دوشنبه ۲۵ فروردين ۱۳۸۲
شماره ۳۰۲۲- April, 14, 2003
علم
Front Page

تلاش آمريكا براي دستيابي به سلاح هاي سريع تر و موثرتر
جنگ هاي آينده
پيشرفت هاي صورت گرفته در فناوري حسگر و به كارگيري آن در موارد مختلف سربازان را قادر مي سازد تا از فراز منطقه جنگي شاهد اوضاع باشند
007020.jpg
فرانك ويزارد
ترجمه: سليمان فرهاديان
ارتش ايالات متحده در نظر دارد ترتيبي اتخاذ كند تا در صورت لزوم خود را سريع تر به مناطق ناآرام جهان رسانده و عمليات نظامي را با سرعت آغاز كند. به همين دليل قرار است طي شش سال آينده حدود ۹۱ ميليارد دلار براي بررسي راهكارهايي براي نحوه تحقق اين طرح صرف كند. اهدافي كه قرار است ارتش آمريكا طي سال هاي آينده به آنها دست يابد از اين قرار است: اعزام يك تيپ طي ۹۶ ساعت (۴ روز)، اعزام يك لشكر طي ۱۲۰ ساعت (۵ روز) و پنج لشكر طي ۳۰ روز به هر نقطه دلخواه از جهان.
براي دستيابي به اين هدف لازم است ارتش را از حالت فعلي كه متكي به استفاده از حجم وسيعي از ابزارآلات سنگين و كندرو همانند تانك ها و زره پوش ها است، خارج كرده و به استفاده از تجهيزات و خودروهايي روي آورد كه در مقايسه با تجهيزات امروزي سبك تر بوده و از ناوگان زرهي تندروتري استفاده كند، تا بتواند در ميدان نبرد با سرعت بيش از يكصد هزار كيلومتر بر ساعت جولان دهد و در عين حال ضرباتي كه بر نيروهاي دشمن وارد مي آورد همانند ضربات نيروهاي سنگين و كندروي فعلي مهلك و كاري باشد.
ژنرال جان ام. كين معاون ستاد ارتش آمريكا در كنفرانس علمي دوسالانه ارتش كه طي ماه دسامبر در اورلاندو برگزار شد، گفت: «ما درصدديم كه نحوه جنگيدن و صف آرايي نيروها را تغيير دهيم. »
در بيست و سومين كنفرانس علمي برگزار شده، نقشه كلي اين طرح براي شركت كنندگان رسم شد تا آنان ضمن اتخاذ راهكارهايي با غلبه بر مشكلات فني، به اهداف اين طرح كه ارتش از آن با عنوان سيستم جنگي آينده نام مي برد، دست يابند. كليد اين تحولات استفاده از فناوري هاي جديد همانند خودروهاي الكتريكي هيبريد، روبات ها، ليزرها، شبكه ارتباطات سيار و آرايه اي از جنگ افزارهاي هوشمند و حسگرهاي مبتني بر سيستم هاي ميكرومكانيكي (MEMS) ،بيوتكنولوژي و نانوتكنولوژي است كه مي تواند امكانات و توانايي هاي فناوري هاي موجود را گسترده تر سازد. در عين حال مي توان با استفاده از نتايج تحقيقات جديد از سربازان در مقابل عوامل بيولوژيكي محافظت كرد.

