جمعه, ۱۹ بهمن, ۱۴۰۳ / 7 February, 2025
مجله ویستا
فرصت‌سوزی‌ها دشواری دستیابی به فناوری‌های راهبردی
دكتر سید اكبر جعفری، استادیار فیزیك دانشگاه صنعتی اصفهان و پژوهشگر موسسه تحقیقات مواد دانشگاه توكیو در نوشتاری، كوشیده است از دید یك فیزیكدان ماده چگال، اولویت‌های علمی كشور را بررسی كرده و به این سوال پاسخ دهد كه در شرایط امروز باید در چه زمینه‌یی از علوم در ایران سرمایه گذاری كرد.
دكتر جعفری در نوشتار خود برای ترسیم دیدگاهش پیرامون ساختارهای دانشگاهی و علمی، ابتدا كوشیده معانی و مفاهیم مربوط به ساختارهای علمی و دانشگاهی را كه به زعم وی تحت تاثیر آنچه توفان‌های نخبه سازی و نخبه‌بازی خوانده ، در بخش‌هایی از جامعه مورد فهم نادرست قرار گرفته، تشریح كند و در بخش دوم نوشتار، با مثال‌هایی نشان دهد كه زمینه‌های بسیار حاصلخیزی از علم وجود دارد كه با سرمایه‌گذاری و طراحی ساختار مناسب می‌توانیم تولیدات علمی را به پول تبدیل كرده و سود ببریم و لذا علمی داشته باشیم كه قادر باشد روی پای خودش بایستد.
وی در پایان به اختصار از دیدی علمی به مباحث كنونی پیرامون فناوری هسته‌یی اشاره كرده و با تاكید بر لزوم زمانشناسی و حفظ فرصتهای علمی، نسبت به ضرورت جلوگیری از بروز هر گونه چالش مشابه در حیطه ماده چگال، نانو فناوری و سایر تكنولوژی‌های جدید در آینده هشدار داده است.
● بخش اول: مفاهیم و ساختارهای علمی دانشگاهی
مرتبه‌های علمی دانشگاهی با استادیاری شروع می‌شوند. یك استادیار كسی است كه تازه دكتری گرفته، یعنی لااقل ده سال درس خوانده و با بدون وقفه فرض كردن تحصیلات بایستی حدود سی سال سن داشته باشد. بنابراین یك جوان حدود ۳۰ ساله در كار علم و دانش تازه صفر كیلومتر و كودك محسوب میشود. بطور متوسط برای كسی كه بطور معقولی اهل تلاش و تحقیق باشد، هفت، هشت سال طول می‌كشد كه از استادیاری به دانشیاری ارتقا پیدا كند. هفت، هشت سال دیگر هم بطور متوسط لازم است كه از دانشیاری به استادی (پروفسوری) ارتقا حاصل شود.
بطور متوسط اوج شكوفایی علمی محققان در این مرحله (یعنی ۱۰، ۱۵ سال بعد از گرفتن دكتری) است كه با تجربه ۱۰، ۱۵ سال تحقیق قادر خواهند بود پروژه‌های در حد ملی و بین‌المللی را رهبری ومدیریت كنند. با این مقدمه به توضیح دو نوع ساختار علمی می‌پردازم.
یك نوع از ساختار دانشگاهی كه در اغلب جاهای دنیا متداول است این است كه محققان دانشگاهی، با هر مرتبه علمی از استادیار تا استاد، از نظر تحقیقاتی مستقل از یكدیگر هستند و هركدام سه چهار دانشجوی فوق لیسانس و دكتری تحت راهنمایی خود دارند كه مسیر خاصی از تحقیق را با كمك یكدیگر دنبال می‌كنند.
این روش دارای این مزیت است كه استاد راهنما به علت كوچك بودن گروهش درگیر مسئولیت‌های اجرایی نیست ومی‌تواند كمك موثرتری در راهنمایی دادن به دانشجویانش باشد.
نوع دوم ساختار تحقیقاتی كه مثل اعلای آن ژاپن است این است كه ساختار مراكز تحقیقاتی و دانشگاه‌ها بر مبنای واحدی به نام «لابراتوار» است. هر لابراتوار را یك استاد تمام (پروفسور) رهبری می‌كند.
بعد از پروفسور یك دانشیار دست راست وی است. در این ساختار هرمی سپس سه چهار استادیار قرار دارند.
