Το μέγεθος έχει σημασία: Οι οικονομίες κλίμακας, από το πολύ μεγάλο έως το πολύ μικρό

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Απεικόνιση πετρελαιοφόρου κολλημένου σε κανάλι — **Οι οικονομίες κλίμακας** Δεν είναι μόνο οι νόμοι της φυσικής που υπαγορεύουν το μέγεθος: μερικές φορές πιο κοσμικές πρακτικές, όπως τα πετρελαιοφόρα που γίνονται πολύ μεγάλα για να χωρέσουν μέσα από κανάλια, μπορούν να σταματήσουν την ανάπτυξη. Ευγενική παραχώρηση: Adobe Stock/Corona Borealis

Πριν από εκατόν πενήντα χρόνια στις ΗΠΑ, η συνδυασμένη ισχύς τεσσάρων δυνατών αλόγων που χρησιμοποιήθηκαν σε ένα άροτρο δεν ήταν μεγαλύτερη από 3 κιλοβάτ – και περισσότερο από το μισό ολόκληρο εργατικό δυναμικό εργαζόταν σε φάρμες. Σήμερα, ακόμη και το μικρότερο τρακτέρ John Deere παράγει 120 κιλοβάτ και περίπου το 1.3% των εργαζομένων απασχολείται στη γεωργία. Αυτό σημαίνει ότι η βαθμολογία ισχύος των αγροτικών μηχανημάτων έχει πολλαπλασιαστεί επί 40 και το εργατικό δυναμικό της υπαίθρου έχει διαιρεθεί με το 40 σε αυτό το χρονικό διάστημα – όλα αυτά δεν είναι καθόλου τυχαία.

Στις μεταφορές, τόσο τα σύγχρονα πλοία όσο και τα μεγάλα αεροσκάφη μπορούν να παράγουν έως και 90 μεγαβάτ. Αυτό τους κάνει σχεδόν 1000 φορές πιο ισχυρούς από ένα τυπικό μικρό αυτοκίνητο και 100,000 φορές πιο ισχυρούς από έναν υδροτροχό του 19ου αιώνα. Και αυτά δεν είναι καν τα πιο ισχυρά μηχανήματα εκεί έξω: ορισμένες ατμομηχανές που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια τώρα λειτουργούν στα 1000 μεγαβάτ. Αν παραμερίσουμε τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο, αυτές οι τεράστιες αυξήσεις στην ισχύ έχουν φέρει πληθώρα τροφίμων και προσιτών καταναλωτικών ειδών σε μια κυρίως αστική κοινωνία, με αυξημένη πρόσβαση σε πληροφορίες και κινητικότητα.

Ο Τσεχο-Καναδός επιστήμονας και υπεύθυνος χάραξης πολιτικής Βάτσλαβ Σμιλ αναλύει αυτή την αύξηση της κλίμακας και της ισχύος στο τελευταίο του βιβλίο Μέγεθος: Πώς εξηγεί τον κόσμο. Ο Smil είναι ένας παραγωγικός συγγραφέας που έχει ήδη δημοσιεύσει περισσότερα από 40 βιβλία με θέματα που κυμαίνονται από την ενέργεια και την παραγωγή τροφίμων έως την τεχνική καινοτομία και τη δημόσια πολιτική. Σε αυτό το έργο, επισκέπτεται ξανά ορισμένες από αυτές τις περιοχές, συνδέοντάς τις με μια συζήτηση για το μέγεθος, αν και θα ήταν πιο ακριβές να πούμε ότι το βιβλίο αφορά την αναλογία.

Μέγεθος δεν είναι τόσο ασήμαντο όσο απλά μια λίστα με πράγματα που έχουν γίνει πολύ μεγάλα με τους αιώνες. Οι φυσικοί περιορισμοί αυτής της ανάπτυξης συζητούνται – το μέγεθος των πετρελαιοφόρων, για παράδειγμα, εκφράζεται συχνά σε χωρητικότητα νεκρού βάρους (dwt) και τα μεγέθη αυτών των πλοίων αυξάνονταν σταθερά από περίπου 20,000 dwt μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο σε περίπου 300,000 dwt κατά τη δεκαετία του 1970. Δεν υπάρχουν μηχανικοί περιορισμοί για να γίνουν περισσότερο από το διπλάσιο του μεγέθους και όμως αυτό δεν έχει συμβεί. Ο Smil επισημαίνει ότι αυτό συμβαίνει επειδή μόνο λίγα λιμάνια βαθέων υδάτων στον κόσμο μπορούν να φιλοξενήσουν τέτοια μεγάλα πλοία και δεν θα μπορούσαν να περάσουν ούτε από το κανάλι του Σουέζ ούτε από το κανάλι του Παναμά.