خودروهاي سبك تر
تمام انواع فناوري هاي پيشرفته اي را كه برشمرديم در طراحي و ساخت ناوگاني از ۱۶ نوع خودروي جديد به كار خواهد رفت. اين تحقيقات در قالب برنامه اي با عنوان سيستم جنگي آينده (FCS) انجام خواهد شد. در اين برنامه كه تحت سرپرستي بوئينگ به عنوان پيمانكار اصلي طرح انجام خواهد شد، خودروهاي FCS چه از نوع نفربرهاي زرهي باشند چه از نوع خودروهاي صف شكن، طوري طراحي مي شوند كه كمتر از ۲۰ تن وزن داشته باشند تا نقل و انتقال آنان به ميدان هاي جنگي دوردست با استفاده از هواپيماهاي حمل و نقل نظامي همانند ۱۳۰-C به آساني صورت گيرد. اين در حالي است كه بعضي از انواع تانك هاي فعلي همانند M1-Abrams حدود ۶۵ تن وزن دارند. از لحاظ حمل و نقل FCS به خودروهاي الكتريكي هيبريدي متكي است، چرا كه اين نوع خودروها سوخت كمتري مصرف مي كنند و در عين حال مزيت هاي متعدد ديگري دارند، از جمله اينكه اين خودروها قادرند باتري هاي قابل شارژ به كار رفته در ساير سيستم هاي الكترونيكي FCS را پر كنند. به همين دليل تحقيقات براي توسعه فناوري هاي ساخت سلول هاي سوختي مولد الكتريسيته شديدا گسترش يافته است. بعضي ديگر از انواع خودروهاي FCS روباتي خواهند بود و وظيفه اصلي شان اين است كه در خط مقدم جبهه و پيشاپيش ساير نيروها به حركت درآمده و تهديدات هسته اي بيولوژيكي و شيميايي محيط را ارزيابي كنند.
در عين حال اين خودروهاي روباتي براي شناسايي غارها و پناهگاه هاي زيرزميني، تخليه مجروحان و حمل و نقل ملزومات مورد استفاده قرار خواهد گرفت. اساس اين تحولات سخت افزاري تغيير در طرح هاي جنگي ارتش براي جنگ هاي آينده است. به گفته ژنرال كين، مشخصه اصلي عمليات نظامي گذشته، همانند جنگ خليج فارس،آتشباري شديدي است كه در عرض خطوط مرزي دشمن صورت مي گيرد تا قسمت هاي بيشتري از خاك دشمن اشغال شود. پيشرفت هاي صورت گرفته در فناوري حسگر و به كارگيري اين فناوري در اكثر موارد از ماهواره هايي كه حول زمين در حال گردشند تا هواپيماهاي بدون سرنشين، سربازان را قادر مي سازد تا از فراز منطقه جنگي شاهد اوضاع باشند. پيش از اين سربازان از اين توانايي ها برخوردار نبودند. كين مي گويد سربازان در جنگ هاي آينده با استفاده از حسگرها به تماشاي وضعيت منطقه پرداخته و فقط به تصرف نقاط استراتژيك خواهند پرداخت.
كلود بولتون معاون پشتيباني و فناوري ارتش مي گويد براي آنكه اين رويا محق شود. ارتش در بدو امر ۵۴۶ فناوري جديد كه احتمالا مي توانست در دستيابي به اهداف FCS مورد استفاده قرار گيرد را مورد و آزمايش قرار داد. بعدها از تعداد طرح هاي مورد نظر كاسته شده و تعدادشان به ۱۰۰ طرح رسيد. از ميان مهم ترين طرح هايي كه در فهرست اوليه ارتش قرار دارند، مي توان به اين طرح ها اشاره كرد: ابداع يك شاسي مشترك براي تمامي خودروهاي FCS، ابداع يك اسلحه «خوش دست» توسعه ارتباطات گسترش فناوري هايي كه باعث كاهش وزن، اندازه و قيمت اقلام مورد نياز جنگجويان مي شود همانند نيرو، سوخت، غذا و آب مورد نياز.

اينترنت متحرك
خودروهاي سبك تر و سريع تر FCS بايد به يك شبكه همراه، همانند اينترنت متحرك مجهز باشند. اين شبكه بايد روي خودروها نصب شود تا همان طور كه اين نيروها از زمين هاي ناهموار، جنگل ها و تپه ها مي گذرند همراه آنان باشند. اين فناوري از ارزش حياتي برخوردار است چرا كه مي تواند اطلاعات ارزشمندي مربوط به مكان استقرار نيروهاي دشمن را جمع آوري كند. اين مزيت به همراه سرعت بيشتر اين خودروها مي تواند تا حد زيادي استحكام زرهي كمتر را جبران كند. قرار نيست كه خودروهاي FCS همانند تانك ها به گونه اي ساخته شوند كه آتشباري سهمگين دشمن را تحمل كنند بلكه ماموريتشان اين است كه با استفاده از حسگرهاي مختلف موقعيت دشمن را شناسايي كرده و پيش از حريف شليك كنند.
در عين حال براي آنكه شبكه متحرك به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گيرد بايد به پرسش هاي اساسي بسياري پاسخ گفت. از جمله مسائل پيش رو براي استفاده از شبكه هاي متحرك مي توان به اين موارد اشاره كرد: چگونه مي توان به بهترين وجهي باندها را براي برقراري ارتباط و استفاده از اطلاعات كليدي مورد استفاده قرار داد، چگونه مي توان مسير انتقال اطلاعات را در صورت پيش آمدن يك رويداد غيرمنتظره تغيير داد يا چگونه مي توان از اطلاعات محرمانه محافظت كرد تا از استفاده غيرمجاز به وسيله نيروهاي خودي يا دشمن جلوگيري كرد.
Scientific American,Jan.2003
ادامه دارد

