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!

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.

 

 

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)

كتاب: تاريخ پزشكي

مدت‌ها بود كه مي‌خواستم بخشي براي كتاب‌هايي كه خوانده‌ام در وبلاگ بگذارم. اين پست اولين پست از اين سري است. كتاب‌هايي كه اينجا مي‌آيند هيچ نظم خاصي ندارد. فقط در يك نكته مشترك هستند: من آن‌ها را خوانده‌ام و به نظرم جالب آمدند. تلاشم را مي‌كنم كه تصوير جلد و چند خطي از كتاب را هم اينجا بياورم و به ناشر لينك بدهم تا اگر كسي خواست آن را تهيه كند، كار برايش راحت‌تر باشد.

تاريخ پزشكي
خواندن تاريخ علم اين جذابيت را دارد كه مي‌توانيم خود را جاي پيشينيان بگذاريم و از كشف چيزهايي كه الان برايمان بديهي و عادي هستند لذت ببريم. ضمن اين كه با يك برونيابي بتوانيم به آينده علم خوشبين و اميدوار باشيم.
اگر الان براي بيماري مهلك ايدز درماني نيست و چشم به دست محققين دوخته‌ايم تا راه نجاتي بيابند، مي‌توانيم لذت كشف واكسن احتمالي آن را با مرور تاريخ پزشكي احساس كنيم چراكه زماني بوده كه مثلا درد شديد و عفونت  جزء محتوم يك عمل جراحي بود. تصور احساسي كه از كشف مواد بي‌حس كننده و ضدعفوني كننده به پزشكان و بيماران دست داده، چندان سخت نيست.

حدود ده سال بعد، جراح انگليسي به نام ژوزف ليستر براي پيشگيري از بيماري‌ها گام‌هايي فراتر از اسنو برداشت. او كه در بيمارستاني در گلاسكو (اسكاتلند) كار مي‌كرد، ناراحت بود از اين كه مي‌ديد بيمارانش به دليل عفونت‌هايي مي‌ميرند كه از محل زخم شروع مي‌شوند و سپس در سراسر بدن انتشار مي‌يابند. او مي‌دانست كه اين اتفاق در ساير بيمارستان‌ها هم روي مي‌دهد. مثلا تقريباً نيمي از بيماراني كه به هر دليل اندام فوقاني يا تحتاني‌شان قطع مي‌شد، به علت عفونت فوت مي‌كردند. عفونت زخم چنان شايع بود كه بسياري از پزشكان از دوران باستان كه با جالينوس شروع مي‌شد، گمان مي‌كردند بروز عفونت زخم طبيعي و حتي بخش خوشايندي از روند ترميم است.
... ليستر براي اولين بار استفاده از اسيد كربوليك را در دوازدهم ماه اوت 1865 تجربه كرد. بيمار او پسربچه‌اي يازده ساله به نام جيمز گرين‌لس بود كه ساق پايش زير چرخ گاري مانده و شكسته بود. يك انتهاي استخوان شكسته از پوست بيرون زده بود، ضايعه‌اي كه آن را شكستگي مختلط مي‌نامند. زخم‌هاي ناشي از شكستگي‌هاي مختلط تقريباً هميشه عفوني مي‌شدند. اما زخم جيمز گرين‌ليس بعد از اين‌كه ليستر  روي آن را با پارچه‌هاي آغشته به اسيد كربوليك پوشاند، بدون بروز عفونت بهبود يافت.    (از متن كتاب- لينك را من اضافه كردم)

نمي‌توان اين داستان را خواند و ذوق نكرد. از اين‌كه يك مشكل بزرگ و كشنده حل شده باشد. و البته اين داستان مي‌تواند ما را اميدوار كند به حل مشكلات امروزي مثل ايدز و سرطان.
كتاب تاريخ پزشكي پر است از اين داستان‌ها كه با زبان ساده نوشته شده. اين كتاب هم براي دانش‌آموزان دبيرستاني مي‌تواند مفيد باشد و هم براي دانشجويان پزشكي (و البته هم براي دانشجويان عمران  )
كتاب حدود 150 صفحه است و نوشته ليزا يونت و ترجمه رضا ياسائي است. انتشارات ققنوس آن را با قيمت 2800 تومان منتشر كرده‌است.

اداي دين به داروين، به مناسبت 200 امين سالگرد تولدش

 

من از طريق وبلاگ ناباور  باخبر شدم كه 24 بهمن مصادف است با 200امين سالگرد تولد چارلز داروين. قرار نيست براي داروين جشن بگيريم و هورا بكشيم. آشنايي بيشتر با نظريه مهمي كه داروين مطرح كرد شايد بهترين بزرگداشت براي وي باشد.
كتاب‌ها، سايت‌ها و وبلاگ‌هاي زيادي هستند كه نظريه تكامل را كامل شرح داده‌اند. من فقط  سعي خواهم كرد به طور خلاصه‌وار به چند سوالي كه در رابطه با تكامل ممكن است به ذهن بيايد پاسخ دهم. من در رشته بيولوژي تخصص ندارم و اين اطلاعات از مطالعه‌هاي متفرقه حاصل شده‌اند و اگر ايرادي در آن مشاهد كرديد خوشحال مي‌شوم تذكر دهيد.

1- داروين كي بود و چه‌كار كرد؟ چارلز رابرت داروین (۱۲ فوریه، ۱۸۰۹ - ۱۹ آوریل، ۱۸۸۲) دانشمند و زیست‌شناس انگلیسی بود. كار مهم داروين اين بود كه سوار يك كشتي شد و تقريبا دور دنيا را گشت. بعد از سفرش او به تدوين مشاهدات‌اش در طول سفر پرداخت و كتاب «منشاء گونه‌ها» The Origin of Species (متن كتاب به انگليسي) را منتشر كرد. در اين كتاب او به اين سوال اساسي پاسخ داد كه گونه‌هاي مختلف جانداران از كجا آمده‌اند.

2- نظريه تكامل به طور خلاصه چه مي‌گويد؟  اين نظريه مي‌گويد كه در جريان توليد مثل جانداران، ممكن است خطاهايي در  كپي شدن نقشه ژنتيكي‌شان به وجود بيايد و موجودي با اندكي تفاوت نسبت به والد[والدين]‌اش متولد شود. كلمه «خطا» هيچ بار معنايي منفي‌اي ندارد و فقط به يك تفاوت جزئي در نقشه ژنتيكي اطلاق مي‌شود. اين خطاها را جهش مي‌گويند.
خوب، گفتيم موجود جديد اندكي متفاوت با والدين‌اش است. اين تفاوت ممكن است به ضرر جاندار باشد. مثلا نقص در دستگاه تنفسي يك موجود باعث مي‌شود در درگيري‌ها و گريزها نتواند به خوبي عمل كند و طعمه حيوانات ديگر شود. در عوض اگر اين تفاوت در جهت مثبت مي‌بود مي‌توانست باعث بقاي بيشتر جاندار شود. بقاي بيشتر منجر به افزايش شانس توليد مثل جاندار شده و نهايتا تعداد حانداراني با اين خصوصيت جديد افزايش پيدا مي‌كرد. توضيح اين نكته ضروري است كه حتي بدون جهش هم فرزندان با والدين خود متفاوت خواهند بود چون نقشه ژنتيكي فرزند از تركيب ژن‌هاي پدر و مادر حاصل مي‌شود.
در طول سال‌هاي سال اين تفاوت‌هاي جزئي انباشته شده و موجودات مرتب تغيير شكل داده‌اند. شايد تصور اين همه تغييرات (مثلا از يك پشه تا يك وال عظيم‌الجثه) خيلي سخت باشد. اما اين تغييرات خيلي زمان برده‌اند. چشمانتان را ببنديد و عميقا به مفهوم چند ميليارد سال (از آغاز حيات تا كنون) فكر كنيد...

3- نظريه تكامل كه اثبات نشده. اين فقط يك «نظريه» است!  متاسفانه اين جمله را اكثرا افرادي مي‌گويند كه حتي يك بار هم اين نظريه را به دقت مطالعه نكرده‌اند و تصور مبهمي از آن دارند. يك نظريه علمي بايد توسط شواهدي تاييد شود. مثلا نظريه زمين محوري زماني به اين دليل حاكم بود كه انسان‌ها مي‌ديدند كه ماه و خورشيد و ساير اجرام سماوي از يك نقطه آسمان به نقطه ديگر مي‌روند (مشاهده). سال‌ها بعد، به واسطه مشاهدات دقيق‌تري اين نظريه باطل شد و نظريه بهتري براي توصيف حركت اجرام ارائه شد. شايد اين نظريه در آينده هم تغيير كند. اين مساله به اعتبار علم آسيب نمي‌زند؛ بلكه اتفاقا پويايي آن را نشان مي‌دهد.
نظريه تكامل هم مانند بسياري نظريات ديگر توسط شواهدي حمايت مي‌شود (سنگواره‌ها، جنين شناسي، تغيير نقشه ژنتيكي ويروس‌ها و ...) ضمن اين‌كه اين نظريه با پيشرفت علم ژنتيك پيشرفت زيادي داشته و نظريه تركيبي انتخاب طبيعي را به وجود آورده.
پس اگر كسي چنين ايرادي بر نظريه تكامل گرفت، از او بخواهيد كه نظريه كامل‌تري براي توجيه گوناگوني حيات ارائه كند كه داراي شواهد محكم‌تري باشد. مطمئنا اگر چنين نظريه‌اي پيدا شود جاي نظريه كنوني را خواهد گرفت.

4- آيا اجداد ما ميمون بودند؟ سوالي‌است عاميانه و تحريك كننده احساسات.  شايد به غرور انسان بر بخورد. ولي تكامل در مورد انسان هم شواهد زيادي دارد. مطالعات جمجه‌شناسي در سنگواره انسان‌نماهاي گذشته، تغييرات تدريجي نياكان انسان را تاييد مي‌كند. به نقشه ژنتيكي كاري نداريم. اگر فقط به اسكلت انسان و شامپانزه نگاه كنيم، شباهت فراواني خواهيم ديد. شامپانزه‌ها اجداد بشر نيستند ولي با انسان‌ها يك نياي مشترك دارند.

5- مگر ممكن است تصادف باعث ايجاد يك ساختار منظم شود؟ اگر وارد بحث‌هاي فلسفي در مورد تعريف نظم و ... نشويم،  مي‌توان گفت تصادف محض نمي‌تواند. اما تصادف به همراه انتخاب طبيعي مي‌تواند. وبلاگ پسر فهميده در اين مطلب به زيبايي اين مساله را توضيح داده.

خوب، در انتها چند لينك و كتاب براي مطالعه بيشتر در مورد تكامل:
كتاب: در دسترس‌ترين كتاب شايد زيست‌شناسي پيش‌دانشگاهي رشته تجربي باشد، صفحه 55 به بعد.
وبلاگ ناباور هم كه آغازگر اين حركت بود را بخوانيد.
 اين سايت كاملا در مورد تكامل است. من چند فيلم به صورت DVD ديدم كه به طور مفصل تكامل را تشريح كرده‌اند. اين فيلم‌ها محصول سايت فوق بودند.

كشتي روي پل: يك ايده خام

توجه : اين مطلب كمي بار تخصصي دارد، اگرچه از نوشتن مطالب تخصصي صرف  خوشم نمي‌آيد اما به عنوان يك ايده خام به نظرم جالب آمد و سعي كردم كمي ساده‌اش كنم. دوستانِ هم‌رشته‌اي اگر نظري دارند بفرمايند و ساير دوستان هم به بزرگي خودشان ببخشايند.

مبحثي در تحليل سازه داريم به نام خط تاثير. به طور خلاصه يعني در سازه‌اي مثل پل، بسته به اينكه بار متحرك (در اينجا وسايل نقليه) در كجاي پل باشد، نيروهايي كه به هركدام از پايه‌هاي  پل وارد مي‌شود متفاوت خواهد بود. يعني اگر ماشيني دقيقا روي يكي از پايه‌هاي پل باشد، آن پايه تقريبا كل بار آن ماشين را تحمل مي‌كند و به ساير پايه‌ها باري نمي‌رسد.
مهندسي كه مي‌خواهد پايه پل را طراحي كند، بايد آن را براي حداكثر بار ممكن طراحي كند. يعني اگر قرار است يك كاميون 50 تني از روي پل عبور كند، بايد تمام پايه‌هاي پل براي اين بار طراحي شوند. (گرچه در حالت واقعي در هر لحظه ممكن است فقط يكي از پايه‌ها حداكثر 50 تن را تحمل كند و بقيه نيروي چنداني نبرند)

ايده اين است :
اگر به جاي جاده روي پل، يك كانال پر از آب داشته باشيم و داخل اين كانال يك كشتي در حركت باشد، موقعيت كشتي تاثيري روي ميزان بار وارد بر پايه‌هاي پل ندارد. يعني كشتي هرجا كه باشد نيروهاي وارد بر پايه پل ثابت خواهند ماند.
در واقع وقتي كشتي وارد كانال مي‌شود، باعث مي‌شود كه سطح آب داخل كانال اندكي بالا بيايد. اين بالا آمدن باعث افزايش فشار وارد بر كف كانال مي‌شود. به بيان بهتر، نيروي وزن كشتي در طول كانال به طور يكنواخت پخش مي‌شود. اثبات اين مساله با مكانيك سيالات ساده امكان پذير است.
بنابراين اگر شما يك كشتي 20 هزار تني داشته باشيد و پل داراي 100 پايه باشد، لازم نيست هريك از پايه‌ها براي 20 هزار تن طراحي شود. بلكه بار كشتي روي 100 پايه تقسيم مي‌شود و به هر پايه 200 تن بار مي‌رسد.

ايراد اصلي كه به اين ايده گرفته مي‌شود، اين است كه ما يك وزن اضافه (وزن آب داخل كانال) كه به هيچ وجه كم نيست را به پايه‌ها تحميل كرده‌ايم. يك حساب و كتاب ساده نشان مي‌دهد در واقع اين وزن اضافه خيلي زياد است و عملا اين روش مقرون به صرفه نخواهد بود. به هر حال جرقه‌اي بود كه به ذهن آمد و ممكن است ايده‌اي باشد براي حمل و نقل اجسام خيلي سنگين.

پ.ن. : گويا اين ايده اجرا شده است والبته منظور اصلي، انتقال كشتي از يك نقطه به نقطه ديگر بوده و نه استفاده از كانال به جاي پل!

منبع عكس: http://www.canalmuseum.com

برچسب انرژي يخچال ما

چند روز قبل بالاخره به اتاق ما يخچال دادند! روي يخچال يك برچسب انرژي زده‌اند كه بازده دستگاه را به صورت كيفي نشان مي‌دهد. (گويا همه دستگاه‌هاي خانگي بايد برچسب انرژي داشته‌باشند)
در قسمت مصرف انرژي با واحد جديدي از نرخ مصرف انرژي روبرو شدم: کیلووات ساعت در سال!

حتما مي‌دانيد كه واحد انرژي ژول است و واحد نرخ مصرف انرژي (اين كه يك دستگاه با چه سرعتي انرژي مصرف مي‌كند) وات يا كيلو وات و ... است.
 در صنعت براي انرژي واحد ديگري هم هست: كيلووات ساعت. يعني توان (انرژي تقسيم بر زمان) دوباره در زمان ضرب مي‌شود و به واحد انرژي تبديل مي‌شود. كنتورهاي برق در واقع تعداد كيلووات ساعت‌ها را مي‌شمارند.
خوب كيلووات ساعت در سال چه مفهومي دارد؟ گفتيم كيلووات ساعت  واحد انرژي است. سال هم واحد زمان است. پس عملا انرژي بر زمان تقسيم شده است و بنابراين اين واحد از جنس توان است.
اما چرا مثل ساير وسايل برقي به جاي واحد سرراست «وات»،  از اين واحد استفاده شده؟
كليد معما زود پيدا شد. يخچال وسيله‌اي است كه به طور مداوم كار نمي‌كند بلكه به صورت اتوماتيك ساعاتي را روشن و بقيه زمان‌ها خاموش است. بنابراين براي محاسبه آهنگ واقعي مصرف انرژي بايد از ميانگين‌گيري استفاده كرد. يك يخچال در لحظاتي كه كار مي‌كند ممكن است با آهنگ 100 وات انرژي مصرف كند اما در طول شبانه‌روز فقط 6 ساعت كار كند. بنابراين آهنگ مصرف ميانگين آن 600 وات ساعت در روز (= 219 كيلووات ساعت در سال) است. 
... آناليز ابعادي از دروس مورد علاقه من بود!

 

دندان درد و يك پرسش

فيزيولوژي همواره براي من جالب بوده. چگونگي و چرايي عملكرد هريك از ارگان‌هاي بدن، بخش عمده‌اي از سوالاتي است كه در ذهنم شكل مي‌گيرد.
سوالي كه مدتي ‌است برايم به وجود آمده، دليل دندان درد است!

بگذاريد بيشتر توضيح بدهم. همان‌طور كه مي‌دانيم «درد» يك مكانيسم دفاعي است. موجودي كه درد را احساس نكند خيلي زود خودش را نابود مي‌كند. احساس درد باعث مي‌شود كه جانور فكري به حال خودش بكند و براي فرار از موقعيت ايجاد كننده درد تلاش كند. احساس درد هيچ وقت به صورت عادت در نمي‌آيد. مثلا شما اگر به محيطي وارد شويد كه بوي ناخوش‌آيند يا سر و صداي زيادي دارد، بعد از مدتي به آن عادت مي‌كنيد. در واقع مغز براي سيگنال‌هايي كه مكررا به سويش فرستاده مي‌شود ديگر ارزشي قائل نمي‌شود. اما در مورد درد اين‌طور نيست و احساس درد هيچ‌گاه از طرف مغز ناديده گرفته نمي‌شود.
اما برايم سوال است كه اولا دندان‌هاي انسان چرا بدون مراقبت ويژه  (نظير مسواك زدن و تميز كردن مرتب) دچار يوسيدگي مي‌شود و ثانيا درد ناشي از پوسيدگي دندان تا اين حد شديد است.

اگر نگاهي به ساير اندام‌ها بيندازيم مي‌بينيم كه تا حد زيادي براي وظيفه‌اي كه بايد انجام دهند بهينه شده‌اند. مثلا قلب روزي هزاران بار بدون خستگي مي‌تپد يا استخوان‌هاي بدن قادرند بارهاي سنگيني را تحمل كنند. اين اندام‌ها حداقل تا ميانسالي به خوبي وظيفه خود را انجام مي‌دهند. اما به نظر مي‌رسد دندان‌ها كارايي لازمه را ندارند. دندان‌ها خيلي زودتر از ميانسالي شروع به خراب شدن مي‌كنند. شابع‌ترين بيماري كنوني جهان پوسيدگي دندان است (لينك). اكثر مردم روزانه وقت زيادي را صرف مراقبت از دندان‌هاي خود مي‌كنند و باز هم از پوسيدگي دندان در امان نيستند.

نكته ديگري كه اشاره كردم درد شديد دندان پوسيده است. تا قبل از اين كه پوسيدگي به اعصاب دندان برسد، عملا دردي احساس نمي‌شود و پس از آن است كه فرد به دردي بسيار شديد و غير قابل تحمل دچار مي‌شود. سوال من اين است كه علت چنين روندي چيست؟ اگر درد براي بشر مكانيسم دفاعي است، در قبال دندان درد خود چه مي‌تواند بكند؟ دقت كنيد كه مراجعه به دندان‌پزشك نمي‌تواند دليل خوبي براي اين مكانيسم باشد. براي انسان‌هاي نخستين كه دندان‌پزشك نمي‌شناخته‌اند اين درد چه فايده‌اي مي‌توانست داشته باشد؟ آن هم وقتي كه آن عضو عملا منهدم شده است.

آيا رژيم غذايي انسان امروزي مقصر اصلي اين مشكل است؟
آيا دندان‌هاي بشر هنوز در كوره تكامل پخته نشده‌اند؟ چرا براي ساير اندام‌ها اين‌طور نيست؟
آيا ساير حيوانات هم به همين شدت از پوسيدگي دندان رنج مي‌برند؟

مايلم نظر دوستان را بدانم. چه توجيه منطقي (خصوصا از لحاظ تكاملي) براي دندان‌درد سراغ داريد؟

ــــــــــــــــــــــــ

پ.ن : جمله «هر چيزي حكمتي دارد» يك پاسخ براي اين سوال نيست. به نظرم اين بيشتر شانه خالي كردن از تلاش براي يافتن پاسخ علمي است.

منبع عكس : Corbis

مطالب «شبه علمي»، باور كنيم يا نه؟!

مجله دانستنيها يادتان هست؟ مطالب اين مجله بيشتر علمي بود و البته قسمت‌هايي هم داشت كه به موضوعات ماوراءالطبيعه و عجيب و غريب مي‌پرداخت. پديده‌هايي كه به زعم نويسندگان آن «علم از پاسخ به آن باز مي‌ماند» در اين بخش مطرح مي‌شد. مثلا بررسي شبح‌ها، يوفوها، بشقاب پرنده‌ها و ...
اين مسائل كه كمتر در محافل علمي جدي (مثل دانشگاه‌ها و پژوهشكده‌ها) مطرح مي‌شوند، متاسفانه طرفداران زيادي هم دارد. ماهيت رمزآلود اين مسائل شايد دليل اصلي جذابيت‌شان باشد.
البته انسان همواره در مورد پديده‌هاي اطراف خود كنجكاو است و مايل يه كشف راز آنها. اما متاسفانه بسياري از اين پديده‌ها از سوي افراد غير متخصص با خرافات و افسانه‌ها آميخته مي‌شود و در ميان مردم رواج مي‌يابد.
مثلا مساله مثلث برمودا؛ دانشمندان جواب واضحي براي اين مساله ندارند اما چه كتاب‌ها كه در اين مورد نوشته نشده، و چه افسانه‌ها كه در اين مورد ساخته نشده.
اين داستان‌ها و كتاب‌ها تا وقتي كه در حوزه «علمي تخيلي» باقي بمانند، مشكلي ندارند و براي سرگرمي مي‌توانند مفيد باشند. اما اگر به جاي گزاره‌هاي علمي استفاده شوند، ممكن است باعث لطمه به اعتبار علمي دانسته‌هاي افراد شود.
اسم هيولاي لاك نس را شنيده‌ايد؟ لاك نس درياچه‌اي در اسكاتلند است كه مردمان محلي گزارش‌هايي در مورد مشاهده موجودي با گردن دراز و سري كوچك اعلام كرده‌اند. چيزي شبيه شكل زير :

شايد اين شكل شما را ياد ديپلودوكوس بياندازد. بيشتر مردم به عنوان موجودي خارق‌العاده از آن نام مي‌برند. اما خطاهاي ديد، توهم‌هاي بصري و خيال‌پردازي موجب مي‌شود كه پديده‌اي طبيعي، رنگ و بوي غير طبيعي به خود بگيرد.

موجود درياچه لاك نس با ديد خيال‌پردازانه :

موجود درياچه لاك نس با ديد شك گرايانه :

منبع عكس : National Geographic

در مورد اين‌كه كدام نظريه درست است نمي‌توان نظري داد تا اين‌كه هر كدام از آنها رد يا اثبات قطعي شوند. يك حدس مي‌تواند سرنخ را به دست دانشمندان بدهد تا در مورد آن به تحقيق بپردازند. اما يك حدس تا محك تجربه و اثبات نخورد هيچ ارزش علمي ندارد.

مرتبط :

در مورد توانايي احساس و فهم  آب ، اين وبلاگ مطلب جالبي دارد. ببينيد!

آيا مي‌توان زاويه را به سه قسمت مساوي تقسيم كرد؟

اگر يك خط‌كش، يك پرگار و تا ابد وقت داشته باشيد مي‌توانيد زاويه‌اي را به 3 قسمت مساوي تقسيم كنيد؟!

اگر  ماجراي تثليث زاويه  را شنيده باشد مي‌دانيد كه تقسيم كردن زاويه‌اي به سه قسمت مساوي غير ممكن است. سال‌ها افراد زيادي وقت خود را براي حل اين مساله صرف كردند اما نتوانستند آن را حل كنند.

اما در واقع جواب اين سووال مثبت است!
ما نصف كردن يك زاويه را بلديم. خوب، اگر زاويه‌اي را نصف كنيم بعد نيم زاويه سمت راست آن را در نظر بگيريم و آن را هم نصف كنيم و از دو نيمه اخير، زاويه سمت چپ را انتخاب كنيم و اين نصف كردن و انتخاب متناوب چپ و راست را ادامه دهيم، بالاخره در «ابد» مي‌توانيم يك سوم زاويه را جدا كنيم!
علت هم ساده است، حاصل سري هندسي زير يك سوم مي‌شود:

1/2 - 1/4 +1/8 - 1/16 +....

 

پ.ن : خيلي وقت بود كه مي‌خواستم اين مطلب را بنويسم. مطلبي از  وبلاگ كيبرد آزاد  باعث شد كه بالاخره آن را بنويسم!

يك راه ساده براي شناسايي عينك پلاريزه

با عينك‌هاي پلاريزه احتمالا آشنا هستيد. اين عينك‌ها براي حذف برخي نورهاي مزاحم (مثل نور بازتابي از شيشه يك ويترين يا انعكاس نور خورشيد از برف) مفيد هستند. صافي‌هاي پلاريزه نيز كه در عكاسي استفاده مي‌شود  عملكرد مشابهي دارند.
براي درك سازوكار صافي‌هاي پلاريزه مي‌توان مثال مكانيكي مشابه آن را بررسي كرد. فرض كنيد كه ريسماني در دست داريم و موج‌هاي دلخواهي در آن ايجاد مي‌كنيم. ريسمان به يك حلقه كه مي‌تواند آزادانه داخل يك ميله حركت كند متصل است و  يك ريسمان ديگر هم به اين حلقه اتصال دارد.
موج‌هايي كه در ريسمان اول منتشر مي‌شوند به حلقه مي‌رسند و آن را به حركت در مي‌آورند. اما اين حركت به دليل وجود ميله مقيد است كه فقط در يك راستا صورت بگيرد. بنابراين ريسمان دوم كه حركاتش وابسته به حركات حلقه است، فقط در راستاي مذكور مي‌تواند جابجا شود و موجي كه در آن ايجاد مي‌شود اصطلاحاً پلاريزه شده است.
ديديم كه حلقه و ميله به صورت يك صافي عمل كردند و امواجي كه دامنه‌شان در راستاي عمود بر ميله بود را حذف كردند. بنابراين  موج ساده‌اي كه دامنه‌اش فقط عمود بر ميله باشد نمي‌تواند از حلقه عبور كند و تمام انرژي موج مستهلك مي‌شود يا بازتاب پيدا مي‌كند.

صافي‌هاي پلاريزه نوري هم چنين عملكردي دارند: اگر  دامنه‌ نوري عمود بر راستاي تعريف شده صافي (راستاي پلاريزاسيون) باشد نمي‌تواند از آن عبور كند.
خوب... قسمت تئوري بالا تقريبا توي همه كتاب‌هاي فيزيك هست! اما بازي‌هاي جالبي مي‌توان با صافي‌هاي پلاريزه انجام داد. مثلا اگر شما يك عينك پلاريزه را مقابل يك نمايشگر LCD بگيريد و آن را بچرخانيد، در يك زاويه خاص هيچ نوري از عينك عبور نمي‌كند و عينك به صورت يك جسم كدر عمل مي‌كند.
علت اين مساله اين است كه خود نور حاصل از نمايشگرهاي LCD پلاريزه است. يعني دامنه امواج آنها داراي راستاي مشخص و ثابتي است. با چرخاندن عينك به زاويه‌اي مي‌رسيم كه راستاي دامنه نور نمايشگر بر راستاي پلاريزاسيون عينك عمود مي‌شود و بنابراين هيچ نوري نمي‌تواند از آن عبور كند.

آزمايش جالب ديگري كه مي‌توان انجام داد، قرار دادن دو صافي پشت سر هم است. در اين حالت اگر صافي‌ها را نسبت به هم بچرخانيم، به زاويه‌اي مي‌رسيم كه «هيچ» نوري از ميان آنها عبور نمي‌كند. در اين حالت راستاي پلاريزاسيون دو صافي بر هم عمود شده است.
اگر خواستيد عينك آفتابي بخريد، دو روش فوق روش‌هاي ساده و مطمئني براي شناسايي عينك‌هاي پلاريزه هستند.

 

ركوردشكني المپيك تا كجا ادامه پيدا خواهد كرد؟

چند روز پيش در جريان مسابقات المپيك 2008 پكن ركورد دو 100 متر شكسته شد. (لينك خبر).ثبت ركوردهاي جديد هميشه هيجان‌انگيزند و براي ورزشكاران افتخار بزرگي است. اما به نظر شما اين ركوردشكني‌ها تا كي ادامه پيدا خواهد كرد؟
آيا امكان دارد زماني برسد كه يك ركورد جاودانه شود. يا اين كه همواره امكان ثبت ركورد جديد وجود دارد.

منبع عكس : bbc.co.uk

بياييد اين مساله را از ديد رياضي بررسي كنيم. اول ببينيم كه ثبت ركورد‌هاي جديد چه روندي دارد. معمولا در ابتداي كار ركورد‌ها سريع‌تر و با اختلاف بيشتري شكسته مي‌شود. در گذشته شكستن ركوردها ساده‌تر بوده. اما با گذشت زمان و پيشرفت قواي ورزشكاران، ثبت ركورد جديد دشوارتر مي‌شود. عملا الان كسي انتظار ندارد ركورد دوي 100 متر به يك‌باره 3 ثانيه كاهش يابد.
اگر نمودار  زمان‌هاي ثبت شده در هر بار ثبت ركورد جديد را براي دو 100 متر رسم كنيم به نمودار زير مي‌رسيم (منبع اطلاعات:  ويكي‌ پديا از فدراسيون جهاني دوميداني)

همان‌طور كه مي‌بينيم شيب نمودار به تدريج كم و كم‌تر مي‌شود. يعني اين كه فاصله بين دو ركورد متوالي كم مي‌شود.
براي اين‌كه ركوردشكني تا ابد ادامه يابد بايد اين نمودار همواره نزولي باشد. اما از طرفي مي‌دانيم كه توانايي‌هاي بشر هم حدي دارد و بنابراين زمان لازم براي پيمودن 100 متر نمي‌تواند از يك «حدي» كمتر شود. اين كه اين «حد» چه مقدار باشد به عوامل زيادي بستگي دارد. از جمله خصوصيات فيزيكي ورزشكاران، تكنيك‌هاي دويدن و تنفس، تغذيه، تكنولوژي (در ساخت وسايلي چون كفش و پيست) و ...
اما چيزي كه مسلم است،  اين است كه اين «حد» هرچقدر هم كم باشد  قطعا وجود دارد. بنابراين انسان در حصار محدوديت‌هاي فيزيكي خودش اسير است و نمي‌تواند هرچقدر دلش خواست ركوردش را كاهش دهد.
اما اين سخن بدين معنا نيست كه يك ركورد مي‌تواند جاودانه شود. فرض كنيد حد نهايي توان انسان در پيمودن دو 100 متر، 9 ثانيه باشد. فاصله ركورد كنوني تا 9 را مي‌توان به بينهايت قسمت تبديل كرد و در هر ركورد جديد فقط به اندازه كوچكي اين فاصله زماني را كاهش داد.

از دبيرستان به ياد داريم كه «مجانب» يك تابع، خطي است كه هيچ‌گاه نمودار اصلي را قطع نمي‌كند؛ اما نمودار مرتب به آن نزديك مي‌شود. مثلا خط y=9 يك مجانب براي تابع y=9+1/x است. يعني تابع مذكور يك تابع نزولي است (با افزايش x ، مدام y كاهش مي‌يابد) اما هيچ‌گاه به 9 نمي‌رسد.
تابعي كه معرفي كرديم تا حدي مي‌تواند وضعيت ركورد‌هاي دو 100 متر را توضيح دهد. البته براي معرفي تابعي كه وضعيت اين ركوردها را دقيق‌تر پيش‌بيني كند بايد به روش‌هاي رگرسيون غير خطي متوسل شد. با استفاده از اين روش‌ها مي‌توان حتي آن «حد نهايي» توانايي انسان را پيش‌بيني كرد.

يك مشكلي اين وسط وجود دارد. دقت زمان‌سنج‌هايي كه در المپيك استفاده مي‌شود الان در حد صدم ثانيه است. ممكن است ركوردهاي آينده چنان به هم نزديك باشند كه نتوان اختلاف آن‌ها را تشخيص داد. بنابراين اگر دقت اين وسايل در همين حد بماند، مي‌توان انتظار داشت كه ركوردي جاودانه شود و اگر مسئولان المپيك بخواهند ركوردشكني‌ها ادامه يابد بايد دقت زمان‌سنج‌هاي خود را مدام بالاتر ببرند.

از آخرين زلزله‌هاي جهان باخبر شويد

ارتش امريكا در طول جنگ سرد براي در نظر گرفتن فعاليت‌هاي هسته‌اي شوروي، يك شبكه بزرگ شتاب‌نگاري در سراسر جهان تاسيس كرد.
اين شتاب‌نگارها هرنوع لرزش زمين را ثبت و به امريكا مخابره مي‌كردند. مثل خيلي چيز‌هاي ديگر (از جمله GPS يا همين اينترنت) كه ابتدا براي امور نظامي طراحي شدند و بعدا كاربردهاي علمي و عمومي پيدا كرد، اين شبكه هم پس از پايان جنگ سرد براي دريافت اطلاعات زلزله‌هاي جهان استفاده شد.
در هنگام وقوع يك زلزله، لرزش‌هاي ثبت شده توسط  شتاب‌نگارهاي مجاور به يك سيستم مركزي فرستاده مي‌شود و با پردازش اطلاعات آن، خصوصيات زلزله از جمله بزرگا، عمق، شتاب‌نگاشت و محتواي فركانسي آن استخراج مي‌شود.

 

توضيح : تصوير فوق در هر بارگذاري آپديت مي‌شود

براي ديدن نقشه بزرگ‌تر اين‌جا كليك كنيد

سازمان زمين‌شناسي امريكا يك سايت كامل در مورد اطلاعات زمين، آب و هوا و زلزله‌هاي جهان دارد. در بخش زلزله سايت شما يك نقشه از كل جهان مي‌بينيد كه روي آن زلزله‌هاي رخ داده در هفته گذشته مشخص شده‌اند. با كليك كردن روي هر بخش نقشه بزرگ‌تر مي‌شود و اطلاعات تخصصي و زمان دقيق وقوع هر زلزله را مي‌توانيد مشاهده كنيد.
 از امكانات جالب سايت بخش دريافت اطلاعات از كاربران است. همان‌طور كه مي‌دانيم خرابي ناشي از زلزله فقط به بزرگاي آن (بر حسب ريشتر) بستگي ندارد بلكه به مواردي چون عمق وقوع و جنس خاك منطقه هم وابسته است. بنابراين براي سنجش ميزان خرابي هر زلزله از مقياس ديگري به نام مركالي استفاده مي‌شود كه به صورت كيفي است (جدول كيفي شدت مركالي). حال اگر شما يك زمين‌لرزه را احساس كرده‌ايد مي‌توانيد اطلاعات‌تان را به سايت بدهيد تا شدت مركالي زمين‌لرزه براي شما مشخص شود. از پاسخ‌هاي شما در تكميل اطلاعات مربوط به زلزله استفاده مي‌شود.
سايت USGS همچنين مي‌تواند اطلاعات آخرين زلزله‌ها را به صورت فيد RSS براي شما بفرستد. براي گرفتن فيد مي‌توانيد به اينجا برويد.

پانوشت : قصد نداشتم اين مطلب زياد تخصصي شود بنابراين از توضيحات اضافي در مورد آن‌ها خودداري كردم.

خورشيد گرفتگي جمعه 1 آگوست - 11 مرداد

                                  

تصوير (تقريباً) بيضي بزرگ كه مي‌بينيد، مناطقي است كه نيمسايه تشكيل مي‌شود (يعني گرفتگي جزئي). لكه سياه‌رنگ كوچكي هم كه تقريبا در وسط بيضي است مناطقي است كه گرفتگي كامل است.

همان‌طور كه مي‌بينيد لكه سياه‌رنگ از ايران عبور نمي‌كند. بنابراين در ايران گرفتگي كامل را نخواهيم داشت.

در واقع اين تصوير از لحاظ رنگ خيلي دقيق نيست. مناطقي كه داخل بيضي بزرگ هستند به يك اندازه تاريك نمي‌شوند بلكه هرچه از مركز بيضي به خارج حركت كنيم، روشن‌تر مي‌شود (درصد گرفتگي كم‌تر مي‌شود). درصد گرفتگي در ايران تقريبا 25% است.

از ديدن كسوف لذت ببريد!

 

--------

(منبع عكس: ويكي‌پديا)

راست چشم هستيد يا چپ چشم؟

شما با كدام دست مي‌نويسيد؟ اكثر مردم با دست راست مي‌نويسند و عده‌اي هم با دست چپ. «راست دست» و «چپ دست» اصطلاحات رايجي هستند كه مشخص كننده دست غالب (دست دقيق‌تر و ورزيده‌تر) هر فرد هستند. در بين بازيكنان فوتبال اصطلاحات راست‌ پا و چپ پا هم رايج است. علت برتري يكي از دست يا پا بر ديگري به عملكرد نيمكره‌هاي مغز بستگي دارد. البته برتري يك دست بر دست ديگر جنبه‌هاي اكتسابي هم دارد؛ مثلا  اكثر افرادي كه رانندگي مي‌كنند، با دست چپ كنترل بيشتري روي فرمان ماشين دارند.

برتر بودن يكي از اعضا بر عضو متناظرش فقط به دست و پا خلاصه نمي‌شود.جالب اين كه يكي از چشم‌هاي انسان نسبت به چشم ديگرش برتري دارد. اين چشم چشم غالب نام دارد. مي‌دانيم كه تصاويري كه از هريك از چشم‌ها دريافت مي‌شود به پيام‌هاي عصبي تبديل مي‌شود و در مغز پردازش مي‌شود. تصاويري كه در چشم‌ها تشكيل مي‌شود به دليل اختلاف مكان دو چشم اندكي اختلاف دارند. مغز از روي اين اختلاف مي‌تواند به عمق تصوير پي ببرد.
اما اگر اين دو تصوير اختلاف فاحشي با هم داشته باشند، امكان انطباق اين دو تصوير وجود ندارد و فرد عملا  دو تصوير تركيب شده را مي‌بيند. مثلا وقتي تمركز چشم بر روي فاصله دور باشد، اشياي نزديك در دو چشم تصاوير متفاوتي تشكيل مي‌دهند و بنابراين اين اشيا را دوتا مي‌بينيم.

چطور چشم غالب را پيدا كنيم؟
راه اول : با نوك انگشت سبابه‌تان به شيئ نسبتا دوري اشاره كنيد. يعني وقتي داريد شيء دور را نگاه مي‌كنيد انگشت سبابه‌تان را آنقدر جابجا كنيد تا نوك انگشتتان بر روي جسم منطبق شود. دقت كنيد كه تمركز چشمتان نبايد روي انگشت باشد بلكه بايد شيء دوردست را نگاه كنيد.
حالا چشم راستتان را ببنديد. اگر موقعيت نوك انگشتتان نسبت به شيء ناگهان عوض شد، چشم راست شما غالب است و اگر موقعيت آنها نسبت به هم تغيير نكرد چشم چپ شما غالب است. اگر چشم چپتان را ببنديد وضعيت برعكس است.

