ترفيه

10 مراجع علمية ذكية في فوتثرما

تكريما ل فوتثرما سيتم بث موسم جديد في نهاية هذا الشهر، إليك 10 من مراجع العلوم والرياضيات المفضلة لدي في العرض… حتى الآن. العديد من الكتاب على فوتثرما حاصل على درجات علمية متقدمة في الفيزياء والرياضيات وعلوم الكمبيوتر وغيرها من المجالات الذكية. قاموا معًا بتضمين النكات طوال العرض والتي لا تسلي إلا أولئك الذين لديهم فهم قوي لموضوعات معقدة للغاية. الآن يمكنك أيضًا أن تتعلم شيئًا جديدًا وتضحك من النكات التي ربما لم تسمعها من قبل.

متعلق ب: أفضل 10 عروض كارتونية مضحكة على الإطلاق

10 دورة حياة سمك السلمون

في الموسم السابع الحلقة 13، “Naturama”، ظهرت الشخصيات في فيلم وثائقي عن الطبيعة من ثلاثة أجزاء يسمى “Mutuals of Omicron’s Wild Universe”. بعيدًا عن ميل المسلسل إلى فيزياء الكم المذهلة، تستكشف هذه الحلقة العمليات البيئية، بما في ذلك دورة حياة سمك السلمون، وطقوس تزاوج السلحفاة، والهياكل الاجتماعية التي تتولاها فقمة الفيل. على الرغم من أنه أقل دماغيًا قليلاً من الحلقات الأخرى فوتثرما، لولا “ناتوراما”، كنت سأفشل بالتأكيد في أول اختبار في علم الأحياء في الصف السادس.

يبدأ “الجزء الأول: السلمون” في مجرى مياه عذبة باردة حيث يبدأ بيض السلمون في الفقس بين الحصى. على الرغم من عدم مناقشتها بالتفصيل الكامل، فإن الرسوم المتحركة تحكي المرحلتين الأوليين من حياة سمك السلمون. الصغار الجديدة، والمعروفة باسم أليفين، هي أسماك صغيرة متصلة بالكيس المحي. بمجرد أن تستهلك صفار البيض، فإنها تظهر مرة أخرى كأحداث، والمعروفة باسم الزريعة. مثل جميع أفراد عائلة Fry، تبدأ شخصية Fry رحلته من النهر إلى البحر.

وسرعان ما يلتقي بسمكة جميلة تدعى ليلا ويبدأ في مغازلتها، والتي وعدته بنفسها عندما تكون في سن التزاوج المناسب. بعد عدة تواريخ تحت الماء، يصل فراي وليلا وبقية جيلهم إلى نهاية دورة نضجهم ويبدأون العودة إلى منزل أجدادهم. لسوء الحظ، تمزق الطبيعة فراي وليلا عندما يكتشفان أنهما من تيارات مجاورة. بسبب العمل البطولي والحكم، تم لم شمل العشاق قريبًا. تضع ليلا بيضها، ويخصبها فراي، ويموت الاثنان معًا.

على حد علمنا، لا يقع سمك السلمون في الحب ويأخذان بعضهما البعض في نزهات لطيفة. في الواقع، لا تبدأ عمليات المغازلة والتكاثر إلا بعد عودتهم إلى منازل أجدادهم في المياه العذبة. لكن رغم بعض الخيال فوتثرما طور صورة دقيقة ومسلية لدورة حياة السلمون.[1]

9 موجات دلتا الدماغية

في حلقة “Roswell That End’s Well”، يسافر طاقم Planet Express إلى نيو مكسيكو عام 1947. بعد سلسلة من الأحداث المؤسفة وسوء الحكم، ينام فراي مع جدته، وبذلك يصبح جده. وأدى ذلك إلى وجود نمط دماغي فريد دون أي موجات دماغية دلتا. في عدة مناسبات، افتقار فراي إلى موجات دلتا الدماغية يسمح له بمقاومة قوى الشر المتعددة واختراق العقل.

