Przyszłość nauki - naukowcy raczej pesymistyczni

Era laserów
Co przyniesie rozwój nauki i techniki w ciągu najbliższej dekady? Rewolucja może nastąpić dzięki dość staremu wynalazkowi, którego potencjału na razie nie doceniamy.
Promy kosmiczne, zastąpione rakietmi Ares, wylądują w muzeach
Kenny Miller/Flickr CC by SA

Promy kosmiczne, zastąpione rakietmi Ares, wylądują w muzeach

Czeka nas rewolucja technologiczna za sprawą laserów
Wikipedia

Czeka nas rewolucja technologiczna za sprawą laserów

Początek nowego roku obfitował w rozmaite podsumowania minionych 12 miesięcy, ale również w prognozy na 2010 r. Tygodnik „New Scientist” opublikował intrygujące zestawienie 10 przełomowych wydarzeń w nauce i technice, które nas czekają.

Amerykańskie promy kosmiczne mają zakończyć swoją, trwającą prawie 30 lat, służbę i wylądować w muzeach. Agencja NASA chce je zastąpić rakietami Ares, pod względem koncepcyjnym przypominającymi pojazdy użyte w programie Apollo (lądowanie na Księżycu). Tyle że pierwszy załogowy lot nowej rakiety zaplanowano na 2015 r. Tak więc przez najbliższe kilka lat NASA – jeśli chodzi o transport kosmonautów do i z Międzynarodowej Stacji Orbitalnej – będzie skazana na rosyjskie rakiety.

W 2010 r. możemy poznać dokładną budowę wszystkich genów naszych wymarłych ewolucyjnych kuzynów – neandertalczyków. Niektóre fragmenty ich genomu już znamy – dzięki niezwykle pomysłowym metodom, opracowanym przez zespół prof. Svante Pääbo z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku. Mając w ręku cały zapis genomu neandertalczyków, będziemy mogli wyjaśnić wiele zagadek ewolucji nie tylko tego gatunku, ale również naszego.

Niemniej głośnym wydarzeniem może być powstanie tzw. synthii – pierwszego sztucznego mikroorganizmu poskładanego z genów bakterii. Pracuje nad tym m.in. niepokorny biolog i biznesmen Craig Venter, który opracował szybką metodę odczytywania ludzkiego genomu, rzucając tym samym rękawicę międzynarodowej sieci instytutów, hojnie finansowanych z państwowych budżetów.

W tym roku być może czeka nas potwierdzenie istnienia neutralina – hipotetycznej cząstki, która ma być jednym z podstawowych budulców tzw. ciemnej materii. Widzialna materia stanowi tylko ok. 4 proc. masy Wszechświata. Z czego składa się reszta, na razie pozostaje wielką zagadką.

Będzie źle

Jeszcze dalej w przyszłość wybiegł brytyjski tygodnik naukowy „Nature”. Na siedmiu stronach publikuje opinie kilkunastu wybitnych specjalistów, reprezentujących rozmaite dziedziny. Co ciekawe, tygodnik nie zdecydował się zwrócić z pytaniami o przyszłość wyłącznie do specjalistów reprezentujących twardą naukę, czyli fizyków, chemików czy biologów. Na temat nadchodzącej dekady wypowiada się m.in. Peter Norvig, jeden z dyrektorów Google’a, oraz prof. Jeffrey Sachs – dobrze znany w Polsce ekonomista.

Ogólny ton tych prognoz nie jest najlepszy. Wypowiedzi naukowców zdominował jeden problem: zły stan naszej planety. Nadchodzące dziesięciolecie ma być zatem czasem decydującej walki o czyste źródła energii czy powstrzymanie degradacji gleby, która żywi ciągle rosnącą liczbę ludzi. Prof. Daniel M. Kammen z University of California przestrzega: będzie źle, jeśli do 2020 r. nie znajdziemy się blisko celu, jakim jest uzyskiwanie 80 proc. energii elektrycznej ze Słońca, wiatru, elektrowni atomowych i wodnych oraz geotermii.

Paul Anastas z Yale University nawołuje wręcz do zmiany sposobu myślenia uczonych reprezentujących tradycyjne gałęzie nauki. Zapytany, co dzięki rozwojowi chemii zmieni się w nadchodzącym dziesięcioleciu, nie pisze o nowych wynalazkach, ale o odpowiedzialności ludzi uprawiających tę dziedzinę wiedzy. Jego zdaniem, zamknięci w laboratoriach naukowcy skupiali się dotąd np. na nowych związkach chemicznych, abstrahując od tego, jaki będą miały wpływ na środowisko. Dlatego chemia powinna się zmienić, a każdy nowy wynalazek, każda nowa substancja będzie musiała być przeanalizowana pod kątem oddziaływania na Ziemię i jej mieszkańców.

W podobnym duchu brzmi także wypowiedź prof. Jeffreya Sachsa, zatytułowana „Globalne rządy”. Ekonomista uważa, że do zrównoważonego rozwoju cywilizacji niezbędne są co najmniej cztery warunki. Po pierwsze, politycy powinni opierać się na głosach naukowych ekspertów, by nie tylko wytyczać cele, ale też mieć jasność, jak je osiągnąć. Dzięki temu unikniemy porażek takich jak klimatyczny szczyt w Kopenhadze. Dlatego powinna powstać ponadnarodowa organizacja, coś w rodzaju ONZ ds. środowiska naturalnego, złożona jednak wyłącznie z ekspertów.

