Științe

Știai că internetul și World Wide Web-ul nu sunt același lucru? Internetul este rețeaua fizică de calculatoare legate între ele, apărută treptat din anii 1960 și 1970. Web-ul, cu paginile lui legate prin linkuri, a fost inventat abia în 1989 de Tim Berners-Lee la CERN și este doar unul dintre multele servicii care circulă prin internet.

Știai că informația de pe internet este tăiată în bucățele mici atunci când călătorește? Un e-mail sau o imagine este spart în „pachete”, fiecare pornind pe drumul lui prin rețea, uneori pe trasee diferite, iar la destinație sunt reasamblate în ordine. Această idee, numită comutare de pachete, stă la temelia întregii rețele.

Știai că marea parte a internetului trece prin cabluri așezate pe fundul oceanelor, nu prin sateliți? Sute de cabluri submarine, unele lungi de mii de kilometri și groase cât un furtun de grădină, poartă cea mai mare parte a traficului mondial de date între continente. Fibrele de sticlă din interior duc informația sub formă de impulsuri de lumină.

Știai că un algoritm nu este ceva misterios, ci pur și simplu o rețetă? Este o listă de pași clari, urmați în ordine, care duc de la o problemă la o soluție, întocmai ca o rețetă de bucătărie. Cuvântul vine de la numele matematicianului persan al-Khwarizmi, care a trăit în secolul al IX-lea.

Știai că atunci când plătești ceva online, mesajul tău este încuiat cu un fel de lacăt care are două chei diferite? Criptarea cu cheie publică folosește o cheie pe care oricine o poate vedea pentru a încuia mesajul și o a doua cheie, ținută secretă, singura care îl poate descuia. Astfel poți trimite date sigure cuiva pe care nu l-ai întâlnit niciodată.

Știai că siguranța multor parole se sprijină pe cât de greu este să descompui un număr mare în factori? Poți înmulți repede două numere prime uriașe, dar drumul invers, aflarea celor două numere pornind de la produsul lor, poate cere unui calculator obișnuit un timp uriaș. Pe această nepotrivire se bazează metoda de criptare RSA.

Știai că puterea calculatoarelor a crescut de multe ori la fiecare doi ani, vreme de câteva decenii? În 1965, inginerul Gordon Moore a observat că numărul de tranzistoare înghesuite pe un cip se dublează cam o dată la doi ani, observație numită mai târziu „legea lui Moore”. Nu este o lege a naturii, ci o tendință care în ultimii ani a început să încetinească.

Știai că un telefon din buzunarul tău este de multe ori mai puternic decât calculatoarele care au dus oamenii pe Lună? Calculatorul de la bordul misiunilor Apollo avea o memorie măsurată în kilobytes, în vreme ce un telefon obișnuit de azi are miliarde de bytes și un procesor de neînchipuit pe atunci. Cu toate acestea, acel calculator modest și-a făcut treaba fără greș.

Știai că memoria pe care o folosesc calculatoarele în timpul lucrului se șterge de îndată ce iei curentul? Memoria de lucru, numită RAM, ține datele doar cât timp are electricitate, de aceea munca nesalvată se pierde la o pană de curent. Discul sau memoria flash, în schimb, păstrează informația și după oprire.

Știai că o memorie flash reține informația prinzând electroni într-o cămăruță izolată? Fiecare celulă are o poartă înconjurată de un strat izolator, iar prezența sau absența sarcinii electrice acolo înseamnă un 0 sau un 1. Fiindcă izolarea nu este veșnică, datele de pe un stick uitat mulți ani în sertar se pot pierde încet.

Știai că un program de inteligență artificială nu „înțelege” lumea așa cum crede un om, ci recunoaște tipare din exemple? Astfel de programe sunt hrănite cu foarte multe date și învață singure ce trăsături le deosebesc, fără să li se spună pas cu pas fiecare regulă. De aceea pot recunoaște o pisică într-o poză, dar pot greși în chip surprinzător la lucruri simple pentru noi.

Știai că în 1997 un calculator l-a învins pentru prima dată la șah pe campionul mondial în funcție, într-un meci întreg? Mașina IBM numită Deep Blue l-a întrecut pe Garri Kasparov cercetând milioane de poziții posibile în fiecare secundă. Nu gândea ca un om, ci calcula cu o iuțeală pe care mintea omenească nu o poate egala.

Știai că mulți roboți din fabrici sunt de fapt brațe mecanice care nu văd și nu simt lumea? Ei repetă cu mare precizie aceleași mișcări programate, de mii de ori pe zi, fără să știe ce anume fac. Roboții care se pot mișca liber printre oameni și se pot feri de obstacole sunt mult mai greu de construit și încă rari.

Știai că cuvântul „robot” s-a născut într-o piesă de teatru, nu într-un laborator? A fost folosit prima dată în 1920 de scriitorul ceh Karel Čapek în piesa „R.U.R.” și vine de la un cuvânt slav care înseamnă muncă silnică. Așadar, până și numele mașinilor noastre ascultătoare are o poveste omenească la temelie.

Știai că electricitatea nu curge de fapt prin fir cu viteza fulgerului? Electronii individuali înaintează foarte lent, adesea sub un milimetru pe secundă, ceva mai încet decât o furnică plimbăreață. Ceea ce se propagă aproape cu viteza luminii este câmpul electric, adică „ordinul” ca electronii să se pună în mișcare, nu electronii înșiși.

