Why when storing digital data in smartphone or hard drive, the battery or device become extremly hot and work slow?

The operation of smartphone operation or the computer must use RAM[1] (Random access memory) which acts as a bridge between the file system (data) and the central processing unit (CPU). The important files required for the Operating System (OS) will be Stored in RAM for easy access. These files include Application file (Programs used on a smartphone), game files, or operating system files. The computer or smartphone will load the necessary information into RAM for use in various operations. Picture of the structure of a typical computer with a processor (CPU) and memory (RAM) working together. Picture of the structure of the central processing unit (CPU), Cache Memory, and primary and backup memory [2] It can be seen that CPU and RAM will communicate with each other all the time through the use of electricity from batteries Therefore, if we store lot of data, CPU will require more time to search for the storage location, also known as the address. This has caused the machine to run slowly. Moreover, if there are counterfeit program (Malware) or Program (Application) that we have installed more than we use and has to be processed all the time (background mode), CPU will work more than necessary and generate heat [3] How does heat occur? Since the operation of the computer is in the form of 0 and 1 or the high and low voltage values, this means that the electrical current will alternately change at all time. This process produces heat arising from duplication. And when data is migrated, in the processing, it means that there will be duplication of electrical signals for tremendous amount of millions and millions of times depending on the amount of data used. This process also create heat, including Power Supply that will have to work hard as well The stored data which is not used for long time When one day these data, such as old images or video files, are read or the data stored nearby are deleted, there will be gaps of data in that storage location. At a certain time, the processor will rearrange all the data in sequence of their position to reduce all the gap stored in the hard disk. This process is called Defragmenter [4] which is to rearrange the data to make them continue and to reduce the gap. The benefit is that the speed in reading the date is faster. We can see that this rearranging process requires electricity. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- [1] https://www.quora.com/Does-the-capacity-of-RAM-effect-the-speed-of-smartphone [2] https://www.geeksforgeeks.org/cache-memory/ [3] https://www.makeuseof.com/tag/prevent-android-phone-overheating [4] www.amno.moph.go.th/technology/Lesson-02/le02-01.htmTo add a new question go to app settings and press "Manage Questions" button.

How deleting digital data can help reduce global warming?

Of all theoretical data from 1-13 lead to confidence and awareness that utilizing Digital Data with mindfulness and using it when necessary, can help reduce global warming. What we can do immediately is deleting digital data since the working mechanism of the Central Processing Unit (CPU), Random Access Memory (RAM) and data storage in the name of Cloud (Cloud computing) create unnecessarily work on devices including all parts of electronics. Altogether, it decreases the speed of the working process and contrastingly the device needs more time to work and consumes more electricity, and increases data transmission into the air in the form of microwave. Finally, we would like to quote an article online from www.sciencedirect.com – titled: “Digitalization, energy and data demand: The impact of Internet traffic on overall and peak electricity consumption” [1] as seen below: “Over the last decade, concerns have been raised about increases in the electricity used by information technologies, other consumer electronic devices, data centres, and to a much lesser degree, Internet distribution networks. At the same time, ‘smart’ innovations are widely anticipated to help reduce energy demand across diverse sectors of society. Yet such potential savings, as well as the increasing use of other digital services are predicated upon continued expansion of digital infrastructures.” This article focuses on the phenomenal growth in Internet traffic, a trend with significant implications for energy demand. It outlines an agenda to better understand how data demand is changing. Drawing from the findings from our own research in combination with secondary data analysis, we examine the alignment of peak demand for electricity and data. The peak of the data appears to fall later in the evening reflecting the use of online entertainment, but this is far from the fix. Overall, the article argues that “a better understanding of how everyday practices are shifting in concert with the provision and design of online services could provide a basis for the policies and initiatives needed to mitigate the most problematic projections of Internet energy use.” ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214629618301051

Internet signal transmission, how does it work?

Internet (inter + net) is the network that connects computers and communication devices such as smart phones that are vast and spread all over the world together. There is a standard communication network between computers called the protocol (protocol), which Internet uses as communication language. One of these standards is TCP/IP[1] , the primary language. For the internet signal transmission system, we can classify the main media used to transmit the data into 2 types [2] which are Guided Media or known as Wired Cable and Unguided Media or Wireless Media - Wired media: The internet signal is transmitted directly and limited in narrow range using physical links that are visible and has the ability to carry high speed signals, safe, and is used in a limited distance. The media are both made of metal and fiber, such as Twisted Pair Cable, Coaxial Cable, and Fiber Optic Cable. - Wireless media: Internet signals are sent without physical media but requires electromagnetic waves to connect. -Wifi is a popular technology that allows electronic devices to exchange data or connect to the internet wirelessly by using microwave radio frequencies of 2.4 MHz and 5 MHz, which are frequencies commonly found in microwave ovens [3] and as per the standard, it is known as ISM band, based on the IEEE 802.11 [4] with an access point as an connecting tool.For WiFi, the frequency band is 2.4 GHz and 5 GHz which is similar to the band used in microwave oven Diagram: Illustration of Wireless Access Point The use of Electromagnetic waves in Telecommunication [5] Electromagnetic wave signals cover electrical, sound, radio waves, infrared light, visible light. Ultraviolet light X-rays and gamma rays, which arrange according to the frequency of the waves as shown in Figure 4.2. The range of electromagnetic wave that can be used to transmit information consists of radio waves, microwaves, infrared light and visible light. Information can be transmitted using the frequency band of each wave by modulating the frequency, height, or phase of electromagnetic waves. Although the use of ultraviolet, X-rays and gamma to transmit information are a good option because they have high frequencies but normally they are usually not used. Because it is difficult to create and modify these rays. These rays cannot penetrate through the building. Moreover, they are harmful to living things as well. Figure 4.12 Electromagnetic Spectrum and Its Uses for Communication The electromagnetic wave that can be used to send information can be divided into 8 phases where the government agencies will supervise and manage the allocation of Band. The characteristics of some bands are shown in the following table 4.6. Table 4.6 Properties of Bands ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- [1] Bradley Mitchell. “Understanding Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)”, Lifewire. 2 May 2019. 2 May 2019. From: https://www.lifewire.com/transmission–control–protocol–and–internet–protocol–816255 TCP comes from Transmission Control Protocol IP or commonly known as Internet Protocol TCP/IP which is a set of protocols that is used to communicate through internet network with the objective to allow the communication from the source to destination and find the route to send data automatically. TCP and IP have different function as following: TCP is responsible for separating the data into parts, known as Package and send out. The TCP at destination will collect each data together for further processing. During the data transmission, the data will be verified as well. If error occurs, TCP at the destination it will request TCP at the source TCP to resend the data. IP is responsible for delivering data from the source device to the destination using the IP address. [2] Muhammad Ali. “Type of Transmission Media”, SEOBoost 29 September 2018. 30 April 2019. From https://bscs101.blogspot.com/2017/07/transmission.media-and-classes-of.html [3] Eric Escobar. How Does Wi-Fi Work? Scientific American. 15 July 2015. From https://www.scientificamerican.com/article/how–does–wi–fi–work/. [4]4Mike Harwood. “Network+ Exam Cram: Wireless Networking” , Pearson IT Certification. 9 January 2009. From http://www.pearsonitcertification.com/articles/article.aspx?p=1329709&seqNum=4. IEEE 802.11: There were actually two variations on the initial 802.11 wireless standard. Both offered 1 or 2 Mbps transmission speeds and the same RF of 2.4GHz. The difference between the two was in how data traveled through the RF media. One used FHSS, and the other used DSSS. The original 802.11 standards are far too slow for modern networking needs and are now no longer deployed. [5] ITL Education Solutions Limited. Express Learning: Data Communications and Computer Networks. Chapter 4: Transmission Media. January 2012. Pearson India. 30 April 2019. From https://learning.oreilly.com/library/view/express–learning–data/9788131761274/

Why can we store digital data on hard drive?

Digital data that is created in the memory space, RAM (Random Access Memory) of computer devices or smart devices can be maintained only when there is power sustaining the RAM memory. If we turn of that device, there shall be no electricity to support the circuit; hence, digital data in RAM will also be lost. Therefore, to allow us to keep the digital data for the use next time, digital data needs to be stored on the media that does not require electricity to support the circuit, so the data will not be lost. Currently, the popular storage media technologies include Hard Disk Drive (HDD), and Solid State Drive (SSD) or Flash Memory. HDD ​(Harddisk Drive) Inside of HDD consists of a magnetic disk called platter which divides into millions of small spaces to store data. The data will be stored in the form of binary format which means that the smallest unit will have two states, represented by numbers 0 and 1 which indicate the status of magnetic, i.e. magnetized (1) and demagnetized (0). When we arrange these binary numbers into set of 8, we will receive a 16-digit number, which is called the ASCII code which can represent Characters in different languages [1] When recorded or magnetized, a very small area will be induced by an electromagnetic field until having the characteristics of magnets. Although there is no electricity, the conditions of those areas are still magnetic. When turning on the device and want to read or change the data, it will do either the same or opposite process. FLASH MEMORY [2] For smartphone or communication device, it is popular to use the type of memory called SSD (Solid-state drive) or Flash memory or SD card, which has similar principles to HDD by using the Semi-conductor or Transistor instead of magnet. When recording data, instead of using electromagnetic induction, it will directly use electricity to record data. The process is like turning on and off the switch which has electricity as a controller. The result is that the status of Gate will be “On” or “Off” rather than using 0 or 1 to encode. From the picture: Electricity will be connected to the Source but the current will run to Bit line or not, depending on the electricity that is controlled in the word line whether is in open or closed state. Source: https://www.explainthatstuff.com/flashmemory.html ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- [1] https://www.explainthatstuff.com/harddrive.html http://www.asciitable.com/ [2] https://www.explainthatstuff.com/flashmemory.html https://www.explainthatstuff.com/how-computer-memory-works.html

If digital data in computer or smart phone are deleted, can we store?

To delete data is just delete pointers that tell positions of data. However, data are still inside devices until new data are overwritten. Recover-deleted-files program [1] mostly find position of data that still in devices and try recovering those data back. Nonetheless, it is not 100% guarantee especially when users still continue using computer and overwriting old data that need to be recovered. In the other hands, program is cited that could delete data permanently, also overwrite data until be sure that old data could not recover back. For SSD such as Smart Phone, Data will be deleted immediately to clear space for new data [2] but they could be restored by application such as Smart Phone with Android [3] mobile operating system. _______________________________________________________________________________ [1] https://www.lifewire.com/how-to-recover-deleted-files-2622870 https://www.howtogeek.com/169344/how-to-recover-a-deleted-file-the-ultimate-guide/ [2] https://www.digitalcitizen.life/simple-questions-what-trim-ssds-why-it-useful [3] https://www.fonepaw.com/tutorials/android-file-recovery.html

If we delete digital data in cloud from our computer or smart phones, do data in data center still remain?

It depends on policy of executive in each company for example Google[1] still remain data for users for a while (depends on types of data and conditions of service). Later, Google will delete Personal Identity Information such as name, address, email, telephone number, but the rest of them still remain for benefits of servants. _______________________________________________________________________________ [1]https://policies.google.com/technologies/retention?hl=en&gl=ushttps://support.google.com/admanager/answer/7686480?hl=en

How is heat from using internet and communication device occured? How do internet and digital data speed up global warming?

Internet Wave 1. Internet wave as WIFI or 3G, 4G (and 5G) on mobile telecommunications use service are magnetic wave. It is in the same frequency as Microwave [1] which human use to warm food by interaction between heat and steam in the air. Food can be hot because Microwave interact by shaking and creating frictions between molecules of water in food and air around food. Finally, there is heat [2]. When 4,700 million [3] people use this wave to communicate and send it through all the time, Molecules of water in air are hotter, then evaporated with heat. Hence, it is swelter like an oven causing ice in poles melting. Before internet era, human had used plastics and also there were Green House effects from Carbon Dioxide. However, world is not really hot as present. It is so hot that ice poles melt. Since human use internet, smart phone and social media throughout, global warming is more severe in accelerate rate. Digital data 2. Digital data come from modification electric current to code of 0 and 1 or high or low. This process transforms electricity to pictures or texts [4]. Digital data are regarded as adulterated things in dedicated layer of energy. The complicated processes in system need large amount of electricity, for example datacenter need to kept in cool place. However, plastic is adulterated thing in rough layer. On the other hand, world is also energy. If there are too many adulterated things, we as if cut our blood vessels. They affect to qualification of world’s core energies including Earth(soil), water, wind, fire. Hence, core energies are changed and varied from receive those things. There are enormous accumulations of energies like Tsunami such as data in Line, Facebook, Youtube, and Instagram of each person which never delete. However, people post more. Thus, data will be accumulated for tens or hundreds thousands units. One digital data would be saving in 2 copies. First is kept in datacenter of servant. Second is a copy in users’ device which needs sending process through the air by Microwave. Part 1 is most datacenter such as Facebook or google. We use for free. However, servants need to use enormous amount of electricity to keep data and meet demands of each people which are about billions million people. They will receive advertisement fees. To use this enormous amount of electricity causes Global Warming and Green House effect which come from burning fossil to generate electricity. One forecast showing that one datacenter uses enormous amount of electricity as one city. Part 2 is about data which are kept in own electronic devices. We can feel heat from devices when we turn them on since digital data have the same qualification as fuel in itself. The reason is CPUs control electrical circuits inside of electronic devices and change electricity to status of high or low in millions times. It calls Giga Byte [5] which is cause of heat in electronic device. Heat from both parts are created from population in world about 4,700 millions, round the clock (24 Hours). World never has time to get rest sending these energies out to the space, but accumulate them under atmosphere. But they can be transmitted out not much, they transform to be heat in atmosphere or “Absorption” [6] as scientists’ word. They cannot come out since Green House effect working as roof of world to keep heat inside the world. The cause of global warming which is in accelerating rates can be separated into 3 parts; 01. Accelerators to create heat wave. -Interaction, between Microwave and steam in the air which create from sending data among cell phones, base stations and networks of cell phone, will be the same as interactions in Microwave ovens which used to warm food. -Heat which is inside base station is occurred like interaction in communication devices or cell phones, but it is higher scale such as energy wave from cell phone is 1 MWATTS but from base station is 100-200 watt. It is 100,000 times. [7] 02. Factors create energy Change. -Enormous amount of Microwave in the air create giant disruptions to natural magnetic field. [8] 03. Heat from datacenter -Heat come from huge amount of electricity which is used in electronic device which transform to data center, for example datacenter in USA use electricity for 73,000 million KiloWATT. [9] These energies are not lost but they were transformed to heat of devices. 3. “Internet during sending in the air has qualifications of magnetic wave. It is absorbing energy which absorbs and combines delicate energy, such any elements, in the air to network. This network is called World Wide Web (WWW). It is so powerful that obstruct routes of wind which blow normally. Thus, wind blow abnormally because this magnetic field block its route.” Normally, wind can blow on the earth’s surface since the difference of temperature and density of air between 2 places. However, this magnetic field which from human creation disrupts normal nature. This causes higher temperature and abnormal ventilation or wind does not blow as usual. Moreover, heat creates drought and water is evaporated, dust in level PM 2.5 was always created. The more abnormal thing is no wind, thus dust stay in the same place. No matter how many campaigns to reduce global warming are created such as stop using plastic or use green energy, there is no reduce of global warming significantly. If we do not reduce using internet and delete useless digital data, this problem would not be reduced. Another campaigns should be continued, but they will not be fast as truth happening today. Since levels of energy have changed not enough to recover this problem, human is slow to solve it and no one does solve this problem extremely. _______________________________________________________________________________ [1] https://en.oxforddictionaries.com/definition/microwave [2] https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html [3] https://www.statista.com/statistics/274774/forecast-of-mobile-phone-users-worldwide/ [4] https://www.techopedia.com/definition/24872/digital-data [5] https://searchstorage.techtarget.com/definition/gigabyte [6] https://earthobservatory.nasa.gov/features/RemoteSensing/remote_04.php [7] https://www.quora.com/Long-Term-Evolution-LTE-What-is-the-total-transmit-power-of-a-base-station-in-general [8] https://www.nature.com/articles/d41586-019-00007-1 [9] https://www.climatechangenews.com/2017/12/11/tsunami-data-consume-one-fifth-global-electricity-2025/

How do traffics of digital data interact to accelerate global warming?

Traffics of digital data are mixed between networks both Lan and/or wireless. They depend on condition and appearance of each area. They also depend on completeness of infrastructure of internet which serve to send data servers from beginning to final destinations. For example, True Company internet users order online merchandizes on www.Amazon.com by using Internet name “0tmedki”.

  • -A user use notebook with WIFI from house in Bangkok to order online merchandize from www.Amazon.com. However, final destination of server is Kula Lumpur, Capital of Malaysia.
  • -Data go from notebook in Bangkok through WIFI, then go through Fiber Optic to True base station which set in advance. Later, data go to Country Gate way of True company and then go abroad. During True network, some data might send through wireless such as 3G/4G step by step before reaching Country Gate way.
  • -Since routes to domain of amazon.com were set in advance, Data need to go through Regional Gateway in Singapore, when data are out of Country Gateway. They will move along the way to wireless devices of amazon in Seattle, Washington, USA. This will act as gateway of amazon.com which set as last destination of server in Kula Lumpur, Capital of Malaysia. Mostly traffic of data are in Fiber optic under the sea to cross countries or continents. Thus, we can conclude traffic of data as below.
1st part of Heat It is from all devices which are among routes of data. We have no chance to know about several huge amount of devices which is behind the scene from beginning to last destination of this online transaction. Enormous amount of heat is created from base station and datacenter due to giant system and datacenter for example datacenter in USA use electricity more than 90,000 million KiloWATT Hour per year. It is equal to 34 giant coal power plants (500 MegaWATT). Thus, datacenter use electricity about 416 terawatts (4.16 x 1,014 WATT) or 3% of all electricity generation in 2018 [1]. 2rd part of heat It is from sending data through wireless such as cell phone, WIFI, Base station in 3G/4G and satellite. The distributions of signals rely on Microwave [2] which spread in 360 degrees. Since Mobile networks move all the time to send and receive signals of cell phone, but cell phone can receive these signals some part. Hence, surplus signals are spread in atmosphere and disrupt magnetic field of Earth. Since servants need to serve users for all 24 hours, human use WIFI, 3G/4G Cell phone more than 20 years, and we all know we use Microwave to warm food, thus we can summarize in short with scientist word as below. Microwave does not create heat itself, heat in materials is created from absorption of Microwave and turn to heat energy [3]. Polar molecules in food are water having interaction with Microwave. When water is in electric field of Microwave, water will set in the same of electric field of Microwave. This is the same as saw dust setting in magnetic field. However, there are several times of changes in directions of electric field of Microwave per second (Called GHz). The molecules of water which is in small limited place start to rotate in one direction, while electric field change polar molecules in water in other different direction with high frequency. Thus, high Kinetic energy is created from these rotations and change energy in to heat, finally. Microwave and Global Warming Since Microwave is used throughout especially in era of digital data, Microwave is spread enormously in every square meter of Earth. As we know that layers of Earth’s atmosphere are with steam and Microwave, steam in the air absorbs energy from changing polar in millions times per minute to heat, since human use this process to communicate. Moreover, there are Carbon Dioxide covering atmosphere of Earth densely, internal environment is like big oven. Even energy of Microwave in atmosphere does not create higher temperature as temperature in Microwave oven (If we compare density of wave per square meter), more scared thing is Microwave is in everywhere of world which create “global warming every single molecule in atmosphere.” This is like when we finish cooking rice, and turn oven to warm rice all the time (Warm Mode)”. The reason is Microwave is sent from base station all the clock (24 Hours) by orders of our cell phones. _______________________________________________________________________________ [1] https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2017/12/15/why-energy-is-a-big-and-rapidly-growing-problem-for-data-centers/#3a9edaca5a30 [2] https://onlinemasters.ohio.edu/blog/intro-to-microwaves-theory-and-devices/ [3] https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html

Matter and energy in term of Physics and Dhamma.

