فیدیبو نماینده قانونی گروه انتشاراتی ققنوس و بیش از ۶۰۰ ناشر دیگر برای عرضه کتاب الکترونیک و صوتی است .
کتاب چشم‌‌اندازها

کتاب چشم‌‌اندازها
انقلاب‌‌های علم در قرن بيست و يكم

نسخه الکترونیک کتاب چشم‌‌اندازها به همراه هزاران کتاب دیگر از طریق فیدیبو به صورت کاملا قانونی در دسترس است.


فقط قابل استفاده در اپلیکیشن‌های iOS | Android | Windows فیدیبو

با کد تخفیف fdb40 این کتاب را در اولین خریدتان با ۴۰٪ تخفیف یعنی ۱۱,۴۰۰ تومان دریافت کنید!

درباره کتاب چشم‌‌اندازها

میچیو کاکو، متخصص‌ فیزیک‌ نظری‌ و نویسنده‌ آثاری‌ پرفروش‌، در این‌ سفر هیجان‌انگیز به‌ جهان‌ آینده‌ علم‌، این‌ موضوع‌ را بررسی‌ می‌کند که‌ چگونه‌ انقلاب‌های‌ بزرگ‌ علمی‌ که‌ به‌ قرن‌ بیستم‌ شکلی‌ تازه‌ بخشیده‌اند ــ مکانیک‌ کوانتوم‌، بیوژنتیک‌ و هوش‌ مصنوعی‌ ــ طرز زندگی‌ ما را در قرن‌ بیست‌ و یکم‌ دگرگون‌ خواهند کرد. بینش‌ بی‌نظیر و قانع‌کننده‌ کاکو، بر پایه‌ تحقیقاتی‌ که‌ هم‌ اکنون‌ در آزمایشگاه‌های‌ طراز اول‌ سراسر جهان‌ در جریان‌ است‌، آینده‌ای‌ را پیش‌بینی‌ می‌کند که‌ در آن‌ ما دیگر ناظران‌ منفعل‌ جهان‌ نیستیم‌، بلکه‌ طراحان‌ رقص‌ ماده‌، حیات‌ و هوشیم‌. «چشم‌اندازها» خواننده‌ را به‌ سفری‌ پرماجرا و مسحورکننده‌ فرا می‌خواند و او را با تازه‌ترین‌ تحقیقاتِ برجسته‌ترین‌ دانشمندان‌ آشنا می‌کند، و سیمای‌ روح‌بخش‌ جهان‌ علم‌ را به‌ تماشا می‌گذارد.

ادامه...

بخشی از کتاب چشم‌‌اندازها

شما به آخر نمونه کتاب رسیده‌اید، برای خواندن نسخه کامل، کتاب الکترونیک را خریداری نمایید و سپس با نصب اپلیکیشن فیدیبو آن را مطالعه کنید:



مقدمه

این کتاب در باره آینده نامحدود علم و فن آوری است و دامنه مطالب خود را بر یکصد سال آتی و ماورای آن معطوف داشته است.
کتابی که هدف خاص و عمق و دقّت آن معطوف به تلخیص پیشرفت های هیجان آور و سریع علم است نمی تواند بدون بینش و خِرد دانشمندانی که آینده را می سازند به رشته تحریر در آید.
البته، هیچ فردی نمی تواند مبدع و مخترع آینده باشد. به سادگی می توان گفت که آینده انباشته از دانش فراوان و امکانات و خصایص بسیار است. در حقیقت، اغلب پیش بینی های آینده توام با لغزش ها و اشتباهات بوده اند زیرا نقطه نظرهای محدود و غیرعادی تنها یک فرد را منعکس داشته اند.
این بیان در باره چشم اندازها یا دورنگری های این کتاب صادق نیست. در جریان نوشتن کتاب های متعدد، مقالات و تفسیرهای علمی به ندرت از این امتیاز برخوردار بوده ام که بتوانم با بیش از ۱۵۰ دانشمند که پای بند اصول و عقاید متنوعی هستند در ظرف مدت ده سال مصاحبه کنم.
بر اساس این مصاحبه ها، کوشیده ام به طرح و تعبیه یک چارچوب زمانی بپردازم که در آن پیش بینی های معینی تحقق خواهند یافت و یا محقق نخواهند شد. دانشمندان انتظار دارند برخی پیش بینی ها تا سال ۲۰۲۰ اساساً وقوع یابند و بعضی دیگر تا سال های بیش تری، مثلاً از ۲۰۵۰ تا ۲۱۰۰ به طول انجامند. در نتیجه همه پیش بینی ها وضعی یکسان ندارند؛ برخی در آینده ای طولانی تر رخ می نمایند لذا بیش از بقیه به تفحص و تامل نیازمندند. چارچوب های زمانی که من در این کتاب
مشخص کرده ام، البته باید به منزله رئوس راهنمایی به شمار آیند که به خوانندگان احساسی را متبادر می دارند که چه هنگام فن آوری ها و روندهای معینی می توانند به منصه ظهور درآیند.
رئوس مطالب کتاب از این قرارند: در بخش اوّل، تحولات چشمگیری توصیف شده اند که انقلاب رایانه ای به وجود می آورد که هم اکنون طلیعه آن در دگرگونی حِرف و مشاغل، ارتباطات و راه و رسم زندگانی ما متجلی شده و به اعتقاد من روزی به ما قدرتی می دهد که هوش را در هر بخشی از سیاره خود مستقر سازیم. در بخش دوّم، به انقلاب زیست مولکولی توجه می شود که در نهایت به ما توان تغییر و ترکیب اشکال جدیدی از حیات را می دهد و داروها و درمان های نوینی خلق می کند. بخش سوم به انقلاب کوانتومی معطوف است که شاید عمیق ترین انقلاب در میان این سه انقلاب باشد که به ما امکان کنترل بر مادّه را ارزانی می دارد.
در این جا مایلم از دانشمندانی که در جریان نوشتن این کتاب از بذل اوقات، نصایح و نظرات و بینش های ارزشمند خود به من دریغ نورزیده اند سپاسگزاری نمایم.
همچنین مایلم از افرادی که مرا در نوشتن این کتاب ترغیب و تشویق نموده اند و فصول زیادی از آن را پیش از چاپ بررسی و مطالعه کرده اند سپاسگزاری کنم.

میچیو کاکو
نیویورک

از کاهشگرایی به همگرایی
کاهشگرایی به همگرایی(۳۹) شیوه نوینی را خلق می کند که در آن دانشمندان اصول و نظام فکری(۴۰) خود را می بینند. در گذشته شیوه کاهشگری بها و ارزش خود را سخاوتمندانه هزینه کرده و به تدریج بنیانی را برای علوم فیزیک، شیمی و زیست شناسی تعبیه نموده است.



