التكنولوجيا - المستقبل في 50 و100 و150 سنة

ما وراء الأفق / المحررون – ما هي المعالم العلمية والتكنولوجية التي يمكن أن نتوقعها خلال 50 أو 100 أو 150 عامًا؟

 

كل شهرين، تتاح لنا الفرصة في مجلة Scientific American Israel للنظر في الماضي، والأشياء التي كتبها الناس قبل 50 و100 و150 عامًا. يمكننا القيام بذلك لأن مجلة Scientific American ظلت تضع قرائها (باللغة الإنجليزية) في طليعة العلوم والتكنولوجيا لأكثر من 167 عامًا. على سبيل المثال، في عدد أكتوبر 1962، كتب فرانسيس كريك، مكتشف بنية الحمض النووي، عن معنى هذا الجزيء الرائع، وشرح عالم النفس ليون فيستنجر مقصده بمصطلح "التنافر المعرفي".

الماضي القوي بمثابة أساس جيد للتطلع إلى المستقبل. وبهذه الروح، طلبنا من كتابنا أن يتخيلوا كيف قد يبدو العالم بعد 50 و100 و150 عامًا. هل تستطيع السيارات الطيران؟ هل سيظل لدينا أجهزة كمبيوتر، وإذا كان الأمر كذلك، فماذا سيكون دورها؟ هل ستختفي الأسلحة النووية من العالم؟ هل ستنقذنا التكنولوجيا من تغير المناخ أم أنها ستؤدي إلى تفاقم الوضع؟ ماذا سيكون مصير النمور والحيوانات البرية الأخرى في عالم يزداد ازدحاما؟ إلى أي مدى سنتمكن من التحكم في جيناتنا والوقاية من الأمراض؟ وإذا غادرنا هذا الكوكب، كيف ستغيرنا الرحلة؟

يمكنك العثور على الإجابات في الصفحات التي أمامك. ليست الإجابات في هذا الخبر - نحن لا نقدم توقعات، بل نجري تجارب فكرية مبنية على حقائق علمية، من أجل إلقاء الضوء على عالم اليوم وتحفيز التفكير فيما سيأتي.

_

الطائرات بدون طيار في كل منزل / ماري كامينغز

الطريقة الوحيدة لتسويق السيارات الطائرة للجماهير هي ترك عمل الطيران للسيارات نفسها

50

عندما وافقت إدارة الطيران المدني الأمريكية في عام 1956 على تشغيل السيارة الهوائية، كان من الواضح، على الأقل في نظر مهندسي الطيران والفضاء، أن الطريق إلى السيارة الطائرة كعنصر روتيني في كل منزل خاص كان قصيرًا ولا مفر منه. ولكن هذا لم يحدث. كانت السيارة الهوائية، التي كانت تبدو وكأنها سيارة مجنحة وكانت قادرة على الإقلاع من مدرج قصير، باهظة الثمن للغاية بحيث لا يمكن إنتاجها بكميات كبيرة. قامت شركة Aerocar International بتصنيع ست مركبات فقط من هذا النوع، ولم يتم الوفاء بالوعد الخاص بالسيارة الطائرة - باستثناء ما رأيناه في رسوم سيلوني الكارتونية.

لقد مرت أكثر من 50 عامًا، وعادت السيارة الطائرة. أكمل نموذجان رحلة تجريبية واحدة أو أكثر. إن طائرة Transition، التي تصنعها شركة Terrafugia في ووبرن بولاية ماساتشوستس، هي طائرة خفيفة ذات أجنحتها قابلة للطي وقادرة على حمل شخصين على حمولتها. لتطير بها، عليك أن تقودها إلى المطار (لأنها تحتاج إلى مدرج عادي). تحتاج طائرة PAL-V ONE (الاختصار الإنجليزي لـ "Personal Air and Ground Vehicle")، والتي يتم تصنيعها بواسطة شركة PAL-V Europe في رامسدونكسوير في هولندا، إلى مدرج يبلغ طوله حوالي 200 متر فقط للإقلاع. إنه يشبه الهجين من دراجة ثلاثية العجلات وطائرة هليكوبتر. يأتي الدفع من المروحة الخلفية، بينما يولد الدوار العلوي الحر قوة الرفع. تطير كلتا السيارتين بسرعة أقل من 180 كيلومترًا في الساعة لمسافة معقولة (تطير Transition بخزان وقود ممتلئ لمسافة تصل إلى 725 كيلومترًا وPAL-V حوالي 500 كيلومتر).

