آیا با یک تلفن همراه امروزی می‌‌توان انسان را روی ماه فرود آورد؟

MacTavish · 28/8/19

آیا تاکنون فکر کرده‌‌اید قدرت پردازش و ظرفیت حافظه‌‌ی کامپیوتری که طی مأموریت آپولو ۱۱، اولین انسان را به سطح ماه رساند، واقعا چقدر بوده است؟

شاید هنوز افرادی در میان ما باشند که خاطراتی از زمان اولین فرود انسان روی سطح ماه داشته باشند؛ هنوز هم این واقعه‌‌ی تاریخی با یک جمله‌‌ی مشهور از نیل آرمسترانگ، اولین فضانوردی که روی ماه گام گذاشت، گره خورده است: «این یک گام کوچک برای انسان و یک جهش بزرگ برای بشریت است». حال پس از نیم قرن، این واقعه هنوز هم یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای بشر محسوب می‌‌شود. علی‌‌رغم تمام هیاهوی رسانه‌‌ها درارتباط با پیشرفت‌ سریع فناوری، واقعیت آن است که ما از سال ۱۹۷۲ (مأموریت آپولو ۱۷) تاکنون، هنوز هم نتوانسته‌‌ایم به ماه بازگردیم.

این موضوع به‌‌اندازه‌‌ی کافی عجیب است. بااین‌‌حال، وقتی به فناوری‌‌های گذشته نگاه می‌‌کنیم، غالبا با موضوعات عجیب‌‌تر دیگری مواجه می‌‌شویم. یکی از موارد این ادعا است که هم‌‌اکنون قدرت محاسباتی تلفن همراه درون جیب شما به‌‌مراتب بیشتر از کامپیوتر نصب‌‌شده در مأموریت آپولو ۱۱ است. اما آیا این قضیه واقعیت دارد؟ اگر این‌‌گونه است، تلفن‌‌های همراه امروزی ما واقعا چقدر قوی‌‌تر هستند؟

کامپیوتر نصب‌‌شده روی فضاپیمای آپولو ۱۱ با نام کامپیوتر راهنمای آپولو (AGC) شناخته می‌‌شد. حافظه‌‌ی این کامپیوتر ظرفیتی به‌‌اندازه‌‌ی ۲۰۴۸ کلمه داشت که برای ذخیره‌‌ی «نتایج موقت» یا داده‌‌هایی به‌‌کار می‌‌رفت که با قطع برق از بین می‌‌رفتند. همان‌‌طور که احتمالا می‌‌دانید، امروزه این نوع حافظه‌‌ها با نام رم (RAM) شناخته می‌‌شوند. هر کلمه خود از ۱۶ رقم باینری (یا بیت) تشکیل می‌‌شود. پس با یک محاسبات ساده می‌‌توان فهمید که کامپیوتر آپولو، دارای یک حافظه‌‌ی رم ۳۲.۷۶۸ بیتی بوده است.

نمایی از داخل کابین فضاپیمای مأموریت آپولو ۱۱

به‌‌علاوه، میزان رام (ROM) یا حافظه‌‌ی فقط خواندنی این کامپیوتر نیز تنها ۵۸۹.۸۲۴ بیت بوده است. این حافظه تنها برای یک‌‌بار قابل‌‌برنامه‌‌ریزی بود و پس از آن دیگر قابل‌‌تغییر نیست.

شما برای ذخیره‌‌سازی یک کاراکتر ساده‌‌ی الفبا مانند «a» یا «b» نیاز به هشت بیت فضا دارید. این بدان معنا است که کامپیوتر آپولو ۱۱ حتی قادر به ذخیره‌‌سازی تمام متن این مقاله در حافظه‌‌ی رم ۳۲.۷۶۸ بیتی خود نیز نبوده است. حال این ظرفیت را با حافظه‌‌ی تلفن همراه یا MP3 player خود مقایسه کنید. به‌‌وضوح می‌‌بینید که این دستگاه‌‌های کوچک باوجود تعداد زیادی فایل موسیقی، ایمیل و عکس، به‌‌مراتب ظرفیت ذخیره‌‌سازی بالاتری از کامپیوتر آپولو دارند.

حافظه و توان پردازشی حافظه‌‌ی تلفن همراه
برای اینکه درک بهتری از موضوع داشته باشید، یادآور می‌‌شویم که اکنون جدیدترین مدل‌‌های تلفن همراه از رم ۴ گیگابایتی برخوردار هستند؛ یعنی ظرفیتی معادل‌‌با ۳۴.۳۵۹.۷۳۸.۳۶۸ بیت. این ظرفیت بیش از یک‌‌میلیون مرتبه بزرگتر از حافظه‌‌ی رم کامپیوتر آپولو ۱۱ است. ظرفیت رام مدل‌‌های آیفون نیز به ۵۱۲ گیگابایت یا ۴.۳۹۸.۰۴۶.۵۱۱.۱۰۴ بیت می‌‌رسد. این ظرفیت بیش‌‌از ۷ میلیون مرتبه بزرگتر از ظرفیت رام کامپیوتر راهنمای آپولو است.