على سبيل المثال، تقدم حلقة “Into the Wild Green Yonder” كائنات “Dark Ones”، وهي كائنات قادرة على قراءة الأفكار وتهدف إلى السيطرة على الكون. نظرًا لأنه لا يمتلك موجة دلتا الدماغية، فإن Fry محصن ضد Dark Ones، مما يسمح له بالحفاظ على خصوصية أفكاره وإنقاذ الكون دون اكتشافه.

في ملاحظة جانبية، قبل إجراء بحث لهذه القائمة، افترضت أن موجة الدماغ دلتا كانت واحدة من تلك القائمة فوتثرما اختراعات لدفع القصة إلى الأمام وإضافة عمق لشخصية فراي. في الواقع، موجة دلتا الدماغية حقيقية جدًا، وإن كانت غير مفهومة جيدًا.

أبطأ موجة دماغية مسجلة لدى البشر، تساهم موجة الدلتا في مستويات عميقة من الاسترخاء والنوم المتجدد. ترتبط موجات دلتا باللاوعي، مما يجعلها هدفًا جيدًا لقراصنة الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، وجد العلماء علاقة سلبية بين قياسات موجة الدلتا والذكاء الروحي، مما قد يشير إلى أن فراي سيكون ذكيًا روحانيًا للغاية وقادرًا على مقاومة قوى الظلام الغريبة في جميع أنحاء الكون.[2]

8 أساسي

BASIC هي لغة برمجة كمبيوتر مصممة للمبتدئين أو، كما يوحي الاسم، للأساسيات. تم اختراع BASIC في عام 1964 بواسطة John G. Kemeny وThomas E. Kurtz، وكان واحدًا من الأول من نوعه. كما تمت الإشارة إليه في حلقة “أنا روبوت”، فإن لغة البرمجة ذات صلة بالتكنولوجيا على مدار أكثر من 1000 عام في المستقبل. عند الانتقال للعيش مع Bender، يمر Fry بعلامة مكتوب عليها “10 HOME، 20 SWEET، 30 GO TO 10” – “Home Sweet Home” لأولئك منكم الذين لا يعرفون BASIC.[3]

7 ولادة عالمنا

تطرح الحلقة 7 من الموسم السادس، “الراحل فيليب جي فراي”، إحدى أكثر نظريات المسلسل روعةً حول الوقت وطبيعته الدورية، وتعلم جمهورها العديد من الدروس الرائعة حول خلق الكون. أثناء الاندفاع لمقابلة ليلا لتناول العشاء، أقنع البروفيسور فارنسورث فراي بالمساعدة في اختبار أحدث اختراعاته، وهي آلة الزمن المتقدمة. انضم الرجلان إلى بندر، ودخلا الآلة ويتوقعان السفر لمدة دقيقة واحدة في المستقبل. لسوء الحظ، يتعثر البروفيسور ويرسل الآلة تندفع عبر الزمكان.

وعندما تمكن الأستاذ أخيرًا من إيقاف الآلة، اكتشف الثلاثي أنهم هبطوا في عام 10000 ميلادي. قرروا مواصلة السفر إلى المستقبل ومشاهدة الكون يتحول إلى العدم. ومن المثير للدهشة أن هذه النهاية المفترضة تؤدي إلى انفجار هائل يعرفه فارنسورث بأنه الانفجار الكبير. تنص نظرية الانفجار الكبير على أن الكون كان موجودًا في نقطة كثيفة وساخنة بشكل لا نهائي، والتي توسعت بشكل فوري بسرعات لا تصدق. بعد أن شهد النظرية الرائدة حول ولادة كوننا، استنتج فارنسورث أنهم يجب أن يكونوا في عالم مماثل لسلفه، ومن خلال الاستمرار في التقدم في الوقت المناسب، يجب أن يتمكن الرجال (وروبوت واحد) من العودة إلى حياتهم في نيو. نيويورك.

