От «сверхлюдей» до секвенирования: как следующие 50 лет науки могут изменить наш мир
За последние 50 лет наш мир изменился благодаря научным открытиям, которые когда-то считались невозможными.
Такие достижения, как развитие интернета, расшифровка генома человека и стремительное развитие искусственного интеллекта, изменили наше понимание Вселенной.
Но что же дальше?
В ознаменование 50-летия научного шоу Quirks & Quarks на радио CBC ведущий Боб Макдональд побеседовал с шестью ведущими канадскими учеными перед живой аудиторией в Институте теоретической физики «Периметр» в Ватерлоо, Онтарио.
Их задача состояла в том, чтобы представить, что могут принести следующие 50 лет развития науки. От новых способов выращивания продуктов питания до разгадки тайн космоса — вот что, по их словам, открывают новые горизонты.
Модернизация сельского хозяйстваПо словам Эвана Фрейзера, директора Института продовольствия Аррелла при Университете Гвельфа, «одной из главных задач поколения станет возможность прокормить всех, не доводя планету до критической точки».
По данным Организации Объединенных Наций, в настоящее время население Земли составляет более 8 миллиардов человек, а к середине 2080-х годов, по прогнозам, оно достигнет 10,3 миллиарда человек.
Он пояснил, что продовольственные и сельскохозяйственные системы ответственны примерно за треть мировых выбросов парниковых газов. Эти выбросы возникают на различных этапах производства продуктов питания, включая животноводство, выращивание сельскохозяйственных культур, переработку отходов и транспортировку.
Таким образом, после 50 лет сосредоточения почти исключительно на «производстве большего количества продовольствия с акра», Фрейзер заявил, что следующая эра сельского хозяйства должна иметь более широкую перспективу — такую, которая подчеркивает не только производство, но и устойчивость, питание и смягчение последствий изменения климата.
Этот переход уже происходит. По словам Фрейзера, на некоторых канадских фермах дроны используются для сканирования полей на предмет сорняков всего через несколько часов после их появления. Затем появляется второй дрон, распыляющий «минимальное количество гербицида», что сокращает использование химикатов и защищает посевы.
По его словам, инновации происходят и в почве. Некоторые новые удобрения используют микроорганизмы, помогающие растениям вырабатывать собственный азот, что значительно сокращает энергетические затраты, связанные с традиционными заводскими удобрениями.
Тем временем в лабораторных условиях набирает популярность «точная ферментация». По словам Фрейзера, подобно дрожжам, превращающим сахар в спирт, модифицированные микробы могут производить такие белки, как молоко, свиной жир и сыворотка. Этот метод требует меньше земли, воды и энергии, чем традиционное сельское хозяйство, для производства того же продукта, и способствует повышению продовольственной безопасности.
Борьба с изменением климатаКогда речь заходит об изменении климата, легко «представить себе апокалипсис», говорит Лора Тозер, доцент кафедры экологических исследований в Университете Торонто в Скарборо.
Однако реальность, по ее словам, более обнадеживающая, поскольку многие инструменты, необходимые для борьбы с изменением климата, уже существуют.
Она говорит, что путь вперёд лежит через отказ от ископаемого топлива и переход на возобновляемые источники энергии. Ветер и солнце предлагают то, что она называет бесплатным топливом, но для раскрытия их полного потенциала требуется модернизация энергосистемы для более эффективной поддержки чистой электроэнергии.
«Многим из них нужны инновации, чтобы стать дешевле, проще, компактнее и доступнее», — сказал Тозер.
Она представляет себе будущее, в котором чистая энергия будет органично интегрирована в дома всех канадцев, причем как сельские фермы, так и пригородные многоквартирные дома будут снабжаться солнечной энергией.
Еще одна революция в генетике«Прогресс в области генетики оказался «значительным», — сказала Ивонна Бомбард, ученый и исследователь службы геномики в больнице Unity Health St. Michael's Hospital.
Бомбар говорит, что этот быстрый прогресс открыл новую эру персонализированной медицины, где методы лечения, особенно таких сложных заболеваний, как рак, могут быть адаптированы к уникальному генетическому коду человека.