چاق و زايا، لاغر و نازا
007040.jpg

اين يك ضرب المثل قديمي است كه مي گويد انسان ها نمي توانند هم ثروتمند و هم لاغر باشند. وليكن رز فريچ ( R.Frisch) دانشيار دانشكده بهداشت دانشگاه هاروارد سال هاست كه با يك باور عمومي ديگر مي جنگد. اين دانشمند برجسته عليه پيشداوري هاي علمي و همچنين صنعت مد كه زنان چاق را مورد سوال قرار داده اند برخاسته است.
رز فريچ چنين استدلال مي كند كه زنان براي حمايت از باروري خود نيازمند حدود معيني از چربي هستند. اگر چنانچه زنان از طريق رژيم غذايي يا ورزش، وزن خود را بسيار كمتر از آستانه چاقي بحراني نگهدارند ممكن است قادر به تخمك گذاري نشوند. اين زنان اگرچه از نظر مد موردپسند جلوه خواهند داد وليكن ممكن است نازا از آب درآيند.
فريچ شواهدي به دست مي دهد كه ارتباطي قدرتمند را ميان چربي بدن زنان و ميزان باروري آنها نشان مي دهد. علاوه بر اين شواهد ديگري نيز فراهم كرده كه ارتباط فوق الذكر را حمايت مي كند. به عنوان مثال او نشان مي دهد كه دختران چاق زودتر از دختران لاغر بالغ شده يا اينكه بالرين ها يا بدن سازان لاغر اغلب داراي نرخ باروري كمتري هستند.
بافت چربي اگرچه اساسا يك منبع منفعل انرژي است وليكن درواقع توليدكننده فاكتورهاي رشد و هورمون ها منجمله استروژن و هورمون جديد لپتين است كه نقش پيچيده اي در تنظيم وزن بدن و سيستم توليدمثل به عهده دارد.
جاي تعجب نيست كه مجسمه سازان قديم يوناني و رومي، چين و چروك فراواني به بدن الهه باروري داده اند. فريچ مي گويد تصوير به دست آمده از اين مجسمه ها تفاوت هاي فراواني با زنان لاغر و تكيده معاصر دارد. فريچ در كتاب جديدي كه در مورد توليدمثل انسان نوشته است اطلاعات مفيدي براي ميزان چربي (وزن بدن) براي داشتن سلامت اپتيمم فراهم كرده است.
البته تمامي نظرات خانم فريچ در تاييد چاقي خانم ها نيست. بدون شك چربي فراوان و بي تحركي باعث افزايش ريسك ابتلا به ديابت و برخي ديگر از بيماري ها مي شود. خانم فريچ در يكي ديگر از بررسي هاي خود نشان داده كه آن دسته از دانشجويان دانشگاه هاروارد كه به طور منظمي در فعاليت هاي ورزشي شركت مي كنند در مقايسه با دانشجوياني كه زندگي راكدي دارند شانس كمتري براي مبتلا شدن به سرطان سينه و ساير سرطان هاي دستگاه توليدمثل دارند. او معتقد است كه لاغر بودن در سنين جواني نقش حفاظتي موثري در سلامت زنان دارد.
بسياري از نظرات فعلي خانم فريچ مورد توجه جامعه علمي قرار گرفته است. در زمان هاي گذشته، مطالعه و بررسي در برخي از مواردي كه اكنون به خوبي امكان پذير است ممكن نبود. يكي از آزاردهنده ترين اين نظريات، تئوري هايي است كه ايجاد ارتباط ميان ضعف استخوان ها و خوردن نوشابه هاي گازدار را نشان مي دهد. اين رابطه به طور تصادفي توسط گروه خانم فريچ كشف و موجب شد تا از مقامات دانشگاه درخواست شود تا در غذاخوري ها از توزيع نوشابه هاي گازدار خودداري شود.
خانم فريچ مي گويد: «هنگامي كه ما متوجه شديم ورزشكاران قديمي دانشگاه واقع در گروه هاي سني مختلف كه نوشابه هاي گازدار مصرف مي كنند شانس بيشتري براي يك يا تعداد بيشتري شكستگي استخوان دارند، بسيار تعجب كرديم. »
محققين تلاش كرده اند تا توضيحي براي اين ارتباط فراهم سازند. آيا اسيد فسفريك موجود در نوشابه باعث شست وشوي كلسيم استخوان مي شود؟ برخي از محققين توانسته اند شواهدي فراهم سازند كه نشان مي دهد تماس حرفه اي با اسيد فسفريك باعث افزايش شكستگي استخوان در كارگران شده است. در يك بررسي كوچك ديگر رابطه مشابهي ميان شكستگي استخوان و مصرف نوشابه هاي گازدار مشخص شده است.
اگرچه مطالعات بيشتري لازم است تا ارتباط ميان مصرف نوشابه هاي گازدار و شكستگي استخوان مشخص شود وليكن بررسي هاي اوليه نشان داده است دختران و زنان فعال مي بايست از مصرف زياد نوشابه هاي گازدار خودداري كنند تا از پوكي استخوان در سال هاي پيري ممانعت به عمل آورند.
NewScientist,20Jul.2002