انقلاب کوانتومی پدیدآورنده دو انقلاب رایانه ای و زیست مولکولی از طریق ترانزیستور و لیزر، و بلورنگاری اشعه X و تئوری پیوندهای مولکولی است.
در قلب این موفقیت، کشف تئوری کوانتومی بود که کمک کرد تا دو انقلاب دیگر جرقه زنند. با آن که تئوری کوانتومی در دهه ۱۹۵۰ کمک کرد تا این دو انقلاب نضج گیرند امّا این دو از آن زمان، خود طریق رشد و بلوغ را پیموده اند و هر دو از فیزیک و هم از یکدیگر مستقل عمل کرده اند. شعار آینده وصول به تخصص بود و هر قدر دانشمندان عمیق تر و عمیق تر در اصول و نظام های فکری و فرعی تفحّص می کردند به عمد توسعه و رشد در زمینه های دیگر را نادیده می گرفتند. امّا اوج و دوران شکوفایی کاهشگرایی احتمالاً به سر آمده و ظاهراً موانع نفوذناپذیری پدید آمده اند که آن ها را نمی توان با شیوه ساده کاهشگرایی حل و فصل کرد. این امر نویدبخش عصر جدیدی است یعنی عصر «همگرایی» بین سه انقلاب اساسی و بنیادین.
همگرایی دومین موضوع و مبحث اصلی این کتاب است. قرن بیست و یکم، همانند قرن پیشین با همگرایی یعنی باروری بین سه زمینه که نقطه عطف در توسعه علم است متمایز خواهد شد. گردافشانی بین این سه انقلاب در توسعه و غنای رشد علم تسریع خواهد کرد و به ما توان و نیروی بی سابقه ای خواهد داد که بتوانیم در مادّه، حیات و هوش دست بریم.
در حقیقت مشکل است شخص در آینده دانشمندی محقق شود بی آن که دارای دانش عملی در این سه زمینه باشد. در گذشته نیز دانشمندانی که فاقد برخی دانستنی ها در این سه زمینه بودند خویشتن را مواجه با مضارهای مشخص رقابتی می دیدند.
ارتباط جدید بین این سه انقلاب، پویایی گسترده ای ایجاد کرده است. وقتی تنگنایی در یکی از زمینه ها پدید می آید، معمولاً و در مجموع رشد و توسعه غیرقابل انتظاری در زمینه دیگر یافت می شود که راه حل تنگنا را در بر دارد. برای مثال، زیست شناسان یک بار از کشف و رمزگشایی میلیون ها ژن که طرح و مایه حیاتند نومید شده بودند. امّا رگبار ژن هایی که در آزمایشگاه های ما کشف شدند به توسعه در زمینه دیگری سوق داده شدند. این توسعه، ازدیاد استثنایی نیروی رایانه ای بود که فرایند سلسله مراتب ژن ها را مکانیکی و خودکارانه کرد. همچنین تراشه های سیلیکنی رایانه ها به تدریج با بن بست مواجه خواهند شد چنانچه بخواهیم از آن ها در قرن آینده استفاده کنیم. امّا پیشرفت های جدید در تحقیقات DNA طراحی و معماری نوع نوینی از رایانه را میسّر ساخت که عملاً در محاسبه مولکول های ارگانیکی موثر افتاد. لذا کشفیات در یک زمینه، در مجموع، رمزگشایی در زمینه های غیرمرتبط را نیز بارور می سازد و غنا می بخشد. لذا کل بیش تر از مجموع اجزای تشکیل دهنده آن است و در نهایت خصایص بیش تری دارد.
یکی از نتایج همگرایی بین این انقلاب ها آن است که مسابقه مداوم کشفیات علمی به میزان متزایدی تسریع خواهد شد.
ثروت ملل
تسریع در علم و فن آوری در قرن آینده، ضرورتاً اثرات و انعکاساتی در ثروت ملل و استانداردهای زندگانی ما خواهد داشت. در سه قرن گذشته، ثروت معمولاً در مللی انباشته شده که از منابع طبیعی سرشار یا از سرمایه عظیم و گسترده ای برخوردار بوده اند. ظهور ابرقدرت ها در اروپا در قرن نوزدهم و در آمریکا در قرن بیستم ماحصل این اصل مندرج در کتاب های درسی است.
به طوری که لستر ثورو(۴۱) مدیر دانشکده مدیریت در MIT (انستیتوی فن آوری ماساچوست) اصرار ورزیده است در قرن آینده، جنبشی تاریخی در فرار ثروت از کشورهایی که از منابع طبیعی و سرمایه برخوردارند، روی خواهد داد. بدان سان که تغییرات در طبقات تحت الارضی زمین، موجب زلزله های قدرتمند می شوند، دگرگونی های زلزله ای در ثروت نیز به تجدید شکل توزیع ثروت در سیاره ما منجر خواهند شد. ثورو می نویسد: «در قرن بیست و یکم، نیروی مغزی و تخیل، ابداع و اختراع و سازمان فن آوری ها کلید اصلی اجزای استراتژیکی خواهند بود.» در واقع، بسیاری از کشورها که از منابع طبیعی سرشار برخوردارند متوجه خواهند شد که از ثروت آن ها به نحو وسیعی کاسته می شود زیرا در بازار تجارت آینده، کالاها بسیار ارزان خواهند شد، تجارت و داد و ستد جهانی می شود و بازارها با وسایل الکترونیکی سخت به هم مربوط می گردند. همان طور که بهای بسیاری از کالاهای ساخته شده از منابع طبیعی در ظرف سال های بین ۱۹۷۰ تا ۱۹۹۰ حدود ۶۰ درصد کاهش یافته است، بنا به تخمین «ثورو» در پایان سال ۲۰۲۰ نیز حدود ۶۰ درصد دیگر سقوط خواهد کرد.
حتی خود سرمایه نیز به یک کالا تقلیل خواهد یافت یعنی به شکل رقابت و مسابقه در حول و حوش جهان الکترونیکی متحوّل خواهد شد. بسیاری از ملت هایی که محروم از منابع طبیعی هستند در آینده شکوفا خواهند شد زیرا ارزش و اعتبار را به فن آوری هایی خواهند داد که می توانند به آن ها توان رقابت در بازار جهانی را ارزانی دارند. «ثورو» یقین دارد که «امروزه معرفت و مهارت فقط به عنوان منبع امتیازهای تطبیقی یکه و تنها مانده اند.»
در نتیجه، برخی از ملت ها فهرستی از کلیدهای اصلی فن آوری ها را فراهم آورده اند که به عنوان موتورهای ثروت و نعمت در قرن آینده، به کار خواهند رفت. در سال ۱۹۹۰ وزیر صنعت و تجارت بین المللی ژاپن فهرستی در این باب تدوین کرد که شامل موارد زیر است:
۱. میکرو الکترونیک
۲. فن آوری زیستی
۳. صنایع علمی فرآوری مواد جدید
۴. ارتباطات راه دور
۵. ابزارهای ماشینی و روبات ها
۶. رایانه ها (سخت افزار و نرم افزار)
۷. ساخت و تولید هواپیماهای کشوری
بدون تردید، هر یک از فن آوری ها که به قرن بیست و یکم راه می یابند عمیقاً از انقلاب های کوانتومی، رایانه و DNA نشئت می گیرند.
نکته مهم آن است که این سه انقلاب علمی نه تنها کلید موفقیت در قرن آینده هستند بلکه موتورهای پویایی ثروت و نعمت نیز به شمار می روند. ملت ها ممکن است برحسب توانایی و استعدادشان در دستیابی و اکتساب مهارت و برتری در این سه انقلاب، به اوج و صعود برسند یا به ورطه حضیض و نزول فروغلتند. در هر فعالیتی برندگان و بازندگانی وجود دارند. برندگان احتمالاً ملت هایی هستند که به پیشرفت های حیاتی این سه انقلاب علمی اتکا می کنند. آنانی که نیرو و توان این انقلاب ها را به تمسخر و استهزاء می گیرند ممکن است خویشتن را در بازار جهانی قرن بیست و یکم منزوی و حاشیه نشین بیابند.