راه دوم : با دستهايتان يك روزنه درست كنيد و از ميان آن به شيء دوري نگاه كنيد. يكي از چشمهايتان را ببنديد. اگر شيء دوردست را ديگر نمي‌توانيد ببينيد، چشمي كه بسته‌ايد چشم غالب است.

علت چيست؟
همانطور كه گفتيم اگر تمركز (فوكوس) چشم ها بر روي دوردست باشد، اشياء نزديك دوتا ديده مي‌شوند. بنابراين شما در اين حالت دو تصوير از نوك انگشتتان خواهيد ديد. وقتي مي‌خواهيد نوك انگشتتان را بر شيء منطبق كنيد بايد از يكي از اين تصاوير صرفنظر كنيد و تصويري كه براي مغز مهم‌تر است را به عنوان تصوير  انگشت در نظر بگيريد. خوب كدام تصوير مهم‌تر است؟ تصويري كه توسط چشم غالب دريافت مي‌شود. مغز به طرز جالبي تصوير چشم ديگر را ناديده مي‌گيرد. حالا وقتي شما يكي از چشمانتان را مي‌بنديد، يكي از دو تصوير حذف مي‌شود. اگر تصوير حذف شده تصوير چشم غالب باشد، مغز مجبور است از تصوير چشم ديگر (كه قبلا صرفنظر شده بود) براي پردازش اطلاعات استفاده كند بنابراين موقعبت انگشت و شيء ناگهان عوض مي‌شود.

كچا از چشم غالب استفاده مي‌كنيم؟
در كار با وسايلي كه نياز داريم يكي از چشم‌هايمان را  ببنديم (مثل ميكروسكوپ، تفنگ و گاهي هنگام نخ كردن سوزن) بهتر است از چشم غالبمان استفاده كنيم. چرا كه مغز هماهنگي بيشتري با اين چشم دارد. البته اكثر افراد بدون آن كه متوجه باشند بنا به تجربه از چشم غالبشان استفاده مي‌كنند و چشم ديگر را مي‌بندند.
شما هنگام كار با ميكروسكوپ كدام چشمتان را مي‌بنديد؟

----

پ.ن  : من چشم چپم چشم غالب است. آمار دقيقي ندارم اما فكر كنم اكثر مردم چشم راستشان غالب باشد (جامعه آماري: اطرافيان و دوستان!) شما هم آزمايش ساده بالا را انجام دهيد و در نظرسنجي زير شركت كنيد :

1، 2، 3، ... بینهایت

چند وقت پيش كتابي را با نام 1، 2، 3، ... بينهايت (نوشته ژرژ گاموف، ترجمه احمد بيرشك) خريدم. كتاب مباحث بسيار جالبي را با زبان بسيار ساده توضيح داده. مبحث بينهايت‌ها در اين كتاب به نظرم خيلي جالب آمد. مطالب زير  بيشتر از اين كتاب (به اضافه چيزهايي كه قبلا مي‌دانستم) در مورد دنياي شگفت‌انگيز بينهايت‌هاست.

 

يك سؤال ساده: جمعیت شهر تهران بیشتر است یا شهر توکیو؟ البته جواب را به سادگي با «شمردن» تعداد افراد هر شهر مي‌توان به دست آورد.

حالا يك سؤال متفاوت : تعداد اعداد زوج بيشتر است يا تعداد اعداد فرد؟ شايد ابتدا جواب دادن به اين سؤال مبهم باشد؛ زيرا ممكن است مقايسه  تعداد اعضاي دو مجموعه را مشروط به شمارش تعداد اعضاي هريك از مجموعه‌ها بدانيم در حالي كه مجموعه اعداد زوج و يا فرد نامتناهي هستند؛ يعني در واقع تعداد اعضاي هريك از آن‌ها «بينهايت» است.

اما براي مقايسه تعداد اعضاي اين نوع مجموعه‌ها راه حل ساده‌اي پيشنهاد شده است. اگر بين اعضاي مجموعه A و مجموعه B بتوان تناظر يك به يك برقرار كرد و اين تناظر را تا هر عضو دلخواه بتوان ادامه داد مي‌توان گفت كه تعداد اعضاي اين دو مجموعه برابر است. در مورد مثال بالا مي‌توان به شكل زير عمل كرد :

 

 

 

 

 

 

در مقابل هر عدد زوج يك عدد فرد وجود دارد و در مقابل هر عدد فرد يك عد زوج. بنابراين تعداد اعضاي مجموعه‌هاي بينهايت بزرگ اعداد زوج و فرد با هم برابرند. اين نتيجه در واقع بسيار طبيعي به نظر مي‌رسد.

 

حالا يك سوال ديگر: مجموعه اعداد طبيعي بزرگ‌تر است يا مجموعه اعداد فرد؟! شايد در ابتدا بگوييم كه مجموعه اعداد طبيعي بزرگتر است زيرا نه تنها اعداد فرد را در بر دارد بلكه شامل اعداد زوج نيز هست. اما اگر بخواهيم طبق قاعده بالا اين دو مجموعه را مقايسه كنيم به نتيجه جالبي مي‌رسيم!

 

 

 

 

 

 

 

ملاحظه مي‌شود كه توانستيم تناظر يك‌به‌يك را بين اعضاي «مجموعه اعداد فرد» و «مجموعه اعداد طبيعي» برقرار كنيم و بنابراين اين دو مجموعه هم‌اندازه هستند. اين نتيجه درست به نظر نمي‌رسد زيرا مجموعه اعداد فرد فقط شامل قسمتي از اعداد طبيعي است. اما بايد توجه كرد وقتي ما با بينهايت‌ها سر و كار داريم بايد منتظر ديدن خواصي جز آن‌چه متداول است باشيم.

 

يك سوال ديگر! : مجموعه اعداد گوياي مثبت بزرگتر است يا مجموعه اعداد طبيعي؟! شايد تعجب كنيد، اما بايد بگويم كه طبق قاعده بالا مي‌توان تناظر يك به يكي بين اعضاي اين دو مجموعه برقرار كرد! روش آن در شكل زير ديده مي‌شود :

 

 

اگر در جهت فلش قرمز حركت كنيم و به هر عددي برسيم، آن را يادداشت كنيم ( و اگر به عدد تكراري رسيديم از آن بگذريم)، دنباله‌اي از اعداد را به دست آورده‌ايم كه در نهايت تمام اعداد گوياي مثبت را در بر مي‌گيرد. حالا تناظر يك به يك را بين اين دنباله و اعداد طبيعي برقرار مي‌كنيم :

 

 

 

 

 

 

 

مي‌بينيد كه طبق قاعده تناظر، مجموعه اعداد گويا و اعداد طبيعي هم‌اندازه هستند! چيزي كه با احساس ما كاملا در تضاد است.

يك پارادوكس احتمالاتي

به شما دو جعبه مي‌دهند كه در هر كدام مقداري پول هست و مي‌دانيم كه يكي از جعبه‌ها دو برابر ديگري پول دارد. شما يكي از انها را انتخاب مي‌كنيد و مي‌بينيد كه مثلا 1000 تومان داخل آن است. بياييم بررسي كنيم اگر بخواهيم جعبه را عوض كنيم به نفعتان است يا به ضررتان.

خوب به احتمال 50 درصد جعبه ديگر 500 تومان دارد و به احتمال 50 درصد ، 2000 تومان. اگر اميد رياضي عوض كردن جعبه را حساب كنيد، شما 0.5 * 500 + 0.5 * 2000 يعني به طور متوسط 1250 تومان به دست خواهيد آورد. بنا براين بهتر است همواره جعبه را عوض كنيد.

جالب اين كه فرقي نمي‌كند شما كدام جعبه را ابتدا انتخاب كنيد. در هر صورت شما بايد جعبه خود را عوض كنيد! به نظر شما اين استدلال چه ايرادي دارد؟ راستش خودم هم هنوز جوابش را نمي‌دانم.

دانلود كتاب فيزيك هاليدي

کتاب فیزیک هالیدی را همه دانشجویان مهندسی می‌شناسند. یک کتاب جامع که اکثر مباحث فیزیک عمومی را در بر دارد و در چند جلد (به تفکبک مباحث) چاپ شده‌است. این کتاب در بیشتر دانشگاه‌ها به عنوان مرجع برای دروس فیزیک پایه پیشناد می‌شود. خصوصیت بارز این کتاب در روان بودن توضیحات کتاب است به طوری که می‌تواند به صورت خود‌آموز و بدون کمک استاد استفاده شود. مثال‌ها و مسائل این کتاب هم از نقاط قوت آن است. هر مثالی که در کتاب مطرح شده دانشجو را متوجه نکته‌ای می‌کند که در واقعیت هم با آن روبرو می‌شود. شکل‌های کتاب بسیار دقیق و واضح ترسیم شده‌اند و به خوبی وظیفه‌ خود را در فهم مسائل ایفا می‌کنند.

خوب اگر اشتیاقتان برای خواندن کتاب تحریک شد از اینجا می‌توانید آن را دانلود کنید! :

 کتاب فیزیک هالیدی زبان اصلی (کامل) – با حجم 26 مگابایت

پ.ن: براي اينكه سرور 4shared فايل را پاك نكند، مجبور شدم براي فايل پسورد بگذارم.

پسورد فايل زيپ: ep30lon.blogfa.com

مغالطه‌هاي رياضي

احتمالا شما با برخي استدلال‌ها روبرو شده‌ايد كه در آن طي روندي به ظاهر منطقي، به نتيجه‌اي خلاف واقعيت مي‌رسيد. به اين‌چنين استدلال‌هايي «مغالطه» گفته مي‌شود. چند نمونه از اين مغالطه‌ها را ببينيد و دليل غلط بودن آنها را در كامنت‌ها بنويسيد.