Anything with mass has energy. Energy can be changed into matter and matter can be transformed into energy. In other words, energy and mass are interchangeable. Albert Einstein described this natural principle in the well-known equation E = mc2 (E is energy, m is the mass of matter and c is the speed of light). This is because energy moves at speeds equal to the speed of light at 300,000 kilometers per second. Moreover, this equation shows that there is a tremendous amount of energy in matter. Even though the substance has a very small mass. For example, if water with a mass of 1 gram is converted into total pure energy; energy will be equivalent to a 20,000 ton [1] of TNT bomb. As we have learned since we were young that our world consists of 3 parts of water and 1 part of soil. In Dhamma language, water and soil are the so-called ‘elements’, which are basic units that comprise other things, such as the human body. Water ‘Element’ such as blood, lymph, saliva, gastric juice, etc. And ‘element’ of soil such as meat, bones, fascia, liver, kidneys, heart, etc. According to the prevalent scientific principles, this term is very broad. It is everything in the world that has mass. According to science the substance can be classified in many ways such as by material characteristics which are pure substances, compounds and mixtures (mixtures are further classified as solutions, suspensions, and colloids) or separated by substance status which will be divided into solids, liquids and gases. [2] The term element in scientific means a pure substance consisting of only one atom, such as carbon (C) or oxygen (O2). But carbon dioxide (CO2) is not an element, because it consists of 2 types of atoms, carbon and oxygen. Carbon dioxide is classified as a compound. From the earlier study, the smallest matter is believed to be proton, which is part of the element. But now it is found that within the proton consists of quark. Quark is the smallest substance and the purest than the element. [3] Therefore, according to the theory E = mc2, matter is energy, because it changes back and forth. (Quark [4]) or elements that are pure matter, when they are converted into energy, it can be compared to pure energy. If substances that are not pure, such as Carbon dioxide (CO2), a compound or mud which is a suspension, are change into energy, they can be compared to a coarser energy. _______________________________________________________________________________ [1] What does Einstein’s famous equation really mean? By Robert Lamb https://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/einstein-formula.htm [2] http://www.rmutphysics.com/charud/specialnews/6/Matter/index.html [3] https://www6.slac.stanford.edu/research [4] https://www.britannica.com/science/quark

What level of matter and energy is digital data classified?

Digital data is caused by modifying the electric current value to be encoded 0 and 1 or high and low to represent the image or letters[1], which is considered a foreign substance in the fine energy flows. In this case, foreign means the actual thing is much more complex than what we see. The picture shows the shape of digital data from the signal meter which is 0 and 1. From the picture, we can only see that there are two levels of signals: high (102.926 mV) and low (-100 mV). Both of these signals, if we use complex electrical instruments such as an oscilloscope (oscilloscope), we can see that these signals are caused by the integration of many small signals that in engineering term it is called Fourier series. [2] So, encoding 0 and 1 requires complex electronic devices to generate these signals, in which the process requires using various modules such as Central Processing Unit (CPU), RAM [3] (Random access memory) to work together using electricity as the initial energy. Digital data therefore has its characteristics as fuel. Because the central processing unit (CPU) forces internal electronic circuits to change the electrical state from high to low a million times, which we call Giga Byte [4] that makes that the machine warms up. Electrical Power Electric power is the result of conduction of electricity produced from various forms to work with devices or circuits that have been designed. The power used for a certain period of time is measured in watts-hours (Wh) or units (W). Electric current is the movement of free electrons from one atom to another. The amount of flow depends on the resistance of the circuit (I), which is measured in amperes (A). Electricity can therefore be considered as fine detailed energy, because the movement of free electrons from one atom to another is invisible to the naked eye. Excessive use of electricity can cause the heat which means that we use these free electrons too much. As each movement requires energy, friction and energy transfer all the time. The picture shows the movement of free electrons [5] _______________________________________________________________________________ [1] https://www.techopedia.com/definition/24872/digital-data [2] https://community.keysight.com/community/keysight-blogs/oscilloscopes/blog/2016/09/01/fourier-series-of-a-square-wave-and-why-bandwidth-matters [3] https://www.quora.com/Does-the-capacity-of-RAM-effect-the-speed-of-smartphone [4] https://searchstorage.techtarget.com/definition/gigabyte [5] http://sce.e-smartonline.net/energy-science/body_electric/concepts.html

Does heat from the smartphone and/or the internet dissolve? (Where does it go?) How much heat is delivered? And how it produce carbon dioxide?

The heat generated by using a smartphone and / or the internet is explained in detail in Question 6. At the same time, based on the information about energy in physics in item 8, the phrase “According to E = mc2 theory, matter is energy because it can change back and forth.” This tells us that all electrical energy used in the internet data transfer process will be changed to other forms of energy. For communication, there is only one option to be converted which is heat energy. Why? If we look at other things, such as cars, we can see that when the fuel is added to the engine, the engine will change the oil to heat and heat will expand the air in the cylinder into kinetic energy to drive a car. However, using the internet causes very little conversion into kinetic energy such as phone vibrating. Mainly, its use comes from bringing power to the screen processor and the microwave transmission module. And this transformation of energy occurs everywhere, whether it’s at a base station or a datacenter. If we look at the energy usage at the data center, “Data centers in the United States use more than 90 electricity. Billion kilowatt hours per year which equals to the demand for 34 giant coal power plants (500 megawatts). The data center uses approximately 416 terawatts (4.16 x 10 14 watts) or about 3% of total electricity production Last year, [1] ” This sentence clearly tells us that these energies are not going anywhere. If we compared the energy used with familiar things in home, such as iron that uses electricity approximately 1,000 watts per machine. It means to use 416,000,000 irons (four hundred and sixteen billion watts). And this energy is converted into heat energy and absorbed by the atmosphere of our planet. Apart from that there is still the energy of microwaves transmitted into the air from transmission stations around the world. These energies are not lost but they are absorbed [2] and processed as heat energy in the atmosphere at all times. “This is very scary!” Carbon Dioxide Generation Carbon dioxide (CO2) from the use of the Internet is due to the need to use enormous amount of electrical power in various related equipment as described in Article 7, “Digital Data Routes When Delivered Online”. This electricity generation process produces CO2 gas in enormous amount as well. For a clearer picture, to produce 1 MW of electricity from fossil-fuel fuels such as oil in the production process, it will release 280 tons of CO2 (fuel oil releases 0.28 kgCO2 / kwHr). For example, if the data center electricity usage in the United States is 416 terawatts (4.16 x 1014 watts), it will produce CO2 gas equal to 116.48 million tons, which is the amount of CO2 gas that results in “Greenhouse gases” that will be explained further. Greenhouse Gas Generation Before explaining the process of greenhouse gas generation, let’s lay the foundation to understand carbon dioxide behavior first. Irish physicist John Tyndall, in that period, conducted numerous experiments to study infrared radiation. He was the first to discover that infrared light is different from the Earth’s atmosphere compared to other rays. And the difference under this radiation is Carbon dioxide. He conducted further experiments to find the cause and found that the carbon dioxide molecules can absorb infrared rays well and up to 10,000 times better than oxygen and nitrogen molecules, and found that water molecules in the atmosphere absorb infrared radiation the best. Even though the amount of oxygen and nitrogen in the atmosphere are more than carbon dioxide and water. So why does carbon dioxide behave differently from oxygen and nitrogen that has more amounts in the atmosphere? The answer lies in the characteristics and properties of molecules of carbon dioxide. Carbon dioxide consists of 3 atoms: carbon (Represented in the image with a gray sphere) and 2 oxygen atoms. (Represented in the picture by two red spheres). The carbon dioxide molecule has no charge. When carbon dioxide molecules can absorb infrared rays well, the absorbed heat radiation will lose the balance of the molecules and cause the structure to bend. When the molecules are curled or stretched out asymmetrically, the net result is positive and negative dipoles which create an electric field around each molecule and causes the arrangement or coiling up in the atmosphere resulting in “greenhouse gas” The picture shows the effect of the carbon dioxide molecules having this electrode that creates an electric field around each molecule. Although carbon dioxide molecules are only as small as 0.0000000232 centimeters, the electric field is much larger than the charges, allowing the carbon dioxide molecules to connect “The red ball represents the hot temperature. Pink represents warm temperatures. Blue represents cool temperatures. And the light blue represents the cooler temperatures. The spheres in the picture do not represent carbon dioxide molecules, because its molecules are very small. But it represents the extent of the electrical influence caused by its molecules having electrical properties. “ The positive and negative polarity of carbon dioxide, caused by the atoms in the molecules moving from heat, caused the molecules to be asymmetric. This scope covers much larger volume than the actual size of carbon dioxide molecules. Firstly, the density of the sphere corresponds to the density of the carbon dioxide molecules. It can be seen that infrared rays or heat waves are blocked at the bottom and the exposed part is the red sphere that produces the highest heat. The density of this spherical ball will gradually decrease from the bottom of the earth surface to a higher atmosphere. It will be less and less depending on the density of carbon dioxide. Secondly, hot air is on the ground floor, while the cool air will rise above. Here we are talking about “The seam of hot air on earth that is encased by greenhouse gases and the cold air is a continuation of the cold outer space. ” When heat cannot escape the surface of the earth, but the world still receives heat from the sun regularly. Like a house that was exposed to intense heat during the daytime, and the house owner also installed the internal heating (From the datacenter), plus the wall and roof are covering the house to keep heat. The house will be sweltering. The Amount of Carbon Released from the Internet There are attempts to track the estimated carbon footprint from the internet (Carbon footprint). The most obvious evaluated source is the datacenter in different parts of the world, which is a building that is filled with servers. These servers contain information from web pages, databases, online applications and files causing the datacenter to provide electrical power to sustain the device and more importantly causing it to use electricity to cool many servers in the building to that it does not get too hot. [5] According to a report by Gartner, the data center consumes 25% of the energy used by the IT industry. Carbon in the same proportion is 25% of the carbon produced by the IT industry, which is a total of 0.5% of CO2 produced into the world. [6] In 2016, the Berkeley laboratory report reported to the US government that the data center in the United States, which has approximately 350 million tetrabytes in 2015, should use about 100 TWh (trillion watt-hours) per year by 2020, which is equal to 10 large nuclear power plants. [7] The number of data centers is rapidly increasing in Europe and Asia. London, Frankfurt, Paris and Amsterdam altogether consume approximately 200 MW in 2017, or equal to 1 small nuclear power plant. [8] Researchers from the University of Ireland said that the amount of data that is maintained by the data center increases at an unprecedented rate. And this is a very important part the IT industry growth.Ireland and Denmark are becoming the world’s largest IT company database. Data Centers in Ireland use 350 MW of electricity but are expected to increase by 3 times to 1,000 MW which is equal to one nuclear power plant within the next 5 years. [9] In 2015, the whole data center of the world uses electrical power 416.2-Watt hour which is more than the amount of electricity that the UK uses across the country [10] Most of the amount of electricity that the data center needs is for the cooling system to keep the temperature in the data center cool. The heat from various server operations does not accumulate until the equipment is damaged. One method of solution is the establishment of a data server in a city with very cold weather. This will help reduce the amount of electrical energy needed to maintain the building’s coolness. And the city that has clean energy that does not require burning of fossils. [11] Sweden is a suitable country because it is in a cold climate and still has clean energy sources ready. This is one of the reasons Facebook has set up a data center in the northern part of the country in Lulea, around 70 miles from the 84-acre Arctic Circle that holds tens of thousands of servers. But it still needs 500 giant industrial fans to help maintain the temperature. [12] Google and Facebook are accused of producing 2% of global greenhouse gas emissions which is approximately equal to the airplane industry. Google alone produced 1,766,014 tons CO 2 (CO 2 equivalent) in 2013 and most of this volume comes from data centers. [13] Why do we need to control the growth of internet? The second most important factor behind digital data that raises the electric energy usage in IT industry is increasing bit rate of content of digital data on the internet. Originally, internet transmitted and received data in the form of words. Later on, the importance of photos, music and video has been increasing continuously. Downloading one page of words uses very less energy. For example, 100 articles accounts for only 9 MB of digital data, but just one high resolution photo uses as much as 3 MB or normal 8-minute YouTube video uses at least 30 MB, three times higher than data required for storing 100 articles. This means that the electric energy used is also three times higher. [14] With energy required for every bits of increasing digital data, the use of online internet is therefore important, especially the use of internet with high bit rate such as video. In 2012 traffic videos accounted for 57% of the total internet usage. This value increased to 69% in 2017 [15]. The severe effect is the amount of carbon dioxide gas that will increase dramatically into the atmosphere. This is the source for a powerful electromagnetic field, which acts as a barrier to prevent transmission of microwave and infrared radiation through the outer part of the earth. With the enormous increase of the radiation together with a thick barrier of carbon dioxide, so how can we survive in the future? Although microwave is radiated like a cone shape into a wide area, this wave reaches everything on earth not only just the antennas. This is because since 1950, thousands of satellites have been sent into the space and traveling around the earth with “Polar” and Geo Stationary” orbits. One satellite covers the area equal to North America. Therefore, the overlapping of many satellites’ orbits causes the overlapping of radiated waves from the satellites in specific areas. This means that the radiation or microwave, which is the wave used for communication and generated by the satellites, is also increased (Reference: Danish Solar Energy Int.). As a result, global warming and climate change will be more severe due to the communication on earth that requires satellites and increasing microwave radiation. [16] An abnormal wave pattern was detected via microwave imagery taken over the New York area on April 21, 2016, that appears to show Geoengineering (weather manipulation) in action. (https://newspunch.com/proof-of-geoengineering-discovered-in-new-york-via-new-images/) Microwave Radio Frequencies dominate the Earth with millions of subscribers. (http://globalmicrowave.org/) _______________________________________________________________________________ [1] https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2017/12/15/why-energy-is-a-big-and-rapidly-growing-problem-for-data-centers/#3a9edaca5a30 [2] https://earthobservatory.nasa.gov/features/RemoteSensing/remote_04.php [5] https://www.theguardian.com/environment/2010/aug/12/carbon-footprint-internet What’s the carbon footprint of … the internet? Duncan Clark and Mike Berners-Lee, 12 Aug 2010 ) [6] https://www.theguardian.com/environment/2010/aug/12/carbon-footprint-internet What’s the carbon footprint of … the internet? Duncan Clark and Mike Berners-Lee, 12 Aug 2010 ) [7] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [8] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [9] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [10] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [11] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [12] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [13] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [14] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [15] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [16] http://globalmicrowave.org/ Welcome to Global Climate Change and Microwaves ‘Microwave Radio Frequencies and Earth orbiting Satellites are causing Global Warming or Climate Change!’ By Jame Richardson 2017)

The ratio of carbon dioxide emission between cars and smart phones.

>On the average, internet usage per person per year requires about 365 kWh [1] of electricity and 2,900 L of water, which is equivalent to carbon dioxide emission from traveling by a car for 1,400 km. [2] >Googling for less than one section emits 0.2 g of carbon dioxide (estimated by Google). It is believed from the reference source that googling each time per person emits 7 g of carbon dioxide (boiling water each time emits about 7 g of carbon dioxide [3]). Whereas, traveling by a car for 1 km emits 193 g of carbon dioxide. _______________________________________________________________________________ [1] https://ice.co.th/beginner/study/power.htm [2] Do I emit CO2 when I surf the internet? https://www.energuide.be/en/questions-answers/do-i-emit-co2-when-i-surf-the-internet/69/) [3] ENVIRONMENTAL IMPACT OF INTERNET SEARCHES AND DATA CENTERS Published on July 10, 2017 Pranav Prakash)

The definition of "Contaminants". Why plastics and digital data are contaminants?

“Contaminants” are things, matters or energy that occur or are produced in a closed system and result in the abnormality of the system. For example, our body is considered as an opened system, but if a stone is found in an internal organ such as gallbladder and surgery or other methods are required to remove the stone, this stone is the contaminant of the body. Likewise, the Earth is a very big closed system that is covered by the atmosphere and Earth’s magnetic field. Originally, there were no internet signal and digital data on our Earth. But, now the growth of internet and digital data usage has increased exponentially. So, isn’t it possible that those innovations are causing the abnormality to the atmosphere and Earth’s magnetic field? Why plastics are contaminants? Plastics are organic compounds that are synthesized to be used instead of some natural materials. They solidify when they are cold and liquify when they are hot. Some plastic types are permanent solids such as Nylon and synthetic rubber. They are used to make clothes, films, vessels and vehicle materials. Plastics are classified into two types, which are thermoplastics and thermosetting plastics. When plastics are burned, they will produce greenhouse gas that causes air pollution. These impurities are contaminants that cannot be completely degraded. They will be degraded into microplastics that cause water pollution and the death of aquatic microorganisms. This means that plastics are contaminants because the remaining parts are not from the nature, but will conversely destroy the nature. The contaminant called “Digital data” Why do we call digital data a contaminant? Because if we consider the process to generate digital data, it requires four times data encryption, and encoding process is also needed for each time of digital data usage. The summarized explanation is as follows. First time Data Encryption Before the invention of digital data, we were familiar with the communication using letters. But when we want to use digital data, we have only two options, 0 and 1 or high and low, which are used to convey the meaning of every letters and numbers. This is done with data encryption called ASCII code. [1] Second time Data Encryption To display any letters or pictures on the computer’s or smartphone’s screen, there must be the standard to register the code on the screen for users to see. That is why every screen must have pixels to show any letters or pictures from keyboard or mouse input. For this, position designation must also been done known as horizontal axis or rows and vertical axis or columns. [2] Third time Data Encryption For the next step, the processing system will store this data into the system memory after the user instruction. All of the data will be gather together before sending off in the next step. This processed data in this step will be completely different from input data. Fourth time Data Encryption The data will then be sent out to the atmosphere to store at data center. Data encryption is required to do this before data can be transferred with microwave. In communication engineering, this process is called Modulation. [3] For 3G, 4G or 5G internet usage, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modulation is used. For this data encryption, microwave will change its pole or face all the time for million times per second to respond to giga byte speed of data. This is the reason why we need to use gigahertz (GHz) frequency, which is the frequency in the range of million times per second. _______________________________________________________________________________ [1] https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/th/ssw_aix_72/com.ibm.aix.networkcomm/conversion_table.htm [2] https://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm [3] https://www.elprocus.com/different-types-of-modulation-techniques-in-communication-systems/

What are energy field. electric field and magnetic field? How do they affect the troposphere?