По словам Бомбарда, будущее за тем, чтобы сделать подобное тестирование частью повседневной медицинской помощи. Когда-нибудь врачи смогут использовать генетический профиль пациента для точной корректировки дозировки лекарств или рекомендации конкретных изменений образа жизни, помогая диагностировать или даже предотвратить заболевание на ранней стадии.
Но она также отметила, что большая часть существующих генетических данных получена от людей европейского происхождения, а это значит, что результаты для других групп населения часто менее точны.
«Нам необходимо обеспечить полное участие общества, чтобы [все] общества могли извлечь пользу из внедрения геномной медицины», — сказал Бомбард, который также занимает кафедру канадских исследований в области геномных медицинских услуг и политики.
Бионические людиАна Луиза Трехос утверждает, что будущая робототехника может сделать людей «сверхлюдьми».
Трехос работает над носимыми экзоскелетами — роботизированными системами, предназначенными для поддержки или улучшения человеческого тела и изготавливаемыми под конкретного человека.
По словам Трехос, профессора электротехники и вычислительной техники в Университете Западного полушария, некоторые из этих экзоскелетов будут использовать мозговые имплантаты для определения намерений человека, что сделает протезы похожими на естественные конечности. Она также утверждает, что будущие устройства смогут заменить любую часть нашего тела.
Следующий шаг, по её словам, — питание этих систем собственной энергией пользователя. Она представляет себе мягкую, наполненную датчиками одежду, которая не только помогает движению, но и усиливает его.
«Это может даже повысить нашу производительность, выйти за рамки наших природных возможностей и создать сверхчеловека, который позволит нам действовать намного лучше», — сказал Трехос.
Происхождение ВселеннойПо данным Европейского космического агентства, мы до сих пор не знаем, из чего состоит 95 процентов Вселенной.
Эта загадка служит источником вдохновения для работы Кэти Мэк, астрофизика-теоретика из Института теоретической физики «Периметр» в Ватерлоо, Онтарио.
По ее словам, в центре неизведанного находятся две таинственные силы: темная материя и темная энергия.
«[Тёмная материя], похоже, удерживает галактику вместе», — сказал Мак. «Похоже, это фундамент, на котором построена вся материя, которую мы видим».
По словам Мака, тёмная материя составляет около 85% массы Вселенной. Хотя она невидима, её присутствие проявляется в том, как она влияет на движение звёзд и преломляет свет.
Однако ученым еще предстоит выяснить, из чего он на самом деле сделан.
Затем, по словам Мака, появляется темная энергия — сила, которая, как считается, отвечает за ускоренное расширение Вселенной.
«От глубоких подземных лабораторий до гигантских коллайдеров частиц ученые по всему миру стремятся разгадать эту тайну», — говорит Мак, который также является заведующим кафедрой космологии и научной коммуникации имени Хокинга.
«Я действительно думаю, что мы найдем что-то удивительное», — сказала она.
А как насчет ИИ?Искусственный интеллект «сейчас очень в моде»: от его интеграции в автомобили и телефоны до холодильников и разговорчивых чат-ботов, таких как ChatGPT, говорит Люк Старк, доцент факультета информационных и медиа-исследований Западного университета.
Тем не менее, он сомневается, что в ближайшие 50 лет появятся машины, способные мыслить и решать проблемы на уровне человека.
Хотя инструменты вроде ChatGPT могут показаться похожими на человеческие, это не случайно. Старк объясняет, что такие компании, как OpenAI, намеренно разрабатывают эти системы так, чтобы они говорили от первого лица и имитировали естественный разговор.
Он говорит, что в течение следующих 50 лет будет много дискуссий о том, кто имеет право разрабатывать и контролировать ИИ, и кто будет решать, какую роль эти инструменты будут играть в нашем обществе.
«Люди, которые его создают, часто хотят, чтобы мы думали, что это научная фантастика, верно?» — сказал Старк.
«Я думаю, вопрос в следующем: «Можем ли мы обратить внимание на то, как эти инструменты нарушают привычный ход вещей, и можем ли мы сделать так, чтобы они нарушали привычный ход вещей таким образом, чтобы это было полезно для всех?»
cbc.ca