چارچوب های زمانی آینده
برای پیش بینی آینده، لازم است چارچوب های زمانی تبیین شوند زیرا آشکار است که فن آوری های مختلف در زمان های مختلف به حد بلوغ خود خواهند رسید. چارچوب های زمانی پیش بینی در این کتاب، در سه دوره متمایز شده اند:
۱. موفقیت ها و فن آوری هایی که در فاصله زمانی کنونی تا سال ۲۰۲۰ رخ خواهند داد.
۲. آن هایی که بین سال های ۲۰۲۰ تا ۲۰۵۰ پدید خواهند شد.
۳. مواردی که بین سال های ۲۰۵۰ تا اواخر قرن بیست و یکم به منصه ظهور می رسند (این تقسیم بندی، مقاطع زمانی مطلقی نخواهند بود بلکه فقط مبین زمان های کلی هستند که در آن ها فن آوری ها و علوم معینی به ثمر خواهند رسید).
زمان حال تا ۲۰۲۰
در چارچوب زمانی حال تا ۲۰۲۰ دانشمندان شاهد انفجاری در فعالیت های علمی خواهند شد که دنیا تا آن زمان به خود ندیده است. در دو فن آوری کلیدی، یعنی نیروی رایانه ای و تسلسل یا توالی DNA و بر اساس پیشرفت های نفس گیر علمی، ما شاهد صعود و سقوط بسیاری از صنایع خواهیم شد. چون از دهه ۱۹۵۰ به نیروی رایانه ها حدود ده میلیارد اضافه شده و در هر دو سال نیروی رایانه ای و توالی DNAدو برابر می شود لذا می توان چارچوب زمانی را تعیین کرد که در آن پیشرفت های علمی تحقق می یابند. یعنی پیش بینی در باره آینده رایانه و فن آوری زیستی می تواند بر اساس آمارهای دقیق و منطقی با کمیت ها، در سال ۲۰۲۰ میسر گردد.
در مورد رایانه ها، نرخ رشد سرسام آور این وسیله را می توان با استفاده از قانون مور که اعلام می دارد نیروی رایانه ای هر ۱۸ ماه دو برابر می شود به کمیت تبدیل کرد. (این قانون نخستین بار در سال ۱۹۶۵ توسط گوردون مور یکی از پایه گذاران اتحادیه آنتل بیان شده است. یادآوری می شود این بیان یک قانون علمی همانند قوانین نیوتون نیست بلکه قاعده ای سرانگشتی است که تکامل نیروی رایانه ای را در دهه های متعدد پیش بینی کرده است). قانون مور به نوبه خود، سرنوشت اتحادیه های چند میلیارد دلاری رایانه ای را نیز تعیین می نماید که مبنای طرح ها و خطوط تولید متناسب با انتظارات جامعه و رشد مداوم رایانه ها قرار می گیرد. در پایان سال ۲۰۲۰، ریزپردازنده ها(۴۲) چنان ارزان و فراوان می شوند که گویی کاغذپاره هایی بیش نیستند. میلیون ها از این ابزار در محیط پراکنده می شوند و اجازه می دهند نظام های هوشمند را در هر کجا مستقر سازیم. این تحوّل، هر چیزی را در اطرافمان دگرگون می سازد که از آن جمله اند: طبیعت بازرگانی و داد و ستد، ثروت ملت ها، نحوه ارتباطات، کار، بازی و زندگانی. این تحّول به ما خانه ها، ماشین ها، تلویزیون ها، لباس ها، جواهرات و پول های هوشمند عرضه می دارد. ما می توانیم با وسایل خانگی خود صحبت کنیم و آن ها به ما جواب دهند. دانشمندان همچنین انتظار دارند که اینترنت سراسر سیاره ما را فرا گیرد و در میلیون ها شبکه رایانه ای رخنه نماید و «سیاره هوشمندی» خلق کند. اینترنت به تدریج «آیینه جادویی» یا جام جهان نمایی خواهد شد که در داستان های پریان ظاهر می شود و قادر است با خِرد و عقل آدمی به گفتگو پردازد.
به علت پیشرفت های انقلابی در توانایی آدمی برای حک کردن هر چه کوچک تر ترانزیستورها در قرص ها یا ویفرهای سیلیکنی، دانشمندان انتظار دارند این انگیزه، بی وقفه به خلق رایانه های نوین تر و قوی تر تا سال ۲۰۲۰ ادامه دهد. در این هنگام است که قوانین آهنین فیزیک کوانتومی بار دیگر بر عرصه علم چیره می شود. از آن پس، اندازه تراشه ها آن چنان کوچک می شود که با مقیاس مولکول ها همخوانی دارد لذا اثرات کوانتوم بالضروره حاکم می گردد و به عصر افسانه ای سیلیکن خاتمه می دهد.
رشد منحنی فن آوری زیستی در این دوره نیز عالی و چشمگیر است. در تحقیقات مولکول های زیستی آنچه توانایی آدمی را در رازگشایی و اسرار حیات سوق می دهد رایانه ها و روبات هایی هستند که فرایند توالی DNA را خودکارانه می کنند. این فرایند تا حدود سال ۲۰۲۰ بی وقفه ادامه دارد. در این زمان است که هزاران موجود زنده کد DNA کاملی خواهند داشت. لذا برای هر فرد در روی کره زمین میسر است که کد شخصی DNA مضبوط در یک لوح فشرده (CD) داشته باشد. ما در آن هنگام دارای دائرهالمعارف حیات خواهیم بود.
این تحولات، اثرات عمیقی در زیست شناسی و پزشکی دارند. بسیاری از امراض ژنتیکی، با تزریق ژن های درست و صحیح به سلول های افراد از بین خواهند رفت. چون آشکار خواهد شد که سرطان حاصل یک سلسله از جهش های ژنتیکی است، بسیاری از انواع سرطان ها، بدون نیاز به عمل جراحی و یا شیمی درمانی معالجه خواهند شد. به همین طریق بسیاری از میکروارگانیزم های مولد امراض عفونی با قرار دادن خال ها یا لکه های ضعیف مولکولی در حفاظ آن ها و خلق مامورانی برای حمله به این خال ها، در سیطره قدرت آدمی در خواهند آمد. دانش مولکولی بشر در تکوین سلول ها آن چنان پیشرفت خواهد کرد که او را قادر می سازد که به ساخت اعضای کاملی در آزمایشگاه نائل آید. ساخت کبد و کلیه در زمره این پیشرفت ها خواهد بود.
از ۲۰۲۰ تا ۲۰۵۰
پیش بینی رشد نیروی رایانه ای و توالی DNA از زمان حال تا سال ۲۰۲۰ تا حدّی فریبنده است زیرا از فن آوری های شناخته شده نشئت می گیرد. نیروی رایانه از انباشته کردن بیش از پیش ترانزیستورها در ریزپردازنده ها ناشی می شود لیکن توالی DNA از رایانه ای کردن آن قوّت می گیرد. آشکار است که این نوع فن آوری ها نمی توانند دائماً به رشد و پیشرفت ادامه دهند. دیر یا زود تنگناها بروز خواهند کرد.
در حدود سال های ۲۰۲۰ این دو با موانع وسیعی روبرو خواهند شد. چون فن آوری تراشه سیلیکنی محدود است، عاقبت مجبور می شویم فن آوری های جدیدی ابداع نماییم که محتوای آن ها غالباً کشف نشده یا آزمایش نشده اند. این نوع فن آوری ها شامل رایانه های دیداری، رایانه های مولکولی و رایانه های DNA و رایانه های کوانتومی خواهند بود. بالاجبار طرح های نوینی باید بر مبنای تئوری کوانتومی تکوین یابند. این طرح ها احتمالاً پیشرفت دانش رایانه ای را متوقف خواهند کرد. سرانجام حکمروایی ریزپردازنده ها نیز پایان می گیرد و ابزار کوانتومی نوینی حاکم می گردد.
هر گاه بر این نوع مشکلات فن آوری رایانه ای چیرگی حاصل آید آن گاه زمان ۲۰۲۰ به ۲۰۵۰ ممکن است طلیعه ورود به بازار نویی از تکنولوژی جدید باشد. روبات های واقعی خودکار که دارای عقل سلیم هستند می توانند زبان آدمی را دریابند. اشیای محیط را بشناسند و آن ها را جابجا کنند و از خطاهای خود عبرت گیرند. این نوع تحولات احتمالاً روابط و مناسبات آدمی را با ماشین ها برای همیشه دگرگون می سازند.
تکنولوژی زیستی نیز در حدود سال ۲۰۲۰ با مشکلات تازه ای روبرو خواهد شد. حوزه این دانش از میلیون میلیون ژن مواج خواهد شد که وظایف و اعمال اساسی آنان غالباً ناشناخته اند. حتی پیش از سال ۲۰۲۰ تاکید و تمرکز اندیشه آدمی از توالی و تسلسل DNA به درک و فهم وظایف و اعمال این ژن ها معطوف خواهد شد، فرایندی که نمی توان آن را به اعمال رایانه ای مبدّل کرد و یا علل رفتارها، و امراض چند ژنی را ادراک نمود، یعنی امراضی که از تعامل پیچیده چند ژن متاثر می شوند. توجه به امراض چند ژنی ممکن است کلید راهیابی و حل بسیاری از امراض مزمنی گردد که نسل بشری را در طول اعصار در تنگنا قرار داده اند که از آن جمله اند: بیماری های قلبی، آرتروزها، بیماری های واگیردار، اسکیزوفرنی (روان گسیختگی و جنون جوانی) و نظایر آن ها. این تحول ممکن است به افزایش آدمیان منجر گردد زیرا با منزوی کردن «ژن های پیری» که فرایند سالمندی را کنترل می کنند، امکان دارد به طول عمر خود بیفزاییم.
در پایان سال ۲۰۲۰ انتظار فن آوری های جدید خیره کننده ای را داریم که در آزمایشگاه های فیزیک به وجود آمده و به ثمر نشسته اند از آن جمله اند: نسل های جدید لیزرها، تلویزیون های سه بعدی هالوگرافی و ترکیب و پیوستگی اتمی. دستگاه های حرارت مرکزی برای گرم نگاه داشتن منازل در ابعاد گوناگونی تعبیه خواهند شد که کاربردهای تجاری خواهند داشت و موجد «انقلاب صنعتی ثانوی» می گردند. تئوری کوانتومی این امکان را به ما خواهد داد که ماشین هایی در اندازه یک مولکول بسازیم لذا انواع جدیدی از ماشین ها ساخته خواهند شد که واجد ابزارآلات ناشنیده ای هستند که آن ها را «نانوتکنولوژی»(۴۳) می نامند. سرانجام قادر به ساخت موتور راکت های یونی(۴۴) خواهیم شد که در نهایت مسافرت بین سیارات را میسر می کنند.
از ۲۰۵۰ تا ۲۱۰۰ و ماورای آن
آخرین پیش بینی ها می توانند مربوط به پیشرفت های علم و فن آوری از ۲۰۵۰ تا طلیعه قرن بیست و دوّم باشند. گرچه هر نوع پیش بینی تا چنین بُعدی در آینده ممکن است بالضروره مبهم باشد مع هذا این دوره می تواند مملو از تحولات متنوع نوینی گردد. روبات ها ممکن است به تدریج به میزان زیادی از «خود آگاهی» و شعور ذاتی برسند. این امر کاربرد آن ها را در جامعه به لحاظ تصمیم گیری مستقل و انجام دادن وظایفی همانند منشیگری، پیشخدمتی، دستیاری و یاوری بسیار افزون می سازد. انقلاب DNA نیز به نقطه ای از پیشرفت می رسد که زیست شناسان ژنتیکی قادر خواهند شد انواعی از ارگانیزم هایی را خلق کنند که نه تنها چند ژن بلکه صدها ژن را نقل و انتقال می دهند و به افزایش مواد غذایی و پیشرفت دانش پزشکی، داروسازی و سلامت بشر کمک می کنند. این انقلاب همچنین به آدمی این توان را خواهد داد که اشکال جدیدی از حیات را طراحی کند و زینت بخش هماهنگی و تعادل جسمانی و شاید روانی در کودکانمان شود و شاید پرسش ها و استفهامات اخلاقی را نیز در میان آرد.
تئوری کوانتومی نفوذ قدرتمندی در قرن آینده، به ویژه از لحاظ تولید انرژی خواهد داشت. ممکن است شاهد حرکت راکت هایی باشیم که به ستارگان نزدیک می رسند و برنامه ریزی می کنند تا نخستین جوامع را در فضا شکل دهند.
در ورای سال ۲۱۰۰ برخی از دانشمندان شاهد همگنی بیش تری در سه انقلاب مزبور خواهند شد زیرا انقلاب کوانتومی به آدمی جریان های ترانزیستوری و ماشین های کامل در اندازه مولکول ها را خواهد داد که می توانند الگوهای عصبی مغزی را در رایانه ها تکثیر کنند. در این عصر، برخی از دانشمندان افکار خود را به توسعه حیات با ساخت اعضای جدید و دست بردن در آرایش ژنتیکی و در نهایت ترکیب کردن با مخلوقات رایانه ای معطوف خواهند کرد.
به سوی تمدن سیاره ای
زمانی که آدمی با صعود سرسام آور علم و تکنولوژی تا به این مقیاس نائل آید، آن گاه آواهایی خواهد شنید که فریاد می دارند: خیلی دور می رویم، خیلی سریع می رویم و از سوی این انقلاب ها با نتایج اجتماعی غیرقابل تصوّری مواجه خواهیم شد.
ما کوشش خواهیم کرد که چنین پرسش های منطقی را تشریح نماییم و به دقت اثرات حساس اجتماعی انقلاب های قدرتمند را، خاصه اگر خطوط خطاهای کنونی را در جامعه تشدید می نمایند، برملا سازیم.
افزون بر این، سوال های دور از دسترس بیش تری را بیان خواهیم کرد: تا به کجا حمله ور می شویم؟ اگر دانشی پایان می گیرد و دانش نویی آغاز می گردد این تطوّر ما را به کجا رهنمون می شود؟ این است سوالی که فیزیکدانان فضایی و نجومی که در اعماق کهکشان ها برای یافتن تمدن های فرا زمینی که بسیار از ما شاید پیشرفته تر باشند به تفحّص و کاوش مشغولند، از خود می پرسند. در کهکشان ما بیش از ۲۰۰ میلیارد ستاره وجود دارد و تریلیون ها کهکشان در فضای لایتناهی مستقرند. به جای هدر دادن میلیون ها دلار برای تجسس تصادفی در ستارگان، به منظور یافتن علایم حیات فرازمینی، فیزیکدانان فضایی کوشیده اند که مساعی خود را مصروف «تئوریزه کردن» انرژی هایی بنمایند که معرّف و علایم تمدن های اعصار متعددند و می توان آن ها را به هزاره های پیشرفته تر از ما تعبیر و تفسیر کرد.
با کاربرد قوانین ترمودینامیک و انرژی، فیزیکدانان فضایی قادرند تمدن های فرازمینی فرضی را، برحسب طرقی که آن ها انرژی را مصرف می کنند، به سه گروه یا تیپ طبقه بندی نمایند. نیکولای کارداشف(۴۵) و فریمن دایسون(۴۶) فیزیکدان دانشگاه پرینستون این سه را تمدن های گروه I و II و IIIنام نهاده اند.