إن تسلسل الرسوم المتحركة لنشأة عالمنا جميل بقدر ما هو غني بالمعلومات. يستمر فارنسورث وفراي وبندر في مشاهدة بينما تقوم الجاذبية بسحب المادة معًا إلى النجوم والمجرات الأولى، وتخرج الأرض من دوامات الغبار والغاز، واصطدامًا عملاقًا نشأ منه القمر. أدى هذا الاصطدام، المعروف باسم “تأثير تكوين القمر”، إلى تبخير بعض الصخور والمعادن من الأرض والجسم المتصادم، مما أدى في النهاية إلى تشكيل قمرنا. إنهم يحضرون التطور المبكر، ووصول المستعمرين الأوائل، وغيرها من الأحداث الكبرى في التاريخ الطبيعي والبشري حتى يعودوا في النهاية إلى ديارهم.[4]

6 مشكلة النسبية

فوتثرما تسافر الشخصيات بشكل روتيني بسرعة أكبر من سرعة الضوء للتجول بسرعة في الفضاء بين المجرات، وهو جهاز يقدم الحبكة ويتعارض مع قوانين الفيزياء الطبيعية. هذه المغالطة العلمية ليست سهوًا بل هي نتيجة لقرار اتخذه المنتجان التنفيذيان ديفيد كوهين ومات جرونينج في وقت مبكر لإعطاء الأولوية للترفيه على العلوم.

في مقابلة مع الجمعية الفيزيائية الأمريكية، يشرح كوهين كيف يحاول هو والكتاب الآخرون تحريف القواعد بطريقة “من شأنها أن تسلي العلماء، حتى لو كانت زائفة”. يعترف الكتاب بزيف السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء من خلال مشهد يظهر فيه البروفيسور فارنسورث واستنساخه كوبرت في حلقة “A Clone of My Own”. أثناء عرض اختراعاته على كوبرت، يشرح فارنسورث كيف تنتقل “محركات المادة المظلمة الخاصة به… بين المجرات في مجرد ساعات.” ويشير كوبرت إلى أن هذا مستحيل لأنه لا يمكن للمرء أن يسافر بسرعة أكبر من سرعة الضوء. ويوضح البروفيسور أن هذه ليست مشكلة لأن “العلماء زادوا سرعة الضوء في عام 2208”.

وفقًا لمعادلة النسبية الخاصة لأينشتاين، E=mc22حيث c هي سرعة الضوء، فإن الجسم الذي يقترب من سرعة الضوء يصبح ذو كتلة كبيرة بلا حدود. ونتيجة لذلك، فإن كمية الطاقة اللازمة لتحريك الجسم تصبح كبيرة بلا حدود، مما يجعل من المستحيل لأي شيء أن يتجاوز سرعة الضوء. بدلاً من تقديم التكنولوجيا القادرة على بذل كميات لا حصر لها من الطاقة، فإن كتاب فوتثرما تجنب مشكلة النسبية ببساطة عن طريق رفع سرعة الضوء بحيث يمكن للأشياء أن تتحرك بسرعات لا تصدق دون الاقتراب من الحد ج.[5]

5 مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ

يشير البروفيسور فارنسورث إلى تأثير المراقب بعد الخسارة المخيبة للآمال في مضمار السباق في الموسم الثالث الحلقة 4، “حظ الفريش”. في عام 1927، ادعى الفيزيائي الألماني الحائز على جائزة نوبل فيرنر هايزنبرغ أننا لا نستطيع حساب سرعة الجسيم وموقعه بدقة في نفس الوقت. نظرًا لطبيعته الشبيهة بالموجة، لا يتواجد الجسيم في موقع محدد بل في مجموعة من المواضع. من أجل قياس موضع الموجة بشكل مثالي، يجب على المرء طيها على نقطة واحدة ذات طول موجي غير محدد وسرعة غير محددة.

وبالمثل، يحتوي الجسيم على مجموعات من الموجات التي تشكل نطاقًا من الزخم، مثل موجة ذات زخم قابل للقياس تمامًا تتأرجح بلا حدود في جميع أنحاء الفضاء ولها موقع غير محدد. إن مبدأ عدم اليقين ليس نتيجة للقياس، بل هو نتيجة لخاصية متأصلة في الجسيمات الكمومية. ومع ذلك، فإن الوصف شبه الكلاسيكي للمبدأ يكشف عن نتائج في قياس ميكانيكا الكم. على سبيل المثال، يجب على الباحثين إطلاق الفوتونات على الإلكترون لتحديد موقعه. تحمل هذه الفوتونات الصغيرة زخمها الخاص إلى الإلكترون، وبالتالي تغير النظام بشكل جوهري.

راهن فارنسورث على سباق ينتهي بالتعادل بين حصانين. مما أثار استياء فارنسورث أن الحكام استخدموا مجهرًا إلكترونيًا لتحديد الفائز الكمي، وهو ما احتج عليه الأستاذ العجوز قائلًا: «هذا ليس عادلاً! لقد غيرت النتيجة عن طريق قياسها. لا تشير هذه الجملة إلى خيبة أمل فارنسورث بسبب تخفيض رتبته إلى مرتبة الخاسر فحسب، بل تشير أيضًا إلى نتيجة مهمة كشف عنها مبدأ عدم اليقين. ونظرًا لأن مبدأ عدم اليقين هو خاصية متأصلة في الجسيمات الكمومية، فلا يمكن تجنب هذه المشكلة باستخدام تقنيات قياس أكثر تطورًا. وبالتالي، فإن قياس متغير كمي واحد يغير النظام بشكل جوهري.[6]

4 قطة شرودنغر

في إحدى أمسيات عام 1935، أثناء مناقشة الفهم الحديث لميكانيكا الكم مع ألبرت أينشتاين، ابتكر إيروين شرودنغر واحدة من أكثر التجارب الفكرية شهرة في الفيزياء. كان الفيزيائيان يتصارعان مع القاعدة الكمومية التي تنص على أن أي جسم كمي موجود في حالة تراكب، نتيجة لخصائصه الشبيهة بالموجة.

توضح قطة شرودنغر هذا المفهوم من خلال قطة افتراضية مختومة في صندوق. لنفترض أن الصندوق يحتوي على مادة مشعة مع احتمال تحللها بنسبة 50/50. إذا تحللت، فسوف تطلق قنينة من السم، مما يؤدي إلى قتل القطة. ليس لديك طريقة لمعرفة ما إذا كانت القطة لا تزال على قيد الحياة أم لا دون فتح الصندوق، بحيث تكون القطة ميتة وحية في نفس الوقت حتى تتحقق من الرجل المسكين.

الموسم السادس، الحلقة 16، “Law and Oracle”، يظهر إروين شرودنجر المتهور وهو يبتعد بسرعة عن ضابط NNYPD المعين حديثًا Fry وشريكه URL. في النهاية، قبض الضباط على الفيزيائي وسألوه عن محتويات الصندوق الغامض في السيارة. يدعي شرودنغر بلكنة ألمانية ثقيلة أن لديه “قطة، وبعض السم، وذرة سيزيوم”. يطالب فراي بمعرفة ما إذا كانت القطة ميتة أم لا، وهو ما يرد عليه شرودنغر قائلاً: “إنه تراكب لكلا الحالتين حتى تفتحه وتنهار الدالة الموجية”. من المشكوك فيه أن فراي يفتح الصندوق ويهاجمه القط مؤكدا أنه على قيد الحياة.[7]

