Popularna nauka: zabavni vizuali, mašinski elementi i polubeskonačni brojevi

Koje prizore naučnih fenomena nije lako uočiti, shvatiti i prihvatiti, iako su autentični?

Pitanje i odgovor je na portalu Quora postavio Žaved Rezai (Javed Rezayee), bivši direktor regionalne kancelarije UN-a u DDR-u (2003-2005).

Pogledajte ovu jednostavnu mašinu. Čine je samo zupčanici. Njih je 101, a povezani su tako da prvi zupčanik treba okrenuti deset puta da bi naredni napravio jedan pun obrtaj.

I tako dalje…

Međutim, znate li koliko puta je potrebno zavrteti prvi zupčanik da bi poslednji u nizu napravio samo jedan obrtaj? Pa, gugol puta (Googol). To je cifra koja počinje jedinicom, iza koje stoji stotinu nula. Naravno, “polubeskonačni” brojevi iz naslova ne postoje, ali je gugol toliko veliki da se čini bezmernim (iako u suštini označava tačnu, merljivu količinu).

Kada ga napišete, gugol izgleda ovako:

10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000, 000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000

(Googol je kreatorima najvećeg internet-pretraživača, Gugla, poslužio kao inspiracija za ime ).

To je najsvedeniji mogući prikaz ovog broja. Drugi naziv mašine je „gugol vizuelizator“.

Da biste shvatili koliko je gugol velika cifra, razmislite o broju atoma u celom univerzumu. Gugol je veći od ukupnog broja atoma za koje se procenjuje da postoje u svemiru (što je veličina koja se piše kao desetka podignuta na 87. stepen). Gugol je još veći od ukupnog broja atoma u Univerzumu: desetka podignuta na stoti stepen. Drugim rečima, potrebno je da prvi zupčanik ove po konstrukciji jednostavne ali nadasve neobične naprave obrnete više puta nego što ima atoma u svemiru, da bi konačni, stoti (odnosno 101.) zupčanik napravio tek  jedan puni obrtaj.

Genije koji stoji iza konstrukcije ove neverovatne mašine je jedan jutjuber, mašinski ekspert, hibridni dizajner i tvorac kinetičkih skulptura, Daniel De Bruin. On je izgradio ovu čudnu mašinu nakon što je 1. marta 2020. godine, tačno u 14:52, napunio „jubilarnu“ milijarditu sekundu svog života (31 godina, 251 dan, 13 sati, 34 minuta, 54.7843 sekunde, ili, zapisano u drukčijoj formi, 31.69 godina).

Ova “stvar”, na izvrstan način demonstrira odnosno vizuelizuje samu brojku googol, iako je isprva možda teško poverovati, odnosno uočiti;  svakom slučaju, De Bruinov “zupčanički prikaz” te brojke je jasan, autentičan i veoma jednostavan.

O svom Googol zupčastom prenosniku, najvećem u svetu i, kako sam voli da se našali doduše istinitim podatkom, “najvećim zupčaničkim prenosom u Kosmosu”, Daniel De Bruin kaže:

“Napravio sam najveći zupčasti prenos u Svemiru. Sada ga na jutjubu možete videti od trenutka starta, u realnom vremenu, u trajanju od jednog sata. Šaljite vaše komentare, ukoliko želite da ga posmatrate puna 24 sata (ili, možda, čak i Live stream?). Verzija iz ovog videa je tek prikaz prototipa i ne može se obrtati neki duži vremenski period, mada se sastavlja verzija koja bi mogla da radi godinama/decenijama (ukoliko ima zainteresovanih – ne oklevajte da kontaktirate e-mailom).”

De Bruin ima svoj nalog i na Instagramu.

Na ovom snimku videćete da je tokom sat vremena prvi zupčanik napravio 1000 a drugi 100 obrtaja, treći se okrenuo 10 puta a četvrti je napravio jedan puni obrtaj. Peti zupčanik rotirao je 0,1, a šesti 0,01 delova jednog punog obrtaja itd.

O radu:

Prvog marta 2020. u 14:52 otkucala je tačno milijardita sekunda otkako gazim Zemljom. Da bih obeležio taj događaj, napravio sam ovu mašinu koja vizuelizuje broj zvani gugol. Radi se o broju na čijem je početku jedinica, sa stotinu nula iza njega. Gugol je broj veći od broja svih atoma u nama poznatom Svemiru. Ova mašina je dosad uspela da 100 puta “izvrti” od prvog do desetog zupčanika (koji je, shodno logici ove naprave, sto puta načinio jedan pun obrtaj oko svoje ose). Da bi i poslednji, stoti zupčanik napravio samo jedan puni obrtaj, prvo treba da „odvrtite“ priličan broj obrtaja onih prethodnih 99 zupčanika – to je brojka koja se u matematici naziva gugol.

Ili, bolje i preciznije rečeno: da bi poslednji zupčanik napravio jedan pun okretaj, potrebno je utrošiti više energije no što je sada ima u čitavom univerzumu.

I to je ono što je upravo fascinantno.

Ovaj rad je u potpunosti inspirisan radom kinetičkog skulptora, Artura Gensona (Arthur Ganson). Konkretna inspiracija je Gensonova  kinetička instalacija ‘Machine with concrete’.

 

(Muzika Brendon Moeller, vizuali iz Quore: Tipsmake, Gizmodo)

 

Daniel De Bruin official website

Daniel De Bruin via DesignBoom

One Billion Seconds

A Gear System Helps Visualize the Magnitude of One Googol, or 1 Followed by 100 Zeros

Compute expert-level answers using Wolfram’s breakthrough algorithms, knowledgebase and AI technology

The me-sized universe: Some parts of the cosmos are right within our grasp

Viking ‘treasure’ of rare artifacts revealed on a long-lost mountain trail

Material testing with AI

This Lab ‘Cooks’ With AI to Make New Materials: A Toronto lab recycles carbon dioxide into more useful chemicals, using materials it discovered with artificial intelligence and supercomputers.

Let’s Rebuild the Broken Meat Industry—Without Animals: Covid-19 has laid bare many flaws of industrialized animal agriculture. Plant- and cell-based alternatives offer a more resilient solution.

 

Milijarderi koji podržavaju laboratorijski uzgajane dijamante potresaju industriju

Oporavljajući se od Dotcom fijaska i panike u post-9/11 periodu, Silicijumska dolina nadala se da će izaći iz ranih 2000-tih kao Saudijska Arabija – oslanjajući se na sunčevu energiju. Privatne investicije, federalne subvencije i strahovi o klimatskim promenama podstakli su ogroman procvat čistih energija.

Jedan od prvih koji je počeo da se kladi na sektor održivosti je bio Martin Rošajsen (Martin Roscheisen). Ovaj tvrdoglavo uporni preduzetnik pokrenuo je Nanosolar 2002. godine, kako bi napravio super tanke solarne ćelije koje bi bile jeftina alternativa silicijumu. Hiljade kompanija ga je sledilo.

Ali deset godina kasnije, kada se sa investiranjem preteralo, i kada je Kina postala izuzetno cenovno konkurentna, kalifornijski zeleni tehnološki mehur je pukao. Mnoštvo energetskih startup firmi koje su istraživale iskorišćavanje energije sunca, a među njima je najvidljivija bila Solyndra, je puklo. Nanosolar, koji je privukao pola milijarde dolara u prvih pet godina, zatvorio je svoju fabriku u San Hozeu. Roscheisen je bacio oko na drugu industriju i nestao sa vidika.

U novembru, nakon tri godine ispod radara, Roscheisen je predstavio svoj najnoviji poduhvat – onaj koji koristi snagu sunca da bi proizveo veoma drugačiji efekat. Koristeći neke od istih tehnologija za pravljenje solarnih ćelija, Livnica dijamanata, stavila je znak Silicijumske doline na izradu vrhunskih u laboratoriji dobijenih dijamanata.