بر اساس این فرض با افزایش نسبتاً متوسط در مصرف سالیانه انرژی، می توان استنباط کرد که در قرون آینده، منابع انرژی بالاخره زمانی پایان می گیرند لذا جامعه وادار می گردد که به سطح دیگری از سطوح انرژی روی آورد.
تمدن نوع اوّل، تمدنی است که بر همه اشکال انرژی زمینی خود تسلط یافته است. این نوع تمدن می تواند آب و هوا را تعدیل یا اصلاح کند. از منابع و معادن سرشار اقیانوس ها بهره مند شود و از مرکز سیاره خود به استخراج انرژی مبادرت ورزد. نیاز به انرژی آن چنان گسترده است که ساکنان سیاره ناگزیرند همه منابع بالقوه انرژی سیاره را مورد استفاده قرار دهند. استفاده و اداره منابع در چنین مقیاس غول آسایی نیازمند درجه عظیمی از همکاری میان افراد با تعبیه وسایل ارتباطی سیاره ای است. این فرایند لزوماً به آن معنی است که مردمان حقیقتاً به تمدن سیاره ای نائل گشته اند، تمدنی که به چالش ها و مبارزات ناسیونالیستی، سکتاریستی، مذهبی و جناحی پایان داده و به آن ها آرامش بخشیده است.
تمدن های نوع دوّم، بر انرژی ستاره ای یا خورشیدی تسلط یافته اند. نیازمندی های آنان به انرژی چنان عظیم است که آن ها ناگزیر شده اند همه منابع انرژی سیاره خود را مصرف نمایند و خورشید منظومه خویش را برای تحرک ماشین های سیاره به کار گیرند. فریمن دایسون بر این گمان است که با ایجاد فضای بسیار عظیمی به دور خورشید، این نوع تمدن باید قادر باشد که از مجموع بازده های انرژی خورشیدی استفاده کند. آن ها همچنین کشف و امکان استقرار جوامع یا مستعمره کردن سیستم های ستاره ای نزدیک را آغاز خواهند کرد.
تمدن های نوع سوّم، بازده انرژی خورشید منحصر به فرد خود را به پایان رسانیده اند. آن ها باید به سیستم ها و خوشه های ستاره ای همسایه دست یابند و سرانجام در تمدن کهکشانی مستقر شوند. این تمدن انرژی مورد نیاز خود را از طریق استفاده از مجموعه های ستاره ای داخل کهکشان اخذ می کند.
(برای ارایه مفهومی از این مراحل تمدنی، اشاره می نماید که «فدراسیون متحده سیارات»(۴۷) در سریال پیشتازان فضا نیز بیان داشته است که واجد شرایط شدن برای خروج از تمدن نوع II زمانی است که انسان ها این توانایی را به دست آورده اند که از ستارگان انرژی حاصل نمایند و به استقرار جوامع و استعمار چند نظام ستاره ای نزدیک مبادرت کنند).
نظام طبقه بندی تمدن ها، نظامی معقول و منطقی است زیرا بر منابع انرژی قابل دسترسی متکی است. هر تمدن پیشرفته ای در فضا، عاقبت سه منبع انرژی در اختیار خواهد داشت؛ انرژی سیاره خود، انرژی ستاره ای و انرژی کهکشانی. و گزینه دیگری در میان نخواهد بود.
با نرخ رشد ملایم ۳ درصد در سال، نرخ رشدی که نوعاً در کره زمین یافت می شود، ممکن است محاسبه کرد سیاره ما در چه تاریخی به وضع بالاتری در کهکشان باید انتقال یابد. به طور مثال فیزیکدانان نجومی تخمین می زنند که بر مبنای ملاحظات انرژی قریب به ده میلیارد سال لازم است تا نیازمندی به انرژی را در انواع مختلف تمدن ها از هم منفک سازیم. گرچه این رقم سرگیجه آور در بادی امر، مانعی غلبه ناپذیر جلوه می کند امّا با نرخ رشد ۳ درصدی بر این مانع می توان چیره گشت. در حقیقت ما می توانیم به تمدن نوع اوّل ظرف مدت یک یا دو قرن برسیم. برای رسیدن به تمدن نوع دوّم بیش از ۸۰۰ سال لازم نیست امّا برای وصول به تمدن نوع سوّم باید به ۱۰۰۰۰ سال یا بیش تر نیاز باشد (این ارقام بر اساس مسافرت های فیزیکی بین ستارگان محسوب و منظور شده است). مع هذا ارقام مذکور در دورنمای کیهانی از یک لحظه یا طُرفَهالعینی بیش نخواهند بود.
شاید بپرسید ما فعلاً کجا هستیم؟ اینک ما در تمدن نوع صفر قرار داریم. ما از سوخت های فسیلی نظیر زغال و نفت برای تحرک ماشین های خویش استفاده می کنیم. در مقیاس سیاره ای ما همچون کودکانی نوپا هستیم که با گام های اجتناب آمیز و ناشیانه در فضا دخالت کرده ایم. امّا در پایان قرن بیست و یکم، قدرت نیرومند انقلاب های سه گانه (کوانتومی، رایانه ای و زیست مولکولی) ملل کره زمین را مجبور خواهد کرد در مقیاسی اشتراک مساعی نمایند که تا آن زمان هرگز به خود ندیده اند. در پایان قرن بیست و دوّم ما در زمینه تمدن نوع اوّل به کار پرداخت خواهیم کرد و بشریت نخستین گام را به سوی ستارگان برخواهد داشت.
در این عصر، انقلاب اطلاعات، ارتباطات جهانی را در چنان مقیاسی خلق کرده که نظیرش در طول تاریخ بشری وجود نداشته است، منافع جزء و تنگ نظرانه فرو پاشیده و فرهنگ جهانی بر آن استوار گردیده است. همان طور که گوتنبرگ با اختراع چاپ، مردم را از دنیاهای ورای دهکده ها یا ماوای خویش آگاه ساخت انقلاب اطلاعات نیز به ساخت فرهنگ سیاره ای مشترکی مبادرت خواهد کرد که از هزاران فرهنگ جزئی نشئت می یابد امّا در کل جنبه عظیم تری خواهد داشت.
آنچه از این گفتار استنباط می شود آن است که مسافرت بی پروای ما به عالم علم و فن آوری روزی ما را به دخول در تمدن حقیقی نوع اوّل رهنمون خواهد کرد، یعنی تمدن سیاره ای که همه نیروهای واقعی سیاره را مورد استفاده قرار خواهد داد. گام برداشتن به سوی تمدن سیاره ای آهسته خواهد بود ولی با توفیقات همراه است، امّا بدون تردید با پیچیدگی ها و بازگشت های غیرمنتظره نیز مواجه خواهد شد. در ورای آن ها امکان جنگ هسته ای وجود دارد، جنگی که به ویرانی جهانی می انجامد و یا محیط زندگانی را از هم فرو می پاشد. برای ممانعت از چنین فروپاشی، بهتر است گفته شود پیشرفت در علم واجد پتانسیلی است که می تواند نیروهایی را خلق کند که مانع ورود آدمی به تمدن نوع اوّل شود.
با وجودی که از مشاهده پایان علم بسیار دوریم لیکن می بینیم که انقلاب های سه گانه نیروهای قدرتمندی را آزاد می کنند که می توانند سرانجام ما را به دخول در تمدن نوع اوّل تعالی بخشند. لذا زمانی که «نیوتون» به تنهایی به اقیانوس وسیع و بی کران معرفت خیره شده بود احتمالاً هرگز درنیافته بود که زنجیر پدیده هایی که او و دیگران ابداع کرده بودند روزی سراسر جامعه مدرن را متاثر خواهد ساخت و عاقبت تمدن سیاره ای را به پیش خواهد راند و آن را در راه وصول به ستارگان سوق خواهد داد.

