サイズは重要です: 非常に大きなものから非常に小さなものまで、規模の経済 – Physics World

3 年前の米国では、鋤につながれた 120 頭の強力な馬の合計電力はわずか 1.3 キロワットに過ぎず、全労働力の半分以上が農場で働いていました。 現在、ジョンディアの最小のトラクターでも 40 キロワットを生産し、労働者の約 40% が農業に従事しています。 これは、その間に農業機械の定格出力が XNUMX 倍になり、農村部の労働力が XNUMX で割られたことを意味します。これらすべてが偶然とは思えません。

輸送においては、現代の船舶と大型旅客機の両方が最大 90 メガワットを発電できます。 これにより、一般的な小型車の約 1000 倍、100,000 世紀の水車の 19 倍の出力が得られます。 そして、これらは最も強力な機械ですらない。電気を生成する蒸気エンジンの中には、現在 1000 メガワットで動作するものもあります。 環境への影響はさておき、これらの大幅な電力増加により、情報と移動へのアクセスが増加し、大部分が都市社会に豊富な食料と手頃な価格の消費財がもたらされました。

チェコ系カナダ人の科学者および政策立案者 ヴァーツラフ・スミル 彼の最新の著書では、この規模と権力の成長を分析しています。 サイズ: 世界をどのように説明するか。 スミルは多作な作家であり、エネルギーや食料生産から技術革新や公共政策に至るまで、幅広いテーマについてすでに 40 冊以上の本を出版しています。 この作品では、彼はそれらの領域のいくつかを再訪し、それらをサイズの議論と結び付けていますが、この本は比率についての本であると言ったほうが正確かもしれません。

サイズ これは、何世紀にもわたって非常に大きくなったものの単なるリストほど簡単ではありません。 その成長に対する物理的な限界が議論されています。たとえば、石油タンカーのサイズは載貨重量トン数 (dwt) で表されることが多く、これらの船のサイズは、第二次世界大戦後は約 20,000 dwt から、300,000 年までに約 1970 dwt まで着実に増加しました。 XNUMX年代。 サイズを XNUMX 倍以上にすることには技術的な制限はありませんが、まだそうなっていません。 スミル氏は、このような巨大船を収容できる深水港は世界中でほんの一握りしかなく、スエズ運河もパナマ運河も通過できないためだと指摘する。

サイズスケールの対極について、スミルは次のように議論します。 ムーアの法則エンジニアのゴードン・ムーアは 1965 年に、マイクロチップ上に配置されるコンポーネントの数が急速に倍増すると予測しました。 トランジスタ数と時間の関係のグラフは、この法則が何十年にもわたって維持されてきたが、2008 年以降わずかに横ばい状態にあることを示しています。スミルは、この漸減を米国の電気技術者ロバート・デナードの研究と結びつけています。トランジスタが小さくなれば、全体の消費電力を増加させることなく、より高速に動作させることができますが、このスケーリング効果は 1990 年代までにすでに限界に達し始めていました。 将来の改善は、広く使用されている光印刷技術であるリソグラフィーの自然な限界と、新しい製造施設の開発に必要な莫大な投資の両方によって左右される可能性もあります。

サイズ また、単にテクノロジーを分析するだけではありません。デザインのあらゆる側面における人間のスケールを理解しようとして、スミルは、世界で遭遇した巨人についての長い議論から始めます。 ガリバー旅行記。 ジョナサン・スウィフトがある程度の説得力を持って架空の世界を構築しようとしたにもかかわらず、現代の材料理解では、彼の巨人たちは直立して歩くことができなかったことが明らかになったことがわかります。 さらに悪いことに、彼らの質量と表面積の比率により、体温を下げることが非常に困難になっていた可能性があり、この問題ははるかに小さいリリパット人に反映されており、体温を維持するためにほぼ常に食事をしなければならなかったでしょう。

この本のトピックの散乱銃的な性質により、最終的には一貫した理論を提示することができないかもしれませんが、それはそれで楽しいものではありません。 正規分布と、それが所得分布やバスケットボール選手の身長などの多様な問題にどのように適用されるかについての長い議論は、有益かつ興味深いものです。 また、私たちが絵画の中でどのように表現されているかの分析につながる、人体と知覚される魅力に関するセクションも楽しかったです。 それは今度は、アートとデザインにおける「黄金比」が遍在していると思われることについての素晴らしい暴言に私たちを連れて行きます。 スミルはこの概念に懐疑的に取り組み、いわゆる比率は分数として正確に表すことができず、したがって真の比率ですらないと結論付けています。

全体として、多くの人がそう思うのではないかと思います 物理学の世界 読者は、この本がクリスマス ツリーの下で待っているのを見つけて喜ぶでしょう。 確かに、この本は、自分の周りの世界の数学的分析が好きで、少し自由な時間があれば誰でも完璧な読み物になるでしょう。

• 2023 ペンギン 304 pp £20hb

• SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
• PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
• プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
• プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
• 情報源： https://physicsworld.com/a/size-matters-the-economies-of-scale-from-the-very-big-to-the-very-small/