي ماوس بود! نكته اين‌كه با اين‌كه حركاتش نامنظم بود اما در حالت كلي به سمت بالا و چپ حركت مي‌كرد و چند بار از صفحه خارج شد و مجبور شدم آن را به داخل كادر برگردانم.
نكته‌اي كه برايم عجيب بود، حركات «تصادفي» نشانگر بود. در طول ترسيم خطوط فوق من اصلاً به ماوس دست نزدم. بلكه از تاچ‌پد (Touch Pad)  لپ‌تاپ براي نگه داشتن كليك چپ و برگرداندن نشانگر به داخل كادر استفاده كردم. يعني حتي ماوس لرزش‌هاي دست را هم احساس نكرده؛ بلكه در يك شرايط كاملاً يكنواخت و بدون تغيير اين حركت‌ها را ثبت مي‌كرد.
در حالت تئوري، اگر ورودي‌هاي يك سيستم ثابت باشد، بايد خروجي‌هايش هم ثابت باشد. بنابراين انتظار مي‌رفت كه ماوس يك‌سري حركات تكرارشونده را انجام بدهد. اما اين‌طور نبود. اين حركات تقريباً حالت تصادفي داشتند. به نظر شما اين نمونه يك سيستم آشوبناك است؟

اندازه گيري كشش كابل 2

خوب، جوابي كه من براي سوال پست قبلي در نظر داشتم، استفاده از ليزر است. چطور؟ توضيح مي‌دهم.
مقدار نيرويي كه يك كابل تحمل مي‌كند بر «فركانس طبيعي» آن كابل تاثير مي‌گذارد. يعني اگر يك سيم يا كابل را بكشيم و موجي در آن ايجاد كنيم، با فركانس مشخصي شروع به ارتعاش مي‌كند. اين فركانس به جرم و نيروي كششي سيم بستگي دارد. سازهاي زهي (مثل سه‌تار) هم با زياد كردن نيروي كششي سيم‌هايشان كوك مي‌شوند.
حالا مي‌توانيم رابطه‌اي بين مقدار نيروي كششي يك كابل و فركانس طبيعي آن برقرار كنيم و با اندازه‌گيري فركانس، نيرو را تخمين بزنيم. اما فركانس را چطور اندازه بگيريم؟ در سازهاي موسيقي، فركانس سيم را از روي نتي كه توليد مي‌كند مي‌توان تشخيص داد. اما در مورد يك كابل ضخيم بايد فكر ديگري كرد.

راهي كه به ذهن مهندسين رسيده، استفاده از ليزر است. اگر ليزر را به يك نقطه از كابل بتابانيم و بازتاب آن را با يك چشم الكترونيكي بررسي كنيم، از روي انحراف و سرعت پرتو بازتابي مي‌توان سرعت ارتعاشات كابل (و فركانس) آن را پيدا كنيم.
جالب اين است كه براي مرتعش كردن كابل در سازه‌اي مثل پل، نيازي به نيروي خارجي نيست و نيروي وزش باد يا بار ماشين‌هاي عبوري براي مرتعش كردن آن كافي است.
منبع: متن زبان انگليسي كنكور عمران 87 !

----
پ.ن. براي اين مطلب دنبال تصوير مي‌گشتم كه تصوير مطلب قبلي  را پيدا كردم. اين هم روش جالبي است. وقتي كابلي كشيده مي‌شود، نيروي لازم براي ايجاد تغيير شكل جانبي در آن زياد مي‌شود و با اندازه‌گيري اين نيرو مي‌توان كشش كابل را اندازه گرفت.