Za razliku od kamenčića koji simuliraju dijamante, kao što su kockasti cirkoni, ovi laboratorijski proizvedeni kamenčići nisu lažnjak, napominje, Roscheisen, već su po strukturi atoma identični svojim, u zemlji stvorenim parnjacima. On svoje dijamante reklamira kao etičku alternativu u odnosu na iskopano kamenje i nešto što je jedinstven proizvod po sebi.

“Industrija dijamanata nam je izgledala kao veoma tradicionalna industrija, i sada je vreme da se suoči sa svojim “Tesla momentom”, “, rekao je Roscheisen Metro-u. “Pre Tesle, električni automobil je bio isto što i malo vozilo za golf. Tesla je promenio auto-industriju zauvek po prvi put obezbeđujući potrošačima jasan izbor. To je ono što radimo sa dijamantima- po prvi put nudimo održiv izbor.”

Sposobnost za proizvodnju dijamanata je nešto oko čega se vrtimo već skoro šest decenija, iako je do nedavno njihov proces proizvodnje bio relativno skup. Danas, najmanje 10 preduzeća proizvodi dijamante za krajnju prodaju ili industrijske dijamante. Ali Livnica dijamanata (Diamond Foundry) tvrdi da je napravila osobeni prodor u industriji koji omogućava bržu i jeftiniju proizvodnju dijamanata koji su po svemu nalik na one iskopane iz zemlje.

“Veoma je teško odgajiti čisto beli dijamant od kojeg se može praviti nakit”, kaže Roscheisen. “To je ono što naša tehnologija može da uradi.”

Počinje sa “semenom”, tankim listićem prirodnog dijamanta. Plazma reaktor na temperaturi od preko 8,000 stepeni Farenhajta “odgaja” kristal dodajući mu ugljenik, sloj po sloj. Preuzimajući ovu metodu koja se zove hemijsko taloženje pare, iz proizvodnje poluprovodnika, kompanija kaže da može da odgaji na stotine dijamanata do devet karata veličine, u razmaku od nekoliko nedelja. Neki konkurenti koriste varijacije taloženja isparenja, dok drugi koriste tehnike visokog pritiska, detoniranja eksploziva ili ultrazvuka.

Roscheisen – student Univerziteta Stanford u istoj klasi kao i osnivači Googla Sergej Brin i Lari Pejdž – dobio je podršku od 10 milijardera i jednog broja teškaša iz Silicijumske doline. Lista investitora uključuje osnivača Zinge (Zynga) Marka Pinkasa, koosnivača Tvitera, Jana Vilijamsa (Evan Williams ) i koosnivača Facebooka Endrjua MekKoluma (Andrew McCollum).

Investitor kompanije najvišeg profila je Leonardo Dikaprio. Glumac je bio nominovan za Oskara za film iz 2006 gde igra krijumčara dijamanata, Blood Diamond, koji prikazuje neke od etičkih pitanja koje opterećuju konvencionalnu industriju dijamanata.

03

Rasel Šor (Russell Shor), analitičar neprofitnog Gemološkog instituta u Americi (Gemological Institute of America), kaže da je Livnica dijamanata ušla na jedno izuzetno kompetitivno tržište.

“Sada smo u čudnoj situaciji kada je u pitanju ekonomija dijamanata “, kaže Šor, koji je proveo poslednje tri decenije radeći na svakom nivou trgovine, od rudnika do dilera, trgovaca, istraživačkih grupa i industrije medija. “Snabdevanje premašuje potražnju. Količina ide na gore, kvalitet ide na gore a cene idu dole. To je zaista bez presedana. “

Prerano je reći kakav će uticaj imati sektor sintetičke proizvodnje dijamanata na ukupnu industriju, kaže on. Međutim, naglasak na održivosti i “beskonfliktnosti” porekla izgleda da se dopada mlađoj generaciji potrošača. Millenijumska generacija će biti manje zainteresovana da kupi prirodan dijamant, zbog zabrinutosti oko zloupotrebe dece, regionalnih sukoba i uticaja rudarstva na životnu sredinu, navodi se u industrijskim izvorima.