What is energy field? Energy field is the accumulation of a certain form of energy. Energy is one of the most important thing in this world. It is beneficial for all living beings. The most common energy source that we all know is the sun. It is the biggest heat energy source on the Earth. The heat radiation from the sun to the Earth is absorbed by land, water, cloud and atmosphere. The degree of absorption depends on different absorption capacity of that material. For example, land can absorb and release heat faster than water. This heat absorption and release is the factor for the cycling of the atmosphere, resulting in different natural phenomena such as land breeze, sea breeze, storm and water cycle. In addition, sunlight is also used for plant photosynthesis. So, we can say that sunlight is the most important energy. However, the true meaning of energy is “The ability within an object that can perform work. In physics, energy is a quantitative property that can explain the physical state or other different states of an object.Energy can be in many forms.”Different energy forms have different measurement methods. In general, energy can be classified as follows.

  1. Chemical energy is the energy within chemical or different harmful materials that release energy when chemical reactions happen, for instance coal and wood burning, chemical energy in a battery and food digestion.
  2. Heat energy is the energy occurred due to activated force, causing movement of the molecules such as vibration of water molecules to produce heat.
  3. Potential energy is the energy related to a position, weight and gravity
  4. Kinetic energy is the energy occurred when an object moves, for example running and engine combustion.
  5. Electric energy is the most used energy at present. It is the energy that can be converted to different types of energy such as wind and heat energy.
  6. Electromagnetic energy is the energy occurred from radiation such as from using a microwave.
  7. Nuclear energy is the energy occurred from a reaction that is often used specifically to produce electricity or in a scientific society, but not for normal use in daily life.
The most related energy contributed to global warming are electric and electromagnetic energy. Electric and magnetic Field (EMF) [2] Electromagnetic is used with imaginary line to demonstrate the boundary and density field between objects’ voltage with electric potential difference or electric pressure (called electric field) and objects’ surrounding with electric current flow (called magnetic field). In this case, as it refers both electric field and magnetic field, it altogether called electromagnetic field or electromagnetic wave. Electric field and magnetic field can be occurred under two circumstances: 1. Natural causes – such as earth’s magnetic field, solar radiation, lighting wave, gamma wave.
  • A static electric field or DC field (direct current field) is a constant field that does not change over time such as electric field between clouds and earth surface, magnetic field from electro permanent magnetic, or earth’s magnetic field.
  • Earth’s magnetic field and lighting phenomenon from electric field.
2. Human causes – can be divided into two kinds.
  • Deliberation – It is deliberately created with purpose in getting direct beneficial from electromagnetic wave such as signal that can be sent afar in telecommunication system, for instance, radar signal, telephone wave, television wave, and radio wave, by using microwave or microwave heating.
  • Unintentional – it is electromagnetic field caused from power transmission line or electrical equipment with no purpose of getting direct benefit from electromagnetic such as power distribution system (power transmission line). This electromagnetic is a dynamic field or AC field, for instance, electromagnetic field caused from power distribution system from alternating current electricity (50HZ).
To pinpoint energy level of electromagnetic, it can be measured from electromagnetic energy or Photon energy. Electromagnetic spectrum will indicate energy level such as high frequency of electromagnetic wave will have high energy level, as if low frequency of electromagnetic will have low energy level. Electromagnetic spectrum can be ranked from high to low frequency: cosmic ray, gamma ray, x-ray, sun ray, heat wave, microwave, radio wave, and electrical current from magnetic field as shown in the picture below Picture from www.tecnoao-asia.com Though, magnetic field that caused from electrical current is a part of electromagnetic spectrum but there is much different when compare to gamma ray. As gamma ray’s spectrum resided within electromagnetic radiation where ionization radiation can occur and it can destroy molecular bond which means gamma ray and electromagnetic radiation in form of ionization radiation are able to destroy parts of DNA, and receiving such rays can cause cancer. Next low electromagnetic spectrum, energy level of electromagnetic wave will also be low, it can be seen as microwave that doesn’t has enough energy to destroy molecular bond. However, to receive microwave radiation directly can cause the heat at the same level that use to cook food by using microwave. Magnetic field caused from electric current has low electromagnetic spectrum. Magnetic fields from electric appliances and power transmission line have very low electromagnetic wave that is not enough to destroy molecular bond. Nonetheless, our cells body can be response to low electromagnetic field. In case of higher level of electromagnetic field, this responsiveness will react indirectly (biological effect). However, there is not clear evidence demonstrate that this indirect reaction caused health problem. Troposphere effect from Magnetic Field Troposphere is the lowest layer of the earth’s atmosphere. Most of the mass (about 75-80%) of the atmosphere is in Troposphere. Within Troposphere, it consists of clouds and all kind of climates happened in this layer. It is the most moisture layer whereas other layer contains little. At the bottom of Troposphere is the earth’s surface as far as 10 km (6.2 miles or about 33,000 feet) above sea level. The highest height of Troposphere varies on latitude (the lowest at the pole and highest at the equator) and by season (low in winter and high in summer). It can be as high as 20km (12 miles or 65,000 feet) near equator and as low as 7km (4 miles or 23,000 feet) over the pole in winter. Everything happen on the earth’s surface to earth’s atmosphere, all human being get direct effect. Picture and data from : https://scied.ucar.edu/shortcontent/troposphere-overview In this digital era, any electronic devices will create electromagnetic environment (EM), as once these devices switch on, the electron will circulate for them to work. Also, natural phenomenon such as lighting can happen at the same place and with many other reasons, electrostatic discharge may occur even though the device or system is not in working mode. When engineers had notice of this effect at an early stage of radio wave, and called this phenomenon – RFI, Radio Frequency Interference. But nowadays, it has to be called EMI, Electromagnetic Interference. This had reflected the truth that electric system and electronic are causing interferences at any frequency between 0HZ and GHZ (microwave). [3] The phenomenon and technology advancement overspread the pollution of electromagnetic energy into the environment and earth’s atmosphere. This electromagnetic energy slipped-off deliberately and unintentionally. When energy level is concentrated enough, it will have some effect and disrupt the function of electrical devices and electronic devices. The widespread of this effect called EMI. The deliberated source is from all kind of devices from radio station, telecommunication, radars, and navigation devices. The unintentional source such as electronic from car ignition system, industrial control system, and electronic appliances. Picture no. 1 is demonstrating general sources of EMI noises in the atmosphere. Electromagnetic environment is linked with the complication of EMI’s phenomenon in three ways as explained below:
  • Low frequency phenomenon (conductivity and radiation except electrostatic discharge)
  • High frequency phenomenon (conductivity and radiation except electrostatic discharge)
  • Electrostatic phenomenon (conductivity and radiation) [4]
From the effect of EMI signal that can interfere communication devices, there is other perspective from energy theory said “matter and energy are never lost” as come from theory of “Conservation of Energy” stated that “energy of an isolated system always remain constant regardless of all possible changes within the system. It involves symmetrically with the change of time.” [5] It means, time conserved energy and transformed or transferred from one to another and it cannot be destroy, the quantity amount will be the same at the end. Picture from : https://www.researchgate.net/figure/Typical-electromagnetic-environment-4_fig1_326010927 So from above definition, we can say that amount of electromagnetic wave used in communication or internet usage from all people around the world still exist within our atmosphere. Only some deliberately escaped to outer space, for instance, satellite communication and communication between space shutters outside our planet earth. The result from academic research – “Absorption”, mass energy from electromagnetic wave will transform to heating energy, eventually. KBO Earth tries to extend these researches or ask for cooperation from well-known research centers to bring about resolute and concrete solutions. _______________________________________________________________________________ [2] http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/61/electro-magnetic1/page01_thai.htm [3] https://www.iec.ch/emc/explained/environment.htm [4] https://www.researchgate.net/figure/Typical-electromagnetic-environment-4_fig1_326010927 https://www.dictionary.com/browse/conservation-of-energy [5] https://www.dictionary.com/browse/conservation-of-energy



จากข้อมูลทางวิชาการทั้งหมดทั้งปวงทำให้เรามั่นใจและตระหนักได้ว่าการใช้ข้อมูลดิจิทัลดาต้าอย่างมีสติและใช้เท่านั้นที่จำเป็นจะช่วยลดโลกร้อนได้ สิ่งที่เราสามารถทำได้ทันทีคือการลบข้อมูลเพราะจากกลไกการทำงานของหน่วยประมวลผล (CPU) หน่วยความจำ (RAM) การเก็บข้อมูลในดาต้าเซ็นเตอร์ที่เรารู้จักกันในนามของคลาวด์ (Cloud computing) นั้นล้วนทำให้ก่อเกิดงานที่ไม่จำเป็นของอุปกรณ์และชิ้นส่วนอิเลคทรอนิกส์ในทุกภาคส่วนทั้งสิ้น รวมถึงทำให้ความเร็วในการทำงานลดลงนั่นคือ อุปกรณ์ต้องใช้เวลาในการทำงานนานขึ้นซึ่งก็จะต้องใช้ไฟฟ้ามากขึ้น และยังต้องส่งข้อมูลไปในอากาศในรูปของไมโครเวฟมากขึ้นด้วย สุดท้ายนี้ จะขอยกส่วนหนึ่งของบทความในเว๊ปไซด์ของ sciencedirect.com ในหัวข้อที่ว่า “Digitalization, energy and data demand: The impact of Internet traffic on overall and peak electricity consumption” [1] มาดังนี้ “ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมามีความกังวลเกี่ยวกับความต้องการใช้กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศผ่านอุปกรณ์สื่อสารอิเล็กทรอนิกส์ แต่สำหรับผู้บริโภคด้านอื่น ๆ อาจจะใช้บริการดาต้าเซ็นเดอร์ และเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในระดับที่น้อยกว่ามาก ในเวลาเดียวกันนวัตกรรม ‘สมาร์ท’ ที่คาดว่าจะช่วยลดความต้องการพลังงานในภาคส่วนต่าง ๆ ของสังคมได้นั้น ในขณะเดียวกันการประหยัดของพลังงานดังกล่าวกลับต้องการใช้บริการดิจิทัลอื่น ๆ ที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับการขยายโครงสร้างพื้นฐานด้านดิจิทัล” บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ปรากฏการณ์การเติบโตของการรับส่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นแนวโน้มที่มีนัยสำคัญต่อความต้องการพลังงาน มีการจัดทำวาระการประชุมเพื่อทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของความต้องการข้อมูลได้ดีขึ้น จากผลการวิจัยของเราเองร่วมกับการวิเคราะห์ข้อมูลของเราเพื่อตรวจสอบความต้องการไฟฟ้าในช่วงความต้องการสูงสุดและพบว่า จุดสูงสุดในข้อมูลดูเหมือนจะลดลงในภายหลังในช่วงเย็นสะท้อนให้เห็นถึงการใช้ความบันเทิงออนไลน์ ที่ยังห่างไกลจากการแก้ไข โดยรวมบทความระบุว่า “การเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการปฏิบัติในชีวิตประจำวันหรือวิถีชีวิตที่เปลี่ยนแปลงไป สามารถที่จะออกนโยบายในการจัดหาและบริการออนไลน์เพื่อเป็นพื้นฐานสำหรับความคิดริเริ่มที่จำเป็นในการลดปัญหาการใช้พลังงานจากอินเทอร์เน็ต” _______________________________________________________________________________ [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214629618301051

เพราะอะไร การเก็บดิจิทอลดาต้าในสมาร์ทโฟนหรือฮาร์ดไดร์ฟ ทำให้แบตเตอรี่หรือตัวเครื่องร้อนมาก และทำงานช้า?

การทำงานของสมาร์ตโฟน หรือคอมพิวเตอร์จะต้องใช้หน่วยความจำ RAM[1] (Random access memory) ซึ่งทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างระบบไฟล์ (ข้อมูล) และ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), ไฟล์สำคัญที่จำเป็นสำหรับระบบปฏิบัติการ (Operating System – OS) จะถูกเก็บไว้ใน RAM เพื่อให้เรียกใช้ได้ง่าย ไฟล์เหล่านี้รวมถึง ไฟล์แอปพลิเคชัน (โปรแกรมที่ใช้บนสมาร์ตโฟน) ไฟล์เกมส์ หรือ ไฟล์ระบบปฏิบัติการ คอมพิวเตอร์หรือสมาร์ตโฟนจะโหลดข้อมูลที่จำเป็นมาไว้ใน RAM เพื่อใช้ในการทำงานต่าง ๆ ภาพโครงสร้างของคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่จะมีหน่วยประมวลผล (CPU) และหน่วยความจำ (RAM) ทำงานร่วมกัน ภาพโครงสร้างของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หน่วยความจำชั่วคราว (Cache Memory) และ หน่วยความจำ (RAM) หลักและสำรอง[2] จะเห็นได้ว่าในการทำงานของ CPU และ RAM จะทำงานติดต่อสื่อสารกันตลอดเวลาโดยอาศัยไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ดังนั้นการที่เราเก็บข้อมูลไว้มาก ๆ CPU ก็ต้องใช้วลามากขึ้นไปค้นหาตำแหน่งที่เก็บข้อมูล หรือที่เรียกว่า address จึงเป็นสาเหตุทำให้เครื่องทำงานช้า แล้วมิหนำซ้ำถ้ามีโปรแกรมแปลกปลอม (Malware) หรือ โปรแกรม (Application) ที่เราลงไว้เกินความจำเป็น และทำให้ต้องมีการประมวลผลให้โปรแกรมเหล่านี้ตลอดเวลา (background mode) CPU ก็จะทำงานเหนักกินความจำเป็นและทำให้เกิดความร้อนได้ [3] ความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร เนื่องจากการทำงานของคอมพิวเตอร์ต่อดิจิทัลดาต้าอยู่ในรูปแบบของ 0 และ 1 หรือ ค่าแรงดันสูงต่ำ นั่นหมายความว่ากระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนสลับค่าไปมาตลอดเวลา ซึ่งกระบวนการนี้ทำให้เกิดความร้อนที่เกิดจากทำซ้ำ และเมื่อมีการโยกย้ายข้อมูล ในการประมวลผลก็หมายความว่าจะมีการทำซ้ำของสัญญาณไฟฟ้า ให้เป็นระดับสูงต่ำเป็นจำนวนมหาศาลเป็นล้านครั้ง แล้วแต่จำนวนข้อมูลที่จะต้องทำงาน ซึ่งกระบวนการนี้ทำให้เกิดความร้อน รวมถึงหน่วยแปลงไฟ (Power Supply) ก็จะต้องทำงานหนักไปด้วย ข้อมูลที่เก็บไว้ไม่ได้ใช้นานๆ ข้อมูลเหล่านี้ เช่น ภาพเก่า ๆ หรือ ไฟล์วิดีโอ เมื่อวันหนึ่งถูกอ่าน หรือข้อมูลที่อยู่ข้างเคียงถูกลบ ก็จะเกิดช่องว่างของข้อมูลในตำแหน่งที่เก็บนั้น เมื่อถึงระยะเวลาหนึ่ง หน่วยประมวลผลก็จะจัดเรียงข้อมูลทั้งหมดใหม่ ไปตามลำดับของตำแหน่งที่อยู่เพื่อลดช่องว่างที่เกิดขึ้นทั้งหมด ที่เก็บอยู่ในฮาร์ดดิส์ กระบวนการนี้เรียกว่า Defragmenter [4] คือการทำการเรียงข้อมูลใหม่ให้มีความต่อเนื่อง หรือเรียงเป็นระเบียบต่อ ๆ กันไป และมีช่องว่างที่ลดลง ประโยชน์ที่จะได้รับคือ ความเร็วในการอ่านข้อมูลของไฟล์นั้นจะเร็วขึ้น จะเห็นว่ากระบวนการจัดเรียงข้อมูลใหม่นี้เป็นกิจกรรมที่มีการอ่านเขียนสลับเปลี่ยนข้อมูลทั้งสิ้น ซึ่งก็ต้องใช้ไฟฟ้าในการปฏิบัติการดังกล่าว _______________________________________________________________________________ [1] https://www.quora.com/Does-the-capacity-of-RAM-effect-the-speed-of-smartphone [2] https://www.geeksforgeeks.org/cache-memory/ [3] https://www.makeuseof.com/tag/prevent-android-phone-overheating [4] www.amno.moph.go.th/technology/Lesson-02/le02-01.htm

ระบบการส่งสัญญาณทางอินเทอร์เน็ต ทำงานอย่างไร?