اما برای مقایسه‌کردن، تنها حافظه ملاک مناسبی برای قضاوت نیست. کامپیوتر آپولو ۱۱ دارای یک پردازنده نیز بوده است؛ یعنی یک مدار الکترونیکی که مسئول انجام عملیات محاسباتی روی داده‌‌های خارجی است. این پردازنده دارای سرعتی معادل ۰.۰۴۳ مگاهرتز بوده است؛ این درحالی است که آخرین مدل آیفون از یک پردازنده‌‌ی ۲۴۹۰ مگاهرتزی برخوردار است. این بدان معنا است که توان پردازشی یک گوشی آیفون ۱۰۰ هزار برابر کامپیوتری بوده است که انسان باکمک آن ۵۰ سال پیش روی ماه فرود آمد.

جالب‌‌تر اینکه ظرفیت پردازشی گزارش‌‌شده برای آیفون، حتی شامل ظرفیت اختصاص‌‌یافته برای برخی وظایف داخلی نظیر نمایشگر تلفن نمی‌‌شود.

مقایسه با یک ماشین‌‌حساب
تا اینجا به‌‌مقایسه‌‌ی فناوری کامپیوتر آپولو با یک گوشی مدرن پرداختیم؛ اما وضعیت این کامیپوتر در مقایسه‌‌با یک ماشین‌‌حساب معمولی چگونه خواهد بود؟ یکی از تولیدکنندگان معروف ماشین‌‌حساب، شرکت Texas Instruments است. آن‌‌ها در سال ۱۹۹۸ مدل TI-73 و در سال ۲۰۰۴ مدل TI-84 از ماشین‌‌حساب‌‌های خود را عرضه کردند.

در جدول زیر می‌‌توانید مشخصات مربوط‌به این دو ماشین حساب را ببینید:

مدل ماشین‌حساب تاریخ عرضه رام (ROM) رم (RAM) سرعت پردازش
TI-73 ا۱۹۹۸ 256KB 512KB 6MHz
TI-84 Plus ۲۰۰۴ 128KB 1MB 15MHz

اگر بخواهیم مشخصات این دو ماشین‌‌حساب را با کامپیوتر راهنمای آپولو مقایسه کنیم، می‌‌بینیم که TI-73 از رام کمتری برخوردار بوده اما میزان رم آن ۸ برابر بزرگتر از کامپیوتر آپولو است. اما در نسخه‌‌ی TI-84 میزان رم به ۳۲ برابر و میزان رام نیز تا ۱۴.۵۰۰ برابر مقادیر آن در کامپیوتر آپولو ارتقا یافته است.

نوع حافظه TI-73 کامپیوتر آپولو (AGC) نسبت TI-73 به AGC
RAM ۲۶۲.۱۴۴ ۳۲.۷۶۸ ۸
ROM ۵۲۴.۲۸۸ ۵۸۹.۸۲۴ ۰.۸۹

نوع حافظه TI-84 کامپیوتر آپولو (AGC) نسبت TI-84 به AGC
RAM ۱.۰۴۸.۵۶۷ ۳۲.۷۶۸ ۳۲
ROM ۸.۵۸۹.۹۳۴.۵۹۲ ۵۸۹.۸۲۴ ۱۴.۵۶۴

از لحاظ سرعت پردازش نیز TI-73 حدود ۱۴۰ مرتبه سریع‌‌تر از کامپیوتر آپولو است. این برتری در نسخه‌‌ی TI-84 به ۳۵۰ برابر رسیده است. باورکردنی نیست اما واقعیت این است که حتی قدرت پردازش یک ماشین‌حساب معمولی که چند دهه‌ی پیش تنها برای رفع نیازهای محاسباتی دانش‌آموزان مدرسه‌ای طراحی شده بود نیز فراتر از توان پردازشی کامپیوتری بوده که روزگاری با آن روی ماه فرود آمده‌ایم.

مقایسه با یک کامپیوتر مدرن
شکی نیست که کامپیوتر مورداستفاده در آپولو ۱۱ در زمان خود بهترین فناوری ممکن بوده است؛ اما اگر به‌‌جای چنین کامپیوتری یک نمونه‌‌ی مدرن امروزی در آن به‌‌کار رفته بود، چه اتفاقی می‌‌افتاد؟

یکی از مواردی که احتمالا با بهبود چشم‌‌گیری مواجه می‌‌شد، سرعت توسعه‌‌ی نرم‌‌افزاری سیستم بود. علت این امر به وجود تعداد زیاد ابزارهای توسعه‌‌ی نرم‌‌افزاری بازمی‌‌گردد که امروزه در دسترس ما قرار گرفته است. باوجود چنین ابزارهایی، فرایند کدنویسی، خطایابی و تست برنامه‌‌ی موردنیاز برای فرود آوردن سطح‌‌نشین روی ماه با سرعت بسیار بیشتری انجام می‌‌شود.