Tvrdnje da su dijamanti proizvedeni ljudskom rukom, etička alternativa može da zavara,” kaže Šor. “To znači da je sve ostalo nemoralno, što nije uvek slučaj.”

Dijamanti su postali opsesija zapadne civilizacije tek kada su De Beers izvukli svoj slogan “dijamanti su zauvek” u marketinškoj kampanji iz 1930-ih. Slogan i prateće slike zaokružuju sliku tradicionalne uloge polova, i povezuju dijamanate sa večnom ljubavi, zavišću i očekivanjima – i pomalo tugaljivu poruku da bi prsten trebalo da košta nekoliko mesečnih zarada.

06

Nekadašnji globalni kartel, De Beers je izgubio nešto od svog sjaja. U 2011. godini, DeBeers je pristao da plati američkim trgovcima i potrošačima $ 295 miliona dolara zbog navodnog nameštanja cena. Tržišni udeo kompanije se konstantno smanjuje u odnosu na monopol koji je kompanija imala do 1980; sada zauzima oko 40 odsto tržišta. U međuvremenu, prevelika ponuda je ugrozila percepciju retkosti.

“Da li će sposobnost da se nešto, za šta su zemlji bile potrebne milijarde godina, stvori za nekoliko nedelja, uništiti romantiku?”, kaže Šor. “To je stvar svačije lične perspektive.”

Umesto da se takmiči sa sektorom tradicionalnih dijamanata, laboratorijski proizvedeni dijamanti su ušli na paralelno tržište. Livnica dijamanata i njemu slični očekuju da će privući one koji inače ne bi ni razmišljali o kupovini dijamanata. Mlađi potrošači izgleda da su manje privučeni njihovom mistikom, a više cenovnom pristupačnošću i održivošću konvencije o poklanjanju dijamantskog prstena za veridbu.

“Dijamanti su me uvek zasmejavali”, kaže Rajan Mekarti, doktorant na geologiji i proučavanju životne sredine na Stenfordu. “To je smešna mešavina ideja, emocija, marketinga i ugljenika, uparivanje stvari kao što su ‘zauvek’ sa materijalom koji je metastabilan na površini Zemlje, što ga nekako čini jednim od najznačajnijih simboličkih i najtraženijih dragulja.”

Christine Guibara, zlatar, kaže da neki od njenih mlađih klijenata pridaju veću vrednost niskoj emisiji ugljen-dioksida nego retkosti dragulja.

04

“Sve zavisi od toga s kim pričate,” kaže ona. “Neki misle da ima više vrednosti u održivosti životne sredine, etičkim praksama u rudarstvu i slično. Za te ljude, laboratorijski napravljeni dijamanti su jedna opcija. Ali, uvek će biti ljudi koji žele prirodni dijamant. “

Guibara je među 200 dizajnera koji prodaju nakit preko onlajn radnje Livnice dijamanata. Ona se nada da će joj povezivanje sa lokalnim dobavljačem dijamanata dati priliku da se oproba u nekonvencionalnim rezovima.

“Mnogo puta u industriji je zaista teško naći nešto što je isečeno na neobičan način,” kaže ona. “Ulog je toliko visok, da se svi trude da urade ono što je već bilo rađeno. Ali mislim da Livnica dijamanata ima na umu da bude više od jednog startapa. Uzbudljivo je imati tako nešto. “

Kao student prirodnih nauka, Roscheisen takođe planira da njegov prodor u oblasti visokih tehnologija učini dostupnim istraživačima. Uza sve svoje mitske asocijacije, kao odsjaj zvezda, brod duhova i suze bogova, dijamanti su neverovatno primenjivi, u praktičnom smislu.

Kristalizovani ugljenik može da simbolizuje ljubav, ali kao najjači materijal koji se pojavljuje u prirodi, on je i odlična zamena za silicijum u poluprovodnicima, kaže Rocheisen, a takođe može da pomogne da kompjuteri rade mnogo brže.

San Jose Inside