ระบบอินเทอร์เน็ต (inter + net) หมายถึง ระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสาร เช่น สมาร์ตโฟน เป็นต้น ที่มีจำนวนมากมายมหาศาลและกระจายอยู่ทั่วโลกเข้าด้วยกัน โดยมีมาตรฐานการเชื่อมโยงเครือข่ายการสื่อสารกันระหว่างคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า โพรโทคอล (protocol) ซึ่งในระบบอินเทอร์เน็ตใช้เสมือนเป็นภาษาสื่อสารมาตรฐาน หนึ่งในจำนวนมาตรฐานเหล่านี้คือ TCP/IP [1] เป็นภาษาหลัก ในระบบการส่งสัญญาณอินเทอร์เน็ตนั้น เราสามารถแบ่งประเภทของสื่อกลางที่ใช้ส่งข้อมูลหลัก ๆ ออกได้เป็น 2 ประเภท [2] คือ สื่อที่ต้องมีตัวนำ (Guided Media) หรือที่เรารู้จักมักคุ้นในชื่อ สื่อแบบมีสาย (Wired Cable) และ สื่อที่ไม่ต้องมีตัวนำ (Unguided Media) หรือ สื่อแบบไร้สาย (Wireless Media) - สื่อแบบมีสาย สัญญาณอินเทอร์เน็ตจะถูกส่งผ่านโดยตรงและถูกจำกัดอยู่ในทางเดินแคบ ๆ โดยใช้ลิงค์ทางกายภาพที่จับต้องมองเห็นได้ ซึ่งมีคุณสมบัติในการนำพาสัญญาณที่มีความเร็วสูง ปลอดภัย ใช้ในระยะทางที่จำกัด ชนิดของสื่อมีทั้งที่ทำมาจากโลหะและใยแก้วนำแสง เช่น สายโทรศัพท์ (Twisted Pair Cable), สายเคเบิลทีวี (Coaxial Cable), และ สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable) - สื่อแบบไร้สาย สัญญาณอินเทอร์เน็ตจะถูกส่งโดยที่ไม่ต้องใช้สื่อทางกายภาพ แต่อาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการเชื่อมต่อ - วายฟาย (WiFi) เป็นเทคโนโลยีที่ยอดนิยมที่ช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แลกเปลี่ยนข้อมูลหรือเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตแบบไร้สาย โดยใช้คลื่นวิทยุไมโครเวฟความถี่ 2.4 MHz และ 5 MHz ซึ่งเป็นความถี่ที่พบในเครื่องเตาอบไมโครเวฟ[3] และตามมาตรฐานที่เรียกว่า ISM band อยู่บนมาตรฐาน IEEE 11[4] โดยมี Access Point เป็นตัวกลางเชื่อมข้อมูล แผนภาพแสดง Wireless Access Point การใช้ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการสื่อสารโทรคมนาคม [5] สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าครอบคลุมถึง ไฟฟ้า เสียง คลื่นวิทยุ แสงอินฟราเรด แสงที่มองเห็นได้ แสงอุลตร้าไวโอเล็ต รังสีเอ็กซ์เรย์ และ รังสีแกมม่า ซึ่งเมื่อมาเรียงตามความถี่ของคลื่น ตามที่แสดงในภาพที่ 4.2 ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ในการส่งข้อมูลข่าวสาร ประกอบด้วย คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ แสงอินฟราเรด และแสงที่มองเห็นได้ ข้อมูลข่าวสารสามารถส่งผ่านด้วยการใช้ย่านความถี่คลื่นในช่วงดังกล่าว โดยการปรับแต่ง (modulate) ความถี่ ความสูง หรือ เฟส ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ถึงแม้ว่าการใช้งาน รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต รังสีเอ็กซ์เรย์ และ รังสีแกมม่า เพื่อส่งข้อมูลข่าวสารนั้นจะเป็นตัวเลือกที่ดีเพราะมีความถี่ที่สูง (High Frequency) แต่ปกติจะไม่มีการใช้งาน เพราะการสร้างและปรับแต่งรังสีเหล่านี้จะทำได้ยาก รังสีเหล่านี้ไม่สามารถผ่านทะลุอาคารได้ นอกจากนี้แล้ว ยังเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตอีกด้วย Figure 4.12 Electromagnetic Spectrum and Its Uses for Communication ช่วงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่นำใช้ส่งข้อมูลข่าวสารได้นั้น สามารถแบ่งได้ออกเป็น 8 ช่วงด้วยกัน โดยหน่วยงานภาครัฐจะเข้ามากำกับดูแลการจัดสรรช่วงคลื่น (Band) ต่าง ๆ คุณสมบัติของช่วงคลื่นบางประการแสดงได้ตามตามราง 4.6 นี้ Table 4.6 Properties of Bands _______________________________________________________________________________ [1] Bradley Mitchell. “Understanding Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)”, Lifewire. 2 May 2019. 2 May 2019. From: https://www.lifewire.com/transmission-control-protocol-and-internet-protocol-816255
TCP ย่อมาจากคำว่า Transmission Control Protocol IP ย่อมาจากคำว่า Internet Protocol TCP/IP คือชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางผ่านเครือข่ายไปยังปลายทางได้ และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่ IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย IP Address [2] Muhammad Ali. “Type of Transmission Media”,SEOBoost. 29 September 2018. 30 April 2019. From https://bscs101.blogspot.com/2017/07/transmission-media-and-classes-of.html [3] Eric Escobar. How Does Wi-Fi Work? Scientific American. 15 July 2015. From https://www.scientificamerican.com/article/how-does-wi-fi-work/. สำหรับ WiFi ความถี่ที่ใช้นี้คือ 2.4 GHz และ 5 GHz คลื่นเหล่านี้คล้ายกับความถี่ที่ใช้ในเตาไมโครเวฟ [4]Mike Harwood. “Network+ Exam Cram: Wireless Networking” , Pearson IT Certification. 9 January 2009. From http://www.pearsonitcertification.com/articles/article.aspx?p=1329709&seqNum=4. IEEE 802.11: There were actually two variations on the initial 802.11 wireless standard. Both offered 1 or 2 Mbps transmission speeds and the same RF of 2.4GHz. The difference between the two was in how data traveled through the RF media. One used FHSS, and the other used DSSS. The original 802.11 standards are far too slow for modern networking needs and are now no longer deployed. [5] ITL Education Solutions Limited. Express Learning: Data Communications and Computer Networks. Chapter 4: Transmission Media. January 2012. Pearson India. 30 April 2019. From https://learning.oreilly.com/library/view/express-learning-data/9788131761274/


ดิจิทัลดาต้าที่ถูกสร้างในพื้นที่หน่วยความจำ RAM (Random Access Memory) ของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ หรือ สมาร์ตดีไวซ์ต่าง ๆ จะยังคงค่าไว้ได้ก็ต่อเมื่อมีกระแสไฟหล่อเลี้ยงวงจรหน่วยความจำ RAM หากเราปิดสวิทซ์อุปกรณ์นั้นก็จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไปเลี้ยงวงจรดังกล่าว ดิจิทัลดาต้าที่อยู่ใน RAM ก็จะสูญหายไปด้วย ดังนั้นเพื่อให้เราเก็บดิจิทัลดาต้าไว้ใช้งานในครั้งถัดไป ดิจิทัลดาต้าจึงจำเป็นต้องถูกจัดเก็บในสื่อบันทึกข้อมูล ที่เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าเลี้ยงวงจรดิจิทัลดาต้าก็ไม่สูญหาย เทคโนโลยีของสื่อบันทึกข้อมูลที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ประกอบด้วย Hard Disk Drive (HDD), และ Solid State Drive (SSD) หรือ Flash Memory HDD ​(Harddisk Drive) ภายใน HDD ประกอบไปด้วยจานแม่เหล็กที่เรียกว่า platter ซึ่งจะมีการแบ่งพื้นที่เป็นช่องเล็ก ๆ เป็นล้าน ๆ ช่องเพื่อเก็บข้อมูล โดยข้อมูลจะถูกจัดเก็บแทนค่าในรูปแบบเลขฐานสอง หมายความว่าในหน่วยที่เล็กที่สุด จะมีสองสถานะซึ่งแทนค่าด้วยตัวเลข 0 และ 1 ที่หมายถึงการมีสภาพแม่เหล็กและการสิ้นสภาพแม่เหล็ก (magnetized(1)/demagnetized(0)) ตามลำดับมาแทนค่า และ เมื่อนำชุดเลขฐานสองมาเรียงประกอบกันเป็นชุด ๆ ชุดละ 8 หลัก จะได้เลขฐาน 16 ซึ่งเรียกว่า รหัสแอสกี (ASCII code) แทนตัวอักษรในภาษาต่าง ๆ ได้ [1] เมื่อมีการบันทึกหรือ magnetized พื้นที่ที่เล็กมาก ๆ บริเวณนั้นจะถูกเหนี่ยวนำด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จนมีคุณสมบัติของแม่เหล็ก ถึงแม้ว่าจะไม่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยง สภาพของพื้นที่เหล่านั้นก็ยังจะคงความเป็นแม่เหล็กอยู่ เมื่อเปิดสวิทซ์อุปกรณ์และต้องการอ่านหรือเปลี่ยนแปลงข้อมูล ก็จะทำกระบวนการเดียวกันหรือกระบวนการตรงข้ามกัน FLASH MEMORY [2] สำหรับสมาร์ตโฟน หรืออุปกรณ์สื่อสาร มีความนิยมใช้หน่วยความจำชนิดที่เรียกว่า SSD (Solid-state drive) หรือ Flash memory หรือ SD card ซึ่งมีหลักการคล้ายกันกับ HDD โดยนำคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ (Semi-conductor) หรือทรานซิสเตอร์ (Transistor) มาใช้แทนแม่เหล็ก เมื่อต้องการบันทึกข้อมูลแทนที่จะใช้การเหนี่ยวนำด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ก็จะใช้กระแสไฟเข้าไปบันทึกข้อมูลโดยตรง โดยการทำงานจะเหมือนการเปิดปิดสวิตช์ค้างไว้ ซึ่งจะใช้ไฟฟ้าเป็นตัวควบคุม ซึ่งผลที่ได้คือบริเวณ Gate จะถูกทำให้เป็นสถานะ ”เปิด” หรือ ”ปิด” แทนที่ตัวเลข 0 หรือ 1 ในการเข้ารหัส จากภาพ: ไฟฟ้าจะถูกต่อเข้าไปทาง Source แต่กระแสจะวิ่งไปที่ Bit line หรือไม่ ขึ้นอยู่กับ กระแสไฟฟ้าควบคุมที่ word line ว่าอยู่ในสถานะเปิดหรือปิด ภาพจาก https://www.explainthatstuff.com/flashmemory.html _______________________________________________________________________________ [1] https://www.explainthatstuff.com/harddrive.html http://www.asciitable.com/ [2] https://www.explainthatstuff.com/flashmemory.html https://www.explainthatstuff.com/how-computer-memory-works.html

ดิจิทัลดาต้าในคอมพิวเตอร์หรือสมาร์ตโฟน หากถูกลบไปแล้วจะกู้กลับคืนมาได้หรือไม่?

การลบข้อมูลจะเป็นเพียงการลบตัวชี้ (pointer) ที่ชี้ไปยังตำแหน่งของข้อมูลเท่านั้น แต่ข้อมูลเดิมยังคงอยู่ จนกว่าจะถูกข้อมูลใหม่มาเขียนทับ โปรแกรมกู้ข้อมูล[1] ส่วนใหญ่จะใช้วิธีการค้นหาตำแหน่งของข้อมูลที่ยังมีข้อมูลค้างอยู่ และพยายามดึงกลับมาให้ผู้ใช้ได้ แต่ไม่สามารถรับประกันได้ 100% โดยเฉพาะหากผู้ใช้ยังคงใช้งานคอมพิวเตอร์ต่อไป และมีการเขียนทับข้อมูลเรื่อย ๆ จนทับข้อมูลที่ต้องการจะกู้คืนนั้น ในทางกลับกัน โปรแกรมที่อ้างว่าสามารถลบข้อมูลลับได้อย่างถาวร ก็จะใช้วิธีการเขียนทับซ้ำๆ จนกว่าจะมั่นใจว่าข้อมูลที่ต้องการลบไม่สามารถกู้คืนกลับมาได้อีก กรณีของ SSD เช่น สมาร์ตโฟน ข้อมูลจะถูกลบทันทีเพื่อเคลียร์พื้นที่สำหรับรอข้อมูลใหม่ [2] แต่ก็อาจจะกู้ข้อมูลได้ผ่านแอปพลิเคชัน เช่น ในสมาร์ตโฟนที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Android [3] _______________________________________________________________________________ [1] https://www.lifewire.com/how-to-recover-deleted-files-2622870 https://www.howtogeek.com/169344/how-to-recover-a-deleted-file-the-ultimate-guide/ [2] https://www.digitalcitizen.life/simple-questions-what-trim-ssds-why-it-useful [3] https://www.fonepaw.com/tutorials/android-file-recovery.html

หากเราลบดิจิทัลดาต้าในคลาว์ดจากหน้าจอคอมพิวเตอร์หรือสมาร์ทโฟน แล้วข้อมูลที่เก็บอยู่ที่ดาต้าเซ็นเตอร์ยังคงอยู่หรือไม่?

ขึ้นอยู่กับนโยบายของผู้ให้บริการคลาว์ดนั้น ๆ ตัวอย่างเช่น Google [1] จะยังเก็บข้อมูลของผู้ใช้นั้นอีกระยะหนึ่ง (ขึ้นอยู่กับประเภทของข้อมูลและเงื่อนไขการให้บริการ) หลังจากนั้นจะลบข้อมูลส่วนที่ระบุตัวตนได้ (Personal Identity Information) เช่น ชื่อ ที่อยู่ อีเมล์ เบอร์โทรศัพท์ แต่ข้อมูลส่วนอื่นนั้นจะยังถูกเก็บไว้เพื่อใช้ประโยชน์ของผู้ให้บริการต่อไป _______________________________________________________________________________ [1]https://policies.google.com/technologies/retention?hl=en&gl=ushttps://support.google.com/admanager/answer/7686480?hl=en

ความร้อนจากการใช้อินเตอร์เน็ต และเครื่องมือสื่อสารเกิดจากอะไร อินเทอร์เน็ตและดิจิทัลดาต้า เป็นตัวเร่งโลกร้อนอย่างไร?

คลื่นอินเทอร์เน็ต 1.คลื่นอินเทอร์เน็ตที่เป็น คลื่นวายฟาย หรือ คลื่นโทรศัพท์มือถือระบบ 3G, 4G (และ 5G) คือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ไมโครเวฟ [1] ซึ่งเป็นคลื่นไมโครเวฟชนิดเดียวกันกับเตาอบที่ใช้อุ่นอาหาร ทำปฏิกิริยาเร่งความร้อนกับน้ำในอากาศ ที่อาหารร้อนขึ้นมาได้ ก็เพราะคลื่นไมโครเวฟ จะไปทำให้โมเลกุลของน้ำในอาหารและอากาศโดยรอบเกิดการสั่นสะเทือน เสียดสีกัน จนเกิดความร้อนภายในตัวมันเอง [2]* เมื่อมนุษย์ใช้คลื่นความถี่นี้ในการสื่อสาร ผู้ใช้งานที่มีถึง 4,700 ล้านคน [3] ส่งสัญญาณด้วยคลื่นนี้ผ่านอากาศตลอดเวลา ก็ทำให้โมเลกุลของน้ำร้อนขึ้น จึงเกิดการระเหยและออกมาเป็นความรู้สึกอบอ้าว เหมือนอยู่ในเตาอบ ร้อนจนกระทั่งน้ำแข็งขั้วโลกละลาย ก่อนหน้าที่จะมีอินเทอร์เน็ต โลกยังใช้พลาสติก และก็มีก๊าซเรือนกระจกเกิดขึ้นแล้วจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่โลกก็ยังไม่ร้อนรุนแรงขนาดน้ำแข็งขั้วโลกละลายได้ขนาดนี้ แต่ตั้งแต่คนทั้งโลกเริ่มใช้อินเทอร์เน็ตแพร่หลาย มีสมาร์ตโฟน มีโซเชียลมีเดีย ภาวะโลกร้อนก็ทวีความรุนแรงขึ้นแบบยกระดับ 2.ดิจิทัลดาต้า เกิดจากการดัดแปลงค่ากระแสไฟฟ้าให้เข้ารหัสเป็น 0 กับ 1 หรือ สูงกับต่ำ เพื่อแทนให้ออกมาเป็นรูปภาพ ตัวหนังสือได้ [4] ดิจิทัลดาต้าถือว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมในกระแสพลังงานชั้นละเอียด จากการทำงานที่ซับซ้อนของระบบซึ่งต้องใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก เช่น ดาต้าเซ็นเตอร์ จึงจะต้องรักษาระบบไว้ในที่เย็น ในขณะที่พลาสติกเป็นสิ่งแปลกปลอมระดับหยาบ ซึ่งโลกใบนี้คือกระแสพลังงาน เมื่อโลกโถมสิ่งแปลกปลอมระดับนี้ลงไป ก็เท่ากับไปตัดเส้นเลือดของตัวเอง ทำให้คุณสมบัติของกระแสพลังงานหลักคือ ธาตุดิน น้ำ ลม ไฟ แปรปรวน จากการที่ต้องรับคลื่นพลังงานเหล่านี้ตลอดเวลา การสะสมตัวนั้นไม่ใช่น้อยๆ แต่สะสมไว้มหาศาลแบบคลื่นสึนามิ คือโถมใส่เข้ามาอย่างบ้าคลั่ง อย่างข้อมูลใน ไลน์ facebook youtube อินสตาแกรม ของแต่ละคนที่ไม่เคยลบ ได้แต่โพสต์ ๆ ลงไป สะสมกันไว้เป็นหมื่นเป็นแสนข้อมูล ดิจิทัลดาต้าชุดเดียวกันนี้ถูกเก็บไว้สองสำเนา สำเนาแรกเก็บไว้ที่ศูนย์เก็บข้อมูล หรือดาต้าเซนเตอร์ของผู้ให้บริการ สำเนาที่สอง เก็บไว้ในอุปกรณ์ของตัวเอง ซึ่งกระการในการส่งผ่านข้อมูลไปมาหรือการจัดเก็บข้อมูล จะมีช่วงที่จะต้องส่งผ่านไปในอากาศโดยอาศัยคลื่นไมโครเวฟ ส่วนที่ 1 ดาต้าเซนเตอร์ส่วนใหญ่ เช่น ของเฟซบุ๊ก หรือของกูเกิ้ล ที่ดูเหมือนมีพื้นที่ให้เราใช้งานฟรี แต่แท้ที่จริงแล้วผู้ให้บริการต้องใช้ไฟฟ้าปริมาณมหาศาลในการจัดการกับข้อมูล เพื่อสนองความต้องการของแต่ละคนที่มีจำนวนเป็นพันล้านคน แล้วก็ได้รับค่าตอบแทนเป็นเงินโฆษณา การที่ใช้ไฟมากมหาศาลเช่นนั้นย่อมก่อเกิดภาวะโลกร้อนจากก๊าซเรือนกระจกอันเกิดการการเผาผลาญพลังงานฟอสซิลเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า มีการประมาณการกันว่า ดาต้าเซนเตอร์แต่ละแห่งใช้ไฟมากเท่ากับเมืองขนาดย่อม ๆ หนึ่งเมืองทีเดียว . ส่วนที่ 2 เก็บไว้ในเครื่องของตัวเอง ใช้เครื่องขึ้นมาเมื่อใด ไม่นานนักแบตเตอรี่ก็ร้อนแล้ว เพราะดิจิทัลดาต้ามีลักษณะเป็นเชื้อเพลิงในตัวเอง เพราะหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) บังคับให้วงจรอิเลคทรอนิกส์ภายในเปลี่ยนสถานะไฟฟ้าจากสูงไปต่ำเป็นล้านครั้ง ที่เรียกกันว่า กิ๊กะไบต์ (Giga Byte) [5] เป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องร้อนเร็ว ความร้อนจากทั้งสองส่วนที่เกิดจากการใช้งานของประชากรโลกจำนวน 4,700 ล้านคนตลอด 24 ชั่วโมง แทบไม่มีพื้นที่ใดในโลกได้หยุดพักการส่งสัญญาณเลย จะไปสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศ ถ่ายเทออกไปไหนมากไม่ได้ นอกจากเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนไปให้บรรยากาศโลก หรือที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า การดูดซับ (Absorption) [6]เพราะมีภาวะเรือนกระจกที่ทำหน้าที่เป็นเสมือนหลังคาปิดเก็บอบความร้อนเอาไว้ในนั้น ปัญหาตัวเร่งโลกร้อนที่เกิดจากดิจิทัลดาต้า จึงแยกออกมาเป็นสามส่วนคือ 1. เป็นตัวเร่งทำให้เกิดคลื่นความร้อน

  • ปฎิกิริยาจากคลื่นไมโครเวฟกับไอน้ำในอากาศในการส่งข้อมูลไปมาระหว่างโทรศัพท์มือถือ สถานนีส่ง เครือข่ายมือถือการเดินทางของคลื่นไมโครเวฟในอากาศจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำในอากาศเช่นเดียวกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเตาอบไมโครเวฟสำหรับอุ่นอาหาร
  • ความร้อนภายในของสถานีส่งเครือข่ายมือถือ เกิดปรากฏการณ์เช่นเดียวกันกับเครืองมือสื่อสารหรือโทรศัพท์มือถือ แต่ในสเกลที่สูงและมากกว่ามาก เช่น พลังคลื่นในโทรศัพท์มือถือที่ปล่อยออกมา = 1 มิลิวัตต์ แต่พลังคลื่นจากสถานนีส่งที่ปล่อยออกมาเป็น 100 – 200 วัตต์ คือประมาณหนึ่งแสนเท่า (100 W = 100,000 mwatts) [7]
2. เป็นตัวแปรทำให้เกิดกระแสพลังงานแปรปรวน
  • การส่งคลื่นไมโครเวฟในอากาศอย่างมากมายมหาศาล ทำให้ไปรบกวนสนามแม่เหล็กโลกตามธรรมชาติเป็นอย่างมาก [8]
3. ความร้อนจากดาต้าเซ็นเตอร์
  • เป็นพลังงานความร้อนที่เป็นส่วนของพลังงานไฟฟ้ามหาศาลที่ต้องใช้ในอุปกรณ์ต่างๆที่ประกอบกันเป็นดาต้าเซ็นเตอร์ เช่น ดาต้าเซ็นเตอร์ในประเทศสหรัฐอเมริกาประเทศเดียวต้องใช้ไฟฟ้าถึง 73 พันล้านกิโลวัตตส์ [9] และพลังงานเหล่านี้ไม่สูญหายไปไหนแต่ถูกแปรรูปไปเป็นพลังงานความร้อนของอุปกรณ์นั่นเอง
3.“อินเทอร์เน็ต ในช่วงของการส่งผ่านในอากาศมีคุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือพลังดูด ที่ดูดสสารพลังงานละเอียด เช่น ธาตุต่าง ๆ ให้เชื่อมโยงถึงกันได้เป็นเครือข่าย จึงเป็นเครือข่าย world wide web (WWW) เมื่อพลังสูงขนาดนั้น จึงกลายเป็นสนามพลังงานขวางกั้นทางเดินของลม ที่เคยพัดตามปกติก็พัดไม่ได้ เพราะถูกข่ายสนามพลังงานแม่เหล็กกั้นเอาไว้” หมายถึง การที่ลมพัดไปมานั้น ต้องอาศัยความแตกต่างทั้งในเรื่องของอุณหภูมิ และความหนาแน่นของอากาศของสองพื้นที่ ก็จะเกิดการถ่ายเทกัน เกิดเป็นลมพัดบนผิวโลก แต่เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดมาจากน้ำมือของมนุษย์มาบิดเบือนความเป็นไปของธรรมชาติอย่างที่เคยเป็นเ ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ก็เลยไม่เกิดการถ่ายเทของอากาศหรือเกิดลมพัดนั่นเอง และแถมด้วยสภาวะแห้งแล้งน้ำระเหยเป็นไอน้ำ เกิดฝุ่นระดับ PM 2.5 สะสมวนอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นจำนวนมาก จึงถูกขังไว้ในชั้นบรรยากาศไปไหนไม่ได้ ซึ่งปัญหาการเผาไหม้ต่าง ๆ ที่ก่อให้เกิดฝุ่น PM 2.5 ก็มีอยู่เสมอ แต่ที่ผิดปกติไปนั้น เพราะลมไม่พัดตามปกติ ฝุ่นจึงแน่นิ่งอยู่เช่นนั้น . ไม่ว่าจะรณรงค์ลดโลกร้อนด้วยการหยุดใช้ถุงพลาสติก หรือใช้พลังงานสะอาดอย่างไร ก็จะไม่มีทางลดภาวะโลกร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ หากยังไม่หันมาแก้ไขด้วยการลดการใช้อินเทอร์เน็ต และลบดิจิทัลดาต้าที่ไร้ประโยชน์ การรณรงค์อื่น ๆ ไม่ใช่การหลงทาง ยังคงต้องทำ แต่จะก้าวไล่ไปไม่ทันกับความจริงที่เกิดขึ้น และพลังในการเปลี่ยนแปลงนั้นไม่เพียงพอกับระดับของปัญหา มนุษย์ช้าไปหลายก้าวเสมอ และก็ไม่มีใครยอมลงให้ใคร _______________________________________________________________________________ [1] https://en.oxforddictionaries.com/definition/microwave [2] https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html [3] https://www.statista.com/statistics/274774/forecast-of-mobile-phone-users-worldwide/ [4] https://www.techopedia.com/definition/24872/digital-data [5] https://searchstorage.techtarget.com/definition/gigabyte [6] https://earthobservatory.nasa.gov/features/RemoteSensing/remote_04.php [7] https://www.quora.com/Long-Term-Evolution-LTE-What-is-the-total-transmit-power-of-a-base-station-in-general [8] https://www.nature.com/articles/d41586-019-00007-1 [9] https://www.climatechangenews.com/2017/12/11/tsunami-data-consume-one-fifth-global-electricity-2025/

เส้นทางการเดินทางของข้อมูลออนไลน์ มี traffic อย่างไร และทำให้เกิดปฏิกริยาเร่งโลกร้อนอย่างไร?

เส้นทางการเดินทางของข้อมูลออนไลน์นั้น ส่วนใหญ่จะมีรูปแบบผสมผสานของสื่อเชื่อมสัญญาณ ทั้งแบบมีสายและ/หรือแบบไร้สาย ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่ ลักษณะและความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐานอินเทอร์เน็ตของผู้ให้บริการในบริเวณที่เป็นจุดเริ่มต้น ไปจนถึงจุดหมายปลายทาง ในการรับส่งข้อมูล ทั้งนี้จะขอยกตัวอย่างผู้ใช้บริการอินเทอร์เน็ตทรู 0tmedki สั่งซื้อสินค้าออนไลน์จากเวบไซต์ Amazon.com

  • โดยใช้คอมพิวเตอร์โน๊ตบุค ผ่านอินเทอร์เน็ตสัญญาณ wifi จากที่บ้านในกรุงเทพ ฯ เพื่อทำการสั่งซื้อสินค้าออนไลน์จากเวบไซต์ Amazon.com ปรากฏว่า server ปลายทางที่ให้บริการรับคำสั่งซื้อและจัดส่งสินค้าในประเทศไทยนี้ คือ server ที่ตั้งอยู่ในกรุงกัวลาลัมเปอร์ ประเทศมาเลเซีย
  • ข้อมูลจะเริ่มเดินทางจากเครื่องโน๊ตบุค ที่บ้านในกรุงเทพ วิ่งผ่านสัญญาณ wifi เข้ามาที่ router แล้ววิ่งผ่านสายใยแก้วนำแสงไปยังสถานีชุมสายของทรูในเครือข่ายที่กำหนดเส้นทางไว้ล่วงหน้า จากนั้น ข้อมูลก็จะวิ่งต้องเข้าไปที่ Country Gateway (ประตูทางผ่านเข้าออก) ของทรูก่อนที่จะส่งออกไปยังต่างประเทศ ในระหว่างที่อยู่ภายใต้เครือข่ายการให้บริการของทรูนี้ บางช่วงของการส่งต่อข้อมูล อาจมีการส่งผ่านระบบการสื่อสารไร้สาย 3G/4G ของทรูเป็นทอด ๆ ก่อนถึง Country Gateway ได้
  • เนื่องจากเส้นทางเข้าไปยังโดเมน amazon.com ได้ถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าแล้ว เมื่อออกจาก Country Gateway แล้วต้องผ่านเข้ายัง Regional Gateway ที่ประเทศสิงคโปร์ซึ่งจะส่งผ่านข้อมูลไปตามเส้นทางที่จะไปให้ถึงอุปกรณ์เครือข่ายของ Amazon ไปที่เมือง Seattle มลรัฐ Washington ประเทศสหรัฐอเมริกาที่ทำหน้าที่เหมือน Gateway ของ amazon.com ซึ่งได้กำหนดจุดหมายปลายทางของ server ที่ตั้งอยู่ในกรุงกัวลาลัมเปอร์ ประเทศมาเลเซีย ส่วนใหญ่การเดินทางของข้อมูลข้ามประเทศและทวีปจะมีการส่งผ่านข้อมูลด้วยใยแก้วนำแสงใต้ทะเล หากจะสรุปเส้นทางตามประเภทของสื่อที่ใช้ส่งสัญญาณในกรณีดังกล่าวจะเป็นไปตามตารางนี้
ความร้อนส่วนแรกที่เกิดขึ้น เป็นความร้อนจากอุปกรณ์ทั้งหมดที่อยู่ในเส้นการเดินทางของข้อมูล เริ่มจากอุปกรณ์ต้นทางจนไปถึงที่หมายปลายทางจะเห็นได้ว่าเมื่อเราทำธุรกรรมออนไลน์ เราจะไม่มีโอกาสได้รู้เลยว่ามีอุปกรณ์มากมายที่อยู่เบื้องหลังการทำธุรกรรมนี้ ความร้อนส่วนนี้จะเกิดขึ้นมากที่บริเวณสถานีส่งและ ดาต้าเซ็นเตอร์ เนื่องจากเป็นระบบใหญ่และเป็นศูนย์รวมข้อมูล เช่น “ศูนย์ข้อมูลในสหรัฐอเมริกาใช้ไฟฟ้ามากกว่า 90 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปีเท่ากับการต้องการโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาดใหญ่ 34 แห่ง (500 เมกะวัตต์) ดาต้าเซ็นเตอร์ใช้ไฟฟ้าประมาณ 416 terawatts (4.16 x 1,014 วัตต์) หรือประมาณ 3% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด เมื่อปีที่แล้ว (2018) [1] ความร้อนส่วนที่สอง เป็นความร้อนจากการส่งผ่านข้อมูลแบบไร้สาย ในที่นี้ก็คือ โทรศัพท์มือถือ, วายฟาย( wifi), สถานีส่ง (Base station) ในระบบ3G/4G และดาวเทียม โดยอาศัยการกระจายสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้คลื่นไมโครเวฟ [2] ที่มีส่งกระจายออกมาเป็นรอบทิศทาง 360 องศา ทั้งนี้เนื่องจากการเป็น Mobile network หมายถึงมีการเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลารับส่งของโทรศัพท์มือถือ ดังนั้นเครื่องรับจะรับสัญญาณได้เพียงบางส่วนเท่านั้นเอง คลื่นส่วนเกินดังกล่าวนี้น่าจะถูกส่งแพร่กระจายไปในบรรยากาศและเกิดการรบกวนสนามแม่เหล็กโลกอย่างต่อเนื่อง เพราะทั้งผู้ให้บริการต้องให้บริการตลอด 24 ชั่วโมง กับผู้ใช้ ซึ่งโลกของเรานี้ได้ใช้ วายฟาย(wifi), โทรศัพท์มือถือ3G/4G, มากว่า 20 ปีแล้ว ทั้งนี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่ว่าในชีวิตประจำวันเราก็ใช้คลื่นไมโครเวฟในการปรุงอาหารกันอยู่แล้วซึ่งจะขออธิบายสรุปย่อ ๆ ในทางวิทยาศาสตร์ดังนี้ การเกิดความร้อนจากคลื่นไมโครเวฟ คลื่นไมโครเวฟเองไม่ได้เป็นตัวที่ให้ความร้อน แต่ “ความร้อนที่เกิดขึ้นในวัสดุนั้นเกิดจากการดูดซับคลื่นไมโครเวฟแล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน” [3] โดยโมเลกุลมีขั้วในผลิตภัณฑ์อาหารซึ่งก็ คือ น้ำ ส่วนที่เกิดปฏิสัมพันธ์กับคลื่นไมโครเวฟ (interaction) เมื่อน้ำอยู่ในสนามไฟฟ้าคลื่นไมโครเวฟ น้ำจะจัดเรียงตัวให้เป็นไปในทิศทางเดียวกับสนามไฟฟ้าคลื่นไมโครเวฟ เช่นเดียวกันกับเศษขี้เลื่อยเหล็กที่พยายามจัดเรียงตัวในสนามแม่เหล็ก แต่เนื่องจากทิศทางของขั้วสนามไฟฟ้าคลื่นไมโครเวฟเปลี่ยนสลับไปมาหลายล้านๆครั้งต่อวินาที (เรียกว่าระดับ GHz) โมเลกุลของน้ำซึ่งถูกจำกัดอยู่ในพื้นที่เล็ก ๆ ในอาหารก็จะเริ่มหมุนในทิศทางหนึ่ง เมื่อสนามไฟฟ้าสลับขั้วโมเลกุลน้ำก็จะหมุนในอีกทิศทางหนึ่งด้วยความถี่สูงเช่นกัน การหมุนสลับกันนี้ทำให้เกิดพลังงานจลน์สูงและเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนในที่สุด คลื่นไมโครเวฟกับภาวะโลกร้อน การนำไมโครเวฟมาใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะยุคของข้อมูลข่าวสารแบบดิจิทัล ทำให้เกิดการแพร่กระจายของคลื่นไมโครเวฟนี้ในบรรยากาศอย่างมหาศาลทุกตารางเมตรบนโลก เป็นที่ทราบกันว่าในชั้นบรรยากาศนั้นเต็มไปด้วยไอน้ำ และคลื่นไมโครเวฟก็จะทำให้ไอน้ำในอากาศดูดซับพลังงานจากการเปลี่ยนขั้วเป็นล้าน ๆ ครั้งต่อนาทีของคลื่นเพื่อการสื่อสารมาเป็นพลังานความร้อน ประกอบกับก๊าซเรือนกระจกที่ปกคลุมผิวโลกอยู่อย่างหนาแน่นทำให้สภาวะแวดล้อมไม่ต่างไปจากตู้อบขนาดใหญ่ แม้ว่าพลังานจากคลื่นไมโครเวฟในชั้นบรรยากาศจะไม่ทำให้อุณหภูมิขึ้นมาสูงมากดั่งเช่นอุณหภูมิในเตาไมโครเวฟ (เมื่อเปรียบเทียบจากความหนาแน่นของคลื่นต่อตารางเมตร) แต่สิ่งที่น่ากลัวกว่าก็คือ คลื่นไมโครเวฟมีอยู่ทุกหนทุกแห่งบนโลกทำให้เกิดสภาพที่เป็น “สภาวะโลกร้อนแบบทุกอณูของบรรยากาศ” เหมือนเวลาเราหุงข้าวจนสุกแล้วหม้อหุงข้าวเองจะตัดไปอยู่ที่สถานะ “อุ่นตลอดเวลา หรือ Warm mode” เพราะคลื่นไมโครเวฟถูกส่งออกมาจากสถานีส่งตลอดเวลา 24 ชั่วโมง โดยการสั่งการจากโทรศัพท์มือถือของเรานี่เอง _______________________________________________________________________________ [1] https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2017/12/15/why-energy-is-a-big-and-rapidly-growing-problem-for-data-centers/#3a9edaca5a30 [2] https://onlinemasters.ohio.edu/blog/intro-to-microwaves-theory-and-devices/ [3] https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html

สสารและพลังงาน ในมุมของฟิสิกส์และธรรมะ

สิ่งใดมีมวล สิ่งนั้นมีพลังงาน กล่าวคือ สสารและพลังงานเปลี่ยนกลับไปมากันได้ หรือ พลังงานเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของสสารและสสารก็สามารถเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของพลังงานได้ (energy and mass are interchangeable) อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้อธิบายหลักการทางธรรมชาตินี้ไว้ในสมการที่รู้จักกันดี E=mc2 (E คือ พลังงาน, m คือ มวลของสสาร และ c คือความเร็วแสง) นี่เพราะพลังงานเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเท่ากับอัตราเร็วของแสง 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที และสมการนี้ก็แสดงให้เห็นว่ามีพลังงานจำนวนมากมหาศาลในสสาร แม้สสารนั้นจะมีมวลน้อยมากก็ตาม ตัวอย่างเช่น หากน้ำที่มีมวล 1 กรัมเปลี่ยนเป็นพลังงานบริสุทธิ์ทั้งหมด จะได้พลังงานเทียบเท่ากับระเบิด ทีเอ็นที หนัก 20,000 ตัน [1] ตามที่เราได้เรียนมาแต่เด็กๆ ว่าโลกของเราประกอบด้วย สสารที่เป็นน้ำ 3 ส่วนและดิน 1 ส่วนนั้น ในภาษาธรรมะ น้ำและดินนี้เป็นสิ่งที่เรียกว่า ‘ธาตุ’ หรือ ‘element’ ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานที่จะประกอบเป็นสิ่งอื่น ๆ เช่น ร่างกายของคน ประกอบด้วย ‘ธาตุ’น้ำ เช่นเลือด น้ำเหลือง น้ำลาย น้ำย่อย ฯลฯ และ ‘ธาตุ’ ดิน เช่น เนื้อ กระดูก พังผืด ตับ ไต หัวใจ ฯลฯ ตามหลักการทางวิทยาศาสตร์ที่เราเรียน ๆ กันมา คำว่าสสารนี้ครอบคลุมกว้างมาก มันคือทุกสิ่งในโลกที่มีมวล ถ้าจะจำแนกชนิดของสสารตามหลักวิชาวิทยาศาสตร์แล้ว ก็สามารถแยกได้หลายแบบ เช่น แยกตามลักษณะเนื้อสารเป็น สารบริสุทธิ์ ธาตุ สารประกอบ และของผสม (ของผสมจำแนกลงไปอีกเป็น สารละลาย สารแขวนลอย และคอลลอยด์) หรือแยกตามสถานะของสสาร ก็จะแบ่งออกเป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ [2] คำว่า ธาตุ ตามหลักวิทยาศาสตร์นี้ หมายถึง สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียวกัน เช่น คาร์บอน (C) หรือ ออกซิเจน (O2) แต่คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) นั้นไม่ใช่ธาตุ เพราะประกอบด้วยอะตอม 2 ชนิด คือ คาร์บอนและออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์จัดเป็นสารประกอบ สสารที่เล็กที่สุดที่ศึกษามาแต่ก่อนเชื่อกันว่าเป็น โปรตรอน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในธาตุ แต่ปัจจุบันพบว่าภายในโปรตรอนประกอบด้วยคว้าก ดังนั้นในตอนนี้ คว้าก เป็นสสารที่เล็กที่สุด และบริสุทธิ์ที่สุด ยิ่งไปกว่า ธาตุ [3] ดังนั้น ตามทฤษฎี E=mc2 สสารก็เป็นพลังงานนั่นเอง เพราะมันเปลี่ยนกลับไปกลับมาได้ คว้าก (Quark [4]) หรือ ธาตุที่เป็นสสารที่บริสุทธิ์ เมื่อเปลี่ยนเป็นพลังงาน เราจึงเทียบได้ว่าเป็นพลังงานที่บริสุทธิ์ ส่วนสสารที่ไม่บริสุทธิ์เท่า เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งเป็นสารประกอบ หรือ โคลน ซึ่งเป็นสารแขวนลอย หากเปลี่ยนเป็นพลังงานได้ ก็เทียบได้ว่าเป็นพลังงานที่หยาบขึ้นๆ _______________________________________________________________________________ [1] อ้างอิงจาก What does Einstein’s famous equation really mean? By Robert Lamb https://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/einstein-formula.htm [2] http://www.rmutphysics.com/charud/specialnews/6/Matter/index.html [3] https://www6.slac.stanford.edu/research [4] https://www.britannica.com/science/quark

ดิจิทัลดาต้า จัดเป็นสสารและพลังงานระดับไหน?