1- سه نفر به يك رستوران مي‌روند و سفارش غذا مي‌دهند. بعد از صرف غذا، هر كدام 10 هزار تومان به گارسون مي‌دهند تا پول غذا را حساب كند. گارسون پس از پرداخت صورتحساب اعلام مي‌كند كه هزينه غذا 25 هزار تومان بوده و بنابراين 5 هزار تومان اضافه آمده. سه نفر هركدام هزار تومان از پول را برمي‌دارند و 2 هزار تومان هم به عنوان انعام به گارسون مي‌دهند.

خوب؛ هر كدام از اين سه نفر ابتدا 10 هزار تومان پرداخت كردند و سپس هزار تومان پس گرفتند. پس عملا هركدام 9 هزار تومان پرداخت كرده‌اند. 3 × 9 = 27 هزار تومان ؛ 2 هزار تومان هم نزد گارسون است، جمعا مي‌شود 29 هزار تومان! بنابراين در اين بين هزار تومان گم شده. آن هزار تومان كجا رفته است؟

2- ثابت مي‌كنيم 2 = 1

3- پارادوكس زنون

فرض كنيم كه يك لاك‌پشت مي‌خواهد با آشيل (قهرمان داستان ايلياد) مسابقه بدهد. لاك‌پشت در نقطه A است و آشيل 10 متر از لاك‌پشت عقب‌تر است. وقتي مسابقه شروع مي‌شود لاك‌پشت و آشيل شروع به حركت مي‌كنند. وقتي آشيل به نقطه A مي‌رسد، با توجه به اينكه سرعت لاك‌پشت (هرچند كم)، صفر نيست بنابراين در اين لحظه لاك‌پشت در نقطه جديدي مانند B است. اگر آشيل بخواهد به نقطه B برسد، بازهم لاك‌پشت مقداري به جلو حركت كرده و به نقطه جديد C رسيده. و همينطور هروقت آشيل بخواهد به مكان جديد لاك‌پشت برسد، در طي اين مدت لاك‌پشت مقداري به جلو حركت كرده و اين روند تا بينهايت تكرار مي‌شود و بنابراين آشيل هيچ‌وقت نمي‌تواند به لاك‌پشت برسد!

4- به نظر شما حاصل عبارت - … 1-1+1-1+1-1+1-1+1 چقدر مي‌شود؟

جواب :

X = 1-1+1-1+1-1+1

-X = -1+1-1+1-1+1-1+...

1 - X = 1 - 1+1-1+1-1+1-1+…

1 - X = X

1 = 2X

X = 1/2

5- ثابت مي‌كنيم 7 = 1

حل مشكل دوربيني با يك تكه كاغذ!

حتما مي‌دانيد كه نزديك‌بيني و دوربيني از شايع‌ترين عيوب انكساري چشم هستند. در اين حالات عدسي چشم توانايي ايجاد تصوير در محل مناسب خود (روي شبكيه) را ندارد و تصوير در جلو يا عقب شبكيه ايجاد مي‌شود. براي اصلاح بينايي از عينك استفاده مي‌شود. نزديك‌بيني بيشتر در افراد جوان مشاهده مي‌شود و دوربيني در افراد مسن.

اگر در بين افراد خانواده‌تان كسي باشد كه چشمش دوربين باشد، حتما ديده‌ايد كه هنگام مطالعه يا هنگام كار با موبايل به شدت به عينك نياز پيدا مي‌كنند؛ به طوري كه بدون آن قادر به خواندن نوشته‌ها نيستند.

خوب اين همه مقدمه (كه مطمئناً همه مي‌دانند!) را گفتم تا به يك نكته جالب اشاره كنم. در مواقعي كه فرد دوربين نياز به عينك دارد اما عينك در دسترس نيست با راهكار جالبي مي‌توان ايراد چشم را برطرف كرد. در اين موقع كافي‌ است به سوژه مورد نظر از ميان يك روزنه كوچك نگاه كرد. اين روزنه را مي‌توان با سوراخ كردن يك تكه كاغذ با سوزن، يا به كمك انگشتان دست ايجاد كرد. نتيجه بسيار جالب است. وقتي از ميان روزنه كوچكي به جسم مورد نظر نگاه مي‌شود، چشم نيازي به عينك ندارد و همه چيز بسيار واضح ديده مي‌شود. خصوصا اين روش براي خواندن نوشته‌هاي صفحه نمايش موبايل بسيار مؤثر است. يك بار آن را امتحان كنيد. حتي اگر چشم شما سالم باشد نمي‌توانيد نوشته‌هاي روي صفحه نمايش موبايل را از فاصله بسيار نزديك (مثلا 3 سانتيمتري) ببينيد. اما با استفاده از روزنه كوچك مي‌توانيد نوشته‌ها را با وضوح بالا ببينيد!

خوب ببينيم علت اين مساله چيست.

همان‌طور كه در شكل مي‌بينيد، بي‌شمار پرتو از نقطه A خارج مي‌شوند و از ميان روزنه مي‌گذرند و به پرده مي‌رسند بنابراين تصوير يك «نقطه» از جسم، بر روي پرده به صورت يك «منطقه» ايجاد مي‌شود. اين مساله براي نقطه B و همچنين براي ساير نقاط جسم صادق است. بنابراين تصويري كه از كل جسم روي پرده ايجاد مي‌شود، تركيبي است از تصاوير همه نقاط جسم كه هر كدام مناطقي رنگي هستند و همانطور كه در شكل مي‌بينيد اين مناطق با هم مخلوط شده‌اند و مثلا در مرز رنگ‌هاي آبي و قرمز، به جاي اينكه مرز واضحي ديده شود، تركيبي از دو رنگ ديده مي‌شود. تصوير ايجاد شده اصطلاحاً تار (Blur) شده است.

هرچه قطر روزنه بيشتر باشد مناطق رنگي ناشي از هر نقطه بزرگ‌تر مي‌شود و بنابراين تصوير مات‌تر مي‌شود و بالعكس اگر قطر روزنه كوچك شود تصوير واضح‌تر مي‌شود. در حالتي كه قطر روزنه به يك نقطه مطلق تبديل شود، تصوير ايجاد شده بر روي پرده عيناً مانند جسم (البته وارونه) تشكيل خواهد شد. البته ايراد اين حالت اين است كه تصوير ايجاد شده بسيار «كم نور» خواهد بود و چشم انسان عملا قادر به تشخيص آن نخواهد بود زيرا از هر نقطه فقط يك پرتو را مي‌بينيم. يك پرتو شدت بسيار كمتري از حد بينايي انسان دارد . كار عدسي چشم انسان اين است كه پرتوهاي پخش شده از يك نقطه جسم را كه از ميان مردمك عبور مي‌كنند و تشكيل يك منطقه با وضوح كم مي‌دهند، دوباره متمركز كرده و وضوح تصوير را بالا ببرد (ضمن اين كه تصوير از روشنايي كافي هم برخوردار است). وقتي ما از ميان يك روزنه كوچك به جسم نگاه مي‌كنيم، در واقع كار عدسي را راحت‌تر كرده‌ايم. البته بايد توجه داشت كه در اين حالت ما جسم را تاريك‌تر خواهيم ديد.

بحثي كه به طور ساده در بالا مطرح شد در عكاسي از اهميت بسياري برخوردار است. عكاس‌ها اين مساله را با نام «عمق ميدان» مي‌شناسند و با تنظيم ديافراگم دوربين، سوژه‌ها با فاصله متفاوت را در عكس طوري ثبت مي‌كنند كه برخي اشياي داخل عكس واضح به نظر برسند و برخي ديگر تار ديده شوند.

تست هوش

‍ ‍ ‍‌‍

احتمالا شما سوؤالاتي را ديده‌ايد كه به «تست هوش» موسوم هستند. در نوعي از اين سوؤالات يك سري عدد به شما داده مي‌شود و شما بايد عدد بعدي را تشخيص دهيد.

خوب حالا من هم يكي از اين به اصطلاح «تست هوش»ها مطرح مي‌كنم! :

عدد بعدي از دنباله زير كدام است؟ (از راست به چپ بخوانيد)

1 - 2 - 3 - 4 - ؟

نخنديد! جواب هم 5 نيست! من به عنوان طراح سوؤال رابطه زير را براي دنباله بالا در نظر گرفته‌ام :

‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍

اگر عددگذاري كنيد مي‌بينيد كه تا جمله چهارم دنباله فوق در اين رابطه صدق مي‌كند ولي جمله پنجم ، 13 مي‌شود! بنابراين به جاي علامت سوؤال بايد عدد 13 گذاشت.

شايد اين ايراد را بگيريد كه اين رابطه چرا اينقدر عجيب و غريب است و اين رابطه از كجا آمده و ... اما در عالم رياضيات نمي‌توان رابطه‌اي را به جرم «عجيب و غريب» بودن غلط دانست. به هر حال تمام جملات، از 1 تا 4 ، در اين رابطه صدق مي‌كند ولي جمله پنجم عدد 13 را به دست مي‌دهد.

در مواجهه با اين سري تست‌هاي هوش، هر كس به فراخور ابتكار، دانش رياضي و پيچيدگي تفكرش مي‌تواند رابطه‌اي براي جملات سوؤال مطرح شده پيدا كند (يا مثل من رابطه را بسازد) و به هيچ كدام هم نمي‌توان ايراد گرفت كه «غلط» هستند.

جالب است بدانيد كه به جاي عدد 13 (يعني در جمله پنجم) هر عدد كاملا دلخواهي مي‌توان گذاشت و براي آن رابطه‌اي پيدا كرد. پيدا كردن رابطه هم چندان سخت نيست. «لاگرانژ» روش جالبي پيشنهاد مي‌كند كه مي‌توان يك چند جمله‌اي درجه n-1 را معرفي كرد كه از n نقطه دلخواه عبور كند.

مطرح كردن اين روش خارج از حوصله اين وبلاگ است، بچه‌هاي رشته علوم پايه و فني، توي درس محاسبات عددي اين روش را مي‌خوانند. اينجا و اينجا در مود روش لاگرانژ نوشته.

به هر حال ببخشيد اين مطلب كمي دوز رياضي‌اش بالا رفت ولي هدفم اين بود كه بگويم از اين به بعد، اين طور تست‌هاي هوش را زياد جدي نگيريد!

پردازش تصوير

تصوير زير را ببينيد. تصوير چه كسي است؟

احتمالا شما هم به سادگي تشخيص داديد كه اين تصوير كيست. جالب است بدانيد كه ابعاد اين تصوير 30*30 است. يعني جمعا کمتر از 1000 پيكسل.

ذهن انسان در اين مسائل بسيار انعطاف‌پذير است. شما قبلا تصاويري از چهره رونالدو را ديده‌ايد كه به احتمال زياد با اين تصوير متفاوت بوده با اين حال ذهن قدرت انطباق اطلاعات جديد را با تصاويري كه قبلا ديده‌ايد دارا است؛ چيزي كه كامپيوتر با اين همه پيشرفت از عهده آن بر نمي‌آيد.

«پردازش تصوير» تكنيكي است كه تلاش دارد به كامپيوترها اين توانايي را بدهد كه محتويات يك تصوير را تجزيه و تحليل كند و اطلاعات لازم را برداشت كند.

مشكل اصلي‌اي كه در اين بين وجود دارد همين «اطلاعات لازم» است. يك تصوير مجموعه‌اي از اطلاعات رنگي است كه درصد زيادي از آن به درد نمي‌خورد. مثلا تصوير زير را در نظر بگيريد:

فرض كنيد هدف ما اين است كه تشخيص دهيم فردي كه در اين تصوير است چه خصوصياتي دارد. (مرد است يا زن. كودك است يا جوان يا پير). اين كار براي انسان به سادگي قابل تشخيص است. اما كامپيوتر فقط يك سري اطلاعات رنگي را در اختيار دارد : مثلا رنگ اين پيكسل با فلان مختصات، سبز است.

پالايش اين تصوير به طوري كه اولا پيكسل‌هايي كه مربوط به شخص است را پيدا كند ثانيا در مورد اين پيكسل‌ها تصميم گيري كند واقعا كار دشواري است.

مثلا فرض كنيد شخص در اين تصوير پيراهن سبز هم پوشيده باشد! در اين صورت اوضاع به مراتب پيچيده‌تر مي‌شود.

يكي ديگر از زمينه‌هايي كه پردازش تصوير كاربرد زيادي دارد، بحث OCR يا تشخيص متون اسكن شده است. براي متون چاپي اسكن شده، چون متن نظم خاصي دارد، كار ساده‌تر است (با اين وجود نرم‌افزارهاي OCR در مواقعي اشتباه هم مي‌كنند. مثلا به جاي كلمه clay ، كلمه day را تشخيص مي‌دهد ).

اما براي متون دست‌نويس كار بسيار دشوار است. خصوصا براي متون دست‌نويس فارسي. در حالي كه ما به سادگي دست‌خط اكثر افراد را مي‌توانيم بخوانيم.

علت عمده برتري ذهن انسان نسبت به كامپيوتر اين است كه ما در هنگام خواندن كلمات يك متن، به كليت جمله توجه مي‌كنيم نه به تك‌تك كلمات. به همين خاطر ما هنگام خواندن يك جمله حتي غلط‌هاي املايي احتمالي را تصحيح مي‌كنيم.

مثلا در تصوير زير، شكل وسطي نمايند 13 است يا حرف B ؟ بسته به اينكه ما كدام عبارت را بخوانيم، به هر دو شكل آن را مي‌بينيم.

 

پردازش تصوير از مباحث جذاب علوم كامپيوتري است كه هنوز جاي بسياري براي تكامل دارد. كامپيوتر در اين زمينه به وضوح از انسان ضعيف‌تر است.

اگر در شطرنج و محاسبات رياضي و بسياري زمينه‌هاي ديگر مغلوب اين ماشين الكترونيكي شده‌ايم اما فعلا مي‌توانيم به خاطر داشتن اين برتري نسبت به كامپيوتر به خودمان افتخار كنيم... البته فعلا !

بزرگراه گمشده !

این مطلب را با اجازه دوستم فرید می‌نویسم (اولین بار او این مطلب را برای من توضیح داد)

شکل زیر را در نظر بگیرید.

فرض کنید این شکل شبکه راههای یک منطقه باشد. راههای A و D بزرگراه هستند و مدت زمان لازم برای عبور از آنها ربطی به میزان ترافیک عبوری ندارد و همواره 1 ساعت است. اما راههای B و C راههای کم عرض هستند و اگر ترافیک زیاد باشد مدت زمان طی مسیر هم زیاد می‌شود؛ بدین صورت که اگر همه ماشینها بخواهند از این مسیر عبور کنند، زمان عبور 1 ساعت خواهد بود و اگر نصف ماشینها از این راه عبور کنند ، نیم ساعت طول می‌کشد و همین طور بسته به ترافیک عبوری، زمان لازم برای طی مسیر متغیر خواهد بود.

خوب در این حالت اگر ماشینها بخواهند از نقطه 1 به نقطه 4 بروند، یکی از مسیرهای AC یا BD را انتخاب خواهند کرد. در حالت عادی تقریبا نیمی از ماشینها از مسیر AC و نیم دیگر از مسیر BD عبور خواهند کرد . بنابراین زمان لازم برای رفتن از نقطه 1 به 4 ، 1.5 ساعت خواهد بود (مثلا اگر از AC عبور کنند یک ساعت برای مسیر A و نیم ساعت برای مسیر C ).

خوب...! حالا وزارت زحمتکش راه و ترابری تصمیم می‌گیرد بزرگراه E را با هزینه و زحمت زیاد احداث کند مطابق شکل زیر :

این بزرگراه چون طولش کم است، مدت زمان لازم برای طی آن، نیم ساعت است. خوب ببینیم بعد از احداث بزرگراه چه اتفاقی می‌افتد؟

شخصی که می‌خواهد از نقطه 1 به 4 برود ، می‌بیند که بزرگراه جدید نوعی میانبر است و بنابراین مسیر BEC را انتخاب می‌کند و از مسیر طولانی A یا D اجتناب می‌کند. اما اشکال کار اینجاست که همه افراد چنین فکری می‌کنند و ترجیح می‌دهند از مسیر BEC عبور کنند. بنابراین کل ماشین‌ها از مسیر B و کل ماشین‌ها از مسیر C عبور خواهند کرد. بنابراین زمان لازم برای طی هریک از این مسیرها یک ساعت خواهد شد و در نتیجه زمان لازم برای طی کل مسیر ، 2.5 ساعت می‌شود!

چی شد؟ بزرگراه جدید به جای اینکه به عبور و مرور کمک کند اوضاع را خرابتر کرد! زمان رفتن از 1 به 4 ، قبلا 1.5 ساعت بود و حالا 2.5 ساعت شد.

جالب بود نه؟ متاسفانه باید بگم که چنین مثالهایی در واقعیت هم دارد اتفاق می‌افتد. همیشه ساخت یک راه جدید منجر به بهبود وضع ترافیک منطقه نمی‌شود.

(با تشکر مجدد از فرید عزیز)

Winplot ؛ برنامه‌اي كوچك براي رسم نمودار

خوب اين بار به جاي نوشتن مطلب مي‌خواهم يك برنامه ساده و مفيد را معرفي كنم.

اين برنامه براي رسم انواع نمودار (دو بعدي و سه بعدي) و با انواع حالات (صريح، ضمني، پارامتري قطبي و ....) خلاصه رسم هر نموداري كه بخواهيد از عهده اين برنامه بر مي‌آيد.

نسبت به حجم برنامه (حدود 1.3 مگابايت) امكانات باورنكردني‌اي دارد. اين برنامه حتي نياز به نصب ندارد. در هر صورت من استفاده از آن را به دوستان دبيرستاني و دانشجو توصيه مي‌كنم.

‍

‍

‍

برنامه را از اينجا مي‌توانيد دانلود كنيد. (حجم 1.3 مگابايت)

دمپر

‍ ‍ مدت‌ها برايم سوؤال بود كه دمپرهايي كه در را به صورت اتوماتيك مي‌بندند چطور كار مي‌كنند. نكته جالب اين اين است كه اين وسيله در دو جهت مختلف مي‌تواند به در نيرو وارد كند. وقتي در باز است، دمپر به در نيرويي وارد مي‌كند تا آن را ببندد ولي اگر سرعت در زياد شود، دمپر نيرويي در جهت عكس وارد مي‌كند و اجاز نمي‌دهد در با سرعت زيادي بسته شود.

‍

‍

‍ ‍مكانيزم اين وسيله تا وقتي كه درس مكانيك خاك را گذراندم برايم مجهول بود. حالا چرا مكانيك خاك!؟ توضيح مي‌دهم.

دمپر‌ها تشكيل شده اند از يك فنر و يك ميراگر (خود كلمه Damper يعني ميراگر)، كه با هم كار مي‌كنند.

‍ ‍‍

خاصيت فنر را كه مي‌دانيد: اگر از حالت تعادل خودش خارج شود نيرويي به تكيه‌گاه‌هايش وارد مي‌كند تا به حالت تعادل بازگردد. نيرويي كه در را مي‌بندد ناشي از عملكرد فنر است. اما يك ميراگر خاصيت جالبي دارد كه با بالا رفتن سرعت، نيرويش زياد مي‌شود يعني اگر سرعت حركت يك جسمي كه به ميراگر بسته شده كم باشد ميراگر تقريبا نيرويي به جسم وارد نمي‌كند اما اگر سرعت جسم زياد شود نيروي وارد به جسم (كه مثل اصطكاك همواره بر خلاف جهت حركت است) زياد مي‌شود. مثلا نيروي مقاومت هوا هم همينطور است. يك ميراگر از لوله‌هاي پيچ‌‌درپيچي تشكيل شده كه داخل آن روغن حركت مي‌كند. اگر سرعت حركت روغن زياد باشد اصطكاك آن زياد مي‌شود و نيروي مقاوم زيادي ايجاد مي‌كند.