ژن خودخواه
مارپيچ هاي ناميرا ـ ۸
007030.jpg

ريچارد داوكينز
ترجمه: كاوه فيض اللهي
جنبه ديگر ذره اي بودن ژن آن است كه پير و فرتوت نمي شود؛ احتمال مرگ يك ژن يك ميليون ساله از ژني كه تنها صد سال دارد بيشتر نيست. ژن در امتداد نسل ها از بدني به بدن ديگر مي جهد، در حالي كه آنها را يكي پس از ديگري به شيوه خود و در جهت اهداف خويش به كار برده و بدن هاي فاني را پيش از آنكه طومارشان با پيري و مرگ درهم پيچد، زنجيره وار ترك مي كند.
ژن ها ناميرا هستند، يا به بيان دقيق تر، موجوداتي ژنتيكي تعريف مي شوند كه تقريبا شايسته اين عنوان هستند. ما، يعني هر يك از ماشين هاي بقاي موجود در جهان، مي توانيم انتظار داشته باشيم كه چند دهه بيشتر در جهان زندگي كنيم. اما انتظار حيات ژن هاي موجود در جهان نه در مقياس دهه بلكه در مقياس هزاران و ميليون ها سال بايد سنجيده شود.
در گونه هايي كه به طريق جنسي توليد مثل مي كنند، فرد به عنوان واحد ژنتيكي بزرگ تر و موقتي تر از آن است كه در انتخاب طبيعي واحد معني داري تلقي شود. گروه افراد از آن هم بزرگ تر است. به زبان ژنتيك، افراد و گروه ها همچون ابرهايي در آسمان يا توفان شني در بيابان هستند. آنها توده ها يا تجمع هايي موقتي اند. آنها در زمان تكاملي پايدار نيستند. جمعيت ها ممكن است مدتي طولاني دوام بياورند، اما آنها نيز پيوسته با جمعيت هاي ديگر در مي آميزند و به اين ترتيب هويت خويش را از دست مي دهند. علاوه بر اين آنها از درون نيز موضوع تغيير تكاملي هستند. جمعيت نه آن قدر مستقل است كه واحد انتخاب طبيعي باشد و نه آن قدر پايدار و يكپارچه كه در برتري به جمعيتي ديگر «انتخاب» شود.
بدن يك فرد در مدتي كه زنده است به قدر كافي مستقل است، اما افسوس، مگر چه قدر طول مي كشد؟ تكامل با انتخاب ميان موجوداتي كه از هر كدامشان تنها يك نسخه وجود دارد، نمي تواند رخ دهد! توليد مثل جنسي همانندسازي نيست. درست همان طور كه يك جمعيت توسط جمعيت هاي ديگر آلوده مي شود، اخلاف يك فرد نيز توسط شريك جنسي اش آلوده مي شوند. فرزندان شما تنها نيمي از شما هستند و نوه هايتان تنها يك چهارم شما. در عرض چند نسل، حداكثر مي توانيد اميدوار باشيد كه تعداد زيادي از اخلافتان كه هر يك فقط كسر كوچكي از شما ـ چند ژن ـ را در خود دارد، حضور داشته باشند، حتي اگر چند نفري از آنها نام خانوادگي شما را نيز بر خود داشته باشند.
افراد موجوداتي پايدار نيستند بلكه زودگذرند. كروموزوم ها نيز مانند دسته هاي ورق اندكي پس از آنكه بين بازيكنان توزيع شد، بر خورده و فراموش مي شوند. اما ورق ها خودشان از بر خوردن جان به در مي برند. ورق ها همان ژن ها هستند. ژن ها در اثر كراسينگ آور نابود نمي شوند بلكه صرفا همبازي هايشان را عوض مي كنند و به پيش مي روند. البته كه به پيش مي روند. اين كار آنهاست. آنها همانندساز هستند و ما ماشين هاي بقايشان هستيم. هنگامي كه وظيفه خود را انجام داديم دور انداخته مي شويم. اما ژن ها ساكنان هميشگي زمان زمين شناختي اند: ژن ها جاودانه اند.
