Wenn Sie sich erinnern, wie Häuser in den 1950er Jahren waren, dann können Sie sehen, dass es schon damals viele Dinge gibt - Waschmaschinen, Staubsauger, Fernseher, Autos. Aber wenn wir vor 50 Jahren, im Jahr 1900, zurückgehen, werden wir feststellen, dass die Welt damals völlig anders war.
Das tägliche Reinigen oder Abwaschen war zeitaufwändig und mühsam. Und zu Beginn des 20. Jahrhunderts haben Elektrizität und Verbrennungsmotoren die Welt, in der Menschen leben, die Städte und unser tägliches Leben radikal verändert.
Heute durchlaufen wir ungefähr die gleiche Zeit, mit dem Unterschied, dass unsere Welt nicht durch zwei, sondern durch drei Technologien verändert wird: Genombearbeitung, neue Computerarchitektur und Materialwissenschaften.
Diese Technologien fangen gerade erst an, von Labors aus in den Markt einzudringen. Vielleicht werden sie eines Tages unsere Welt bis zur Unkenntlichkeit verändern.
Crispr
Im Jahr 2006 erhielt Jennifer Dugna einen Anruf von ihrer Kollegin an der University of California in Berkeley, Gillian Banfield, die sie auf dem Schriftweg kannte.
Banfield untersuchte das Leben von Bakterien unter extremen Bedingungen, was nur indirekt mit der Arbeit von Dugn zusammenhängt, der die Biochemie von RNA und anderen Zellstrukturen untersuchte.
Werbevideo:
Der Zweck des Aufrufs war es, Dugn für die Untersuchung eines Phänomens zu interessieren, das kürzlich in der Mikrobiologie entdeckt wurde - eine seltsame DNA-Sequenz, die in Bakterien gefunden wurde.
Dugna war fasziniert und begann in ihrem Labor, diese Sequenzen namens Crispr zu untersuchen. 2012 entdeckte sie, dass sie als leistungsstarkes Werkzeug zur Bearbeitung von Genen verwendet werden können.
Im Gesundheitswesen kann Crispr zur Behandlung von Erkrankungen wie Krebs, Multipler Sklerose und Sichelzellenerkrankungen eingesetzt werden.
Dies sind nur einige der Krankheiten, die diese Technologie heilen kann, und eine Reihe von Technologien wurden bereits zum Testen zugelassen.
Darüber hinaus wird diese Technologie auch in der Landwirtschaft zur Synthese von Chemikalien wie Kunststoffen und Kraftstoffen eingesetzt.
Postdigitales Rechnen (quanten- und neuromorph)
In den letzten Jahrzehnten hat die Welt eine echte digitale Revolution erlebt, die unter dem Banner des Moore'schen Gesetzes stand, wonach sich die Anzahl der auf einem integrierten Schaltkreischip platzierten Transistoren alle 24 Monate verdoppelt.
Bald wird es jedoch notwendig sein, ein neues Gesetz auszuarbeiten, da die Wirkung des alten langsamer wird und bald vollständig eingestellt wird.
Heutzutage gibt es zwei Optionen, die das alte Gesetz ersetzen können - das Quantencomputing, bei dem subatomare Effekte verwendet werden, um einen nahezu unbegrenzten Rechenraum zu schaffen. Die zweite Technologie ist das neuromorphe Computing, das die Struktur des menschlichen Gehirns nachbildet.
Quantum Computing eignet sich besonders zur Stimulierung physikalischer Systeme wie Materialien und biologischer Systeme sowie für Optimierungsprozesse in großem Maßstab.
Neuromorphes Computing kann millionenfach effizienter sein als herkömmliche Prozessoren und eignet sich daher ideal für Aufgaben wie Edge-Computing.
Beide Technologien haben ihre eigene Komplexität, und es wird wahrscheinlich mehr als ein Jahrzehnt dauern, bis klar wird, welche Auswirkungen sie haben werden.
Trotzdem entwickeln sich beide Technologien sehr schnell.
Materialwissenschaften
Um einige Probleme zu lösen, verwenden wir immer Materialien. Um beispielsweise eine sauberere Umwelt zu schaffen, benötigen wir effizientere Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen und Batterien.
Hersteller benötigen neue, fortschrittlichere Materialien, um solche Produkte herzustellen.
Wir brauchen auch neue Materialien, um andere Materialien zu ersetzen und Versorgungsstörungen zu vermeiden.
Traditionell war die Entwicklung neuer Materialien ein sehr langer und komplexer Prozess.
Um die erforderlichen Eigenschaften zu erreichen, mussten die Wissenschaftler zahlreiche Tests und Versuche durchlaufen.
Dies machte die Forschung sehr kostspielig und teuer.
In der heutigen Wissenschaft findet jedoch eine echte Revolution statt.
Leistungsstarke Modellierungstechniken in Verbindung mit höherer Rechenleistung und maschinellem Lernen ermöglichen es Wissenschaftlern, viele Prozesse zu automatisieren, was die Entwicklung neuer Materialien beschleunigt, in einigen Fällen mehr als hundertfach.
Nehmen wir als konkreteres Beispiel einen Boeing 787 Dreamliner.
In vielerlei Hinsicht ähnelt dieses Flugzeug seinem Vorgänger, mit Ausnahme neuer Hightech-Materialien, die das Unternehmen entwickelt hat und die es 20% leichter und 20% effizienter machten.
Dies ist ein sehr bedeutender Effekt, wenn wir den globalen Luftverkehrsmarkt berücksichtigen.
Die Materialrevolution verspricht, anderen Branchen in gleicher Weise zu nützen.
Wissenschaftler glauben, dass wir in eine neue Ära eintreten, die zu mehr Transformationen führen wird als die digitale Revolution, die in den letzten 30 Jahren stattgefunden hat.