بخش یکم: چشم اندازها

۱. طراحان رقص و اهتزاز ماده، حیات و هوش

طراحان رقص ماده، حیات و هوش سه درونمایه عمده علم قرن بیستم عبارتند از، اتم، رایانه و ژن.
هارولد وارموس(۴) مدیر انستیتوی بهداشت ملّی

پیش بینی بسیار دشوار است، به ویژه وقتی در باره آینده باشد.
یوگی بررا(۵)

سه قرن پیش، ایزاک نیوتون(۶) نوشت: «... من خویشتن را تنها شبیه به کودکی می دانم که در ساحلی به بازی مشغول است و خود را در این جا و آن جا برای یافتن ریگی صاف تر یا صدفی زیباتر از معمول، سرگرم می دارد، در حالی که اقیانوس عظیم حقیقت ناشناخته و نامکشوف در پیش رویش دامن گسترانیده است.» زمانی که نیوتون اقیانوس بی کران حقیقت را می کاوید که پیش رویش گسترده شده بود، قوانین طبیعت، در پس پرده رازآلوده و نفوذناپذیری از ترس، موهومات و خرافات پنهان شده بودند. علم، به قراری که امروزه می شناسیم، در آن موقع اصلاً وجود نداشت.
حیات در عصر نیوتون، کوتاه، بی رحم و خشن بود. مردم عمدتاً بی سواد بودند، هرگز کتابی به دست نگرفته و در کلاس درسی ننشسته بودند. آنان به ندرت چند کیلومتری از زادگاه خود دور می شدند. در هنگام روز با پرداختن به کارهای کمرشکن، در زیر تابش سوزان و بی ترحم خورشید، عرق از جبین فرو می ریختند. شب هنگام هیچ سرگرمی و فراغتی نبود تا بر آنان آسایشی ببخشاید. تنها سکوت سنگین و آواهای میان تهی بر شب تیره حاکم بود. آنچه آگاهی و اطلاع غالب مردم را تشکیل می داد، دردهای جانکاه و بیماری های کهنه، کاهنده و مزمن بودند. عمر آدمی غالباً از ۳۰ سال نمی گذشت و به چشم خود شاهد مرگ و میر فرزندان خویش در اوان طفولیت بود.
اما صدف ها و ریگ های اعجاب آوری که نیوتون و دیگر دانشمندان از سواحل اقیانوس برداشتند یاری کردند تا طلیعه زنجیر شگفت آوری از رخدادها و پدیده ها گردند. انتقالی ژرف در جامعه انسانی پدید آمد. با استفاده از علم مکانیک نیوتون، ماشین های نیرومندی به وجود آمدند و موتورهای بخاری پدیدار گشتند. نیروهای سائقی به تدریج ظهور کردند که جامعه جهانی را با دگرگونی جوامع کشاورزی و روستایی، توسعه کارخانه ها، تحرک بازرگانی، راه اندازی انقلاب صنعتی و گشودن مرزهای ایالات و کشورها از طریق راه آهن، شکل نوینی بخشیدند.
در پایان قرن نوزدهم روند کشفیات وسیع علمی به خوبی مشهود بود. پیشرفت های چشمگیر در علمِ پزشکی کمک کرد تا مردم از ورطه فقر و جهل بیرون آیند، به حیات و زندگانی خود غنا بخشند، با علم و دانش نیرو گیرند، دیدگان خویش را به افق های جدیدی بگشایند و به تدریج عنان نیروهای پیچیده ای را که می توانستند سلسله های فئودالی و رسوم باج و خراج دادن به خان ها، فئودال ها و امپراتوران را منهدم کنند، آزاد و رها سازند.
در پایان قرن بیستم، علم به انتهای یک عصر رسید، رازهای اتم گشوده شدند، مولکول های حیات آشکار گردیدند و رایانه های الکترونیکی به وجود آمدند. این سه دستاورد اساسی، سرآغاز سه انقلاب عمده شدند: انقلاب کوانتومی، انقلاب (۷)DNA و انقلاب رایانه ای. همزمان قوانین اساسی ماده، حیات و محاسبه سرانجام حل شدند.
اینک عصر حماسه های علمی به پایان می رسد. لکن عصری پایان می گیرد و عصری آغاز می گردد. این کتاب در باره عصر پویایی دانش و فن آوری است که اینک در برابر دیدگان ما بال و پر گشوده اند. کتاب مباحث خود را بر یکصد سال آینده و ماورای آن متمرکز ساخته است. عصر آینده متعهد است که حتی عمیق تر، کامل تر و نافذتر از گذشته باشد.
ما در سرآغاز انقلابی دیگر قرار گرفته ایم. دانش بشری هر ده سال دو برابر می شود. در ده سال گذشته، دانش آدمی، بیش از همه تاریخ او، ابداع و اختراع داشته است. قدرت و نیروی رایانه در هر هیجده ماه دو برابر می شود. گستره اینترنت در هر سال دو برابر می گردد. تعداد سلسله ها و رشته های DNA ای که می توانیم تجزیه و تحلیل کنیم در هر دو سال دو برابر می شوند. تقریباً هر روز شاهد عناوینی از پیشرفت های رایانه، ارتباطات، فن آوری زیستی و کشفیات فضایی هستیم. به سبب تکامل فن آوری ها، همه صنایع و راه و رسم های زندگانی دستخوش تحولند و به راه های کاملاً نویی سوق داده می شوند. همگی علایم دردهای تولد عصر جدید را دارند.
امروزه، ما بار دیگر کودکانی هستیم که در ساحل اقیانوس قدم می زنیم، لکن اقیانوسی که نیوتون می شناخت اینک ناپدید شده است. در برابر ما اقیانوس نوینی گسترده است، اقیانوسی از امکانات و کاربردهای بی پایان علم، که به ما برای نخستین بار توان و قدرتی اعطا می کنند که بتوانیم نیروهای طبیعت را به میل خود دستکاری کنیم و به هم بیامیزیم.
ما در بخش اعظم تاریخ بشری می توانستیم تنها تماشاگر باشیم، همانند ناظران، شاهد رقص زیبای طبیعت گردیم. امّا اینک در تارک انتقالی تاریخ ساز قرار گرفته ایم، از ناظران منفی و انفعالی طبیعت به طراحان مثبت رقص و اهتزاز آن بدل گشته ایم. این همان اعتقادها و اصولی است که پیام اصلی و کانونی این دورنما را تشکیل می دهد. شکوفایی کنونی، این عصر را یکی از هیجانی ترین اعصار حیات بشری ساخته است. عصری که به ما اجازه می دهد میوه های ۲۰۰۰ سال اخیر درخت علم را بچینیم. عصر کشف در علم به ما نزدیک می شود و درهای تفوق و تسلط را به رویمان می گشاید.
حصول توافق بین دانشمندان
چگونه می توان به آینده نگریست؟ نویسندگان داستان های علمی - تخیلی، گاه پیش بینی های مضحکی در باره دهه های آینده می کنند نظیر گذرانیدن ایام فراغت در کره مریخ یا محو و نابودی همه امراض. حتی در جراید مشهور، اغلب پیشداوری های فردی نامتعارف جانشین توافق جامعه علمی می شود. برای مثال در سال ۱۹۹۶ مجله نیویورک تایمز(۸) مبحثی را برای اظهار نظر در باره حیات در یکصد سال آینده اختصاص داد و از روزنامه نگاران، جامعه شناسان، نویسندگان، طراحان مُد، هنرمندان و فلاسفه خواست که افکار و اندیشه های خود را به مجله مزبور ارسال دارند (لکن حتی با یک دانشمند متخصص مشورت نشد).
نکته مهم در این مقال آن است که پیش بینی های دانشمندان متخصص در باره آینده، غالباً متکی به دانش علمی است لذا با پیش بینی های نقادان اجتماعی یا دانشمندان گذشته که پیش بینی هایشان قبل از شناخت کامل قوانین اساسی علمی بیان شده اند تفاوت دارد.
اینک تصور می شود تفاوت زیادی وجود دارد بین دورنماهای این کتاب که به حصول توافق بین دانشمندان نظر دارد با پیش بینی هایی که روزنامه نگاران، نویسندگان، جامعه شناسان، نویسندگان علمی - تخیلی و دیگر مصرف کنندگان فن آوری در مطبوعات منعکس می کنند، زیرا گروه نخست نه تنها به شکل پذیری این پیش بینی ها کمک کرده اند بلکه خود خلاق و مبدع نیز بوده اند (یکی از این پیش بینی ها هشدار دریادار ویلیام لی هی(۹) است که به هاری ترومن رئیس جمهور آمریکا در ۱۹۴۵ نوشت: «... بمب (اتمی) هرگز کارساز نخواهد بود. این بزرگ ترین حماقتی است که ما مرتکب شده ایم. من به عنوان یک متخصص در امور انفجار صحبت می کنم.» این دریادار همانند بسیاری از «آینده نگران» کنونی پیشداوری شخصی خود را جانشین حصول توافقی نموده بود که دانشمندان فیزیک در باره امکان شکافتن هسته اتمی داشتند).
من به عنوان فیزیکدان محقّق معتقدم که فیزیکدانان توفیق ویژه ای در پیش بینی رئوس مطالب وسیع آینده داشته اند. من در یکی از زمینه های اساسی فیزیک به طور تخصصی کار کرده ام، یعنی در زمینه رویای اینشتین برای «یک تئوری برای هر چیز»(۱۰). در نتیجه، همیشه راه هایی را به خاطر می آورم که در آن ها فیزیک کوانتومی مفتاح کشفیاتی است که قرن بیستم را شکل دادند.