ژن ها، مانند الماس، جاودانه اند، اما نه دقيقا به شيوه اي مشابه الماس. در الماس آنچه جاودانه است يك بلور منفرد است كه به عنوان يك الگوي اتمي ثابت تا ابد به همان شكل مي ماند. مولكول هاي DNA چنين دوامي ندارند. زندگي هر مولكول فيزيكي DNA (يك مولكول بدون در نظر گرفتن نسخه هاي آن ـ م) تقريبا كوتاه است ـ شايد در حد چند ماه و قطعا از عمر كسي كه در بدنش به سر مي برد بيشتر نيست. اما يك مولكول DNA به لحاظ نظري مي تواند در شكل «نسخه هايي» از خويش، صدها ميليون سال به زندگي ادامه دهد. از اين گذشته، درست مانند همانندسازهاي باستاني در سوپ نخستين، نسخه هاي يك ژن خاص مي تواند در سرتاسر جهان پراكنده شود. تفاوتش در آن است كه اشكال امروزي همگي خيلي تر و تميز درون بدن ماشين هاي بقا بسته بندي مي شوند.
كاري كه مي كنم تاكيد بر تقريبا ناميرايي بالقوه ژن، در شكل نسخه ها، به عنوان يكي از ويژگي هاي معرف آن است. تعريف ژن به عنوان يك سيسترون منفرد با بعضي اهداف تناسب دارد، اما براي اهداف نظريه تكامل بايد بسط يابد. مقدار اين بسط يافتن متناسب با اهداف تعريف، تعيين مي شود.
ما مي خواهيم واحد عملي انتخاب طبيعي را پيدا كنيم. براي انجام اين كار از شناسايي ويژگي هايي كه يك واحد موفق انتخاب طبيعي بايد داشته باشد شروع مي كنيم. به زبان فصل پيش اين ويژگي ها عبارتند از طول عمر، باروري و وفاداري در نسخه برداري. سپس به سادگي «ژن» را بزرگ ترين موجودي تعريف مي كنيم كه دست كم به طور بالقوه اين ويژگي ها را دارد. ژن، همانندسازي ديرپاست كه در شكل نسخه هاي دوتايي بسيار موجود است. البته اين ديرپايي بي نهايت نيست. حتي الماس نيز به معني دقيق كلمه جاودانه نيست و حتي يك سيسترون هم ممكن است در اثر كراسينگ آور دو تكه شود. ژن قطعه اي از كروموزوم تعريف مي شود به اندازه كافي كوتاه براي آنكه بالقوه عمري «به اندازه كافي بلند» داشته باشد كه بتوان آن را به عنوان واحد معني دار انتخاب طبيعي به كار برد.
اما «به اندازه كافي بلند» دقيقا چه قدر بلند است؟ هيچ پاسخ صريح و قاطعي وجود ندارد و كاملا به اين بستگي خواهد داشت كه «فشار» انتخاب طبيعي چه قدر شديد باشد. يعني بستگي به اين دارد كه احتمال مرگ يك واحد ژنتيكي «بد» نسبت به آلل «خوب» آن چه قدر بيشتر باشد. اين مسئله به جزئيات كمي مربوط مي شود كه از موردي به مورد ديگر متفاوت است. بزرگ ترين واحد عملي انتخاب طبيعي ـ ژن ـ از نظر مقياس معمولا جايي ميان سيسترون و كروموزوم قرار خواهد گرفت.
. Dawkins, R. 1999. The Selfish Gene Oxford
خوانندگان مي توانند در صورت تمايل درباره اين ستون در آدرس زير اظهارنظر كنند:
selfish-gene1@hotmail.com