3 شريط موبيوس

هل سبق أن قام مدرس الرياضيات في مدرستك الثانوية بتوزيع شرائح ضيقة من الورق وطلب منك أن تقوم بلفها نصف ملتوية وربط أطرافها ببعضها البعض؟ إذا كان الأمر كذلك، تهانينا، لقد قمت بأحد أكثر الاكتشافات الفنية في الرياضيات، وهو شريط موبيوس. شريط موبيوس هو سطح غير قابل للتوجيه حيث لا يمكنك التمييز بين المنعطفات في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة. إنه جسم أحادي الجانب وثنائي الأبعاد تسلل إلى عالمنا ثلاثي الأبعاد. إذا قمت بتتبع إصبعك على طول كامل، فلن تضطر إلى رفع إصبع أو عبور حد واحد.

حلقة “موبيوس ديك” (6ACV15) هي الأولى من نوعها فوتثرما موبيوس التعري التورية. أثناء الطيران عبر برمودا رباعي الأسطح، يتعرض طاقم Planet Express لهجوم من قبل حوت فضائي رباعي الأبعاد يُطلق عليه اسم Leela Möbius Dick. هذه التورية هي إشارة صفيقة إلى رواية هيرمان ملفيل، ونظرًا لأنه يمكنك تضمين شريط موبيوس بسلاسة في مساحة رباعية الأبعاد، فهو وصف مناسب لحوت فضائي رباعي الأبعاد.

تظهر الإشارة الثانية إلى السطح المجرد في حلقة “2-D Blacktop” (7ACV15) عندما تتسابق Leela والبروفيسور Farnsworth على طول Möbius Dragstrip. عندما يبدأون رحلتهم “مرة واحدة حول كلا الجانبين من نصف الالتواء، والعودة إلى خط البداية والنهاية”، تصطدم مركباتهم بسرعة نسبية، ويتم نقلهم إلى عالم ثنائي الأبعاد. لا تقلق؛ في النهاية يعودون بأمان إلى البعد الثالث.[8]

2 مفارقة بانارك-تارسكي

تقدم حلقة “Benderama” أحدث اختراعات البروفيسور فارنسورث، وهو “Banach-Tarski Dupla-Shrinker”. تثبت مفارقة باناخ-تارسكي للاستنساخ اللانهائي أنه، على الرغم من أنها غير بديهية، فمن الممكن رياضيا تقسيم كرة ثلاثية الأبعاد إلى قطع وإعادة تجميع تلك القطع إلى نسختين متطابقتين من الأصل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة تجميع الكرة في كرة أخرى بأي حجم. يتلخص المنطق الكامن وراء هذه المفارقة في معالجة المجموعات اللانهائية القابلة للعد والمجموعات اللانهائية التي لا تعد ولا تحصى، وهي الرياضيات الدقيقة التي لن أزعجك بها الآن. ومع ذلك، أشجعك على قراءة مجلة كوانتا مقالة حول هذا الموضوع إذا كنت ترغب في معرفة المزيد.

طور فارنسورث، وهو رجل عجوز مسن ومتقلص، شيئًا يمكن أن يخلق نسخًا أصغر حجمًا من ستراته، والتي كلف بندر بطيها. لتجنب هذا العمل الرتيب، قام بندر بتثبيت الآلة في تجويف صدره وخلق اثنين آخرين منه بنسبة 60٪ لتنفيذ أوامره. في نهاية المطاف، يقوم كل من مستنسخات بندر هذه بإنشاء نسختين أصغر من أنفسهم، والذين يخلقون نسختين أصغر من أنفسهم، وهكذا، حتى يغزو عدد لا نهائي من بندر العالم. في نهاية الحلقة، ساعدوا جميعًا بندر الأصلي على هزيمة عملاق من خلال تشكيل بندر ضخم. على الرغم من أن Banark-Tarski Dupla-Shrinker لا يتوافق تمامًا مع رياضياته، إلا أن الحلقة تقدم عدة إشارات ذكية إلى المفارقة.[9]