تعدادی هم محقق فوق دكتری بعد از استادیارها قرار می‌گیرند. قاعده هرم هم مملو از ده تا بیست دانشجوی دكتری و فوق لیسانس است؛ بنابراین یك پرفسور در ژاپن كارش این است كه یك گروه محقق كه نوعا بیست، سی نفر هستند را اداره كند كه مسئولیت اجرایی بسیار سنگینی است. مزیت این روش این است كه در قالب یك گروه بیست، سی نفره می‌توان دست روی پروژه‌های حقیقتا بزرگی گذاشت.
در ساختار نوع دوم، كسی كه به عنوان پروفسور رهبری بیست، سی محقق را به عهده دارد قبل از رسیدن به این مرتبه می‌بایستی تمام مراتبی را كه از قاعده هرم شروع میشود طی كرده باشد كه این روند اقلا بیست سال طول می‌كشد.
حال در نظر بگیرید كه یك «موسسه» نوعی بطور متوسط مشتمل بر پانزده لابراتوار از این دست است كه هر كدام فرض كنید بطور متوسط ۲۵ عضو دارند. یعنی اینكه هر موسسه بطور متوسط ۴۰۰ محقق از جوانان بیست و چند ساله فوق لیسانس و دكتری گرفته تا پیران پنجاه و چند ساله پروفسور دارد. كمابیش همه اینها هم یك نوعی از سابقه شاگرد اولی یا درخشش علمی از نوع دیگری در زندگی خود داشته اند.
حال ببینیم اداره چنین ساختاری چقدر پول نیاز دارد؛ اگر فرض كنیم كه هر محقق بطور متوسط ماهی نیم میلیون تومان بودجه تحقیقاتی (به غیر از حقوق) نیاز دارد سالی دو سفر خارجی و تعدادی كتاب و نرم افزار و سخت افزار براحتی این میزان پول را خرج می‌كند با این حساب میشود، سالی دو، سه میلیارد تومان برای فقط یك موسسه.
در چنین ساختاری حدودا سالی یك «كشف» ممكن است رخ دهد؛ بنابراین ملاحظه می‌كنید كه بستر لازم برای وقوع یك كشف، یعنی كار علمی درجه یكی كه توجهات دانشمندان و محققان سراسر دنیا را به خود جلب كند و به زبان كمابیش معقولی در مجله نیچر یا ساینس چاپ شود عبارت است از حدود ۴۰۰، ۵۰۰ محقق كه سالی اقلا سه میلیارد تومان بودجه پژوهشی نیاز دارند، به اضافه سالی حدود هفت میلیارد تومان حقوق برای زندگی!
این هزینه ثابت سالیانه و جدا از صدها میلیارد تومان پول لازم برای ساختن زیربناهای لازم از ساختمان و كادر اداری گرفته تا یك جهاز میلیارد دلاری بسیار ضروری به نام راكتور پراكندگی نوترونی است.
بنابراین ملاحظه می‌كنید كه الان دیگر نوع علم با زمان بوعلی سینا (حدود هزار سال پیش) و اینشتین (حدود صد سال پیش خیلی فرق كرده است.
اكنون دیگر یك «محقق» (یعنی كسی كه اقلا دارای مدرك دكتری است و در سیستم دانشگاهی یا مراكز تحقیقاتی معتبر فعالیت می‌كند، نه فردی در خانه اش پشت اینترنت!) به تنهایی نمی‌تواند كار قابل عرضی انجام دهد كه شایسته اسم «كشف» باشد، ولی در سطح جامعه ما هنوز این باور در برخی افراد وجود دارد كه هوش و نبوغ یك كودك خردسال ایرانی بدون صرف یك ریال پول قادر است با تلاش طاقت فرسای پانصد ژاپنی و هزینه‌های میلیارد دلاری تحقیقات آنها برابری كند! با این اوصاف خودتان حسابش را بكنید چقدر سخیف و قلیل است كه در اخبار بخوانیم جوانی راز مدال‌های اتمی اینشتین را كشف كرد، یا جوان بیست و چندساله‌یی از دانشگاه ... همآورد مرحوم پروفسور عبدالسلام است.
متاسفانه برخی از رسانه ها با عمل خود نشان داده شده اند كه صلاحیت لازم برای اعلان اخبار علمی پژوهشی را ندارند.● بخش دوم: برای كدام علم پول خرج كنیم؟
مرد بزرگی در تاریخ علم مدرن فیزیك وجود داشت به اسم ریچارد فیلیپ فاینمن كه جایزه نوبل فیزیك گرفت. وی در سال ۱۹۵۹ یعنی حدود چهار دهه پیش از اینكه كسی صحبتی از نانوتكنولوژی بكند در افتتاحیه میتینگ سالانه انجمن فیزیك امریكا سخنرانی ماندگاری كرد كه جمله درخشان این سخرانی كه اهالی «نانو» نقل می‌كنند این است:«Theres plenty of room at the bottom»
یعنی اون پایین پایین‌ها، در ابعاد كوچك، جای زیادی برای اكتشاف و كاربردهای جدید وجود دارد.
جالب اینجاست كه خودش هم ذكر می‌كند كه در سال ۲۰۰۰ وقتی به عقب برمی‌گردیم تعجب می‌كنیم كه چرا بسیاری از این فعالیت‌های نانو از سال ۱۹۶۰ شروع نشده اند.
به هر تقدیر شاید بتوان گفت بعد از كشف نانوتیوب‌های كربنی در اوایل دهه ۱۹۹۰ بود كه كم كم به فكر ساختن قطعات كاربردی در مقیاس نانومتری افتادند.
این روزها به هر كنفرانسی در هرجای دنیا كه بروید برای گرفتن بودجه به نحوی اسم «نانو» را به كنفرانس یا فعالیتهایشان اضافه می‌كنند. اما براستی این «نانو» چیست كه همه محققان را به تكاپو واداشته است؟
آیا «نانو» فقط دارای «تكنولوژی» است یا «علم» هم می‌تواند از نوع نانو باشد؟
نانو یك پیشوند است كه قبل از مقیاس‌های زمان و مكان می‌آید. اگر شما حدود ده تا اتم را كنار هم بچینید طولش حدود یك نانومتر میشود. اگر یك میلیون از این زنجیره‌های نانومتری را كنار هم بگذارید تازه میشود یك میلی متر! بنابراین دنیای نانو یعنی دنیایی كه اگر یك میلیون برابرش كنیم میشود تازه یك میلی متر.
اما منظوری كه محققان نانو در حال حاضر از «نانو» دارند واقعا یك نانومتر نیست! چون دنیای یك نانومتر (یعنی ده تا اتم) چیزی جز دنیای مولكول‌ها كه علم مربوط به آن همین شیمی می‌باشد نیست. پس منظور محققان از «نانو» چیست؟
عمدتا صحبت از «علم نانو» یا «تكنولوژی نانو» مربوط به مقیاس طولی حدود صد نانومتر هست! یعنی به جای ده اتم حدود هزار اتم داریم.
خب حالا ابزارهای این علم چه هستند؟ اولین ابزار مهم «نیروی انسانی» است. بیایید تعارف را كنار بگذاریم و در مقیاس یك مملكت صحبت كنیم. موسسه‌یی كه من الان در ژاپن عضوش هستم حدود ۵۰۰ محقق ماده چگال دارد. تا جایی كه من اطلاع دارم كشور ما در كل كمتر از ۱۰۰ محقق ماده چگال نظری و تجربی دارد. یعنی تعداد كل محققان ماده چگال مملكت ما كمتر از یك پنجم فقط یك موسسه ژاپنی است! دومین ابزار مهم «پول» است كه در این باب شما را فقط به مصاحبه‌های استاد منصوری ارجاع می‌دهم:
ابزار سوم این علم كه با پول قابل تهیه است حدود چند صد هزار دستگاه كامپیوتر است (یعنی حدود صد میلیون دلار كه گمان می‌كنم پول نفت یك روز ما در همین حدود باشد).
برای محاسبات كاملا كوانتومی مربوط به حدود ۱۰ اتم (مثلا ابررساناهای دمای بالا كه حدود ۱۰ اتم در هر سلول واحد بلوری دارند) در مدت زمان معقولی قدرت محاسباتی مورد نیاز معادل حدود هزار كامپیوتر است (الان خوشه‌های ۵۱۲ تایی و ۱۰۲۴ تایی كامپیوترها متداول هستند).
حال اگر به جای ۱۰ اتم بخواهیم با هزار اتم محاسبه كنیم، طبیعی است كه تعداد كامپیوترها را نیز باید صد برابر كنیم! یعنی ۱۰۰ هزار تا كامپیوتر نیاز داریم. این از محاسبات مربوط به این علم نانو.
خب حالا ابزارهای مربوط به آزمایش‌های مقیاس نانو چه چیزهایی هستند؟
گرانترین ابزار علمی كه هر كشور یك دستگاه از آن را لازم دارد یك راكتور نوترونی است.
این تنها بخش میلیارد دلاری علم است كه مختا علم نانو هم نیست و برای تمام شاخه‌های علم نوترون‌ها اساسی‌ترین كاوه‌های ماده در هر فاز و در هر مقیاس طولی هستند.
از این بخش بسیار گران كه بگذریم خوشبختانه تكنیك‌هایی كه در حال حاضر برای درست كردن ذرات نانو استفاده می‌شوند، تكنیك‌های ارزان و دسترسی پذیر شیمی و فیزیك هستند و نوعا از میلیون دلار (میلیارد تومان) فراتر نمی‌روند.
خب حالا فرض كنیم كه این ادوات هم فراهم شد. حالا با این ادوات چه كار كنیم؟ در مقیاس نانومتر (به عبارت دقیقتر از یك تا چند صد نانومتر) دو جنس از ماده جا می‌گیرند. یكی ماده سخت (مثل سرامیك و فلز و عایق و نیمه رسانا و ابررسانا و ...) و دیگری ماده نرم (مثل ماده بیولوژیك).
به عنوان مثالی از تحقیقات نانومتری در ماده بیولوژیك، یكی از راستاهای بسیار هیجان انگیز كه محققان نانو صحبتش را می‌كنند و خیلی هم انسانی است، مساله درمان سرطان است.
در روشهای رایج مثل شیمی درمانی به این دلیل كه دارو علاوه بر سلول سرطانی به سلول‌های سالم هم می‌رسد، سیستم دفاعی بدن نهایتا از بین می‌رود و ممكن است بیمار سرطانی از یك سرما خوردگی بمیرد! بنابراین یك مساله اصلی در درمان عبارت است از مساله تحویل دارو به سلول‌ها؛ به این ترتیب كه داروی مورد نیاز برای نابودی سلول سرطانی را روی ذرات نانومتری سوار كنند و ذره نانو را با كنترل بهتر و البته محافظت مناسب از دارو تا خود سلول سرطانی برسانند، به نحوی كه فقط سلول سرطانی نابود شده و از عوارض جانبی كاسته شود.
گذشته از جنبه انسانی قضیه درمان سرطان، بیایید یك محاسبه سرانگشتی بكنیم: سالیانه حدود یك میلیون نفر از سرطان می‌میرند. اگر فرض كنید كه كشوری با سرمایه‌گذاری در این باب بتواند سالیانه ۱۰ درصد این رقم یعنی صد هزار نفر را درمان كند و پولی كه از درمان هر شخا عاید میشود ده هزار دلار (هشت میلیون تومان باشد) سالی ۸۰۰ میلیارد تومان میشود! یعنی احتمالا تمام پولی كه خرج علم نانو شده از همین درآمد درمان سرطان در عرض چند سال بازمی‌گردد.
یك زمینه بسیار شگفت انگیز دیگر دردنیای نانو «نانوالكترونیك» است. در حال حاضر خانه‌یی در ایران پیدا نمی‌شود كه چند نوع وسیله مبتنی بر مدار مجتمع (رایانه، تلویزیون، تلفن و ...) وجود نداشته باشد.
اگر بشود در الكترونیك مبتنی بر نانومتر به تكنولوژی و علم مربوطه دست پیدا كرد قدرت اقتصادی ناشی از این ثروت عظیم از هر نوع قدرت و تكنولوژی هسته‌یی و غیره برتر خواهد بود.
● آسیب شناسی نانو
آبادی نانو هم ممكن است با كاربردهای ناصحیح این دانش عظیم كه در قرن ۲۱ به روی ما باز خواهد شد آلوده شده و بعدها سازمان‌هایی به وجود بیایند كه دسترسی دیگران به این علم و تكنولوژی را مشكل كنند. حتی اگر كاربردهای نادرست هم مد نظر نباشد. بیایید بازاری به این مساله نگاه كنیم: یك عده‌یی از حالا برای نیم قرن بعد در حال سرمایه گذاری هستند و طبیعتا دوست دارند فردا كه این علوم به ثروت تبدیل می‌شوند بازار دست آنها باشد، طبیعی است كه حتی اگر مبارزه واقعی با مقاصد غیرصلح‌آمیز هم مد نظر اینها نباشد از این امر به عنوان دستاویزی برای حفظ بازار فروش تكنولوژی خود استفاده می‌كنند.
در اینجا بد نیست از یك دید كاملا غیر سیاسی به نكته‌یی كه این روزها از دید خیلی ها پنهان مانده نگاه كنیم و مقایسه‌یی بین وضعیت ماده هسته‌یی در نیم قرن پیش و ماده نانو در عصر حاضر بكنیم.
نیمه دوم سالهای ۱۹۳۰ كه امریكایی‌ها با مشاركت دانشمندان درجه یك خود پروژه اتمی را آغاز و اجرا كردند، بسیاری كه با اهمیت این فناوری آشنایی داشتند به فكر استفاده صلح آمیز از این انرژی بودند.
دو همسایه اون ورتر از ما در هند دانشمندی بود به اسم پروفسور بابا كه سالهای ۱۹۴۰ از طریق خانواده با نفوذ تاتا به اصحاب قدرت وصل شد و مورد اعتماد قرار گرفت.
پروفسور بابا بیشتر از نیم قرن پیش كه سازمان‌های ناظر و محدود كننده به شكل فعلی وجود نداشتند اهمیت انرژی هسته‌یی را برای سیاسیون جا انداخت و اكنون مركز تحقیقات اتمی بابا در بمبئی علی رغم تحریم‌های امریكا صاحب چرخه كامل سوخت به اضافه محصولات جانبی است كه به كشورهای همسایه هم صادر می‌كنند!
از این دیدگاه شاید قسمت اعظمی از مشكلات هسته‌یی فعلی ما ریشه در فرصت سوزی‌های پدربزرگهای ما داشته باشد.
هیچ شكی نیست كه نوه‌های ما ترجیح خواهند داد كه با كامپیوتر كوانتومی كار كنند و لب‌تاپشان را تا كنند و در جیب بگذارند تا اینكه ۴ كیلوگرم آهن با خود حمل كنند.
محصولات ناشی از علم و سپس تكنولوژی مقیاس نانومتر تحولی در زندگی بشر خواهد داد كه شاید بتوان انقلاب دیجیتالی دوم به آن گفت.
امیدوارم در مورد علوم و تكنولوژی‌های جدیدی كه نیم قرن بعد قرار است همه ما را مبهوت كنند با عمل درست امروز خود از صاحبان تكنولوژی باشیم.
ایران مسعود پزشکیان دولت چهاردهم پزشکیان مجلس شورای اسلامی محمدرضا عارف دولت مجلس کابینه دولت چهاردهم اسماعیل هنیه کابینه پزشکیان محمدجواد ظریف
پیاده روی اربعین تهران عراق پلیس تصادف هواشناسی شهرداری تهران سرقت بازنشستگان قتل آموزش و پرورش دستگیری
ایران خودرو خودرو وام قیمت طلا قیمت دلار قیمت خودرو بانک مرکزی برق بازار خودرو بورس بازار سرمایه قیمت سکه
میراث فرهنگی میدان آزادی سینما رهبر انقلاب بیتا فرهی وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی سینمای ایران تلویزیون کتاب تئاتر موسیقی
وزارت علوم تحقیقات و فناوری آزمون
رژیم صهیونیستی غزه روسیه حماس آمریکا فلسطین جنگ غزه اوکراین حزب الله لبنان دونالد ترامپ طوفان الاقصی ترکیه
پرسپولیس فوتبال ذوب آهن لیگ برتر استقلال لیگ برتر ایران المپیک المپیک 2024 پاریس رئال مادرید لیگ برتر فوتبال ایران مهدی تاج باشگاه پرسپولیس
هوش مصنوعی فناوری سامسونگ ایلان ماسک گوگل تلگرام گوشی ستار هاشمی مریخ روزنامه
فشار خون آلزایمر رژیم غذایی مغز دیابت چاقی افسردگی سلامت پوست