Στο αντίθετο άκρο της κλίμακας μεγέθους, ο Smil συζητά Νόμο του Μούρ, στο οποίο ο μηχανικός Gordon Moore προέβλεψε το 1965 τον γρήγορο διπλασιασμό του αριθμού των εξαρτημάτων που τοποθετήθηκαν σε ένα μικροτσίπ. Ένα γράφημα του αριθμού των τρανζίστορ σε σχέση με το χρόνο δείχνει ότι ο νόμος διατηρήθηκε για πολλές δεκαετίες, αλλά ότι υπήρξε μια ελαφρά ισοπέδωση από το 2008. Ο Smil συνδέει αυτό το τελείωμα με την εργασία του αμερικανού ηλεκτρολόγου μηχανικού Robert Dennard, ο οποίος έδειξε ότι ως τα τρανζίστορ γίνονται μικρότερα, μπορούν να λειτουργήσουν γρηγορότερα χωρίς να αυξηθεί η συνολική κατανάλωση ενέργειας – αλλά αυτό το φαινόμενο κλιμάκωσης είχε ήδη αρχίσει να φτάνει στο όριο του από τη δεκαετία του 1990. Οι μελλοντικές βελτιώσεις μπορούν επίσης να ελεγχθούν τόσο από τα φυσικά όρια της λιθογραφίας, την ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική εκτύπωσης με φως, όσο και από τις τεράστιες επενδύσεις που απαιτούνται για την ανάπτυξη μιας νέας μονάδας παραγωγής.

Μέγεθος υπερβαίνει επίσης την απλή ανάλυση της τεχνολογίας. Σε μια προσπάθεια να εκτιμήσει την ανθρώπινη κλίμακα σε όλες τις πτυχές του σχεδιασμού, ο Smil ξεκινά με μια μακρά συζήτηση για τους γίγαντες που συναντώνται στο τα ταξίδια του Γκιούλιβερ. Μαθαίνουμε ότι – παρά τις προσπάθειες του Jonathan Swift να χτίσει τον φανταστικό κόσμο του με κάποια αληθοφάνεια – μια σύγχρονη κατανόηση των υλικών αποκαλύπτει ότι οι γίγαντες του δεν θα μπορούσαν να περπατήσουν όρθιοι. Ακόμη χειρότερα, η αναλογία μάζας προς επιφάνεια θα τους έκανε πολύ δύσκολο να κρυώσουν, ένα πρόβλημα που αντικατοπτρίζεται στους σημαντικά μικρότερους λιλιπούτειους, οι οποίοι θα έπρεπε να τρώνε σχεδόν συνεχώς για να διατηρήσουν τη θερμοκρασία του σώματός τους.

Η διάχυτη φύση των θεμάτων του βιβλίου μπορεί να το εμποδίσει από το να παρουσιάσει τελικά μια συνεκτική διατριβή – αλλά δεν είναι λιγότερο ευχάριστο για αυτό. Η εκτενής συζήτηση για τις κανονικές διανομές και τον τρόπο με τον οποίο εφαρμόζονται σε θέματα τόσο διαφορετικά όπως η κατανομή εισοδήματος, καθώς και τα ύψη των μπασκετμπολιστών, είναι τόσο ενημερωτική όσο και διασκεδαστική. Μου άρεσε επίσης η ενότητα για το ανθρώπινο σώμα και αντιλήφθηκα την ελκυστικότητα, η οποία οδηγεί σε μια ανάλυση του πώς αντιπροσωπευόμαστε στους πίνακες ζωγραφικής. Αυτό με τη σειρά του μας οδηγεί σε μια θαυμάσια παρωδία σχετικά με την υποτιθέμενη πανταχού παρουσία της «χρυσής αναλογίας» στην τέχνη και το σχέδιο. Ο Smil προσεγγίζει αυτήν την έννοια με κάποιο σκεπτικισμό, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι η λεγόμενη αναλογία δεν μπορεί να εκφραστεί επακριβώς ως κλάσμα, και επομένως δεν είναι καν αληθινή αναλογία.

Συνολικά, υποψιάζομαι ότι πολλοί Κόσμος Φυσικής Οι αναγνώστες θα χαρούν να βρουν αυτό το βιβλίο να τους περιμένει κάτω από το χριστουγεννιάτικο δέντρο. Πράγματι, θα ήταν τέλειο υλικό ανάγνωσης για όποιον απολαμβάνει μια μαθηματική ανάλυση του κόσμου γύρω του και βρίσκει τον εαυτό του με λίγο ελεύθερο χρόνο.