Po drugie, w kwestii ochrony środowiska potrzebujemy poważnych inwestycji, opartych na partnerstwie publiczno-prywatnym. Po trzecie, lobbing wielkich korporacji musi zostać poważnie ograniczony – Sachs uważa go za jedno z największych zagrożeń nadchodzącej dekady. To właśnie lobbystów oskarża o przyczynienie się do kryzysu ekonomicznego oraz brak postępu w walce z globalnym ociepleniem. W tej dziedzinie radykalnie powinny zreformować się Stany Zjednoczone, opanowane przez agresywne lobbies.

Po czwarte wreszcie, jeśli dojdziemy do porozumienia w sprawie redukcji emisji gazów cieplarnianych, ochrony gleby i bioróżnorodności, trzeba będzie wesprzeć biedne kraje. Pomoc miałaby pochodzić z globalnego podatku od międzynarodowych transakcji finansowych oraz od emisji CO2.

Rewolucja laserowa

Kiepski nastrój uczonych widać nie tylko w wypowiedziach dotyczących stanu naszej planety. W ankiecie „Nature” zaskakuje brak wielkich projektów i wizji potrafiących rozpalać wyobraźnię. Nikt z zaproszonych do zabrania głosu uczonych nie wspomina np. o wysłaniu ludzi na Marsa.

W tej beczce dziegciu jest jednak łyżka miodu. Thomas Baer z Stanford Photonics Research Center i Nicholas Bigelow z University of Rochester uważają mianowicie, że czeka nas rewolucja technologiczna za sprawą… laserów. Do 2020 r. może udać się zbudować urządzenia emitujące skupioną wiązkę światła o szerokości zaledwie nanometra, czyli jednej milionowej milimetra (to wielkość niedużej cząsteczki chemicznej). Za pomocą takich laserów będzie można bezpośrednio (bez przeprowadzania reakcji chemicznych) i szybko odczytać sekwencję np. DNA. Pozwolą one również na zbudowanie sto razy pojemniejszych dysków komputerowych.

Lasery nowej generacji posłużą także do wykreowania nowych stanów materii, umożliwiając uzyskanie temperatur i ciśnień panujących w środku masywnych gwiazd. To zaś, zdaniem Beara i Bigelowa, umożliwi produkcję wodoru – czystego i niewyczerpalnego źródła energii.

Lasery przyszłości mają też generować niewyobrażalnie krótkie, attosekundowe błyski światła (czyli trwające jedną trylionową część sekundy). Za ich pomocą będzie można wykonywać „zdjęcia” reakcji chemicznej na każdym jej etapie, co niezwykle ułatwi tworzenie nowych substancji. Lasery posłużą także do przyspieszania protonów i elektronów. Dziś robi się to w wielkich akceleratorach kosztujących krocie. Do 2020 r. to samo będzie możliwe za małe pieniądze i w urządzeniu mieszczącym się w małym laboratorium.

To wszystko nie jest, oczywiście, na wyciągnięcie ręki – do budowy laserów o tak wspaniałych możliwościach potrzeba m.in. zupełnie nowych materiałów. Ale Bear i Bigelow wierzą, że do 2020 r. one powstaną. „Podobnie jak wynalazcy laserów z lat 60. ubiegłego wieku, nie doceniamy jeszcze wielkiego potencjału tych urządzeń i nie potrafimy sobie wyobrazić, jak bardzo mogą zmienić nasze życie” – piszą amerykańscy naukowcy.

Mówiąca wyszukiwarka

Warto też przytoczyć wypowiedź Petera Norviga, kierującego działem badań Google’a. Dla jego firmy wielkim wyzwaniem jest udoskonalanie wyszukiwarek internetowych. W ciągu 10 lat mają one przejść dwie istotne zmiany. Przede wszystkim nie będziemy już wstukiwać interesujących nas fraz na klawiaturze, ale komunikować się z komputerem za pomocą głosu. Być może powstaną też pierwsze komputery wyposażone w czujniki aktywności mózgu, dzięki czemu będzie można nimi sterować za pomocą myśli.

Zdaniem Norviga, zmienić się musi także sposób segregacji i prezentacji znalezionych w sieci informacji. Zadając pytanie np. o fuzję termojądrową, nie powinniśmy otrzymać, tak jak dziś, linków do źródeł, gdzie na pierwszym miejscu znajdują się definicje encyklopedyczne. Uzyskamy m.in. coś na kształt artykułu, będącego syntezą kilku wiarygodnych źródeł, jednak uwypuklającą różnice dotyczące danego tematu (np. źródło X interpretuje dane zdarzenie tak, a Y inaczej). Wyszukiwarki mają również automatycznie tłumaczyć dokumenty na język, który wybierzemy.

Największym wyzwaniem przy tworzeniu nowych wyszukiwarek będzie ocena jakości źródła informacji i porządkowanie uzyskanych wyników. Np. jeśli wpiszemy hasło „lądowanie ludzi na Księżycu”, to godne zaufania strony (np. NASA czy instytutów naukowych) powinny pojawić się na najwyższych pozycjach w grupie „wiarygodne źródła”, a strony internetowe utrzymujące, że program Apollo był oszustwem i nigdy nie doszło do lądowania człowieka na Księżycu, znajdą się w gronie mało wiarygodnych. Wszystko to ma nam ułatwić poruszanie się w coraz większym gąszczu informacji. Jak jednak Google chce to zrobić i na jakim etapie są prace, Norvig na razie nie zdradza.

Wygląda na to, że w nową dekadę uczeni wkraczają z większymi obawami niż nadziejami. Miejmy nadzieję, że ich pesymizm okaże się przesadzony.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną