Geeknology גיקנולוג'י

השעה 7:30 בבוקר. הילדים כבר בדרך לבית הספר, אוויר הבוקר הקייצי היום פשוט נהדר, שמש אביבית מלטפת את הפנים בזמן ההמתנה למונית. כעבור 2 דק' הרכב עוצר לידך, ברכב כבר יושבים בועז ותומר בדרך למשרד, אתם כבר מכירים ומברכים אחד את השני לשלום. לאחר ישיבה וחגירת חגורת הבטיחות הרכב מתחיל לנסוע. אתה מחפש את הנהג, אבל אין אחד כזה, אתה נזכר שאתה כבר לר חי ב-2021, זה היה לפני 20 שנה כשלאנשים עוד היו רכבים פרטיים. היו ימים….

התיאור שלפניכם הוא מעין חזון אחרית הימים, ליום שבו הרכבים האוטונומיים ישלטו בכבישים ולא אנחנו, בני האדם. רגע לפני שנצלול לטכנולוגיה מאחורי הרכב האוטונומי, נבין את המוטיבציה לפיתוח של רכב כזה. בראייה שלי יש כמה סיבות לכך, הראשונה שבהן היא הפיכת כלי הרכב כמכשיר שירות Vaas או CaaS, בעגה המקצועית Vehicle/Car As A Service, מה שיהפוך את החברות השונות, למעין "אגד" של העולם לאנשים ופדאקס אוטונומי לחבילות, בה הלקוחות ישלמו על שימוש ברכב במקום על אחזקה, התהליך כנראה יוריד את עלות השימוש לצרכנים, כי אין תחזוקה, ביטוחים, דלק, בלאי, ויגדיל את ההכנסות ליצרניות או לנותני השירות. סיבה נוספת היא הפחתת כלי הרכב על הכביש כיוון שהם יהיו שיתופיים מה שיביא ליותר זמן פנוי לאנשים כמו גם יעילות בעבודה, בנוסף יש את עניין הבטיחות של הנוסעים וההולכים מחוץ. אז ישנן הרבה סיבות כלכליות וחברתיות לפיתוח הרכב האוטונומי, וישנה גם דרך ארוכה מאוד עד שיהפכו למציאות יומיומית ברחובות שלנו.

בוקר מעונן בחוץ, אתם יוצאים מהבית ונכנסים לג'יפ שלכם, מידי פעם השמש קורצת מבין העננים, מתניעים ויוצאים לעבודה על הכביש המהיר. אתם משייטים בכביש במהירות של 100 קמ"ש.מזג האוויר היום קריר בחוץ ואתם רוצים להפעיל חימום, אבל עוד לפני שאתם נוגעים במתג החימום המזגן מופעל בקור בשיא העוצמה, תוך כדי שאתם מנסים להפסיק אותו הרדיו עולה פתאום לעוצמה מחרישת אוזניים והתחנות משתנות כל 2 שניות, לא מספיק כל הדבר הזה השמשה  מתמלאת במלא מים על ידי השפריצר, וגם המגבים מתחילים לעבוד ככה שלא רואים כלום בשמשה, אתם מחליטים לעצור את האוטו אבל גם הבלמים לא עובדים… אבל… זוכרים שאתם ב100 קמ"ש??

המצב המתואר כאן אולי נשמע בדיוני, ומשוגע, אבל זה בדיוק מה שהצליחו 2 חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון לעשות לג'יפ צ'ירוקי בשנת 2015. הניסוי הזה הראה כמה שמכוניות פגיעות למתקפות ע"י כל מי שרוצה. ניתן למצוא לינק לכתבה בקישורים. נסביר בסוף הפרק איך הם עשו זאת...

אני מזמין אתכם לצאת רגע למסע בזמן ביחד, למחצית הראשונה של המאה ה-20. בשנים האלו כבר היה חשמל, אבל לא הייתה אלקטרוניקה, אם הייתם רוצים ליצור קשר עם הצד השני של העולם לא היה זום, בטח שלא סלולר ואפילו טלפונים קוויים היו דבר נדיר. אם הייתם רוצים ליצור קשר עם מדינה אחרת או אפילו עם קצת רחוקה במדינה שלכם, הייתם צריכים לגשת לתחנת הטלגרף הקרובה למקום מגוריכם, שם הייתם צריכים להכתיב לפקיד את ההודעה שתרצו להעביר, הייתם צריכים לחשוב להעביר הודעה בצורה מתומצתת כי זה דבר יקר. הפקיד היה מעביר את ההודעה במורס לתחנת היעד, שם היה מפענח והאדם שההודעה מיועדת לו היה צריך לגשת "לקחת" אותה. באותם שנים הרדיו היה מכשיר גדול ומסורבל שלא היה ניתן להסתובב איתו בחוץ. טלפון קווי היה במקומות גדולים והיה מוגבל מאוד לשימוש כיוון שהיה צריך להיות מחובר פיזית למכשיר היעד, גם ככה כמעט ולאף אחד לא היה. לא היה ניתן באותם ימים למדוד דופק במדויק, לא היו א.ק.ג, קוצבי לב, GPS, ובעצם כל מה שהופך את העולם שלנו למה שהוא היום, כל כך נגיש ונוח לא היה קיים!

