Boyut önemlidir: çok büyükten çok küçüğe ölçek ekonomileri – Fizik Dünyası

Yüz elli yıl önce ABD'de, bir sabana koşulan dört güçlü atın toplam gücü 3 kilovattan fazla değildi ve işgücünün yarısından fazlası çiftliklerde çalışıyordu. Bugün en küçük John Deere traktörü bile 120 kilowatt üretiyor ve işçilerin yaklaşık %1.3'ü tarımda çalışıyor. Bu, o dönemde tarım makinelerinin güç oranının 40 ile çarpıldığı ve kırsal işgücünün 40'a bölündüğü anlamına geliyor; bunların hepsi pek de tesadüf değil.

Taşımacılıkta hem modern gemiler hem de büyük uçaklar 90 megavat'a kadar elektrik üretebiliyor. Bu da onları tipik bir küçük arabadan neredeyse 1000 kat, 100,000. yüzyıldan kalma bir su çarkından ise 19 kat daha güçlü kılıyor. Üstelik bunlar piyasadaki en güçlü makineler bile değil: Elektrik üreten bazı buhar motorları artık 1000 megawatt'ta çalışıyor. Çevresel etkiyi bir kenara bırakırsak, güçteki bu muazzam artışlar, bilgiye ve hareketliliğe artan erişimle birlikte, büyük ölçüde kentsel bir topluma gıda ve uygun fiyatlı tüketici ürünleri bolluğu getirdi.

Çek-Kanadalı bilim adamı ve politika yapıcı Vaclav Smil son kitabında bu ölçek ve güç büyümesini analiz ediyor Boyut: Dünyayı Nasıl Açıklıyor?. Smil, enerji ve gıda üretiminden teknik inovasyon ve kamu politikasına kadar çeşitli konularda 40'tan fazla kitap yayınlamış üretken bir yazardır. Bu çalışmada bu bölgelerden bazılarını yeniden ziyaret ediyor ve büyüklük tartışmasıyla bunları birbirine bağlıyor, ancak kitabın orantıyla ilgili olduğunu söylemek daha doğru olabilir.

beden yüzyıllar boyunca çok büyük hale gelen şeylerin listesi kadar önemsiz değil. Bu büyümenin fiziksel sınırlamaları tartışılıyor; örneğin, petrol tankerlerinin boyutu genellikle ölü ağırlık tonajı (dwt) olarak ifade ediliyor ve bu gemilerin boyutları, İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra yaklaşık 20,000 dwt'den, 300,000'lere kadar istikrarlı bir şekilde yaklaşık 1970 dwt'ye yükseldi. XNUMX'ler. Onları bu boyutun iki katından daha büyük hale getirmek için herhangi bir mühendislik sınırlaması yoktur, ancak henüz bu gerçekleşmedi. Smil, bunun nedeninin, dünyada yalnızca birkaç derin su limanının bu tür mega gemileri barındırabilmesinden kaynaklandığını ve bu gemilerin ne Süveyş ne de Panama kanallarından geçemeyeceklerini belirtiyor.

Boyut ölçeğinin diğer ucunda Smil şunları tartışıyor: Moore yasasıMühendis Gordon Moore, 1965'te bir mikroçip üzerine yerleştirilen bileşenlerin sayısının hızla iki katına çıkacağını öngördü. Transistör sayısının zamana karşı grafiği, yasanın onlarca yıldır korunduğunu, ancak 2008'den bu yana hafif bir dengelenme yaşandığını gösteriyor. Smil, bu azalmayı ABD'li elektrik mühendisi Robert Dennard'ın çalışmasıyla ilişkilendiriyor. Transistörler küçüldükçe, genel güç tüketimini artırmadan daha hızlı çalıştırılabilirler ancak bu ölçeklendirme etkisi 1990'larda zaten sınırına ulaşmaya başlamıştı. Gelecekteki iyileştirmeler, hem yaygın olarak kullanılan ışıklı baskı tekniği olan litografinin doğal sınırları hem de yeni bir üretim tesisi geliştirmek için gereken muazzam yatırımlar tarafından kontrol edilebilir.

beden aynı zamanda teknolojiyi analiz etmenin ötesine geçer. Tasarımın her alanında insan ölçeğini takdir etme girişiminde bulunan Smil, tasarımda karşılaşılan devler hakkında uzun bir tartışmayla başlıyor. Gulliver'in Seyahatleri. Jonathan Swift'in hayali dünyasını bir miktar inandırıcılıkla inşa etme çabalarına rağmen, modern malzeme anlayışının onun devlerinin dik yürüyemeyeceğini ortaya çıkardığını öğreniyoruz. Daha da kötüsü, kütle/yüzey alanı oranları kendilerini soğutmalarını çok zorlaştırıyordu; bu durum, vücut ısısını korumak için neredeyse sürekli yemek yemek zorunda kalan çok daha küçük Lilliputlularda da görülüyor.

Kitaptaki konuların dağınık doğası, kitabın sonuçta tutarlı bir tez sunmasını engelleyebilir; ancak bu açıdan da daha az keyifli değildir. Normal dağılımların uzun tartışması ve bunların gelir dağılımı ve basketbol oyuncularının boyları gibi çeşitli konulara nasıl uygulanacağı hem bilgilendirici hem de eğlenceli. Ayrıca resimlerde nasıl temsil edildiğimizin analizine yol açan insan vücudu ve algılanan çekicilik hakkındaki bölümden de keyif aldım. Bu da bizi sanat ve tasarımda "altın oranın" her yerde olduğu varsayılan harika bir söylentiye götürüyor. Smil bu kavrama biraz şüpheci yaklaşarak oranın tam olarak kesir olarak ifade edilemeyeceği ve bu nedenle gerçek anlamda bir oran bile olmadığı sonucuna varıyor.

Sonuçta, birçok kişiden şüpheleniyorum Fizik dünyası okuyucular bu kitabın Noel ağacının altında kendilerini beklediğini görmekten mutluluk duyacaktır. Gerçekten de, etrafındaki dünyanın matematiksel analizinden hoşlanan ve biraz boş zamanı olan herkes için mükemmel bir okuma materyali olacaktır.

• 2023 Penguen 304 kişi başı 20hb

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/size-matters-the-economies-of-scale-from-the-very-big-to-the-very-small/