پاورقی دنباله‌دار کتاب «یگانه دستگاه: تاریخچه مخفی آیفون» (فصل نهم/بخش اول)
فصل ۹
تشخیص حرکت
آیفون می‌فهمد از ژیروسکوپ تا جی‌پی‌اس، جای او کجاست
زیر طاق‌ها و ستون‌های مهیب سنگی، درست کنار آونگ فوکو ایستاده‌ام. آونگی که از سقفی بزرگ و مرتفع با بلندای چندین متر آویزان شده و در این سالن وسیع تکان می‌خورد. نوکِ تیزِ آونگِ سرب‌پوش، به‌آرامی روی میزی شیشه‌ای تکان می‌خورد و این‌سو و آن‌سو می‌رود و درست در همین لحظه هم نور صبحگاهی از شیشه‌های تزیین‌شده به داخل می‌تابد. احتمالاً مواجهه با چنین آونگی و در چنین وضعیتی، به‌رغم اینکه پدیده‌ای است علمی، شما را به حالتی روحانی و مذهبی نزدیک خواهد کرد؛ آن هم نزدیک‌تر از هرگونه پدیده و وسیله‌ی علمی دیگر.
شاید هم این حال و هوا، به‌خاطر شیشه‌های منقوش و رنگی است. شاید هم این حال و هوا به‌خاطر این است که وقتی در هواپیما بودم، کمی ناخوش شده‌ام و هنوز هم حالم سر جا نیامده است. شاید هم به‌خاطر این آونگی است که یک قرن و نیم از عمرش می‌گذرد و آدم که نگاهش می‌کند، دربرابر این عظمت، احساس حقارت به او دست می‌دهد. حس و حالی که از دیدن این آونگ به آدم دست می‌دهد، شبیه حس و حالی است که هر شخصی، اولین بار بعد از ورود به کلیسای پیتر مقدس یا نگاه‌کردن به دره‌ی گرند کنین احساس می‌کند. به هر حال همه‌ی ما می‌دانیم که روی صخره‌ای بسیار بزرگ در دل فضا شناوریم و این صخره در فضای لایتناهی، دور خودش می‌چرخد و همین طور چرخان به پیش می‌رود، اما راه‌های بهتری هم هست که این نکته به آدم گوشزد شود، تا اینکه بخواهد جلوی آونگی واقعی قرار بگیرد که سندی است انکارناپذیر بر تکان‌خوردن صخره‌ی بزرگی که اسمش رفت.
در حال بازدید از موزه‌ی علوم و صنایع فرانسه هستم. این موزه در سال ۱۷۹۴ تأسیس شده است و یکی از قدیمی‌ترین موزه‌های مخصوص علوم و صنایع و تکنولوژی در تمام دنیاست. این موزه در جایی برقرار شده که قبلاً کلیسا بوده است و در دل منطقه‌ی سوم پاریس قرار دارد. موزه در عین حال هم شگفت‌انگیز است و هم حوصله‌سربر و معمولی. یکی از قالب‌های مجسمه‌ی آزادی در حیاط موزه قرار دارد و به هر بازدیدکننده‌ای خوش‌آمد می‌گوید. آدم می‌تواند بعضی از مهم‌ترین و تأثیرگذارترین اجداد کامپیوترهای امروزی را در همین موزه ببیند. مثلاً ماشین‌حساب پاسکال در همین موزه قرار دارد. ماشین‌حساب پاسکال، نخستین ماشین‌حساب خودکار دنیا به‌شمار می‌آید. دستگاه بافندگی ژاکار[۱] نیز در موزه وجود دارد. دستگاه بافندگی ژاکار همان دستگاهی است که چارلز ببج[۲] با دیدن آن به فکر ساخت موتور تحلیلی افتاد. ضمناً، علاوه بر این‌ها بازدیدکننده، خواهد توانست آونگ فوکو را نیز به چشم ببیند.
امروزه سامانه‌ای که می‌تواند تمام این محاسبات را انجام دهد و نتیجه را مشخص کند، آن‌قدر کوچک شده که روی نوک انگشت آدمی جا می‌گیرد.
ژان برنار لئون فوکو[۳]، دانشمندی بود فرانسوی و نباید او را با میشل فوکو[۴]، فیلسوف قرن بیستم با همین نام خانوادگی اشتباه گرفت. فوکو قصد داشت تا به همگان اثبات کند که زمین دور محور خود می‌چرخد. او در سال ۱۸۵۱، آونگی را با مفتول از سقف رصدخانه‌ی پاریس آویزان کرد تا به همه نشان بدهد که آونگ، در طول شبانه‌روز و حین حرکت مداوم خود، به‌آهستگی تغییر جهت می‌دهد و این‌گونه، توانست شاهدی به دست دهد از آنچه که امروز، آن را اثر کوریولیس می‌خوانیم. اگر جسمی را در سامانه‌ای متحرک که بر دور خود می‌چرخد، قرار بدهیم، آن‌وقت نیرویی از آن سامانه عمود بر مسیر حرکت جسم وارد شده و جهت حرکت آن را به‌سمت محور چرخش تمام سامانه، تغییر می‌دهد. در نیم‌کره‌ی شمالی زمین، این نیرو باعث می‌شود که اجسامِ در حال حرکت، به‌سمت راست منحرف شوند و این‌گونه، اثر کوریولیس نمایان می‌شود. این آزمایش فوکو، توجه ناپلئون سوم، پادشاه فرانسه را به خود جلب کرد. ناپلئون سوم نیز دستور داد تا فوکو آزمایش خویش را مجدداً و این بار با آونگی بسیار بزرگ‌تر در پانتئون پاریس تکرار کند. این شد که فوکو آونگی ساخت که ریسمان فلزی آن شصت و هفت متر طول داشت و این‌گونه هم امپراتور و هم مردم، غرق حیرت شدند؛ هنوز هم که هنوز است، آونگ فوکو یکی از محبوب‌ترین آزمایش‌های علمی است که در مراکز علمی و پژوهشی دورتادور دنیا انجام می‌شود و بینندگان زیادی را به خود جلب می‌کند. آونگی که فوکو برای امپراتور ناپلئون سوم درست کرد، امروزه روز در موزه‌ی علوم و صنایع فرانسه آویزان است و تکان می‌خورد.
فوکو در ادامه‌ی آزمایش‌های خود، از ژیروسکوپ استفاده کرد. ژیروسکوپ یا چرخش‌نما، وسیله‌ای است متشکل از دو بخش. یک بخش که بر بالای وسیله سوار است و آزادانه می‌چرخد و تکان می‌خورد و بخش دیگر که پایین آن قرار دارد و جهتش را مشخص می‌کند. فوکو می‌خواست با استفاده از ژیروسکوپ، همان نتایج به‌دست‌آمده را با دقت بیشتر نشان بدهد. ژیروسکوپی که فوکو ساخت، در ماهیت و اصل و اساس خود، با ژیروسکوپی که در دستگاه آیفون شما به کار رفته است چندان تفاوت عمده‌ای ندارد. ژیروسکوپِ به‌کاررفته در آیفون هم از اثر کوریولیس استفاده می‌کند تا بتواند جهت صفحه‌ی نمایش را به‌درستی تشخیص داده و روی نمایشگر، نشان دهد. تفاوت عمده‌اش این است که ژیروسکوپ‌های امروزی که در آیفون هم به کار می‌روند، از سامانه‌های میکروالکترومکانیکی تشکیل شده و تمام سامانه‌ی به آن کوچکی، روی تراشه‌ای زیبا قرار گرفته است. معماری قطعات میکروالکترومکانیکی که بسیار ریز و پرجزئیات‌اند، شبیه نقشه‌ی ساخت معابدی است با معماری قرینه در داستان‌های علمی‌تخیلی که در آینده رخ می‌دهند.
ژیروسکوپ به‌کاررفته در تلفن همراه شما از نوع ژیروسکوپ با ساختار لرزان یا همان وی‌اس‌جی است.
ژیروسکوپ به‌کاررفته در تلفن همراه شما از نوع ژیروسکوپ با ساختار لرزان یا همان وی‌اس‌جی است. درست همان طور که خودتان هم توانستید حدس بزنید، در ساخت این نوع از ژیرسکوپ‌ها، ساختاری لرزان تعبیه شده است تا بر اساس تعداد دفعاتی که این ساختار لرزان می‌لرزد، دستگاه تشخیص بدهد دستگاه چطور و چقدر چرخیده و تکان خورده است. شیوه‌ی کار این ژیروسکوپ نیز به این صورت است که جسمی که دارد می‌لرزد، همواره می‌خواهد جهت لرزش خود را به یک سو حفظ کند، البته اگر نیرویی از این چرخش و لرزیدن حمایت کند. برای همین، به‌خاطر اثر کوریولیس، جسم نیرویی از خود آزاد می‌کند. اثر کوریولیس همان اثری است که باعث می‌شود آونگ فوکویی که در پاریس آویزان شده، به‌سمت راست بچرخد. حسگری که در تلفن همراه تعبیه شده است، می‌تواند میزان این نیرو را تشخیص دهد و مشخص کند که دستگاه چقدر چرخیده است. امروزه سامانه‌ای که می‌تواند تمام این محاسبات را انجام دهد و نتیجه را مشخص کند، آن‌قدر کوچک شده که روی نوک انگشت آدمی جا می‌گیرد. امروزه روز در همه‌جا از وی‌اس‌جی‌ها استفاده می‌کنند. علاوه بر آیفون شما، می‌شود در خودروها و وسایل بازی‌های ویدیویی هم نشانی از وی‌اس‌جی‌ها یافت. در حقیقت چندین دهه است که از سامانه‌های میکروالکترومکانیکی در ساخت خودروها استفاده می‌شود؛ همین سامانه‌های میکروالکترومکانیکی هستند که در کنار شتاب‌سنج‌ها، مشخص می‌کنند که کیسه‌ی هوای تعبیه‌شده در خودروها دقیقاً چه زمانی باید باز شود.
[۱] Jacquard
[۲] Charles Babbage
[۳] Jean-Bernard-Léon Foucault
[۴] Michel Foucault