نمایی از ظاهر کامپیوتر راهنمای آپولو

رابط کاربری کامپیوتر آپولو ۱۱، یک کیبورد با ظاهری شبیه‌‌به ماشین‌‌حساب بود که اعمال دستورهای لازم در آن، تنها با واردکردن کدهای عددی میسر بود. اما رابط کاربری رایانه‌‌های امروزی بسیار روان‌تر طراحی شده‌‌اند که این امر در شرایط استرس‌‌زای کار در فضا بسیار مفید واقع خواهد شد. می‌‌توان گفت در یک رابط کاربری مدرن دیگر خبری از کیبورد نخواهد بود و دستورهای لازم تنها با لمس یک صفحه‌‌‌‌نمایش لمسی اعمال خواهد شد. چنانچه لمس صفحه‌‌نمایش به‌‌دلیل پوشیدن دستکش مقدور نباشد، می‌توان رابط‌‌های دیگری نظیر اشارات دست، حرکات چشم یا روش‌‌های خلاقانه‌‌ی دیگری را نیز مدنظر قرار داد.

یکی از موارد عجیبی که از زمان پرتاب آپولو تاکنون تقریبا هیچ‌‌گونه پیشرفتی در آن حاصل نشده، سرعت ارتباطات با زمین بوده است. مدت زمان لازم برای ارسال و دریافت پیام میان زمین و ماه هنوز همان مقداری است که در سال ۱۹۶۹ بود. سرعت ثابت نور باعث می‌‌شود ارسال یک پیام از ماه تا زمین ۱.۲۶ ثانیه طول بکشد؛ اما ازسوی دیگر، حجم اطلاعات ارسالی ما دیگر به‌‌همان اندازه‌‌ی سابق نیست. این موضوع باعث شده که امروزه نسبت‌‌به سال ۱۹۶۹، ارسال یک تصویر از محل فضاپیما تا زمین بسیار بیشتر طول بکشد. البته ناگفته نماند با اینکه اطلاعات فعلی با تأخیر بیشتری به‌دست ما می‌رسد ولی درعوض، تصاویر هم‌‌اکنون بسیار زیباتر و باکیفیت‌تر از نسخه‌‌های ۵۰ سال پیش هستند.

شاید یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای فعلی رایانه‌های امروزی در کاربرد وسیع هوش مصنوعی باشد. با اینکه فرایند پرواز و فرود آوردن یک فضاپیما روی سطح ماه هنوز هم نمی‌‌تواند کاملا به یک کامپیوتر سپرده شود، اما امروزه میزان اطلاعات و هوشمندی کامپیوترهای فعلی نسبت‌‌به نمونه‌‌ی به‌‌کاررفته در آپولو ۱۱ بسیار بیشتر است که این امر تأثیر قابل‌‌توجهی در شیوه‌‌ی تصمیم‌‌گیری اپراتورهای این فضاپیماها خواهد داشت؛ همین موضوع تاحدودی باعث آسودگی خاطر بیشتر فضانوردان خواهد شد. برای درک میزان فشارهای روانی چنین مأموریت‌هایی بد نیست بدانید آرمسترانگ درمورد میزان اضطراب ناشی‌‌از گام‌‌برداشتن روی ماه از نمره‌‌ی ۱ تا ۱۰، عدد یک را درنظر گرفت؛ این درحالی است که برآورد او درمورد اضطراب ناشی‌‌از لحظه‌ی فرود، عدد ۱۳ بود.

باتوجه به توان پردازشی محدودی که در سال ۱۹۶۹ دردسترس بشر بود، می‌‌توان حدس زد که فرود آوردن انسان روی ماه در آن مقطع زمانی تا چه‌‌اندازه دشوار بوده است. به‌‌یاد آوردن تمام آن چشمانی که به آسمان دوخته و نفس‌‌هایی که در سـ*ـینه حبس شده بودند، همگی حکایت از خلق حماسه‌‌ای تکرارنشدنی برای بشر آن روزگار دارد. فارغ‌‌از آنکه ما چگونه و چه‌‌زمانی دوباره روی خاک تیره‌‌ی ماه قدم می‌‌گذاریم، باید اقرار کرد آنچه در ۲۰ ژوئیه‌‌ی سال ۱۹۶۹ روی داد، به‌‌معنای واقعی کلمه یک «دستاورد بزرگ برای بشریت» بود.