1 نظرية فوتثرما

حلقة “سجين بندا” (7ACV10) كتبها كين كيلر الحاصل على دكتوراه. في الرياضيات التطبيقية من جامعة هارفارد. في هذه الحلقة، طور كيلر الدليل الرياضي الوحيد المكتوب لبرنامج تلفزيوني فقط. تنص “نظرية فوتثرما” على أنه يمكن استعادة أي تبديل (أو فوضى عشوائية) لعدد n من الكائنات من خلال سلسلة من المقايضات غير المتكررة باستخدام ما لا يزيد عن كائنين إضافيين. في “سجين بيندا”، تم تطوير النظرية بواسطة Bubblegum وSweet Clyde وExpress of the Harlem Globetrotters من أجل حل الفوضى التي أحدثها البروفيسور فارنسورث وإيمي وجهاز “Mind-Switcher” الخاص بهم.

بعد اختبار الجهاز على نفسيهما والاستمتاع بالحياة معًا لبعض الوقت، قرر فارنسورث وإيمي العودة إلى الوضع الطبيعي. وبعد فترة وجيزة، أدركوا أن الآلة لن تسمح لنفس زوج الأجسام بالجلوس في الآلة أكثر من مرة. “أوه، لا! هل من الممكن إعادة الجميع إلى طبيعتهم باستخدام أربع جثث أو أكثر؟ تستمر الفوضى مع مشاركة المزيد من الأشخاص (ودلاء الغسيل) في عملية الخلط.

ومع ذلك، بفضل “نظرية فوتثرما”، تتم استعادة عقول الجميع إلى أجسادهم الصحيحة بنهاية الحلقة. لقد لاحظت عرضًا توضيحيًا لنسخة مبسطة من الخدع التي تغير العقل في الحلقة استنادًا إلى تسلسل النظرية كما عرضتها شيريل جرود مع دائرة معلمي الرياضيات في فيلادلفيا. يعمل كل من Bubblegum وSweet Clyde بمثابة المساعدة الإضافية التي تتطلبها النظرية.[10]

قم بتقسيم الجميع إلى مجموعات بناءً على من يجب أن ينتهي به الأمر في أي جسم. ضع هذه المجموعات في خط منظم، بحيث يواجه كل شخص الجسم الذي يجب أن ينتهي به الأمر فيه.

المجموعة 1: البروفيسور(ليلا) → L(هيرميس) → H(أيمي) → A(واشبلوكت) → W(الإمبراطور نيكولاي) → EN(بندر) → B(P)

المجموعة 2: Zoidberg في جسد Fry (F(Z)) وFry في جسم Zoidberg (Z(F))

قم بتبديل عقل الشخص الموجود في مقدمة أي صف مع المساعد الأول (Sweet Clyde). بعد ذلك، اطلب من المساعد الثاني (Bubblegum) التبديل مع الجميع، بدءًا من الخلف والعمل للأمام.

مجموعة 1:
ب(ف) ↔ SC(SC) = ب(SC) & SC(P)
BG(BG) ↔ P(L) = BG(L) و P(BG)
BG(L) ↔ L(H) = L(L)!
BG(H) ↔ H(A) = H(H)!
ب ج(أ) ↔ أ(ث) = أ(أ)!
BG(W) ↔ W(EN) = W(W)!
BG(EN) ↔ EN(B) = EN (EN)
BG(B) ↔ B(SC) = BG(SC) & B(B)!
BG(SC) ↔ P(BG) = BG(BG)! & ف(SC)
P(SC) ↔ SC(P) = P(P) & SC(SC)!

المجموعة 2:
SC(Z) وF(SC)
BG(BG) ↔Z**(F) = BG(F) & Z(BG)
SC(Z) ↔Z(BG) = Z(Z)!
BG(F) ↔ F(SC) = F(F)!
BG(SC) ↔ SC(BG) = SC(SC)! & بي جي (بي جي)!

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى