Nhìn từ phim Ma Trận, con người có thể dùng não truyền năng lượng cho iPhone được không?
Cơ thể con người là một cỗ máy phức tạp. Mỗi khi chúng ta suy nghĩ, các tế bào thần kinh trong não bộ sẽ phát ra xung điện. Nếu vậy, chưa biết chừng chúng ta có thể dùng não của mình để sạc pin cho iPhone cũng nên.
Có thể sạc pin iPhone bằng điện phát ra từ não bộ con người hay không?
Ý tưởng điên rồ này đã từng xuất hiện trong series phim khoa học viễn tưởng Ma trận (Matrix). Có những cánh đồng, những cánh đồng bất tận nơi con người không còn được sinh ra mà được nuôi lớn. Phe máy móc sử dụng con người làm pin cung cấp năng lượng. Loài người bị nhốt vào vô số bào thai và bị cai quản bởi những con robot.
Con người chúng ta có thể tạo ra điện. Nghe có vẻ hoang tưởng nhưng thực sự đúng là như vậy. Điện tồn tại trên khắp cơ thể con người. Dòng chảy của các ion tích điện khiến tim bạn đập, não suy nghĩ và cơ bắp co bóp. Hoạt động của điện bên trong cơ thể con người được ghi nhận mạnh mẽ nhất ở bộ phận não bộ, nơi chứa khoảng một trăm tỷ dây thần kinh, và chúng chính là những dây dẫn điện sinh học.
Trước khi chúng ta cố gắng trả lời câu hỏi thú vị này thì cần phải lưu ý 2 vấn đề:
Chúng ta không thực sự sống trong một thế giới giống như phim Ma trận.
Não bộ con người liên tục sản sinh ra điện nhưng chưa có cách nào để khai thác nó.
Vì 2 vấn đề nêu trên nên phần trình bày dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo. Nếu bạn tin rằng một ngày nào đó chúng ta có thể khai thác điện năng từ chính cơ thể của mình thì hãy đọc tiếp. Nếu bạn không thể tin chuyện đó sẽ xảy ra thì hãy dừng lại tại đây.
Bây giờ là lúc ôn lại kiến thức vật lý được học từ sách giáo khoa cấp II. Nhắc tới điện, nhiều người sẽ nghĩ ngay đến nhà máy phát điện, dây điện và các thiết bị điện. Nhưng điện chỉ đơn giản là dòng điện tích tồn tại trên một vật chất nào đó. Thậm chí trong không khí cũng có điện. Khi trời mưa chúng ta hay nhìn thấy tia sét, đó chính là sự tồn tại của điện.
Ví dụ như trong máy tính và điện thoại, bảng mạch điện tử dẫn điện chạy xung quanh, do đó có các dòng điện tích tồn tại trên bảng mạch điện tử, tức là bảng mạch đó có điện.
Tương tự như vậy, điện cũng tồn tại trong các sinh vật sống dưới dạng dòng chảy các ion tích điện. Sự tồn tại của điện khá đa dạng, nhưng đặc tính thì luôn giống nhau: Điện năng phải tạo ra công suất dù lớn hay nhỏ.
Có một vài thuật ngữ liên quan đến việc xác định công suất điện. Dưới đây là định nghĩa ngắn gọn về chúng.
Điện áp: Điện áp là áp suất, lực điện, là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia. Điện áp còn được gọi là điện thế (hoặc hiệu điện thế) và được xác định bằng đơn vị volt (V).
Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện là lượng điện tích di chuyển qua một bề mặt trong một đơn vị thời gian. Cường độ dòng điện được xác định bằng đơn vị ampe (A) / đơn vị thời gian.
Công suất điện: Công suất điện là thước đo sản lượng năng lượng mà điện tạo ra trên mỗi đơn vị thời gian. Công suất điện được xác định bằng đơn vị watt (W) / đơn vị thời gian.
Cả ba thuật ngữ nói trên liên quan với nhau và được thể hiện bởi công thức: Công suất điện = Điện áp x Cường độ dòng điện.
Giờ là lúc cần lấy giấy bút ra tính toán, để xem cơ quan đầu não của chúng ta có đủ sức sạc pin cho một chiếc iPhone hay không.
Trong não bộ, các dòng ion tích điện được truyền giữa các tế bào thần kinh thông qua dây thần kinh. Sự vận động này tạo ra chênh lệch điện tích, tức là tạo ra điện áp.
Mô phỏng chuyển động của dòng điện trong não bộ. Ảnh (Wikipedia).
Theo nhà sinh lý học Beces Hille thuộc Đại học Washington, một tế bào thần kinh của chúng ta có khả năng phóng ra dòng điện tích khoảng 105 mV. Mức điện áp rất nhỏ này mang theo cường độ dòng diện khoảng 1 nanoampe, tức là 0,000000001 A.
May mắn thay, não bộ con người chứa khoảng 80 tỷ tế bào thần kinh. Tất nhiên, không phải tất cả đều phóng điện cùng một lúc. Nếu điều đó xảy ra có thể chúng ta sẽ bị điên. Các nghiên cứu cho thấy chỉ có khoảng 1/100 tế bào thần kinh trong não bộ hoạt động tại cùng một thời điểm. Khi chúng ta suy nghĩ một điều gì đó, sẽ có khoảng 800 triệu tế bào cùng phóng điện.
Ta có đề bài như sau: Cho 800 triệu nguồn điện, mỗi nguồn điện có điện áp 105 mV và cường độ dòng điện 1 nanoampe. Hãy kết nối tất cả nguồn điện với nhau để sạc pin một chiếc iPhone và tính xem mất thời gian bao lâu để sạc đầy pin.
Đầu tiên, chúng ta sẽ chuyển đổi các con số về đơn vị cơ bản để dễ tính toán hơn:
* 1 nanoampe = 1,0 x 10 ^ -9 ampe
* 105 mV = 0,105 volt
Tiếp theo, chúng ta sẽ tính công suất điện của mỗi nguồn điện (mỗi tế bào thần kinh):
*(1,0 x 10 ^ -9) x 0,105 = 1,05 x 10 ^ -10 watt
Mở rộng lên quy mô 800 triệu nguồn điện (800 triệu tế bào thần kinh):
(1,05 x 10 ^ -10) x 800.000.000 = 0,085 watt
Chúng ta sẽ giả sử chiếc iPhone trong đề bài là iPhone 5C, có thời lượng pin hoạt động liên tục 5,74 giờ theo như Apple tuyên bố. Vì vậy, thời gian cần để sạc đầy pin chiếc iPhone 5C này là:
* 5,74 / 0,085 = 68,33 giờ
Nếu bằng cách nào đó bạn có thể chuyển hướng từng dây thần kinh trong hộp sọ của bạn sang pin iPhone, bạn sẽ sạc đầy pin chỉ trong vòng chưa đầy 70 giờ (đó là chưa tính đến điện trở).
Sạc pin từ điện não chắc chắn không hiệu quả khi so sánh với cục sạc tiêu chuẩn cắm vào lưới điện dân dụng, thường chỉ cần 70 phút để sạc đầy pin. Và nói một cách dí dỏm, có lẽ chỉ an toàn để dùng 1% điện năng của não bộ tại một thời điểm. Trong trường hợp đó bạn phải mất 6.833 giờ, tức là 285 ngày để sạc đầy pin chiếc iPhone 5C.
Đến đây thì ý tưởng này có lẽ nên được gác lại, trừ khi chúng ta phải đối mặt với ngày tận thế thảm khốc, cả thế giới không còn điện. Kể cả trong trường hợp đó, việc sạc điện thoại của bạn có lẽ sẽ xếp hạng ưu tiên thấp hơn trong danh sách những việc cần dùng điện, chẳng hạn như việc thắp sáng.