اندازه گيري كشش كابل

قانون هوك را كه يادتان هست؟
اين قانون در مورد فنرها است و مي‌گويد كه مقدار نيروي وارد بر فنر با مقدار تغيير شكل آن رابطه‌اي خطي دارد. يك ميله فلزي هم تقريبا مثل يك فنر عمل مي‌كند يعني اگر دوسر آن را با نيروي خاصي بكشيم، مثل فنر رفتار مي‌كند و تغيير شكل مي‌دهد كه اين تغيير شكل متناسب است با مقدار نيروي وارد بر آن. بنابراين اگر قبلا با وزنه‌هاي معين ميله را تحت كشش قرار داده‌باشيم، مي‌توان رابطه نيرو-تغيير طول ميله را به دست آورد و با داشتن تغيير شكل ميله، نيروي وارد بر آن را محاسبه كرد.
در مهندسي سازه عمومي‌ترين راه براي اندازه‌گيري عملي نيرويي كه بر يك عضو وارد مي‌شود، اندازه‌گيري دقيق طول آن، قبل و بعد از بارگذاري است.
حالا اگريك ميله يا يك كابل در سازه‌اي مثل پل مد نظر باشد و بخواهيم نيروي وارد بر آن را تعيين كنيم و طول اوليه آن را هم نداشته باشيم چه بايد بكنيم؟ يك آزمايش مخرب * اين است كه نيرو سنجي را به دو طرف يك نقطه از كابل وصل كنيم و سپس كابل را از آن نقطه قطع كنيم. در اين صورت نيرويي كه قبلا توسط كابل تحمل مي‌شد الان به نيروسنج منتقل مي‌شود و مي‌توانيم آن را اندازه بگيريم. البته اين روش به دليل نياز به قطع كابل روش خوبي به نظر نمي‌رسد.
شما راه حلي به ذهنتان مي‌رسد؟

پ.ن. اگر در كنكور ارشد عمران سال 87 شركت كرديد جواب اين سوال را بايد بدانيد!

* آزمايش مخرب همان‌طور كه از اسمش پيداست آزمايشي است كه باعث مي‌شود شي‌ء آزمايش شونده از بين برود. مثلا براي اينكه مقاومت يك تكه چوب را اندازه بگيريم آن را بشكنيم.

 

 

اين روزها

بيشتر از يك ماه است كه اينجا مطلبي ننوشتم.
وقايعي كه بعد از انتخابات اتفاق افتاد همه را شوكه كرد. شايد در اين وقت‌ها خبررساني و تحليل اوضاع بهترين‌ مطالبي باشد كه مي‌توان نوشت. اما من در هيچكدام تخصص و علاقه‌اي نداشتم. در بحبوحه درگيري‌ها و اتفاقات اخير هم نوشتن مطالب بر سياق گذشته‌ اين وبلاگ، شايد نوعي كج‌سليقگي باشد. به همين خاطر كمي صبر كردم تا اوضاع آرام شود.
در رابطه با حوادث اخير براي خودم دو نكته فرض كرده‌ام:

- خواهان دموكراسي و آزادي هستم
- از خشونت بيزارم

كسي جوابي براي معماي پيچيده بالا دارد؟ (نياز به توضيح نيست كه جمله دوم به معناي انفعال نيست)

آيا دوقلوهاي همسان اثر انگشت مشابه دارند؟

 

منبع عكس

در اكثر لپ‌تاپ‌هاي جديد سيستم تشخيص اثر انگشت براي احراز هويت وجود دارد. با معرفي اثر انگشت يك فرد مي‌توان از آن به جاي رمز عبور استفاده كرد. خوبي استفاده از ابزارهاي بيومتريك، سريع بودن، در دسترس بودن، خطاي كم و امنيت بالاست. شما هيچ وقت انگشت‌تان را جايي گم نمي‌كنيد و هميشه همراهتان است. كسي هم نمي‌تواند آن را از شما بدزدد!
چند روز پيش دو برادر دوقلو آمدند پيش ما. موقعيت خوبي بود كه به سوال فوق به صورت عملي پاسخ دهيم. راست‌اش انتظار داشتم (در واقع ترجيح مي‌دادم!) كه اثر انگشت‌ دو برادر مثل هم باشد. برايش دليل خوبي هم سراغ داريم: دوقلو‌هاي همسان نقشه ژنتيكي يكساني دارند. چراكه از يك  سلول (زيگوت) واحد به وجود آمده‌اند. اما جواب آزمايش منفي بود! البته ما فقط اثر انگشت سبابه دست راست را بررسي كرديم ولي چندان تفاوتي در نتيجه آزمايش ندارد. اگر قرار است اثر انگشت‌ها مثل هم باشد، بايد همه انگشت‌ها اين‌طور باشند.