ดิจิทัลดาต้า เกิดจากการดัดแปลงค่ากระแสไฟฟ้าให้เข้ารหัสเป็น 0 กับ 1 หรือ สูงกับต่ำ เพื่อแทนให้ออกมาเป็นรูปภาพ ตัวหนังสือได้ [1] ซึ่งถือว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมในกระแสพลังงานชั้นละเอียด ที่เรียกว่าแปลกปลอมนั้น หมายความว่าในสิ่งที่เราเห็น และสิ่งที่เกิดขึ้นจริงนั้นมีความสลับซับซ้อนกว่าสิ่งที่เห็นมาก ภาพแสดงรูปร่างของข้อมูลดิจิทอลจากมุมมองของเครื่องวัดสัญญาณที่เป็น 0 และ 1 จากภาพเราจะเห็นแค่ว่ามีสัญญาณอยู่สองระดับคือ สูง (102.926 mV) และต่ำ (-100 mV) ซึ่งสัญญาณทั้งสองส่วนนี้ถ้าเราใช้เครืองมือวัดทางไฟฟ้าที่ซับซ้อนเช่น ออสสิโลสโคป (Oscilloscope) เราจะเห็นเลยว่าสัญญาณเหล่านี้เกิดจากการรวมตัวกันของสัญญาณเล็ก ๆ มากมายที่ศัพท์ในทางวิศวกรรมเรียกว่า ฟูเรียซีรี่ (Fourier series) [2] ดังนั้นการเข้ารหัส 0 และ 1 จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ที่ซับซ้อนเพื่อสร้างสัญญาณเหล่านี้ขึ้นมา ซึ่งขั้นตอนในการทำต้องอาศัยโมดูลต่าง ๆ เช่น หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), หน่วยความจำ RAM [3] (Random access memory) มาทำงานร่วมกันโดยใช้ไฟฟ้าเป็นพลังงานตั้งต้น ดิจิทัลดาต้าจึงมีลักษณะเป็นเชื้อเพลิงในตัว เพราะหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) บังคับให้วงจรอิเลคทรอนิกส์ภายในเปลี่ยนสถานะไฟฟ้าจากสูงไปต่ำเป็นล้านครั้ง ที่เราเรียกกันว่า กิ๊กะไบต์ (Giga Byte) [4]เป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องหรืออุปกรณ์ทีเราใช้งานอยู่ร้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัด พลังงานไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า คือ ผลของการนำกระแสไฟฟ้าที่ผลิตมาจากรูปแบบต่าง ๆ มาทำงานกับอุปกรณ์หรือวงจรที่ได้ออกแบบไว้กำลังไฟฟ้าที่นำไปใช้ในระยะเวลาหนึ่ง มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ชั่วโมง (Wh) หรือยูนิต ใช้แทนด้วยตัว W กระแสไฟฟ้า หมายถึง การเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมหนึ่ง จะไหลมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจร ใช้แทนด้วยตัว I มีหน่วยวัดเป็นแอมแปร์ (A) [5] กระแสไฟฟ้าจึงถือได้ว่าเป็นพลังงานแบบละเอียด เพราะการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอิสระจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมหนึ่งนั้นตาเปล่าไม่สามารถมองเห็นได้ ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการใช้กระแสไฟฟ้าก็เกิดจากการใช้ที่มากเกินไปนั้นเอง หมายความว่าเราบังคับให้เกิดการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอิสระเหล่านี้มากเกินไป การเคลื่อนที่แต่ละครั้งต้องใช้พลังงานและเกิดการเสียดสี และเปลี่ยนถ่ายพลังงานกับตลอดเวลา ภาพแสดงการเคลื่อนที่ของอิเลคตรอนอิสระ [6] _______________________________________________________________________________ [1] https://www.techopedia.com/definition/24872/digital-data [2] https://community.keysight.com/community/keysight-blogs/oscilloscopes/blog/2016/09/01/fourier-series-of-a-square-wave-and-why-bandwidth-matters [3] https://www.quora.com/Does-the-capacity-of-RAM-effect-the-speed-of-smartphone [4] https://searchstorage.techtarget.com/definition/gigabyte [5] https://singvedlom.wordpress.com/พลังงานไฟฟ้า-2/ [6] http://sce.e-smartonline.net/energy-science/body_electric/concepts.html

ความร้อนจากการใช้สมาร์ตโฟน และ/หรือ อินเทอร์เน็ต สูญสลายไปหรือไม่? (ไปแขวนอยู่ที่ไหน?) ส่งความร้อนออกมามากแค่ไหน? และก่อเกิดคาร์บอนไดออกไซด์อย่างไร?

ความร้อนที่เกิดจากการใช้สมาร์ตโฟน และ/หรือ อินเทอร์เน็ตได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในคำถามข้อที่ 6 แล้ว และในขณะเดียวกันจากข้อมูลเรื่องพลังงานในทางฟิสิกส์ในข้อ 8 ประโยคที่ว่า “ตามทฤษฎี E=mc2 สสารก็เป็นพลังงานนั่นเอง เพราะมันเปลี่ยนกลับไปกลับมาได้” นี่เป็นสิ่งที่บอกเราว่า พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปทั้งหมดในกระบวนการส่งข้อมูลในระบบอินเทอร์เน็ตนั้นจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานรูปอื่น ซึ่งสำหรับการสื่อสารนั้นเหลือเพียงตัวเลือกเดียวที่จะแปลงได้ คือเป็นพลังงานความร้อน เพราะอะไร? ถ้าเราเปลี่ยนมามองของใช้อย่างอื่นเช่นรถยนต์ เราจะเห็นว่าเมื่อเติมน้ำมันรถไปเครื่องยนต์จะเปลี่ยนน้ำมันเป็นความร้อนและความร้อนก็จะไปขยายอากาศในกระบอกสูบในรูปของพลังงานจลย์เพื่อไปขับเคลื่อนรถยนต์ แต่การใช้อินตอร์เน็ตการเกิดการแปลงเป็นพลังงานจลย์น้อยมาก เช่นระบบสั่นของโทรศัพท์ ส่วนใหญ่จะเป็นการนำไปป้อนพลังงานให้กับหน่วยประมวลผล หน้าจอ และ หน่วยส่งสัญญาณคลื่นไมโครเวฟ(Transmission Module) และการเปลี่ยนรูปของพลังงานนี้เกิดขึ้นทุกที่ไม่ว่าจะเป็น สถานีส่ง (Base station) หรือ ดาต้าเซ็นเตอร์(Data center) ถ้าเรากลับมาดูตัวอย่างข้อมูลการใช้พลังงานที่ดาต้าเซ็นเตอร์ คือ “ศูนย์ข้อมูลในสหรัฐอเมริกาใช้ไฟฟ้ามากกว่า 90 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี เท่ากับการต้องการโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาดยักษ์ 34 แห่ง (500 เมกะวัตต์) ดาต้าเซ็นเตอร์ ใช้ประมาณ 416 terawatts (4.16 x 1014 วัตต์) หรือ ประมาณ 3% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด เมื่อปีที่แล้ว [1]” ประโยคนี้บอกเราได้ชัดว่าพลังงานเหล่านี้ไม่ได้ไปไหนพลังงานที่ใช้ถ้าจะเปรียบเทียบกับสิ่งที่คุ้นเคยในบ้านเช่นเตารีดที่ใช้ไฟฟ้าประมาณ 1,000 วัตต์ต่อเครื่อง ก็คือการใช้เตารีด 416,000,000 เครื่อง (สี่แสนหนึ่งหมื่นหกพันล้านวัตต์) และพลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและถูกซึมซับด้วยบรรยากาศของโลกเรานั่นเอง นอกเหนือจากนี้ ยังมีพลังงานของคลื่นไมโครเวฟที่ส่งไปในอากาศจากสถานีส่งทั่วโลก พลังงานเหล่านี้ก็ไม่สูญหายไปไหนแต่มันจะถูกซึมซับ(Absorption) [2]แปรรูปเป็นพลังงานความร้อนอยู่ในบรรยากาศตลอดเวลา “มันน่ากลัวมาก!” การเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่เกิดจากการใช้อินเตอร์เน็ตนั้นเกิดจากการที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมหาศาลของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ มากมายที่ได้อธิบายไว้ในข้อที่ 7 เรื่อง “เส้นทางข้อมูลดิจิทัลเมื่อส่งออนไลน์” และขั้นตอนการผลิตไฟฟ้านี้ก่อให้เกิดก๊าซCO2 จำนวนมหาศาลเช่นกัน เพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น ในการผลิตไฟฟ้าจำนวน 1 เมกกะวัตต์จากเชื้อเพลิงพลังงานฟอสซิล เช่น น้ำมัน ในกระบวนการผลิต จะปล่อย CO2 280 ตัน (fuel oil releases 0.28 kgCO2/kwHr) ซึ่งถ้ากลับมายกตัวอย่างของการใช้ไฟฟ้าของดาต้าเซ็นเตอร์ในประเทศสหรัฐอเมริกาจำนวน 416 terawatts (4.16 x 1014 วัตต์) ก็จะผลิตก๊าซ CO2 ออกมาเท่ากับ 116.48 ล้านตัน ซึ่งจำนวนก๊าซ CO2 มหาศาลอันเป็นที่มาของ “ก๊าซเรือนกระจก” ที่จะอธิบายต่อไป การเกิดก๊าซเรือนกระจก ก่อนจะอธิบายขั้นตอนการเกิดก๊าซเรือนกระจก ขอปูพื้นฐานให้เข้าใจถึงพฤติกรรมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เสียก่อน นักฟิสิกส์ชาวไอริช จอห์น ทินดอล (John Tyndall) [3] ในยุคนั้นได้ทำการทดลองมากมายเพื่อศึกษารังสีอินฟราเรด เขาเป็นคนแรกที่พบว่าแสงอินฟราเรดนั้นแตกต่างไปจากบรรยากาศโลกเทียบกับแสงรังสีอื่น ๆ และสิ่งที่แตกต่างในบรรยากาศโลกภายใต้รังสีนี้คือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เขาได้ทำการทดลองต่อเพื่อหาสาเหตุและพบว่าโมเลกุลของ คาร์บอนไดออกไซด์สามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ดี และดีกว่าโมเลกุลออกซิเจนและไนโตรเจนถึง 10,000 กว่าเท่า และพบว่าโมเลกุลของน้ำในบรรยากาศดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ดีที่สุด ทั้ง ๆ ที่ในบรรยากาศมีปริมาณออกซิเจน และไนโตรเจนมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ [4]แล้วเหตุใดคาร์บอนไดออกไซด์จึงประพฤติตัวแตกต่างไปจากออกซิเจนและไนโตรเจนที่มีปริมาณในชั้นบรรยากาศมากกว่าล่ะ? คำตอบอยู่ที่ลักษณะและคุณสมบัติของโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วย 3 อะตอม คือ คาร์บอน (แทนในภาพด้วยรูปทรงกลมสีเทา) และ ออกซิเจน 2 อะตอม (แทนในภาพด้วยรูปทรงกลมสีแดงสองลูก) โมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ไม่มีประจุ เมื่อโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ดีรังสีความร้อนที่ดูดซับเข้าไปจะเกิดการเสียสมดุลย์ของโมเลกุลและทำให้โครงสร้างบิดงอไปด้วย เมื่อโมเลกุลโค้งงอหรือเหยียดออกอย่างไม่สมมาตร โดยสุทธิแล้วจะเกิดขั้วไฟฟ้าบวกและลบ (dipoles) ทำให้เกิดสนามไฟฟ้ารอบ ๆ โมเลกุลแต่ละโมเลกุล และทำให้เกิดการเรียงตัวหรือจับตัวกันขึ้นในชั้นบรรยากาศเกิดเป็น “ก๊าซเรือนกระจก” ภาพแสดง ผลที่เกิดจากการที่โมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์มีขั้วไฟฟ้านี้ ทำให้เกิดสนามไฟฟ้ารอบ ๆ โมเลกุลแต่ละโมเลกุล ถึงแม้ว่าโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์จะมีขนาดเล็กแค่ประมาณ 0.0000000232 เซนติเมตร แต่สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นกว้างใหญ่กว่าประจุอยู่มากทำให้โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์สามารถเชื่อมต่อกันได้ “ลูกทรงกลมสีแดงแทนอุณหภูมิร้อน สีชมพูแทนอุณหภูมิอุ่น ๆ สีน้ำเงินแทนอุณหภูมิที่เย็นลง และสีฟ้าอ่อนแทนอุณหภูมิที่เย็นลงไปอีก ลูกทรงกลม ๆ ในภาพไม่ได้แทนโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ เพราะโมเลกุลของมันเล็กมาก ๆ แต่แทนขอบเขตอิทธิพลทางไฟฟ้าที่เกิดจากการที่โมเลกุลของมันสามารถมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าได้” การมีขั้วบวกและลบของคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเกิดจากการที่อะตอมในโมเลกุลเคลื่อนที่จากความร้อน ทำให้โมเลกุลไม่สมมาตร ขอบเขตนี้ครอบคลุมปริมาตรที่มากกว่าขนาดจริง ๆ ของโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์อยู่มาก ความหนาแน่นของลูกทรงกลมก็สอดคล้องไปกับความหนาแน่นของโมเลกุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะเห็นว่ารังสีอินฟาเรดหรือคลื่นความร้อนถูกกันไว้ให้อยู่ด้านล่างและส่วนที่สัมผัสคือบริเวณลูกทรงกลมสีแดงที่เกิดความร้อนสูงสุด ความหนาแน่นของลูกทรงกลม ๆ นี้ จะน้อยลงเรื่อย ๆ จากพื้นล่างที่ติดกับพื้นผิวโลกเมื่อขึ้นไปสู่ชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้น คือน้อยลงไปเรื่อย ๆ ตามความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และประการที่สองคือ อากาศร้อนอยู่ชั้นล่าง ส่วนอากาศเย็นจะลอยตัวขึ้นข้างบน ตรงนี้เรากำลังพูดถึง “รอยต่อของอากาศร้อนบนโลก ที่ถูกหุ้มไว้โดยก๊าซเรือนกระจกและส่วนที่เป็นอากาศเย็นคือส่วนที่ต่อเนื่องไปในอวกาศนอกโลกที่มีความเย็นจัด” เมื่อความร้อนไม่สามารถออกไปจากผิวโลกได้ แต่โลกก็ยังคงได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ ไม่เปลี่ยนแปลง เหมือนกับบ้านที่ได้รับความร้อนจัดจากดวงอาทิตย์ในตอนกลางวันมา แล้วเจ้าของบ้านยังติดตั้งเครื่องทำความร้อนภายใน (จากดาต้าเซ็นเตอร์) แถมผนังและหลังคาบุแผ่นกักกันความร้อนไว้ในบ้านอีก บ้านก็จะร้อนระอุ ฉันใดก็ฉันนั้น จำนวนคาร์บอนที่ปลดปล่อยออกมาจากระบบอินเตอร์เน็ต มีความพยายามในการติดตามประมาณจำนวนคาร์บอนที่ปลดปล่อยออกมาจากระบบอินเตอร์เน็ต (Carbon footprint) แหล่งที่ชัดเจนที่มีการประเมิน คือ ดาต้าเซนเตอร์ตาที่ต่าง ๆ ทั่วโลก ซึ่งคือตึกที่เป็นที่เก็บเซิร์ฟเวอร์เต็มไปหมด เซิร์ฟเวอร์เหล่านี้มีข้อมูลจากหน้าเว็ป ฐานข้อมูล แอปพลิเคชันออนไลน์ และไฟล์ต่างๆ ทำให้ดาต้าเซนเตอร์ต้องให้พลังงานไฟฟ้าในการหล่อเลี้ยงเครื่อง และ สำคัญกว่านั้น คือใช้ไฟฟ้าในการทำความเย็นให้เครื่องเซิร์ฟเวอร์มากมายในตึกไม่ให้ร้อนเกินไป [5] ตามรายงานของ การ์ตเนอร์ a report by Gartner ดาต้าเซ็นเตอร์ใช้พลังงาน 25% ของพลังงานที่อุตสาหกรรมไอทีใช้ และผลิต คาร์บอนในสัดส่วนเดียวกันคือ 25% ของคาร์บอนที่อุตสาหกรรมไอทีผลิต ซึ่งรวมแล้วเป็น CO2 ประมาณ 0.5% ของที่ผลิตออกมาสู่อากาศในโลก [6] ในปี 2016 ห้องปฏิบัติการเบิร์กเลย์ (Berkeley laboratory report) รายงานให้รัฐบาลสหรัฐ ฯ ว่า ดาต้าเซนเตอร์ของประเทศสหรัฐ ฯ ที่มีข้อมูลอยู่ประมาณ 350 ล้านเตตระไบต์ (tetrabytes) ในปี 2015 น่าจะใช้ไฟฟ้าประมาณ 100 TWh (ล้านล้านวัตต์ชั่วโมง) ต่อปีภายในปี 2020 ซึ่งเท่ากับโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ 10 โรง [7] จำนวนดาต้าเซ็นเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากทั้งในยุโรปและในเอเชีย โดยในลอนดอน แฟรงเฟิร์ต ปารีส และแอมสเตอร์ดัม รวมกันแล้วใช้ไฟฟ้าประมาณ 200 MW ในปี 2017 หรือเท่ากับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดย่อม 1 โรง [8] นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยไอร์แลนด์ กล่าวว่า ปริมาณข้อมูลที่ต้องดูแลโดยดาต้าเซ็นเตอร์เพิ่มมากขึ้นในอัตราที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน และนี่คือส่วนสำคัญมากในการเติบโตของอุตสาหกรรมไอทีในขั้นต่อไป ประเทศไอร์แลนด์และประเทศเดนมาร์คกำลังเป็นฐานข้อมูลสำหรับบริษัทไอทีที่ใหญ่ที่สุดของโลก ดาต้าเซนแตอร์ในประเทศไอร์แลนด์ใช้ไฟฟ้า 350 MW แต่คาดว่าต้องใช้เพิ่มขึ้นอีก 3 เท่าตัวเป็น 1,000 MW ซึ่งเท่ากับโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์หนึ่งโรงภายใน 5 ปีที่จะถึงนี้ [9] ในปี 2015 ดาต้าเซนเตอร์ทั้งโลกใช้พลังงานไฟฟ้าอยู่ 416.2 เตตระวัตต์ชั่วโมง ซึ่งมากกว่าปริมาณไฟฟ้าที่สหราชอาณาจักรใช้ทั้งประเทศ [10] ส่วนใหญ่ส่วนหนึ่งของปริมาณไฟฟ้าที่ดาต้าเซ็นเตอร์จำเป็นต้องใช้นั้นเพื่อระบบทำความเย็น หล่อเย็นให้อุณหภูมิในดาต้าเซ็นเตอร์เย็นสม่ำเสมอ ความร้อนจากการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ต่าง ๆ ไม่สะสมจนอุปกรณ์เสียหาย วิธีการหนึ่งในการดำเนินการ คือการจัดตั้งดาต้าเซิร์ฟเวอร์ในเมืองที่มีอากาศหนาวมาก ซึ่งจะช่วยลดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่จำเป็นต้องใช้เพื่อรักษาความเย็นของอาคารได้ และด้วยพลังงานสะอาดที่ไม่ต้องอาศัยการเผาฟอสซิล [11] ประเทศสวีเดนเป็นประเทศที่เหมาะสมประเทศหนึ่ง เพราะอยู่ในภูมิอากาศหนาวจัดและยังมีแหล่งพลังงานสะอาดพร้อม และนี่เห็นสาเหตุหนึ่งที่บริษัทเฟสบุ๊คได้จัดตั้งดาต้าเซ็นเตอร์ไว้ตอนเหนือของประเทศ ในเมือง ลูเลี่ย (Lulea) ประมาณ 70 ไมล์จากศูนย์กลางอาร์ติค (Arctic Circle) ในพื้นที่ 84 เอเคอร์ที่เก็บเซิร์ฟเวอร์เป็นหมื่นๆเครื่อง แต่ก็ยังต้องใช้พัดลมอุตสาหกรรมขนาดยักษ์จำนวน 500 เครื่องเพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิ [12] กูเกิ้ลและเฟสบุ๊คถูกกล่าวหาว่าผลิตก๊าซเรือนกระจกถึง 2% ของปริมาณก๊าซเรือนกระจกของโลก ซึ่งประมาณเท่ากับอุตสาหกรรมการเดินทางทางอากาศ สำหรับกูเกิ้ลรายเดียวนั้น ผลิต 1,766,014 ตัน CO2 (CO2 equivalent) ในปี 2013 และส่วนใหญ่ของปริมาณนี้มาจากดาต้าเซ็นเตอร์ [13] ทำไมจึงต้องควบคุมการเติบโตของอินเทอร์เน็ต? ปัจจัยสำคัญที่สองรองจากดาต้าเซ็นเตอร์ ที่ผลักดันให้มีการขยายตัวการใช้พลังงานไฟฟ้ามากขึ้นในอุตสากรรมไอที คือจำนวนอัตรา bit ที่เพิ่มขี้นของดิจิทัลดาต้าบนอินเตอร์เน็ต (increasing bit rate of content) เมื่อเริ่มแรกอินเทอร์เน๊ตรับส่งข้อมูลที่เป็นตัวหนังสือ แต่ต่อมาเป็น รูปภาพ เพลง และวิดิโอมีความสำคัญมากขึ้น การดาน์วโหลดตัวหนังสือหนึ่งหน้าใช้พลังงานน้อยมาก ๆ เช่น บทความ 100 บทความสามารถจัดเก็บไว้ในรูปดิจิทัลดาต้าขนาด 9 MB ในขณะที่ภาพที่มีความคมชัดสูงเพียง 1 ภาพต้องใช้พื้นที่จัดเก็บถึง 3 MB หรือยูทูปวิดิโอที่มีคุณภาพธรรมดา ๆ ยาว 8 นาที ต้องใช้พื้นที่ 30 MB เป็นอย่างต่ำ ซึ่งอย่างน้อยก็ 3 เท่าของพื้นที่ที่เราเก็บบทความ 100 บทความ นั้นหมายถึงพลังงานไฟฟ้าที่ต้องใช้ก็มากขึ้นไป 3 เท่าด้วย [14] ด้วยพลังงานไฟฟ้าที่ต้องใช้เพิ่มขี้นต่อทุกๆ bit ของข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นการที่เราใช้งานออนไลน์จึงสำคัญมาก ตอนนี้เราใช้อินเทอร์เน็ตเพื่อสื่อสารข้อมูลที่มีอัตรา bit สูง โดยเฉพาะวิดิโอ เช่นในปี 2012 วิดิโอแทรฟฟิคเป็น 57% ของปริมาณการใช้อินเตอร์เน็ตทั้งหมด ซึ่งจะเพิ่มเป็น 69% ในปี 2017 [15] ความสาหัส ก็คือ ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดและจะเกิดขึ้นอีกมากมาย จะถูกอัดแน่นเป็นชั้น ๆ ในบรรยากาศโลก เป็นแหล่งสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังมากขึ้น และเป็นชั้นด่านกักกันรังสีไมโครเวฟ และรังสีอินฟราเรดไม่ให้ออกไปนอกโลกได้ คิดดูสิว่า ปริมาณรังสีก็ เพิ่มขึ้นมหาศาล แถมยังถูกด่านหนาทึบของคาร์บอนไดออกไซด์ กั้นไว้อีก ตัวสนามไฟฟ้าของคาร์บอนไดออกไซด์เองก็มีพลังมากขึ้น สภาพเช่นนี้ มนุษย์อย่างเราจะอยู่รอดในอนาคตได้อย่างไร? สรุปไว้ว่า แม้ว่าการส่งสัญญาณคลื่นไมโครเวฟจะส่งเป็นรูปโคนในวงกว้าง แต่คลื่นไม่โครเวฟนี้ยิงถูกแทบจะทุกสิ่งบนโลก ไม่เพียงแค่เสาอากาศเท่านั้น ทั้งนี้เพราะตั้งแต่ปี 1950 เราได้ส่งดาวเทียมขึ้นไปในอวกาศเป็นจำนวนหลายพันดวง และดาวเทียมเหล่านี้เดินทางรอบโลกในวงโคจรชื่อ “โพล่าร์” และ “จีโอสเตชั่น” (“Polar” and “Geo Stationary” orbits) ดาวเทียมหนึ่งดวงครอบคลุมพื้นที่ขนาดทวีปอเมริกาเหนือ ดังนั้นการที่ดาวเทียมหลายดวงโคจรครอบคลุมพื้นที่ที่ทับซ้อนกัน ทำให้ปริมาณคลื่นที่ดาวเทียมส่งสื่อสารทับซ้อนและเพิ่มขึ้นมากในพื้นที่หนึ่งๆ นั่นคือปริมาณรังสีหรือคลื่นไมโครเวฟที่เป็นคลื่นที่ใช้ในการสื่อสารของดาวเทียมจึงมีปริมาณที่มากขึ้น แหล่งอ้างอิง Danish Solar Energy Int. กล่าวว่าภาวะโลกร้อนหรือการแปรปรวนของสภาพอากาศรุนแรงขึ้นไปตามการสื่อสารบนโลกที่ต้องอาศัยดาวเทียมและรังสีไมโครเวฟที่เพิ่มขี้น [16] An abnormal wave pattern was detected via microwave imagery taken over the New York area on April 21, 2016, that appears to show Geoengineering (weather manipulation) in action. (https://newspunch.com/proof-of-geoengineering-discovered-in-new-york-via-new-images/) Microwave Radio Frequencies dominate the Earth with millions of subscribers. (http://globalmicrowave.org/) _______________________________________________________________________________ [1] https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2017/12/15/why-energy-is-a-big-and-rapidly-growing-problem-for-data-centers/#3a9edaca5a30 [2] https://earthobservatory.nasa.gov/features/RemoteSensing/remote_04.php [3] นักค้นคว้าทดลอง มีชีวิตระหว่าง ปี ค.ศ.1820-1893 [4] ค้นพบในปี ค.ศ.1859 [5] https://www.theguardian.com/environment/2010/aug/12/carbon-footprint-internet What’s the carbon footprint of … the internet? Duncan Clark and Mike Berners-Lee, 12 Aug 2010 ) [6] https://www.theguardian.com/environment/2010/aug/12/carbon-footprint-internet What’s the carbon footprint of … the internet? Duncan Clark and Mike Berners-Lee, 12 Aug 2010 ) [7] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [8] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [9] https://www.theguardian.com/environment/2017/dec/11/tsunami-of-data-could-consume-fifth-global-electricity-by-2025 ‘Tsunami of data’ could consume one fifth of global electricity by 2025 Published on 11/12/2017) [10] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [11] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [12] https://www.independent.co.uk/environment/global-warming-data-centres-to-consume-three-times-as-much-energy-in-next-decade-experts-warn-a6830086.html Global warming: Data centres to consume three times as much energy in next decade, experts warn. Tom Bawden Environment Editor @BawdenTom, 23 January 2016 ) [13] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [14] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [15] https://ourworld.unu.edu/en/how-viral-cat-videos-are-warming-the-planet. How viral cat videos are warming the planet. Adam Vaughan @adamvaughan_uk 25 Sep 2015 [16] http://globalmicrowave.org/ Welcome to Global Climate Change and Microwaves ‘Microwave Radio Frequencies and Earth orbiting Satellites are causing Global Warming or Climate Change!’ By Jame Richardson 2017)


  • โดยเฉลี่ยแล้ว การใช้งานอินเทอร์เน็ตของผู้ใช้ต่อคนต่อปี จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าประมาณ 365 กิโลวัตต์ชั่วโมง [1] และน้ำ 2,900 ลิตร ซึ่งเทียบได้เท่ากับการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากการเดินทางด้วยรถยนต์ 1,400 กม. [2]
  • การสืบค้นด้วยกูเกิ้ลในเวลาที่น้อยกว่า 1 วินาที จะมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.2 กรัม (ประมาณโดยกูเกิ้ล) ซึ่งน่าเชื่อได้ว่า (จากแหล่งที่อ้างอิงที่เราอ่านมา) การค้นหากูเกิ้ลในแต่ละครั้งต่อคน จะปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 7 กรัม (การต้มน้ำครั้งหนึ่งจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 7 กรัม [3]) ในขณะที่รถยนต์ 1 คันวิ่งได้ 1 กิโลเมตร มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 193 กรัม [4]
_______________________________________________________________________________ [1] https://ice.co.th/beginner/study/power.htm [2] Do I emit CO2 when I surf the internet? https://www.energuide.be/en/questions-answers/do-i-emit-co2-when-i-surf-the-internet/69/) [3] ENVIRONMENTAL IMPACT OF INTERNET SEARCHES AND DATA CENTERS Published on July 10, 2017 Pranav Prakash) [4] กระทรวงพลังงาน https://m.facebook.com/PunGunMai/photos/ลดก๊าซคาร์บอนฯ-ด้วยจักรยานของคุณนอกจากสุขภาพดีแล้ว-ยังช่วยลดการสร้างมลภาวะให้กับ/1171699199635263/

คำนิยาม “สิ่งแปลกปลอม” ทำไม พลาสติก และ ดิจิทัลดาต้าจึงเป็นสิ่งแปลกปลอม?

“สิ่งแปลกปลอม” คือ วัตถุหรือสสารหรือพลังงานใด ๆ ที่เกิดหรือถูกสร้างขึ้นในระบบปิด แล้วทำให้เกิดอาการผิดปกติของสภาวะในระบบปิดนั้น เช่น ร่ายกายคนเราถือเป็นระบบเปิด แต่เมื่อมีก้อนนิ่วเกิดขึ้นสะสมในอวัยวะภายใน เช่นในถุงน้ำดี จนมีขนาดใหญ่ขึ้นและทำให้เกิดอาการอักเสบ จนต้องได้รับการผ่าตัดเอาก้อนนิ่วออก หรือรักษาด้วยวิธีอื่น ก้อนนิ่วนี้ ก็คือสิ่งแปลกปลอมของร่างกายนั่นเอง ในทำนองเดียวกัน โลกของเราถือได้ว่าเป็นระบบปิดที่มีขนาดใหญ่มาก ๆ ที่มีชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กโลกห่อหุ้ม เดิมโลกไม่มีสัญญาณอินเทอร์เน็ตและดิจิทัลดาต้า ปัจจุบันนี้การเติบโตของการใช้งานอินเทอร์เน็ตและดิจิทัลดาต้ามีลักษณะก้าวกระโดด (Exponential) จะเป็นไปไม่ได้เชียวที่การนวตกรรมดังกล่าวจะไม่ทำให้เกิดความผิดปกติของชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็กโลก? พลาสติกแปลกปลอมเพราะอะไร? พลาสติก เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่สังเคราะห์ขึ้นใช้แทนวัสดุธรรมชาติบางชนิดเมื่อเย็นก็แข็งตัว เมื่อถูกความร้อนก็อ่อนตัว บางชนิดแข็งตัวถาวร เช่น ไนลอน ยางเทียม ใช้ทำสิ่งต่าง ๆ เช่น เสื้อผ้า ฟิล์ม ภาชนะ ส่วนประกอบของยานพาหนะพลาสติกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ เทอร์โมพลาสติก และ เทอร์โมเซตติงพลาสติก ถ้าพลาสติกถูกเผาให้เปลี่ยนสภาพเล็กลง จะก่อให้เกิด greenhouse gas ที่ทำให้อากาศเป็นพิษ ไม่บริสุทธิ์นี่จึงเป็นสิ่งแปลกปลอม และถ้าย่อยสลายก็ย่อยไม่หมดกลายเป็น microplastic ทำให้น้ำเป็นพิษ ไม่บริสุทธิ์ สัตว์ทะเลตาย นี่แสดงว่าพลาสติกเป็นสิ่งแปลกปลอม เพราะส่วนทีเหลือไม่ใช่มาจากธรรมชาติแต่ในทางตรงกันข้ามจะทำลายธรรมชาติ สิ่งแปลกปลอมที่เรียกว่า “ดิจิทัลดาต้า” ทำไมเราถึงเรียกว่าเป็นสิ่งแปลกปลอม? เพราะถ้าเรามาพิจารณาขั้นตอนกระบวนการผลิตดิจิทัลดาต้ามีการทำที่เรียกว่าการเข้ารหัสถึง 4 ครั้ง และในการใช้ก็จะต้องมีขบวนการถอดรหัสในจำนวนครั้งที่เท่ากัน ดังจะอธิบายโดยสังเขปต่อไปนี้ การเข้ารหัสครั้งที่ 1 โลกก่อนยุคดิจิทัล เราก็คุ้นเคยกับการสื่อสารโดยใช้ตัวหนังสือ แต่เมื่อเรายอมรับที่จะใช้ดิจิทัลดาต้า ก็เหมือนเรามีทางเลือกแค่สองทางคือ 0 กับ 1 หรือ สูงกับต่ำ เพื่อแทนความหมายของตัวอักษรและตัวเลขทุกตัว โดยจะถูกกำหนดรหัสขึ้นมาที่เรียกว่า ASCII code [1] การเข้ารหัสครั้งที่ 2 การแสดงผลบนจอคอมพิวเตอร์ หรือสมาร์ตโฟน ให้เป็นตัวหนังสือ หรือภาพต่าง ๆ ได้ก็ต้องมีมาตรฐานการเข้ารหัสเพื่อนำไปแสดงผลบนจอเพื่อให้ผู้ใช้ได้เข้าใจว่า กำลังทำอะไรอยู่ ดังนั้นจอต่าง ๆ ก็ต้องมีการแสดงจุดต่าง ๆ ที่เรียกว่า พิกเซล (pixels) ให้ประกอบกันขึ้นมาเป็นตัวอักษรหรือภาพตามที่กดมาจากแป้นพิมพ์หรือมาส์ และมีการกำหนดตำแหน่งที่เรียกว่า แกนนอน (horizontal axis or rows) และแนวตั้ง (vertical axis or columns) [2] การเข้ารหัสครั้งที่ 3 กระบวนการทำงานขั้นต่อไป คือหน่วยประมวลผลจะจัดการข้อมูลเหล่านี้ โดยไปจัดเก็บไว้ตามหน่วยความจำต่าง ๆ ภายในเครื่องหลังจากมีการทำกิจกรรมต่าง ๆ ตามที่ผู้ใช้ได้สั่งการไปแล้ว ก็จะนำมาร่วมกันใหม่ก่อนที่จะทำการส่งออกไป ซึ่งข้อมูลที่ถูกประมวลผลแล้วจะต่างกับข้อมูลที่เราคีย์เข้าไปจากแป้นพิมพ์อย่างสิ้นเชิง การเข้ารหัสครั้งที่ 4 การส่งข้อมูลผ่านออกไปในอากาศได้นั้น จะต้องถูกเข้ารหัสอีกครั้งก่อนที่จะให้คลื่นไมโครเวฟนำพาข้อมูลเหล่านี้เดินทางไปได้ ในทางวิศกรรมการสื่อสาร เรียกกระบวนการนี้ ว่าการมอดดูเลชั่น (Modulation) [3] สำหรับการใช้งานทางอินเทอร์เน็ตในระบบ 3G 4G และ 5G จะใช้การมอดดูเลชั่น (Modulation) แบบ QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) ซึ่งการเข้ารหัสแบบนี้หมายความว่าคลื่นไมโครเวฟจะเปลี่ยนขั้ว หรือ เฟสตามรหัสที่ถูกกำหนดไว้ตลอดเวลาเป็นจำนวนหลายล้านครั้งต่อวินาที เพื่อจะตอบสนองความเร็วของข้อมูลระดับ กิ๊กะไบต์ (Giga Byte) นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมต้องใช้ความถี่ขนาด กิ๊กะเฮิร์ท(GHz) ซึ่งเป็นความถี่หรือการเปลี่ยนแปลงเป็นล้านครั้งต่อวินาที _______________________________________________________________________________ [1] https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/th/ssw_aix_72/com.ibm.aix.networkcomm/conversion_table.htm [2] https://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm [3] https://www.elprocus.com/different-types-of-modulation-techniques-in-communication-systems/

สนามพลังงาน สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก คืออะไร? ผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์เป็นอย่างไร?

สนามพลังงานคืออะไร[1] สนามพลังงานคือการรวมตัวหรือการสะสมพลังงานที่เกิดขึ้นในรูปแบบของพลังงานนั้น ๆ พลังงานจัดว่าเป็นสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่อยู่บนโลกใบนี้ เป็นสิ่งที่ทำให้ทุก ๆ อย่างบนโลกสามารถอาศัยอยู่ได้ อย่างที่เรารู้กันดีอยู่แล้วว่าแหล่งพลังงานที่ทุกคนรู้จักมากที่สุดก็คงหนีไม่พ้นดวงอาทิตย์ ที่นับว่าเป็นแหล่งพลังงานความร้อนที่ใหญ่ที่สุดของโลก ซึ่งการแผ่รังสีความร้อนมาสู่โลกดังกล่าวนี้ผิวดินและผิวน้ำของโลกจะเป็นตัวดูดซับพลังงานความร้อนดังกล่าวเอาไว้ รวมไปถึงเมฆกับชั้นบรรยากาศต่างๆ ก็มีส่วนสำคัญไม่น้อยในการดูดซับพลังงานของดวงอาทิตย์ เหตุผลก็มาจากการที่พื้นผิวโลกในพื้นที่ต่าง ๆ และชั้นบรรยากาศ มีความสามารถในการดูดความร้อนที่แตกต่างกันออกไป อาทิ พื้นดินสามารถดูดและคลายความร้อนได้เร็วกว่าพื้นน้ำ นับว่าเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดระบบการหมุนเวียนของชั้นบรรยากาศกลายเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติต่าง ๆ ที่เรามักจะได้เห็นกันอยู่บ่อยๆ เช่น ลมบก ลมทะเล พายุฝน วัฏจักรของน้ำ เป็นต้น ที่สำคัญพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ยังใช้ในการสังเคราะห์แสงของพืชอีกด้วย เรียกว่านี่คือพลังงานที่มีความสำคัญมากที่สุดเลยก็ว่าได้ อย่างไรก็ตามความหมายของพลังงานที่แท้จริง ก็คือ “ความสามารถชนิดหนึ่งที่มีอยู่ในตัวของสิ่งต่างๆ ที่อาจทำให้เกิดแรงขึ้นมาได้ ในเชิงฟิสิกส์พลังงานจัดว่าเป็นคุณสมบัติหนึ่งในเชิงปริมาณพื้นฐานที่สามารถอธิบายระบบทางกายภาพหรืออธิบายสถานะต่างๆ ของวัตถุได้ พลังงานสามารถเปลี่ยนแปลงรูปแบบตัวเองได้ค่อนข้างหลากหลาย” ซึ่งการวัดค่าในแต่ละรูปแบบของพลังงานก็จะมีความแตกต่างกันออกไป ซึ่งเมื่อมองในภาพรวมของพลังงานทั้งหมดสามารถจำแนกรูปแบบของพลังงานออกเป็นหน่วยใหญ่ๆ ที่รู้จักกันดีได้ ดังนี้

  1. พลังงานเคมี คือพลังงานที่มีอยู่ในสารเคมีหรือวัตถุต่าง ๆ ที่ค่อนข้างเป็นอันตราย การปล่อยออกมาในแต่ละครั้งจะเกิดก็ต่อเมื่อมีปฏิกิริยาทางเคมี อาทิ การเผาถ่าน, การเผาไม้, พลังงานเคมีในแบตเตอรี่ หรือแม้แต่อาหารที่อยู่ในท้องก็เป็นพลังงานเคมีได้ด้วยเช่นเดียวกัน
  2. พลังงานความร้อน เป็นพลังงานที่เกิดก็ต่อเมื่อมีแรงกระตุ้นในลักษณะของการเคลื่อนที่ในตัวโมเลกุลต่าง ๆ เช่น การสั่นสะเทือนของโมเลกุลจากน้ำทำให้เกิดเป็นความร้อนขึ้นมา
  3. พลังงานศักย์ คือพลังงานที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่ง น้ำหนัก รวมถึงแรงโน้มถ่วงต่างๆ ของโลก
  4. พลังงานจลน์ จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อวัตถุนั้น ๆ กำลังเคลื่อนที่ อาทิ คนกำลังวิ่ง การเผาไหม้ของเครื่องยนต์
  5. พลังงานไฟฟ้า ถือว่าเป็นพลังงานที่ใช้งานกันมากที่สุดในปัจจุบันนี้ โดยเป็นพลังงานที่สามารถนำไปเปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานประเภทอื่นๆ ได้ เช่น เปลี่ยนเป็นพลังงานลม, พลังงานความร้อน เป็นต้น
  6. พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นลักษณะพลังงานที่เกิดจากการแผ่รังสี เช่น การใช้งานไมโครเวฟ เป็นต้น
  7. พลังงานนิวเคลียร์ เป็นปฏิกิริยาพลังงานชนิดหนึ่งที่มักจะใช้เฉพาะในการผลิตไฟฟ้าหรือใช้วงการวิทยาศาสตร์มากกว่าการใช้งานปกติที่เราเห็นกัน
สำหรับในเรื่องของภาวะโลกร้อนพลังงานส่วนที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือ พลังงานไฟฟ้าและพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก (Electric and Magnetic Field: EMFs) [2] สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเราจะใช้เส้นสมมุติที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงอาณาเขตและความเข้มของเส้นแรงที่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มีความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้า (เรียกว่า สนามไฟฟ้า) และที่เกิดขึ้นโดยรอบวัตถุที่มีกระแสไฟฟ้าไหล (เรียกว่า สนามแม่เหล็ก) ในกรณีกล่าวถึงทั้ง สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กพร้อมกันมักจะเรียกรวมว่า สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Field: EMF) หรือ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้ 2 ลักษณะคือ

1. เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ได้แก่ สนามแม่เหล็กโลก คลื่นรังสีจากแสงอาทิตย์ คลื่นฟ้าผ่า คลื่นรังสีแกมมา เป็นต้น

  • สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสถิตที่ไม่มีการเปลี่ยนตามเวลา (Static Field หรือ DC Field) ตัวอย่างเช่น สนามไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆกับพื้นโลก สนามแม่เหล็กจากแม่เหล็กถาวร สนามแม่เหล็กโลก เป็นต้น
  • สนามแม่เหล็กโลกและปรากฏการณ์ฟ้าผ่าจากสนามไฟฟ้า

2. เกิดขึ้นจากการสร้างของมนุษย์ แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด คือ

  • แบบจงใจ คือมีการสร้างให้เกิดขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์หลักที่จะใช้ประโยชน์โดยตรงจากคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นนี้ เช่น ให้สามารถส่งไปได้ในระยะไกลๆ ด้วยการส่งสัญญาณของระบบสื่อสาร เช่น สัญญาณเรดาร์ คลื่นโทรศัพท์ คลื่นโทรทัศน์และ คลื่นวิทยุ โดยการใช้คลื่นไมโครเวฟ หรือการใช้คลื่นไมโครเวฟในการให้ความร้อน เป็นต้น
  • แบบไม่จงใจ คือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากสายส่งไฟฟ้าหรือการใช้งานอุปกรณ์ ไฟฟ้า โดยไม่ได้มีวัตถุประสงค์หลักที่จะใช้ประโยชน์โดยตรงจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเช่น ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า (สายส่งไฟฟ้า) เป็นต้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้านี้มีการเปลี่ยนตามเวลา (Dynamic Field หรือ AC Field) ตัวอย่างเช่น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากระบบการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ (50 Hz)
การบอกถึงระดับพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเราจะดูจาก แถบคลื่นความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Energy) หรือ (Photon Energy) แถบคลื่นความถี่ (Electromagnetic Spectrum) นี้จะเป็นตัวชี้วัดระดับพลังงานด้วยเช่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูง จะมีระดับของพลังงานสูง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่ต่ำ ก็จะมีระดับของพลังงานที่ต่ำ แถบคลื่นความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเรียงลำดับความถี่จากสูงไปสู่ต่ำ เป็นดังนี้ รังสีคอสมิก รังสีแกมมา รังสีเอ็กซ์ แสงอาทิตย์ คลื่นความร้อน คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ และ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า ดังแสดงในรูป ภาพจาก www.tecnoao-asia.com อย่างไรก็ตาม สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าเป็นเพียงส่วนหนึ่งของแถบความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความแตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับรังสีแกมมาซึ่งมีความถี่อยู่ในย่านการแผ่รังสีคลื่นม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้เกิดไอออน (Ionization Radiation)[3] และสามารถทำลายการยึดเหนี่ยวของโมเลกุลได้นั่นหมายความว่ารังสีแกมมาและการแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้เกิดไอออนสามารถทำลายส่วนต่างๆ ของดีเอ็นเอ (DNA) และการได้รับรังสีชนิดนี้สามารถก่อให้เกิดโรคมะเร็งได้ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีแถบคลื่นความถี่ที่ต่ำลงมา ระดับพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะมีค่าลดลง ตัวอย่างเช่น คลื่นไมโครเวฟ ซึ่งมีพลังงานไม่เพียงพอที่จะทำลายการยึดเหนี่ยวของโมเลกุลได้ อย่างไรก็ตามการได้รับการแผ่รังสีของคลื่นไมโครเวฟที่มีค่าสูงโดยตรงสามารถทำให้เกิดความร้อนได้เช่นเดียวกับการทำให้อาหารสุกโดยใช้ เตาไมโครเวฟ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า มีความถี่อยู่บนแถบคลื่นความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ต่ำมาก[4] สนามแม่เหล็กจากเครื่องใช้ไฟฟ้าและสายส่งไฟฟ้านั้น มีระดับพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยมากๆ ซึ่งไม่เพียงพอที่จะทำลายการยึดเหนี่ยวของโมเลกุลได้ แต่อย่างไรก็ดี เซลล์ร่างกายคนเราสามารถตอบสนองกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานต่ำด้วย ในกรณีที่ขนาดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้านั้นมีค่าสูง ซึ่งปฏิกิริยาเหล่านี้จะเป็นปฏิกิริยาทางอ้อม (ผลกระทบทางกายภาพ) โดยยังไม่มีหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า ผลกระทบทางอ้อมนี้จะก่อให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับสุขภาพ อ้างอิงจาก : กองวิจัยและพัฒนา ฝ่ายวิจัยและพัฒนา การไฟฟ้านครหลวง – มกราคม 2549 Copyright © 2006 Metropolitan Electricity Authority (MEA). All rights reserved ผลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อชั้นบบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ โทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่ต่ำที่สุดของชั้นบรรยากาศของโลก มวลส่วนใหญ่ (ประมาณ 75-80%) ของบรรยากาศอยู่ในเขตโทรโพสเฟียร์ ประกอบไปด้วยเมฆและสภาพอากาศเกือบทุกประเภทเกิดก็เกิดขึ้นในชั้นนี้ โทรโพสเฟียร์เป็นชั้นที่ฝนตกชุกของชั้นบรรยากาศ ส่วนด้านบนของชั้นบรรยากาศ ทั้งหมดจะมีความชื้นน้อยมาก ด้านล่างของ troposphere อยู่ที่พื้นผิวโลก โทรโพสเฟียร์ทอดตัวยาวขึ้นไปประมาณ 10 กม. (6.2 ไมล์หรือประมาณ 33,000 ฟุต) เหนือระดับน้ำทะเล ความสูงของชั้นบนสุดของโทรโพสเฟียร์จะแปรผันตามละติจูด (ต่ำสุดเหนือเสาและสูงที่สุดที่เส้นศูนย์สูตร) และตามฤดูกาล (ต่ำกว่าในฤดูหนาวและสูงกว่าในฤดูร้อน) มันอาจสูงถึง 20 กม. (12 ไมล์หรือ 65,000 ฟุต) ใกล้เส้นศูนย์สูตรและต่ำสุด 7 กม. (4 ไมล์หรือ 23,000 ฟุต) เหนือขั้วโลกในฤดูหนาว สิ่งใด ๆ ที่เกิดขึ้นบนผิวโลกไปจนถึงชั้นบรรยากาศของโลกนี้ มนุษย์เราจะได้รับผลกระทบโดยตรง ภาพและข้อความจาก https://scied.ucar.edu/shortcontent/troposphere-overview โลกยุคดิจิทัลในปัจจุบัน อุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ จะสร้างสิ่งที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) เพราะเมื่ออุปกรณเหล่านี้ทำงาน อิเล็กตรอนถูกย้ายไปรอบ ๆ เพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้ นอกจากนี้ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่นฟ้าผ่าอาจเกิดขึ้นในสถานที่เดียวกัน นอกจากนี้ด้วยเหตุผลหลายประการ การคายประจุไฟฟ้าสถิตอาจเกิดขึ้นแม้ว่าอุปกรณ์หรือระบบไม่ได้อยู่ในโหมดการทำงานปกติ เมื่อวิศวกรเริ่มตระหนักถึงผลกระทบเหล่านี้ในช่วงแรก ๆ ของยุคคลื่นวิทยุมักจะเรียกปรากฎการณ์นี้ว่า “การรบกวนจากคลื่นความถี่วิทยุ (RFI, Radio frequency Interference)” แต่ในยุคนี้ต้องใช้คำว่า “การรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI, Electromagnetic Interference)” สะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่าระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ทำให้เกิดการรบกวนที่ความถี่ใด ๆ ระหว่าง 0 Hz และช่วง GHz (ไมโครเวฟ) [5] ปรากฏการณ์และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้เพิ่มปริมาณการแพร่กระจายมลพิษของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมหรือบรรยากาศของโลก พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้านี้เล็ดลอดออกมาจากทั้งที่ตั้งใจและไม่เจตนา พลังงานมีผลกระทบบางอย่างและรบกวนการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เมื่อมีความเข้มข้นเพียงพอ ผลกระทบในวงกว้างเรียกว่า สัญญาณรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) แหล่งที่มาแบบตั้งใจของ EMI นี้คืออุปกรณ์ต่าง ๆ จากสถานีวิทยุและโทรทัศน์การสื่อสารและเรดาร์และเครื่องช่วยนำทาง แหล่งที่ไม่ได้ตั้งใจ เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าจากระบบจุดระเบิดรถยนต์ ระบบควบคุมอุตสาหกรรมและเครื่องใช้ในครัวเรือน รูปที่ 1 แสดงแหล่งที่มาทั่วไปของเสียงอีเอ็มไอในบรรยากาศ สภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้านี้เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนสามประการซึ่งอธิบายไว้ใน
  • ปรากฏการณ์ความถี่ต่ำ (การนำและการแผ่รังสียกเว้นการคายประจุไฟฟ้าสถิต);
  • ปรากฏการณ์ที่มีความถี่สูง (การนำและการแผ่รังสียกเว้นการคายประจุไฟฟ้าสถิต)
  • ปรากฏการณ์การเกิดไฟฟ้าสถิต (การนำและการแผ่รังสี) [6]
จากผลกระทบสัญญาณรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่จะไปรบกวนเครื่องมือสื่อสารด้วยกันเองแล้วในมุมมองอีกฟากฝั่งหนึ่ง จากทฤษฎีของพลังงานที่ว่า “สสารและพลังงานไม่สูญหายไปไหน” นั้นมาจาก “กฏการอนุรักษ์พลังงาน(Conservation of Energy)” คือ หลักการที่ระบุว่า “พลังงานทั้งหมดของระบบปิดคงที่ตลอดเวลาโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้อื่น ๆ ภายในระบบ มันเกี่ยวข้องกับความสมมาตรของความแปรปรวนของเวลา” [7] หมายความว่ากาลเวลาจะทำให้พลังงานที่มีอยู่เกิดการเปลี่ยนแปลงและถ่ายเทไปมาในรูปแบบที่เกี่ยวข้องกันและจะไม่สูญหายไปไหนคือผลรวมแล้วจะมีปริมาณเท่าเดิม ภาพจาก https://www.researchgate.net/figure/Typical-electromagnetic-environment-4_fig1_326010927 จากนิยามและคำอธิบายดังกล่าวเราสามารถจะพูดได้ว่า ปริมาณพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการสื่อสารหรือการใช้อินเทอร์เน็ตของชาวโลกนั้นก็ยังอยู่ในชั้นบรรยากาศของเราอาจจะมีบางส่วนของคลื่นที่ออกไปนอกอวกาศโดยความตั้งใจเช่นการสื่อสารดาวเทียมและการสื่อสารกับยานอวกาศนอกโลก และจากผลการทดลองทางวิชาการเรื่องการซึมซับ(Absorption) พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมหาศาลเหล่านี้ก็จะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนนั่นเอง ทาง KBO Earth ต้องการจะนำแนวคิดนี้เพื่อมาทำการวิจัยหรือขอความร่วมมือกับหน่วยงานวิจัยระดับโลกเพื่อนำผลที่ได้มาหาวิธการแก้ปัญหาอย่างจริงจังและเป็นรูปธรรม _______________________________________________________________________________ [1] https://bioenergyfields.org/รูปแบบพลังงาน/ [2] http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/61/electro-magnetic1/page01_thai.htm [3] Ionization Radiation คือ การแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการแตกตัวของอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่มีประจุบวกและลบ โดยขึ้นอยู่กับการได้หรือสูญเสียอิเล็กตรอน [4] ย่านความถี่ต่ำมาก (Extremely Low Frequency : ELF) มีความถี่อยู่ในช่วง 3 Hz ถึง 3,000 Hz (3 kHz) สำหรับประเทศไทยใช้ความถี่ ในการส่งกระแสไฟฟ้าที่ 50 Hz [5] https://www.iec.ch/emc/explained/environment.htm [6] https://www.researchgate.net/figure/Typical-electromagnetic-environment-4_fig1_326010927 https://www.dictionary.com/browse/conservation-of-energy [7] https://www.dictionary.com/browse/conservation-of-energy

KBO EARTH © 2019 | All Rights Reserved