در گذشته، تنوع و تعداد ابداعات فیزیکدانان چشمگیر بوده است: ما صمیمانه درگیر معرفی مجموعه ای از اختراعات اساسی و محوری بوده ایم نظیر تلویزیون، رادیو، رادار، اشعه X، ترانزیستور، رایانه، اشعه لیزر و بمب اتمی و رازگشایی مولکول DNA، گشایش ابعاد جدیدی در آزمایش بدن با PET، MRI و اسکن CAT یا آنژیوگرافی و حتی طرح و تعبیه اینترنت و شبکه وسیع جهانی(۱۱). فیزیکدانان به هیچ وجه اصرار نمی ورزند که می توانند آینده را پیشگویی کنند (و هرگز در پیشگویی های احمقانه نیز شریک نبوده اند). مع هذا حقیقت دارد که برخی از مشاهدات زیرکانه و بینش های نافذانه فیزیکدانان پیشرو در تاریخ علم، در مجموع زمینه هایی جدید برای پیش بینی مطرح ساخته اند.
بدون تردید، موارد شگفت آوری نیز وجود خواهند داشت نظیر پیچیدگی های سرنوشت و فواصل و شکاف های مزاحم در چشم اندازهای آینده. من غالباً، به طور اجتناب ناپذیری به برخی ابداعات و اختراعات قرن بیست و یکم می نگرم. اما با تاکید و تمرکز بر ارتباطات بین سه انقلاب بزرگ علمی و مشاوره و مصاحبه با دانشمندانی که فعالانه در این انقلاب شرکت دارند و کشفیات خود را در بوته آزمایش می نهند امیدوارم بتوانم جهت علم و دانش را در آینده با بصیرت و دقت ترسیم کنم.
در ده سال گذشته، در حالی که برای نوشتن این کتاب کار می کردم، این امتیاز نادر را داشتم که با بیش از ۱۵۰ دانشمند مصاحبه کنم که در بین آنان برندگان جایزه نوبل نیز فراوان بودند. در ضمن به تهیه برنامه های هفتگی رادیویی در باره علم و نوشتن مقالات و نظریات علمی نیز اشتغال داشته ام.
دانشمندانی وجود دارند که بدون خستگی در مسیرهایی کار می کنند که بنیان ها و پایه های علمی قرن بیست و یکم را تشکیل می دهند. بسیاری از آنان راه ها و دیدگاه هایی را برای کشفیات علمی باز می نمایند. با انجام این مصاحبه ها و با کارها و تحقیقاتی که خود انجام داده ام قادر گردیده ام به دورنمای وسیع علم که پیش رویم گشوده شده بنگرم و از گروه متعددی از متخصصان و دانشمندان نیز بهره گیرم. این دانشمندان با لطف و مهربانی درهای ادارات و آزمایشگاه های خود را به رویم گشوده اند و مهم ترین اندیشه های علمی خود را صمیمانه با من در میان نهاده اند. در این کتاب کوشیده ام الطاف آنان را با تسخیر و تثبیت هیجانات و آثار حیاتی کشفیات علمی آن ها جبران نمایم، زیرا امری اساسی است که جاذبه ها و هیجانات علمی به تدریج در جامعه، به ویژه اگر جامعه جوان باشد، القا گردد.
حقیقت آن است که توافق استواری بین دانشمندانی که به تحقیق و تفحص در باره آینده مشغولند وجود دارد، زیرا قوانینی که در ورای تئوری کوانتوم، رایانه ها و زیست شناختی مولکولی وجود دارند اینک به خوبی تعبیه شده و استقرار یافته اند لذا برای دانشمندان امکان دارد که به طور کلی جاده های پیشرفت علمی آینده را پیش بینی کنند. همین امر، دلیل اصلی پیش بینی هایی است که در این کتاب آمده است و من احساس می کنم که از گذشته به مراتب دقیق تر باشند. لُبّ کلام و ماحصل مطالب از این قرار است:
ستون های سه گانه علم
مادّه، حیات و هوش(۱۲)
این سه عنصر ستون های دانش جدید را تشکیل می دهند. تاریخ نویسان غالباً چنین خواهند نوشت که سرآمد پیشرفت های علم در قرن بیستم کشف محتوا و مایه های اساسی است که در این ستون های سه گانه یعنی توفیق در شکافتن هسته اتمی، آشکارسازی هسته سلول و تکوین و تحول رایانه الکترونیکی نهفته شده بودند. با شناخت و درک اصلی ما از ماده و حیات که غالباً به کمال رسیده، شاهد ختم و بستن یکی از بزرگ ترین کتاب های تاریخ علم شده ایم (این بیان، به آن معنا نیست که همه قوانین این سه ستون کاملاً شناخته شده اند. تنها قوانین اساسی و بنیادین آشکار گردیده اند. به طور مثال، هر چند قوانین رایانه های الکترونیکی به خوبی شناخته شده اند امّا فقط برخی از قوانین اساسی هوش مصنوعی و مغز آشکار گردیده اند).
یکی از نخستین انقلاب های قرن بیستم، انقلاب کوانتومی بود که اساسی ترین قانون همه قوانین به شمار می رود. انقلاب کوانتومی کمک کرد تا دو انقلاب علمی بزرگ یعنی انقلاب زیست مولکولی و انقلاب رایانه ای نیز نضج گیرند.
انقلاب کوانتومی
در زمان های بسیار دور، مردمان در این اندیشه بودند که جهان از چه چیز ساخته شده  است. یونانیان معتقد بودند که جهان از چهار عنصر آب، خاک، هوا و آتش ساخته شده است. دموکریتوس معتقد بود که این عناصر می توانند به ذرات کوچک تری که آن ها را «اتم» نامید شکسته شوند. امّا اقدام برای توصیف و تشریح این معضل را که چگونه اتم ها می توانند تنوع و کثرت موادی را که ما در طبیعت می بینیم به وجود آورند با تردید و تشکیک مواجه می ساخت. حتی نیوتون که قوانین جاذبه عمومی را کشف کرد و رهنمون چگونگی حرکت سیارات و اقمار بود در توصیف و توضیح طبیعت گیج کننده و شگفت آور ماده، توان از دست داده بود.
همه این عجزها، در سال ۱۹۲۵ با تولد تئوری کوانتومی دگرگون شد، نظریه ای که موج رعدآسا و پر از جزر و مدّی از کشف علمی را عیان ساخت که غلیان و جوشش آن تاکنون تسکین نیافته است. اینک انقلاب کوانتومی تقریباً توصیف کاملی از مادّه را به ما عرضه می دارد و اجازه می دهد تا بتوانیم کثرت بی پایان موادی را که در اطرافمان پراکنده اند با عنوان ذرات معدود توجیه نماییم، همان طور که قادریم قالیچه زیبا و پرنقش و نگاری را تشخیص دهیم که از چند تار و پود رنگین بافته شده است.
تئوری کوانتومی که توسط اروین شرودینگر(۱۳) و ورنر هایزنبرگ(۱۴) و دانشمندان دیگری ابداع گردیده است(۱۵) اسرار ماده را به چند اصل موضوعی(۱۶) تقلیل می دهد:
اصل نخست آن است که انرژی، آن طور که قدما می پنداشتند جریان متصل و پیوسته ای نیست بلکه به صورت دسته ها یا بسته های(۱۷) منفصل و مجزایی است که «کوانتا»(۱۸) نامیده می شوند (به طور مثال فوتون(۱۹)، یک کوانتوم یا بسته ای از نور است).
اصل دوّم عبارت از این است که ذرات «زیراتمی»(۲۰) هم ذرات را دارند و هم کیفیت موجی را و از معادله کاملاً تعریف شده ای مشهور به معادله موجی شرودینگر تبعیت می نمایند. این معادله احتمال وقوع بسیاری از حوادث یا وقایع را تعیین می کند. با این معادله می توانیم به طریق ریاضی خصوصیات عناصر گسترده و متنوعی را، پیش از خلق آن ها در آزمایشگاه، پیش بینی کنیم. حاصل تئوری کوانتومی، مُدل استاندارد(۲۱) است که با آن می توان خصوصیات هر چیز را اعم از یک کوارک زیراتمی(۲۲) تا ابرنواها(۲۳) را در فضای خارجی پیش بینی کرد.
در قرن بیستم، تئوری کوانتومی قدرت شناخت و درک ماده پیرامون ما را به ما داد و در قرن آینده، انقلاب کوانتومی ممکن است ابواب گام های بعدی را به رویمان بگشاید، یعنی توان دستکاری، اهتزاز و رقص اشکال جدیدی از ماده را - تقریباً به میل و خواست خودمان - به ما ارزانی بدارد.
انقلاب رایانه ای
در گذشته رایانه ها، اسباب کنجکاوی های ریاضی بودند، بسیار بدقواره، دست و پا گیر، نامرتب و ساخته شده از انبوهی دندانه ها، بالابرها و جعبه ها. در طول جنگ جهانی دوّم رایانه های مکانیکی جای خود را به لوله ها و تیوب های مجّوف و مخلّی دادند امّا این ابزارها نیز بسیار عظیم بودند و تمامی فضای اتاق ها را به خود و هزاران لوله و تیوب های خالی از هوا تخصیص می دادند.