 مساله اين‌جاست كه خطوط پيچيده سرانگشتان فقط تابعي از ژنتيك نيستند. عوامل محيطي هم روي شكل‌گيري اين خطوط تاثير مي‌گذارند. حتي اگر اين عامل ، تفاوت اندك در محيطي باشد كه جنين‌ها رشد مي‌كنند يا حتي حركت‌هاي مايع آمنيوتيك در اطراف سلول‌ها. اثر انگشتان در ماه هفتم رشد جنين شكل مي‌گيرد و تا آخر عمر (مگر در اثر جراحت و ...) تغيير نمي‌كند.
شكل‌گيري اثر انگشت يك فرآيند تصادفي نيست بلكه  آشوبناك* است. يعني با رشد يك سلول، عوامل محيطي (هرچند كوچك) مقداري مسير شكل‌گيري را تغيير مي‌دهند و اين تغييرات در نهايت موجب مي‌شود كه حتي دو سلول يكسان در نهايت الگوهاي متفاوتي را توليد كنند.

اين مقاله نكات جالبي در مورد اثر انگشت دوقلوها دارد

* براي درك سازوكار سيستم آشوبناك مي‌توان مثال سقوط يك توپ سنگين از بالاي شاخه‌هاي انبوه يك درخت را بررسي كرد. توپ وقتي رها مي‌شود با برخورد به اولين شاخه مقداري مسيرش منحرف مي‌شود و باعث مي‌شود كه با زاويه‌اي متفاوت به شاخه ديگر برخورد كند و هركدام از شاخه‌ها به نوبه خود مسير توپ را مقداري عوض مي‌كنند. بنابراين حتي اندكي تفاوت در محل اوليه توپ توسط سيستم تشديد شده و مسير دو توپي كه حتي خيلي شبيه به هم رها شوند در نهايت متفاوت مي‌شود.

يك تغيير شكل عجيب!

اين عكس را چند روز پيش گرفتم. لحظه پرتاب توپ بسكتبال به سمت حلقه. همان‌طور كه مي‌بينيد توپ كاملا به شكل بيضي‌گون درآمده. راستش برايم سوال شد كه چرا چنين اتفاقي افتاد.
دو دليل (فرضيه) به ذهنم آمد. يكي اين‌كه به دليل سرعت بالاي توپ و احياناً سرعت پايين شاتر دوربين، توپ به شكل بيضي در آمده. اما اولا سرعت شاتر حدود 1 هزارم ثانيه بود* (كه به نسبت زياد است) و سرعت توپ هم حدود چند متر در ثانيه است. يعني در مدت ثبت عكس، توپ حداكثر چند ميليمتر حركت كرده. اين مقدار به هيچ وجه به اين شكل شديد تصوير را تغيير نمي‌دهد. ضمناً تصوير ناشي از شيء متحرك اين‌شكلي نيست. بلكه شامل تار شدن تصوير و مشخص شدن مسير حركت شيء است (مثل شكل زير)

دليل دوم: احتمالا خود توپ در لحظه گرفتن عكس تغيير شكل داده و به شكل بيضي درآمده. يعني توپ بر اثر يك ضربه‌ از حالت كروي خارج شده. پرتاب توپ توسط بازيكن چنين ضربه‌اي وارد نمي‌كند (ضمن اين‌كه توپ تا رسيدن به بالاي حلقه اين فرصت را دارد كه به شكل اوليه‌اش برگردد) بنابراين احتمالا توپ به حلقه بر خورد كرده و در بازگشت عكس ثبت شده. راستش يادم نيست كه در لحظه عكس گرفتن، توپ به مست حلقه مي‌رفت يا از آن دور مي‌شد.
شما دليل ديگري براي تغيير شكل توپ به ذهنتان مي‌رسد؟

پ.ن. براي اين كه سرعت عكس‌برداري بالا باشد و مثلا در اين عكس در لحظه‌اي كه توپ به بالاي حلقه مي‌رسد عكس ثبت شود، بايد قبل از پرتاب دكمه دوربين را تا نيمه فشار دهيد تا فوكوس انجام شود و سپس در لحظه مناسب دكمه را تا آخر فشار دهيد. با اين كار عكس تقريبا بلافاصله ثبت مي‌شود. من اين عكس را با دوربين گوشي‌ام گرفتم كه قابليت فوكوس اتوماتيك  دارد ولي با اين حال مقداري اختلاف زماني بين لحظه فشردن دكمه شاتر و لحظه‌اي كه عكس ثبت مي‌شود وجود دارد كه در دوربين‌هاي پيشرفته‌تر اين اختلاف زماني كم‌تر شده‌است.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

* اصطلاح سرعت شاتر به طور دقيق يعني زمان باز بودن شاتر و نور خوردن فيلم يا صفحه حساس (برحسب ثانيه)