كيف يعمل الشحن اللاسلكي؟

الإلكترونات هي جسيمات تحت (دون) ذرية Sub atomic بارعة. ادفعها عبر سلك وستحصل على كهرباء. لف هذا السلك، وستحصل على مجال مغناطيسي، وهكذا تحصل المحركات الكهربائية على قوة الدفع. ضع السلك الملفوف بالقرب من سلك ملفوف آخر له قلب حديدي مشترك لتوجيه المغناطيسية، لتحفِّز الطاقة في السلك الملفوف الثاني، هذه هي الطريقة التي تغير بها المحولات الفولتية. بادر بضخ الإلكترونات عبر السلك الملفوف ويمكنك فصل السلك الملفوف الآخر بعيداً قليلاً، مما يتيح لك وضع الباعث في لوحة الشحن وهوائي الاستقبال في الهاتف. ضع الهاتف في النطاق وسيحصل على كهرباء في سلكه الملفوف من النبضات الكهرومغناطيسية الصادرة من لوحة الشحن. PB

كيف نقرأ الأعداد الثنائية؟

نحسب بالنظام العشري، أي مضاعفات الرقم 10 ونستخدم القاعدة العشرية. وهذا يعني أننا نستخدم 10 رموز مميزة لكتابة جميع الأرقام: 0 ,9,8,7,6,5,4,3,2,1. ربما يساعد وجود 10 أصابع في أيدينا على أن نحسب. لم يكن الأمر كذلك دائماً، فقد كان النظام الاثنا عشري، أو القاعدة 12، نظاماً شائعاً جداً: 12 بوصة للقدم، و12 بنساً للشلن، و12 علامة لدائرة البروج، و12 شهراً في السنة، و2 × 12 ساعة في اليوم. في الرياضيات الاثني عشرية نستخدم 12 رمزاً لكتابة جميع الأرقام: 0 ,9,8,7,6,5,4,3,2,1، أ، ب. يتفوق النظام الاثنا عشري في الحساب الذهني لأنه يحتوي على أربعة عوامل غير بديهية Non-trivial: فهو قابل للقسمة على 2 و3 و4 و6، مقارنة بالنظام العشري الذي يحتوي على عاملين غير بديهيين فقط: 2 و5.
لكن الحواسيب لا تَعُد على الأصابع ولا تُجري العمليات الحسابية الذهنية، فهي تعمل باستخدام الكهرباء، ولذا فهي في حاجة إلى طريقة أبسط للعد. فداراتها المنطقية تفهم فقط التشغيل والإيقاف، وهذا يعني أن نظام العد الأصلي لأجهزة الحاسوب هو ثنائي، أو القاعدة 2. لذلك لديها رمزان فقط لكتابة جميع الأرقام: 0 و1. هذه ليست مشكلة، لأنه باستخدام التركيبة الصحيحة من الآحاد والأصفار يمكننا تمثيل أي شيء، لكن هذا يعني أننا في حاجة إلى كثير منها.
لفهم الرقم في النظام الثنائي، بالنسبة إلى الأعداد الصحيحة، نحتاج إلى التعرف على أن أهم رقم ثنائي (أو اختصاراً: بِت Bit) موجود إلى اليسار، وأن البت الأقل أهمية يوجد إلى اليمين. نظراً إلى أننا ننظر من اليمين إلى اليسار، فإن كل بِت يمثل قوة أعلى بمقدار 2 (لأن النظام الثنائي يستخدم القاعدة 2). إذن فالعدد الثنائي 1101 هو، بالنظر إلى كل بِت من اليمين إلى اليسار:
1×20 + 0x21 + 1×22 + 1×23 = 1 + 0 + 4 + 8 = 13
أو أن الرقم الثنائي 1000 هو:
0x20 + 0x21 + 0x22 + 1×23 = 0 + 0 + 0 + 8 = 8
كما هي الحال مع أي نظام ترقيم، استخدم مزيداً من الأرقام وستتمكن من كتابة أعداد أكبر. يمكننا أيضاً تمثيل الأعداد الكسرية أو العائمة Floating-point numbers عن طريق إضافة نقطة نظرية. إذن 0111.0101 يصير:
1×20 + 1×21 + 1×22 + 0x23 = 7
للجزء بكامله، و(هذه المرة العمل من اليسار إلى اليمين من النقطة)
0x2-1 + 1x 2-2 + 0x 2-3 + 1x 2-4 = 1/4 + 1/16 = 0.3125
فيصير لدينا الرقم 7.3125.
ولكن، يمكن أن يكون تمثيل الأرقام السالبة في النظام الثنائي أكثر صعوبة، فهناك بالفعل ثلاث طرق مختلفة! أسهل طريقة هي استخدام بِت احتياطي إلى اليسار، لذلك إذا كان 00111 يساوي 7، فإن 10111 هو -7. لكن الطريقة الأكثر شيوعاً في أجهزة الحاسوب تسمى التكملة الثنائية Twos complement. في هذه الطريقة لتمثيل رقم سالب، نقلب جميع البتات ونضيف 1. لذا إذا كان 00111 يساوي 7، فإن 11000 + 1 = 11001 يمثل -7. لقلب الإشارة نقلب البتات ونضيف 1 مرة أخرى: 00110 + 1 = 00111. طريقة ذكية، أليس كذلك؟ PB

كم يجدُر بنا أن نقلق حيال الفيروسات والبكتيريا القديمة الناشئة من ذوبان التربة الصقيعية بسبب تغير المناخ؟

التربة الصقيعية Permafrost- الأرض التي تبقى مجمدة لأكثر من عامين على التوالي- تقع تحت ما يقرب من ربع الأراضي في نصف الكرة الشمالي. تمتد أعمق الأجزاء مسافةَ ميل داخل الأرض، ويبلغ عمر الأجزاء الأقدم أكثر من 600,000 عام. ولكن مع ارتفاع درجة حرارة العالم، تُفقد التربة الصقيعية في عديد من الأماكن، بما في ذلك كندا وألاسكا وسيبيريا.
من الناحية الفنية، لا تذوب التربة الصقيعية بل تصير ألْيَن. لكنك محق في القلق؛ يقدر العلماء أنه بحلول العام 2100، يمكن أن يُفقد ما يصل إلى ثلثي التربة الصقيعية القريبة من سطح القطب الشمالي. ونعمْ، قد يؤدي هذا إلى ظهور فيروسات وبكتيريا بقيت معزولة لعشرات الآلاف من السنين.
في العام 2016، توفي صبي يبلغ من العمر 12 عاماً وأصيب نحو 100 شخص بتسمُّم الجُمرة الخبيثة Anthrax في منطقة من سيبيريا لم تشهد تفشي المرض منذ أكثر من 70 عاماً. يعتقد العلماء أن تفشي المرض نتج عن جراثيم الجمرة الخبيثة التي انطلقت من جيفة حيوان رنة عمرها عقود، انكشفت حديثاً بفعل انحسار التربة الصقيعية.
يمكن أن يحتوي غرام واحد من التربة الصقيعية على آلاف الأنواع من الميكروبات الخاملة. ويخشى العلماء من أن عملية انحسارها لن تؤدي فقط إلى ظهور أمراض اعتقدنا أننا قد تغلبنا عليها- بما في ذلك الجدري والطاعون الدبلي- ولكن أيضاً لإطلاق مسببات الأمراض القديمة التي لا نملك مناعة طبيعية ضدها حالياً، ولا مضادات حيوية أو لقاحات فعالة. سيكون العامل الرئيس المخفف Mitigating factor هو مدى اتصال البشر بهذه التهديدات الناشئة. حاليا يعيش أقل من خمسة ملايين شخص في مناطق التربة الصقيعية الشمالية. ولكن مع ارتفاع درجة حرارة العالم، وطرق الشحن الجديدة القابلة للتشغيل المستمر، وزيادة استخراج الموارد من القطب الشمالي والتجارة والسياحة فيه، فإننا نخاطر بأن يواجه الناس مسببات الأمراض القديمة وينشروها في معظم أنحاء العالم. CP