حاشيه علم

• تولد بانتنگي ديگر
007025.jpg

محققين آمريكايي اعلام كردند كه موفق شده اند به روش كلونينگ، از سلول هاي يك گاو وحشي كه بيش از ۲۰ سال پيش مرده است، دو گوساله توليد كنند. كلونينگ دو گوساله مزبور كه هفته پيش به دنيا آمده اند با استفاده از سلول هاي يخ زده نوعي گاو وحشي موسوم به بانتنگ كه در آسيا يافت مي شود انجام شده است. اين گاو وحشي در سال ۱۹۸۰ در باغ وحش سن ديه گو مرده بود. پروژه توليد اين گوساله ها با همكاري باغ وحش سن ديه گو، شركت تكنولوژي هاي پيشرفته سلولي، دانشگاه آيووا و شركت ترانس اووا ژنتيك اجرا شده است. دانشمندان نخست DNA سلول گاو مزبور را به تخمك يك گاو محلي كه هسته آن خارج شده بود منتقل كرده و سپس اين تخمك را در داخل رحم يك گاو ماده ديگر كاشته و آن را تحريك به رشد كردند. رابرت لاترا، سرپرست اين پروژه در شركت تكنولوژي هاي پيشرفته سلولي واقع در ماساچوست گفت كه عمل همانندسازي از سلول هاي يخ زده گاو بانتنگ منجر به بارداري ۱۶ گاو شد اما تنها دو گاو دوره كامل بارداري را سپري كردند.

•چاقي كودكان
007035.jpg

كودكاني كه از چاقي مزمن رنج مي برند بيشتر از ساير همسالان خود به مشكلات فكري و رواني مبتلا مي شوند. محققان دانشگاه كاروليناي شمالي با بررسي نزديك به هزار نفر از كودكان دختر و پسر در مدت ۸ سال به اين نتيجه رسيدند كه دختران و پسراني كه چاق هستند بيشتر از هم سن وسالان خود به بيماري مخالفت گستاخانه كه نوعي تمايل به زير پا گذاشتن قوانين است مبتلا مي شوند. اين مطالعه همچنين نشان داد پسراني كه به مدت طولاني و مزمن از چاقي رنج مي برند بيشتر از ديگران علائم بيماري افسردگي را نشان مي دهند. اين مطالعه همچنين نشان داد پسران و دختراني كه در مدت ۸ سال بررسي وزن خود را كم و زياد كرده و نيز كودكاني كه در اواخر دوران طفوليت و يا اوايل دوران نوجواني گرفتار چاقي شده اند دچار اين ناهنجاري ها نمي شوند. در هر حال مطالعات تاكنون نشانگر اين امر بوده اند كه چاقي با بسياري از مشكلات جسماني و روحي همراه است كه از جمله آنها مي توان به مشكلاتي در گردش خون و دستگاه گوارش در طول دوران كودكي و افزايش خطر بيماري هاي قلبي - عروقي، ديابت و سرطان روده بزرگ در دوران بزرگسالي اشاره كرد.

|  ادبيات  |   اقتصاد  |   ايران  |   جهان  |   علم  |   ورزش  |
|  هنر  |

|   صفحه اول   |   آرشيو   |   بازگشت   |