מכאן שהיסטוריונים ומדענים החליטו שכנראה ההמצאה הכי חשובה במאה ה-20 היא הטרנזיסטור. הרכיב האלקטרוני הקטן הזה הוא הבסיס שמאפשר את כל המותרות והנוחות שאנו רגילים אליהם היום, הכל.

כל הטכנולוגיה שלנו כיום מבוססת על חומר פשוט הנמצא בטבלה המחזורית ושמו סיליקון. זהו יסוד כימי שמספרו 14, כלומר בעל 14 פרוטונים ו-14 אלקטרונים. זהו היסוד ה-8 בתפוצתו ביקום לפי מסה ושני בעולם ונפוץ מאוד בחול, למרות שכמעט אף פעם לא מופיע בצורתו הטהורה ונדרש תמיד זיקוק וטיהור שלו.

במהלך מלחמת העולם השניה, הצבא הנאצי של היטלר באמצעות צוללות ה-U-BOAT כמעט וקטע את שרשרת האספקה של נשק ומזון, שהייתה כל כך חיונית מאמריקה לאנגליה. בעקבות מהלך מזהיר של בריטניה, הצבא הבריטי הצליח לשים ידיו על מכונת הצפנה שזכתה לשם האניגמה. מכאן מתחיל מסענו...

אחת ההמצאות ששינו את העולם והיא פחות מוכרת היא המעבד. הרבה פעמים מתייחסים למעבד כאל המוח של המחשב. אבל מעבדים נמצאים כיום בכל מכשיר אלקטרוני, הדוגמא הפשוטה היא טלפונים סלולרים, אבל הם נמצאים גם במכוניות, מקררים, טלוויזיות, מזגנים, מכונות כביסה, מכונות מים כמו תמי-4, ובאמת בכל דבר!

כולם שומעים על עולם ההייטק המופלא, המתכנתים שיוצרים אתרי אינטרנט, אפליקציות, רובוטים, מכוניות אוטונומיות ומה לא. הכל מתחיל ותלוי במעבד! הוא הלב של כל המערכת, אין מכשיר חשמלי שעושה יותר מלהדליק נורות שלא משתמש במעבד.

מה זה אותו מעבד שהוא "מוח" או"לב" של כל מערכת אלקטרונית?

נתחיל רגע מההתחלה….

בספר של סטיבן הוקינג "קיצור תולדות הזמן" הוא מציין שה-GPS היה טועה בכ-10 ק"מ ביום אם לא הייתה תורת היחסות של איינשטיין, אבל הוא לא מסביר למה זה קורה. זה מאוד מוזר שמשהו שכולנו משתמשים בו ביומיום תלוי כל כך בנושא שכמעט ואף אחד לא מכיר, וגם לא טורחים להסביר לנו.

תורת היחסות הפרטית היא תיאוריה של אלברט איינשטיין הבאה לפתור את הסתירות בין המכניקה של ניוטון לבין התיאוריה של האלקטרומגנטיות, כלומר חשמל ומגנטיות (עליו דיברנו בפרק 2).

החשמל הינו תופעה פיזיקלית הקיימת בטבע והינה חלק מלא מהרבה תהליכים בטבע. למעשה בעצם הימצאותו באטום (כפי שהוזכר בפרק הקודם) הוא מאוד קריטי ומשמעותי.

כבר משחר ההיסטוריה הובנו באופן אינטואיטיבי תהליכים כחשמל סטטי, בו משפשפים חומר אחד באחר, וקריעת האלקטרונים מהחומר יוצרת משיכה. אנו מכירים זאת כיום למשל בשפשוף בלון בשיער ואז משיכה של שערות לכיוון הבלון. בעבר זה נעשה עם ענבר ופרוות חיה למשל.

אבל רגע רגע רגע….. מה זה חשמל???

אז אמרנו שזה תופעה פיזיקלית. אבל מה זה אומר?

חשמל הוא לא חומר, הוא לא איזה קרן מיוחדת, זהו מאפיין בסיסי שמקושרים אליו הרבה תהליכים פיזיקליים. בדרך כלל לחומרים ישנו מטען חשמלי: חיובי, שלילי או נייטרלי, כפי שראינו באטום. כיוון שלמאפיין או לתכונה הזו יש הרבה משמעות, מתייחסים אליה בתור נושא רחב.