Știai că un fulger încălzește pentru o clipă aerul din jurul lui la aproape 30.000 de grade Celsius, de circa cinci ori mai mult decât suprafața Soarelui? Aerul se dilată atât de brusc încât produce o undă de șoc pe care o auzim ca tunet. Bubuitura nu este zgomotul scânteii, ci pocnetul aerului care explodează spre exterior.

Știai că Pământul întreg se comportă ca un uriaș magnet, cu poli magnetici care se plimbă încet? Polul nord magnetic s-a deplasat în ultimul secol sute de kilometri prin nordul Canadei către Siberia, cu zeci de kilometri pe an. De aceea busola nu arată chiar spre nordul geografic, ci spre un punct care se mută mereu.

Știai că panourile solare produc electricitate fără nicio piesă în mișcare, doar din lumină? Când un foton lovește siliciul din panou, are energia potrivită să smulgă un electron din loc, iar acest efect fotoelectric pune curentul în mișcare. Explicarea lui i-a adus lui Albert Einstein premiul Nobel în 1921, nu teoria relativității.

Știai că un gram de uraniu poate elibera, prin fisiune, cam tot atâta energie cât arderea a aproape trei tone de cărbune? Motivul stă în faptul că energia din nucleul atomic este de milioane de ori mai concentrată decât energia legăturilor chimice care se rup când arde un combustibil obișnuit. De aici vine puterea uriașă a unei centrale nucleare din cantități mici de combustibil.

Știai că prima baterie adevărată a fost inventată de Alessandro Volta în anul 1800, dintr-un teanc de discuri de zinc și cupru separate prin pâslă îmbibată în saramură? Această „pilă voltaică” a produs pentru prima dată un curent electric constant, nu doar scântei. În cinstea lui măsurăm și azi tensiunea electrică în volți.

Știai că becul cu incandescență clasic risipea peste 90 la sută din energie sub formă de căldură și transforma în lumină doar câteva procente? De aceea un bec vechi frigea la atingere. Un LED modern face aceeași lumină cu de câteva ori mai puțină energie, tocmai pentru că nu mai are nevoie să încălzească un filament până devine incandescent.

Știai că un motor electric și un generator sunt, în fond, același aparat folosit în două feluri? Dacă îi dai curent, învârte un ax și face lucru mecanic; dacă îi învârți axul, produce curent. Pe acest principiu funcționează frânarea regenerativă a mașinilor electrice, care la coborâre transformă mișcarea înapoi în electricitate și reîncarcă bateria.

Știai că palele unei turbine eoliene mari se rotesc surprinzător de lin, adesea sub 20 de rotații pe minut, dar vârful lor taie aerul cu peste 250 de kilometri pe oră? Iluzia de lentoare vine din dimensiunea uriașă a rotorului, care poate depăși lungimea unui teren de fotbal. La acea viteză, vârful palei devine partea cea mai solicitată a întregii instalații.

Știai că electricitatea din priză, cea de curent alternativ, își schimbă sensul de zeci de ori pe secundă? În Europa frecvența este de 50 de hertzi, adică electronii oscilează înainte și înapoi de 50 de ori pe secundă în loc să curgă tot timpul într-o direcție. Acest du-te-vino permite transportul energiei pe distanțe mari cu pierderi mult mai mici, prin transformatoare.

Știai că magnetismul și electricitatea sunt două fețe ale aceluiași fenomen? În 1820, Hans Christian Ørsted a observat din întâmplare că acul unei busole tresare când trece curent printr-un fir din apropiere. Această mică deviere a deschis drumul spre motoare, generatoare și, mai târziu, spre înțelegerea că lumina însăși este o undă electromagnetică.

Știai că un anghilă electrică poate produce descărcări de peste 600 de volți, suficient cât să doboare un cal? Ea are mii de celule speciale numite electrocite, așezate în serie ca niște mici baterii, care se descarcă toate în același timp. Așa vânează pește și se apără, folosind electricitatea ca pe o armă vie.

Știai că soarele revarsă asupra Pământului, în doar o oră, mai multă energie decât consumă întreaga omenire într-un an întreg? Problema nu este cantitatea de energie solară, ci cât de puțin din ea reușim deocamdată să captăm și să stocăm. De aceea cercetarea în baterii și în panouri mai eficiente contează la fel de mult ca panourile în sine.

Știai că bateriile reîncărcabile cu litiu, care alimentează telefoane și mașini electrice, funcționează mutând ioni de litiu dintr-o parte în alta a bateriei? La încărcare ionii se strâng într-o electrodă, la descărcare se întorc, iar acest du-te-vino poate fi repetat de mii de ori. Descoperirile care au făcut posibilă această baterie au fost răsplătite cu premiul Nobel pentru chimie în 2019.

Știai că frecarea unui balon de păr nu creează electricitate din nimic, ci doar mută electroni dintr-un loc în altul? Părul rămâne cu sarcină pozitivă, balonul cu sarcină negativă, iar atracția dintre ele face firele să se ridice. Este exact aceeași electricitate statică din pocnetul pe care îl simți uneori când atingi o clanță iarna.

Știai că anumite materiale, răcite până foarte aproape de zero absolut, își pierd complet rezistența electrică și devin supraconductoare? Printr-un asemenea material curentul poate curge la nesfârșit fără să se piardă nimic sub formă de căldură. Pe acest principiu funcționează magneții uriași din aparatele de rezonanță magnetică din spitale.