‍ ‍

‍وقتي فنر به در نيرو وارد مي‌كند، در شتاب مي‌گيرد و سرعتش زياد مي‌شود و در نتيجه نيروي مقاوم ميراگر زياد مي‌شود تا وقتي كه سرعت به مقداري برسد كه نيروي فنر (درجهت بسته شدن در) با نيروي ميراگر (مقاوم در مقابل بسته شدن در) برابر شود و در اين حالت برآيند نيروهاي وارد به در صفر مي‌شود و در با سرعت ثابتي به نام «سرعت حد» بسته مي‌شود.

‍ ‍ ‍

‍حالا ربط اين مساله به مكانيك خاك : در مكانيك خاك، خاك‌هاي ريزدانه‌اي كه از آب اشباع شده‌باشند به صورت يك مجموعه فنر - ميراگر مدل مي‌شوند بدين صورت كه اگر باري روي خاك وارد شود، اين بار باعث افزايش فشار آب مي‌شود اما به مرور زمان آْب از منافذ خارج مي‌شود و بار به ذرات خاك وارد مي‌شود... (بيشتر از اين بخواهم توضيح بدهم خسته كننده مي‌شود!)

----

نكته : به اين وسيله در انگليسي مي‌گويند Door Closer ؛ هرچه فكر كردم نتوانستم ترجمه‌اش كنم! ( =در بسته كن؟!) . به همين خاطر همان كلمه دمپر را به كار بردم.

ايده‌اي جالب براي فرضيه‌اي مسخره

احتمالا شما هم در مورد مناطقي از زمين كه در آن جاذبه وجود ندارد، يا جاذبه برعكس است يا .... چيزي شنيده‌ايد! خوب با مثال زير ثابت مي‌كنيم كه وجود چنين مكانهايي اساسا غير ممكن است

(نكته! : ادعا شده در بعضي جاها مثلا اگر توپ را رها كنيم به سمت «بالا» مي‌رود. اين چيزها به احتمال زياد خطاي چشم هستند) ؛

به من یك محوطه بدهید كه در آنجا جاذبه نباشد (یا جاذبه برعكس كار كند یا هرچی! ... ) تا برق یك شهر راتا ابد تامین كنم! (در مرز این محوطه و جایی كه جاذبه دارد یك چرخ و فلك احداث می‌كنیم. این چرخ و فلك تا ابد خواهد چرخید چرا كه نصف آن كه در قسمت «باجاذبه» است وزن دارد و نصف دیگر وزن ندارد

نظر شما چيه!؟

مانيتور شما

تا بحال مانيتور يا تلويزيون روشن را توي فيلم ديده‌ايد؟ تصوير مانيتور در داخل فيلم پرش‌هايي دارد در حالي كه وقتي به خود مانيتور نگاه مي‌كنيم، چيزي نمي‌بينيم. علت اين امر چيست؟

مانيتور‌هاي CRT و تلويزيون‌ها داراي يك لامپ كاتدي هستند كه سه رنگ قرمز، آبي و سبز را توليد مي‌كنند.

اما جالب است بدانيم كه در يك مانيتور، در هر لحظه فقط يك پيكسل روشن است. پس چرا ما يك تصوير كامل را در مانيتور مي‌بينيم؟

ببينيم تصوير در مانيتورها چطور تشكيل مي‌شود. لامپ تصوير يك مانيتور با توجه به سيگنالهايي كه از كارت گرافيك دريافت مي‌كند شدت نورهاي سبز و قرمز و آبي را تنظيم مي‌كند و رنگ مورد نظر را تشكيل مي‌دهد. مثلا اگر هر سه رنگ با حداكثر شدت روشن باشند، رنگ سفيد تشكيل مي‌شود.

اين سه پرتو الكتروني در يك نقطه (يك پيكسل) به هم مي‌رسد و با برخورد به يك صفحه فلورسنت رنگ آن پيكسل را مشخص مي‌كند. مدت زمان خيلي كوتاهي اين پيكسل روشن است و سپس اين پيكسل خاموش مي‌شود و پرتوهاي سه‌گانه به نقطه بعدي مي‌روند (و در اين زمان تغييرات رنگ هم اعمال مي‌شود) و نقطه بعدي را روشن مي‌كنند و همين طور نقاط بعدي. اين تغيير مكان محل پرتوها توسط يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي‌شود كه پرتو‌ها را منحرف مي‌كند. بنابراين اين پرتوها در كسري از ثانيه كل صفحه نمايش را جاروب مي‌كنند. اين جاروب كردن به قدري سريع است كه وقتي پيكسلي خاموش مي‌شود، اثرات روشن بودن آن در چشم باقي مي‌ماند تا در چرخه بعدي دوباره روشن شود.

مي‌دانيم كه هر تصوير حدود 3 صدم ثانيه در چشم باقي مي‌ماند. فاصله زماني روشن و خاموش شدن پيكسلهاي يك مانيتور تا روشن شدن مجدد در واقع خيلي كمتر از اين مقدار است. بنابراين تصويري كه ما از يك مانيتور مي‌بينيم، يك تصوير كامل است و تصور مي‌كنيم كه تمام سطح مانيتور روشن است.

ولي سرعت جاروب كردن صفحه نمايش چقدر است؟

اين سرعت به راحتي قابل تنظيم است. از مسير زير مي‌توانيد فركانس جاروب كردن مانيتور (يا Refresh Rate ) را تنظيم كنيد :

Control Panel > Display > Settings > Advanced > Monitor > Screen Refresh rate

در مقابل اين عبارت عددي نوشته شده ، مثلا 85 هرتز . اين بدان معناست كه در هر ثانيه 85 بار صفحه نمايش شما جاروب مي‌شود يعني پرتوها از گوشه بالا سمت چپ شروع مي‌كنند و يكي يكي پيكسل‌ها را روشن مي‌كنند تا به گوشه پايين سمت راست برسند و كل اين عمليات در عرض 85 / 1 ثانيه انجام مي‌شود!

اگر ابعاد صفحه نمايش شما 768 * 1024 باشد، مدت زمان روشن ماندن هر پيكسل حدود يك 67 ميليونيم ثانيه مي‌شود.

نكته : هرچه فركانس جاروب مانيتور بالاتر باشد، تصوير صاف‌تري را خواهيم ديد. در فركانس‌هاي پايين (مثل 60 هرتز) ، تصوير صفحه نمايش سوسو مي‌زند و اين باعث خستگي چشم و سردرد مي‌شود. بنابراين توصيه مي‌شود فركانس مانيتور را روي 85 تنظيم كنيد.

نوشابه‌هاي گازدار

اين وبلاگ من مثل شلم‌شوربا است! هر چيزي كه به ذهنم برسد را اينجا مي‌نويسم. كاش امكاناتي براي دسته‌بندي كردن مطالب وجود داشت. به هر حال....

در كشور ما مصرف نوشابه‌هاي گازدار خيلي بالاست. تقريبا همه رستوران‌ها و فست فودها با غذاهايشان نوشابه‌هاي گازدار سرو مي‌كنند. اينها را اضافه كنيد به مصرف نوشابه به عنوان رفع تشنگي. الان كه در فصل گرما هستيم شايد مصرف اين نوشابه‌ها بيشتر هم شده‌باشد.

اما ببينيم اين نوشابه‌ها حاوي چه موادي هستند و چه ضررهايي دارند. شايد بعد از خواندن اين مطلب از چشمتان بيفتد!

(اميدوارم)

اين نوشابه‌ها حاوي آب، گاز كربنيك و قند و رنگ‌هاي خوراكي هستند. گاز كربنيك كه در آب حل مي‌شود تشكيل اسيد كربنيك مي‌دهد (علت مزه ترش و گزنده اين نوشابه‌ها همين است). همين خاصيت اسيدي موجب آسيب رساندن به دندان‌ها مي‌شود همچنين وجود قند فراوان هم علاوه بر تسريع پوسيدگي دندانها، موجب چاقي و بي‌اشتهايي نيز مي‌شود.

اما مهمترين دليلي كه باعث شده من از اين نوشابه‌ها متنفر بشوم ! اين است :

احتمالا شنيده‌ايد كه اين نوشابه‌ها موجب پوكي استخوان مي‌شوند. خوب دليل اين امر چيست؟ نوشابه‌هاي گازدار حاوي مقاديري فسفات هستند. نسبت فسفات و كلسيم خون تقريبا ثابت است. بنابراين اگر فسفات خون زياد شود بايد كلسيم آن هم زياد شود و بلعكس. ما با خوردن اين نوشابه‌ها مقداري فسفات را به خون تزريق مي‌كنيم. اما بدن براي تنظيم نسبت فسفات و كلسيم نياز به كلسيم دارد. اين كلسيم از كجا مي‌آيد؟ از استخوانها . بنابراين كلسيم استخوانها كم مي‌شود و همين مساله در درازمدت باعث پوكي استخوان مي‌شود.

حتي در صنعت هم از اسيد فسفريك به عنوان سختي‌گير آب استفاده مي‌شود! اسيد فسفريك موجب زدودن كلسيم و منيزيم موجود در آب مي‌شود.

يك مثال عيني :

يكي از دوستان من ورزش‌هاي رزمي كار مي‌كند. يك روز كه همين بحث نوشابه گازدار پيش آمده بود، او مساله پوكي استخوان را تاييد مي‌كرد: هم‌باشگاهي‌هايش كه مقدار زيادي نوشابه مصرف مي‌كردند خيلي بيشتر دچار شكستگي پا و دست مي‌شدند.

خوب، رسيديم به جاي مورد علاقه من! به جاي نوشابه چي بخوريم؟ جواب ساده است. ماءالشعير و ديگر نوشابه‌هاي تخميري (كه ضرر كمتري دارند) و از همه مهمتر : دوغ!

شايد تصور خوردن دوغ و مثلا پيتزا كار سختي باشد ولي خيلي راحت عادت مي‌شود. يك بار امتحان كنيد