زمان دگرگونی در سال ۱۹۴۸ فرا رسید. زمانی که دانشمندان در آزمایشگاه های «بل» به کشف ترانزیستور نائل آمدند. با ترانزیستور امکان ساخت رایانه های جدید فراهم گردید. در ده سال بعد، اشعه لیزر کشف شد که اساس و پایه اینترنت و بزرگراه اطلاعات است، هر دو در زمره ابزارهای مکانیکی کوانتوم به شمار می روند.
در تئوری کوانتومی، الکتریسیته را می توان به صورت حرکت الکترون ها استنباط و درک کرد، بدان سان که می دانیم قطرات آب می توانند جویبار را تشکیل دهند. امّا یکی از عجایب تئوری کوانتومی آن است که در جریان آن «حباب ها» یا «سوراخ هایی»(۲۴) وجود دارند که با جاهای خالی در الکترون ها تطبیق می نمایند، چنان که گویی آن ها الکترون هایی با بار مثبت هستند. حرکت این جریان های حبابدار یا سوراخدار و الکترون ها به ترانزیستورها اجازه می دهند که علایم یا سیگنال های الکتریکی بسیار ریز را تقویت کنند که پایه و اساس دستگاه های الکترونیکی جدید به شمار می روند.
امروزه ده ها میلیون ترانزیستور را می توان در مساحتی به اندازه ناخن یک انگشت انباشته کرد. در آینده هنگامی که تراشه ها چنان انباشته و پر گردند که میلیون ها سیستم یا نظام هوشمند در همه محیط اطراف ما پراکنده و گسترده شوند روش زندگی ما نیز به طور قطع و برگشت ناپذیر دستخوش دگرگونی خواهد شد.
در گذشته فقط می توانستیم از پدیده گرانبهایی که هوش نامیده شده دچار شگفتی شویم، در آینده قادر خواهیم بود آن را بر حسب میل و آرزوی خود دستخوش تغییر سازیم.
انقلاب زیست مولکولی
از نظر تاریخی، بسیاری از زیست شناسان از تئوری «حیات گرایی»(۲۵) متاثر بودند. اینان اعتقاد داشتند یک «نیروی حیاتی» مرموز یا جوهر اساسی اسرارآمیز، ابعاد زندگی را همچنان زنده و پابرجا می دارد. امّا هنگامی که شرودینگر در کتابش تحت عنوان حیات چیست(۲۶) در سال ۱۹۴۴ ادعا کرد که حیات را می توان تحت عنوان «کد ژنتیکی»(۲۷) و به بیان دیگر مولکول هایی که در داخل یک سلول هستند توصیف کرد نظر فوق را سخت به چالش طلبید. ادعای او اندیشه تهورآمیزی بود، یعنی اسرار حیات را می توان با کاربرد تئوری کوانتومی تشریح و تبیین کرد.
جیمز واتسون و فرانسیس کریک(۲۸) با الهام از کتاب شرودینگر حدس و گمان وی را با کاربرد بلورنگاری(۲۹) اشعه X ثابت کردند. با تجزیه و تحلیل الگوی اشعه X که مولکول DNA پراکنده می کند این دو دانشمند به شناخت طبیعت مارپیچی مضاعف(۳۰) آن نائل آمدند. از آن جایی که تئوری کوانتومی به ما زوایا و نیروهای بین اتم ها را به طرز روشنی عرضه می دارد، لذا ما را قادر می سازد که وضعیت عملی همه مولکول های آدمی را در «کد ژنتیکی» یک ویروس پیچیده نظیر (۳۱)HIV تعیین کنیم.
فنون زیست شناختی مولکولی به ما اجازه می دهد که کد ژنتیکی حیات را بخوانیم و بشناسیم بدان سان که کتابی را می خوانیم. از این طریق، کد کامل DNA ارگانیسم های زنده متعددی نظیر ویروس ها، باکتری های تک سلولی و مخمرها کاملاً آشکار شدند یعنی مولکول برای شناخت مولکول موثر افتاد.
در پایان سال ۲۰۰۵ ژن های کامل انسان تبیین خواهند شد و «کتاب راهنمای وجود آدمی» را به شما عرضه خواهند داشت و این امر یکی از مراحل پیشرفت علم پزشکی در قرن بیست و یکم خواهد بود. به جای نظاره کردن انفعالی رقص حیات، انقلاب زیست مولکولی، در نهایت به ما این توانایی را خواهد داد که زندگی و حیات را تقریباً به خواست و اراده خود دستکاری کنیم.
از نظاره گران منفی به اهتزازدرآورندگان مثبت طبیعت
برخی از مفسران که شاهد پیشرفت های تاریخی علم در قرن گذشته بوده اند، ادعا کرده اند که ما اینک ناظر سقوط و نزول روند علم هستیم. جان هورگان(۳۲) در کتابش تحت عنوان پایان علم(۳۳) می نویسد: «اگر فردی به علم اعتقاد دارد باید این امکان را نیز بپذیرد - حتی اگر به صورت احتمال - که عصر بزرگ کشفیات علمی به سر آمده... تحقیقات بیش تر، هیچ نوع عیان سازی بزرگ تر یا انقلاب عظیم تری را در برندارد. تنها سود آن، محو و نابودی یا کاهش و نقصان بهره مندی هاست.»
هورگان، به یک معنای محدود، حق دارد. دانش جدید، بدون تردید به کشف همه قوانین اساسی که در اغلب مباحث و مفاهیم علمی نهفته اند نائل نگردیده است از آن جمله اند: تئوری کوانتومی مادّه، تئوری اینشتین در باره زمان و فضا، تئوری مهبانگ یا انفجار عظیم در آغاز پیدایش جهان، تئوری داروین در باره تطّور و تکامل و اساس و بنیان مولکولی DNA و حیات. امّا به رغم برخی استثناهای چشمگیر (نظیر تبیین طبیعت شعور و هوشمندی و اثبات تئوری ابرتارها(۳۴))، «اندیشه های عظیم» علم، در اغلب زمینه ها به دست آمده اند.
همچنین عصر «کاهش گرایی»(۳۵) یعنی کاهش دادن هر چیز به کوچک ترین محتوای آن به پایان می رسد. کاهش گرایی به طوری که انتظار می رفت در قرن بیستم با موفقیت قرین شد: اسرار اتم آشکار گردیدند، مولکول DNA، و جریان های منطقی رایانه ها کشف شدند. اما کاهش گرایی، احتمالاً در بخش اعظمی از علم هنوز در جریان و سیلان است.
به هر حال، این کشفیات و اندیشه ها سرآغاز داستان عاشقانه علم است. چنین نقاط عطف علمی، قطعاً مبین انقطاع معنی داری با گذشته های دور است یعنی هنگامی که «طبیعت» را با اسطوره ها و رازورزی(۳۶)، یا روح گرایی(۳۷) تعبیر و تفسیر می کردند. آن ها فقط ابوابی را بر عصر جدید علم گشوده اند.
قرن آینده، شاهد انقلاب های علمی دور از دسترس خواهد بود یعنی زمانی که ما از آشکارسازی اسرار طبیعت بگذریم و به چیرگی و تسلط بر آن نائل آییم.
شلدون گلاشو(۳۸) برنده جایزه نوبل در فیزیک، این اختلاف را به طور مجازی و استعاره ای، هنگامی که داستان بیننده ای به نام آرتور را نقل می کند که از سیاره ای دوردست برای نخستین بار به کره زمین آمده، به خوبی توصیف می نماید.
آرتور بیگانه هوشمندی است که از سیاره ای بسیار دور به میدان واشنگتن در شهر نیویورک نازل می شود و مشاهده می کند که دو مرد شطرنج بازی می کنند. کنجکاوی آرتور دو وظیفه برایش تعیین می کند: ۱. فراگیری قواعد بازی ۲. استادی و مهارت یافتن در میدان بازی. آرتور با نگاه دقیق به حرکات، به تدریج قادر می شود قواعد بازی را فراگیرد: چگونه پیاده جلو می رود، چگونه وزیرها اسب ها را تسخیر می کنند و چگونه شاهان مات می شوند. مع هذا با دانستن قواعد بازی آرتور به مقام مهارت و استادی نمی رسد! به طوری که گلاشو اضافه می کند: «هر دو کوشش اهمیت دارند. یکی ' مربوطتر' و دیگری ' اساسی تر' است. هر دو معرّف چالش ها و تلاش های گسترده در راستای معرفت و خِرد آدمی اند.»
به یک معنی، علم بسیاری از «قوانین اساسی طبیعت» را عیان ساخته است امّا این فراز به آن معنا نیست که ما استاد متبحّر در این قوانین گشته ایم یا به تفوّق و برتری دست یافته ایم. همچنین، رقص ذرات اولیه در ژرفنای ستارگان و آهنگ ها و ریتم های مولکول های DNA، حلقه وار یا ناپیچیده در بدن های ما به طور گسترده ای رمزگشایی شده اند امّا این رازگشایی ها عاری از این معنا نیستند که ما طراحان و اهتزازدرآورندگان رقص حیات گردیده ایم.
در حقیقت، پایان قرن بیستم، که به نخستین مرحله بزرگ در تاریخ علم خاتمه داد، فقط ابوابی برای رشد و تحول هیجان آور قرن بعدی، به روی ما گشوده است. اینک ما به انتقالی از مرحله بازیگران دوستدار شطرنج به مرحله تبحّر و تفوّق در آن دست یازیده ایم. از نظاره کنندگان «طبیعت» به طراحان رقص و اهتزاز آن ارتقا یافته ایم.

نظرات کاربران درباره کتاب چشم‌‌اندازها