• הקדמה
• מהי תיאוריה
• היסטוריה
• מצבי צבירה
• מבנה בסיסי
• למה אטומים מתחברים יחד
• מולקולות
• סוגי יסודות
  

למען האמת עבור הפרק הראשון התחלתי בנושא יותר מורכב, אבל היו לי שם הרבה התייחסויות לאטום ולמבנה שלו ולכן החלטתי להעביר ביתר פירוט את המידע על האטום קודם לכן, על מנת שהמידע המאוחר יותר יהיה יותר קל להבנה.

נושא האטום הוא הראשון שאני מנסה לכסות, וכמו שהזכרתי הנושא מורכב, והמסקנות שלו גם כן. חלק מהן הגיעו להבנה מעמיקה רק לפני כ-150 שנה, כלומר שהייתה היסטוריה ארוכה של מחקר ותיאוריות עד שהגיעו למבנה תיאורטי התואם את המציאות שאנו מכירים היום.

אז, אולי שווה שאשקיע כמה מילים על המשפט האחרון "מבנה תיאורטי התואם את המציאות שאנו מכירים היום".

מה זה בעצם אומר?

המדע אינו תורה כתובה, הוא גם לא מסקנות מוצקות שאין להפריחן. המדע מורכב מתיאוריות שמפתחים מדענים על סמך תצפיות ומחקר ובניית מתמטיקה שתתמוך בתיאוריות אלה. ברגע שיש תגלית ששוברת את התיאוריה, מבינים אחד מ-2 דברים: או שכל התיאוריה לא נכונה בכלל, ובמקרה ענתה על תנאים מסוימים, או שהיא נכונה חלקית (עד גבול מסוים). דוגמא לזה היא משהו שכולנו מכירים:

תורת המכניקה של ניוטון, כן ההוא שנפל לו תפוח על הראש, נכונה מאוד בחיי היומיום שלנו, כלומר עבור מכוניות ומטוסים למשל היא מאפשרת חישובים מדויקים מאוד, ברגע שמגיעים למהירויות מסוימות של עצמים, למשל טילים התיאוריה נשברת והתוצאות כבר לא הכי מדויקות. המהירות הזאת נקראת "מהירות יחסותית", ואז החישובים קצת משתגעים, מכאן צריך תיאוריה חדשה שתענה על ה"שבירה". כאן באה התורה של איינשטיין שיודעת להסביר את התורה של ניוטון וגם לענות על החישובים וההתנהגות של המהירויות היחסותיות.

ככה בעצם המדע מתקדם, ברגע שמגלים "שבירה" או הפרכה של תיאוריה על ידי ניסויים, מנסים ליישב אותם עם תיאוריה חדשה שמכסה את המוכר וגם את הלא מוכר.

אז נחזור לאטום….

פודקאסט בנושא מדע-טכנולוגיה, המדבר על טכנולוגיות, פיזיקה, כימיה, ביולוגיה ואיך הם עובדים ומה ניתן לעשות עם זה :)

המטרה שלי היא לשלב נושאים טכנולוגיים "מורכבים" שאני אוהב ואת הרצון להנגיש אותם לכל מי שמתעניין בלי צורך בתארים והכרת משוואות. אולי אני אחטא קצת בשפה שבה אשתמש בכדי לתאר נושאים מורכבים ועימכם הסליחה על כך, אך אני מאמין שההנגשה תעזור ליותר אנשים להבין את הנושאים בצורה יותר קלילה..

קשה לדבר על טכנולוגיה ועל מדע בלי ידע ובסיס מסוים. כאשר אדבר על נושא מסוים אתבסס על ידע מקדים ואולי אסביר אותו בקצרה במידת האפשר. אשתדל לבנות את הנושאים כך שיהיה בסיס להישען עליו בהבנה של הפרק הנוכחי מהפרקים הקודמים. כך ככל שיעבור הזמן ויתווספו נושאים יהיה לאן לפנות למקור ידע נוסף בפודקאסט שמסביר את הבסיס בצורה טובה ומעמיקה יותר.

האינטרנט עשיר במקורות ידע כאלה ואחרים חלקם אמינים יותר וחלקם פחות. ניתן תמיד לפנות אליו כדי להעשיר או להשלים, בכל נושא אביא קישורים רלוונטים להרחבה בנושא עליו אני מדבר, המטרה אינה להחליף את מקורות הידע אלא להנגיש אותו בצורה נוספת קלה ופשוטה יותר להבנה.

הנושאים הטכנולוגיים שאסקור יהיו בנושאים הבאים:

• פיזיקה ניוטונית
  
• פיזיקה קוונטית
  
• אלקטרוניקה
  
• חשמל
  
• כימיה
  
• ועוד…
  

מוזיקת רקע על ידי:

Blippy Trance by Kevin MacLeod

Link: https://incompetech.filmmusic.io/song/5759-blippy-trance

License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0