ومع ذلك، فإن هذه السيارات لن تفي بوعد السيارة الطائرة في كل منزل. وحتى لو تمكن المصنعون من خفض السعر المتوقع، حوالي 300,000 ألف دولار، إلى مبلغ معقول أكثر، فإن السوق لا يزال مقيدًا بكمية السيارات التي ستقلع من الطرق في الهواء وتعود إلى الأرض. وتواجه المطارات بالفعل صعوبة في تنسيق عمليات الإقلاع والهبوط لعدة آلاف من الطائرات. لو تمكنت كل سيارة من الطيران، لكانت هناك فوضى في السماء.

اليوم، يمكن لطياري السيارات الطائرة الاستفادة من الفئة الجديدة نسبيًا من الطائرات الرياضية الخفيفة. في الولايات المتحدة الأمريكية، كل ما هو مطلوب للطيران بهذه الطائرات هو رخصة قيادة سارية، وصحة جيدة، وشهادة طيار رياضي (والتي تتضمن شرط 20 ساعة تدريب فقط). تشترط هذه الفئة، لأسباب وجيهة، على الطيارين الابتعاد عن مناطق الطيران المزدحمة، ويقتصر الطيران على الاستخدام الشخصي فقط: فالرخصة لا تسمح بأي نشاط تجاري.

يعمل نظام الترخيص هذا بشكل جيد فقط لأن عددًا قليلًا نسبيًا من الأشخاص يطيرون بطائراتهم الخاصة. إذا انطلق العديد من السائقين، فسيصبح الازدحام خطيرًا. وبالتالي، ستستمر السيارات الطائرة في خدمة قطاعات صغيرة فقط من السوق قبل أن يصبح من الممكن دمجها فعليًا في المجال الجوي.

ومن أجل تحقيق مثل هذا التقدم في مجال النقل، والذي من شأنه أن يضع طائرة في كل مكان لوقوف السيارات في المنزل، يجب علينا التغلب على حاجتنا للتحكم والسماح للطائرة بالتحليق بنفسها نيابةً عنا. ولذلك يجب أن تكون الطائرات الخاصة والتجارية أكثر شبهاً بالطائرات بدون طيار (UAVs).

يتم تشغيل الطائرات العسكرية بدون طيار من قبل أشخاص ليسوا طيارين معتمدين. في الواقع، إحدى المزايا العظيمة للطائرات بدون طيار هي تقليل الحاجة إلى استثمار ضخم في تدريب الطيارين.

إن الطائرات بدون طيار اليوم متطورة بما يكفي للطيران أينما أرسلت، والأبحاث التي تُجرى الآن ستقربها من القدرة على استخلاص استنتاجات بشرية إلى الحد الذي يجعلها قادرة على التعامل مع حالات الطوارئ بمفردها. هناك رؤية مماثلة وراء سيارة جوجل الآلية. ونظرًا لميل السائقين البشريين إلى تشتيت انتباههم والتحدث وإرسال الرسائل النصية وتناول الطعام أثناء القيادة (والطيران)، فقد تكون السيارة المستقبلية التي تقود وتطير بنفسها وسيلة نقل أكثر أمانًا.

هناك العديد من التحديات التكنولوجية التي يجب التغلب عليها قبل أن نتمكن من إنتاج طائرات بدون طيار للركاب بكميات كبيرة وبسعر مناسب. سيتعين علينا إنشاء شبكات اتصالات موثوقة وآمنة، بالإضافة إلى أنظمة موثوقة للتحكم في الطيران ذاتية التحكم والتي ستوجه السيارات الطائرة في مساراتها الجوية.

وسيتعين علينا أيضًا دمج كل هذا في شبكة مراقبة الحركة الجوية في البلاد. ونظراً لعدد المحاولات الفاشلة لتغيير النظام، فربما تكون هذه هي العقبة الأكثر تهديداً التي تواجه نظام النقل الجوي الشخصي. ومع ذلك، فإن اللبنات الأساسية التكنولوجية موجودة بالفعل. إن الخبرة المتراكمة حتى الآن حول العالم في مجال الطيران بالطائرات بدون طيار والطائرات بدون طيار والتحكم فيها يمكن أن تكون بمثابة أساس للنقل الجوي الشخصي خلال خمسين عامًا. ما يتعين علينا القيام به الآن هو معرفة كيفية توصيل جميع أجزاء التجميع التكنولوجي.

في عام 2010، أطلقت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA) برنامجًا يسمى Transformer يهدف إلى بناء مركبة لأربعة أشخاص، والتي ستكون قادرة على السفر على الطرق والإقلاع والهبوط عموديًا. في الواقع، إنها طائرة بدون طيار تحمل ركابًا، حيث يمكن لجندي بسيط ليس لديه خلفية طيران أن يعمل بسهولة أكبر بكثير مما تسمح به تكنولوجيا الطائرات بدون طيار اليوم. وتأمل الوكالة في إطلاق نموذج أولي في السنوات المقبلة. مثل هذا التقدم في مجال الطائرات بدون طيار، إلى جانب الطائرات الشخصية التجارية الأكثر تقدمًا اليوم مثل Transition وPAL-V، قد يوفر في الخمسين عامًا القادمة طائرة لكل منزل لن نضطر إلى الطيران بها بأنفسنا كأعضاء في فعلت عائلة سيلوني.

-------

ماري "ميسي" كامينغز هي أستاذة الطيران والملاحة الفضائية، ومديرة مختبر البشر والأتمتة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).

_______________________________________________________________________________________________

 

المسألة النووية / رون روزنباوم

وإذا لم ينجح العالم في التخلص من هذا السلاح النهائي بحلول منتصف القرن، فقد نواجه خطر الانقراض

50

وحتى عندما ننظر إلى الوراء، من منظور اليوم الذي اتخذ فيه قرار تفكيك الأسلحة النووية، في الثامن من أغسطس/آب 8، لا يزال من الصعب أن نفهم كيف اندلعت الحرب النووية "الصغيرة" في عام 2063. والأمر الواضح هو أنه في اللحظة التي اندلع فيها النفط، تغيرت الأمور. لقد تعلم الناجون أن الحرب النووية لم تعد تشكل تهديدًا وهميًا، وأن الإبادة النووية هي سيناريو قد يتحقق في المرة القادمة. لقد أدركوا أن التحذيرات قد تفشل، وأن الحوادث قد تقع، وأن الإرهابيين قد يسرقون الرؤوس الحربية النووية. قنبلة ذرية مجهولة المصدر يمكن أن تنفجر وتشعل حربا مدمرة. يمكن أن يموت مليار شخص.

وكان تفكيك الأسلحة النووية هو السبيل الوحيد للتخلص من تهديد لا يمكن لأي شيء آخر أن يمنع حدوثه، لأنه إذا كانت هناك "مرة قادمة" فسوف يؤدي ذلك إلى الانقراض على نطاق عالمي.

منذ أكثر من خمسين عاماً، كسرت مجموعة من الاستراتيجيين النوويين (حتى هنري كيسنجر) التقاليد وفاجأوا زملائهم بالدعوة إلى إزالة الأسلحة النووية في جميع أنحاء العالم، وهو الوضع الذي أصبح يعرف فيما بعد باسم "الصفر النووي". لقد استغرق الأمر أكثر من نصف قرن، والآن أصبح كل شيء جاهزًا للقرار الذي سيتم اتخاذه في بضع دقائق وسيحدد ما إذا كنا سنصل إليه بالفعل.

إن عملية "نزع السلاح النهائي"، كما كانت تسمى في العقد الماضي، تم التخطيط لها بالتفصيل، بما في ذلك بروتوكولات المراقبة والإنفاذ التي من شأنها أن تضمن أن تكون العملية كاملة ومكتملة ومتزامنة، بحيث لا يمكن لأي طرف أن يؤخرها أو يمتلكها. الأسلحة النووية المتبقية واستخدامها للسيطرة على الدول التي وقعت في الفخ وتم نزع سلاحها في وقت سابق.

ومع ذلك، علينا أن نتعامل مع "المجهول المجهول". هل البرنامج محصن ضد الأخطاء؟ هل يمكن الوثوق بجميع الأطراف؟ فهل من الممكن أن تكون المواد النووية الصالحة لصنع الأسلحة قد غابت حتى عن أعين المنظومة الفضائية العالمية للتتبع والكشف؟ فهل أدركت دولة واحدة أو أكثر السيناريو الأسوأ وفككت أسلحتها النووية بحيث يمكنها إعادة بناء ترسانتها النووية في أي لحظة؟

لقد خفضت كل الدول النووية المعلنة ترساناتها إلى الحد الأدنى بحلول عام 2063. لقد حان الوقت لما أسمته وسائل الإعلام "التخلص النهائي"، حيث ستقوم كل هذه الدول بتفكيك وتدمير والتخلص من جميع الأسلحة النووية المتبقية، في وقت واحد وتحت الإشراف. .

في عام 2011، كان هناك أحد المتشائمين الذي كتب: "إن الطريقة الوحيدة التي قد يستيقظ بها العالم ويدرك أنه لا يستطيع الاستمرار في العيش مع الأسلحة النووية هي حدث من شأنه أن يغير الطبيعة البشرية، وربما حتى حرب نووية صغيرة (إذا كنا" إعادة محظوظ)."

لقد قبلنا الحرب، وكنا "محظوظين": لقد كانت صغيرة جدًا. لكن هل تغيرت الطبيعة البشرية بما فيه الكفاية؟

الوقت يقترب. كل شاشات العالم تركز على مؤتمر المجلس الأخير، ورؤساء الدول النووية (المعلنة) جلسوا في مقاعدهم، وبعض الحاضرين يستذكرون المحطات التي أدت إلى هذه اللحظة في الخمسين سنة الماضية. يمكن للمؤرخ أن يبدأ بهذا:

5 فبراير 2018: وأخيرا، تم تنفيذ كافة أحكام معاهدة خفض الأسلحة الاستراتيجية (معاهدة ستارت الجديدة)، الموقعة بين الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد الروسي والتي تم التصديق عليها في عام 2011. ونتيجة لذلك، تم تقليل عدد رؤوس السهام إلى 1,550 رأسًا على كل جانب.

ومع ذلك، فإن المحاولات لبدء جولة جديدة من التخفيضات التي من شأنها أن تشمل الدول النووية الأخرى المعلنة قد باءت بالفشل بسبب قضايا مثل أهمية أنظمة الصواريخ المضادة للصواريخ الباليستية، ومعارضة السياسيين الصقور في مجلس الشيوخ الأمريكي لمعاهدة ستارت وحلمهم المستمر ببناء أسلحة نووية. نظام "حرب النجوم" القائم على الأقمار الصناعية، ورغبة السياسيين تروج لوزارة الدفاع الروسية لبناء جيل جديد من الصواريخ ذات الرؤوس الحربية المتعددة. وفي الوقت نفسه واصلت الدول الأخرى محاولة تطوير قدراتها النووية.

وكان من الممكن أن تضع الدولتان النوويتان الرئيسيتان معاهدة أخرى لخفض الأسلحة، أو مناقشة خفض مستويات التحذير، بحيث لا تظل منصات إطلاق الصواريخ تحت الأرض في حالة استعداد للإطلاق الفوري والهبوط بضربة استباقية، أو يمكن مناقشة ذلك. القضاء على الاستراتيجيات الخطيرة الأخرى التي يمكن أن تعمل بعد التحذيرات أو الاستخدام غير المقصود للأسلحة. وبدلاً من ذلك، اختاروا استثمار المليارات في تطوير أنظمة الدفاع الصاروخي الباليستي. وتضمنت إجراءات التحذير غير المثبتة هذه أقمارًا صناعية مسلحة بأسلحة نووية بالإضافة إلى "قاتلة الأقمار الصناعية"، والتي تم وضعها في أوروبا الشرقية (بالنيابة عن الولايات المتحدة الأمريكية) ومنطقة القطب الشمالي (بالنيابة عن روسيا).

8 أغسطس 2021: وفي التاريخ الذي تم اختياره لأسباب رمزية، تحقق أحد السيناريوهات الأكثر إثارة للخوف. اخترقت منظمة النخبة الدولية والفوضوية لقراصنة الكمبيوتر، "Anonymous 4.0"، أنظمة القيادة والتحكم في منشأة إطلاق الصواريخ النووية في مونتانا ومنشأة أخرى في السهول المتجمدة في شبه جزيرة فلاديفوستوك.

يتم إطلاق صاروخ واحد من كل موقع. ولم يعرف أحد ما إذا كانت مزودة برموز التفعيل حتى لحظة سقوط الصواريخ في "بحر القمامة"، وهي منطقة شمال المحيط الهادئ بحجم ولاية تكساس، وتحطمت دون أن تنفجر. والأكثر إثارة للقلق هو فشل الصواريخ الاعتراضية التي أطلقتها الأقمار الصناعية والتي أخطأت الصواريخ النووية بأميال. ونتيجة لذلك، لم تعد أي دولة قادرة على الاعتماد على تكنولوجيات C3 (القيادة والسيطرة والاتصالات).

كان سيف ديموقليس السيبراني يحوم فوق العالم.

أغسطس 2024: سقط السيف. لقد تصور الجميع أن المواجهة سوف تبدأ بين الصين وتايوان، أو إيران ضد إسرائيل، أو كوريا الشمالية ضد الجنوب، ولكن بعد بعض الأحداث التي وقعت في اللحظة الأخيرة في بداية هذا القرن، حدث ما حدث: الهند في مواجهة باكستان. انفجرت قنبلة نووية مجهولة المصدر (باستثناء رسالة بريد إلكتروني مشكوك فيها لم يمكن تعقب مرسلها) في مومباي. واختارت الحكومة الهندية إلقاء اللوم على منظمة إرهابية باكستانية، الأمر الذي دفع الجانبين إلى اتخاذ قرار استباقي وتوجيه ضربة استباقية.

لقد عرفنا أخيرًا ما كان عليه الأمر حقًا، وكان أسوأ مما تخيلنا. لقد صُدم الناس حتى النخاع من رؤية الجثث المنصهرة وصرخات الأطفال الذين احترقوا بالإشعاع. اتضح أن التقديرات المبكرة التي تنبأت في وقت مبكر من عام 2010 بوقوع حرب نووية "صغيرة" بين الهند وباكستان (والتي تشمل 50-100 قنبلة ذرية مثل تلك التي أسقطت على هيروشيما) كانت دقيقة بشكل مخيف: فقد قُتل حوالي 20 مليون شخص على الفور من جراء الانفجارات. والعواصف النارية المستعرة والتسمم الإشعاعي.

كما تبين أن التنبؤ بـ "شتاء نووي" عالمي في أعقاب حرب محلية كان دقيقًا بشكل مأساوي. أدى الاصطدام والنار إلى رفع الرماد إلى الغلاف الجوي العلوي الذي غطى الأرض بأغطية، مما أدى إلى تبريد وتدمير كميات هائلة من المحاصيل الغذائية. ما يقرب من مليار شخص يموتون جوعا.

ومات ملايين آخرون بعد وقت قصير من الحرب، عندما غرقت ثلاث قارات تحت تأثير النبض الكهرومغناطيسي (EMP) المثير للخوف. أدى النبض الناتج عن الانفجارات في الغلاف الجوي العلوي إلى تدمير شبكات الكهرباء. لقد تدهورت أجزاء كبيرة من الأرض إلى حالة من الفوضى أعقبتها الأوبئة وحكم الغوغاء وفي مناطق واسعة حتى العودة إلى أسلوب الحياة كما كان الحال في العصور الوسطى.

2031: ورغم كل الصعاب، عادت الحضارة وأعادت بناء نفسها. إن العالم بأسره الذي يعاني من اضطراب الإجهاد اللاحق للصدمة النووية يطالب بعدم وجود أي حكومة ما لم تعمل بكل قوتها على إبرام معاهدة لنزع السلاح الكامل للأسلحة النووية.

ولكن هل ستنجح؟ هل تغيرت طبيعة الإنسان؟

مارس 2035: توصل العالم إلى أول اتفاق رسمي بشأن معاهدة نزع السلاح النووي، والذي استند إلى خطة من أربع خطوات وضعتها حركة الصفر العالمي في عام 2010. الشيطان اختبأ بالطبع في التفاصيل الصغيرة، لكنه عاش أيضًا في الإشعاعات والأمراض. هذه المرة اختارت دول العالم المخاطرة والثقة ببعضها البعض. ثق بأن الاتفاق سيتم الوفاء به، وأنه يجب الوفاء به، وأنه من الممكن منع الغش والتأكد من عدم انتهاك الثقة.

وقد تم إحراز تقدم في تكنولوجيات الإشراف والرصد والإنفاذ. وتم إجراء فحوصات دماغية متطورة للغاية لجميع العاملين في المنشآت النووية للكشف عن المؤامرات. تم إثبات فعالية الأقمار الصناعية في كشف واعتراض الصواريخ. أصبحت "حرب النجوم" حقيقة واقعة، ولكن لا يزال من الضروري التأكد من أنها معصومة من الخطأ.

يونيو 2049: قامت كل دولة نووية (معروفة) على وجه الأرض بتخفيض ترسانتها النووية إلى اثني عشر رأسًا حربيًا أو أقل، معلنة عن كمية الوقود المشع المتوفرة لديها لصنع القنابل. وتم تسليم البيانات إلى اللجنة العالمية للقضاء على الطاقة النووية، التي كانت بين يديها تقنيات اختبار متقدمة وقاسية، وكانت تسيطر على قوات إنفاذ قوية مسلحة بأسلحة تقليدية.

وكانت الخطة تهدف إلى خفض عدد الأسلحة المتبقية إلى النصف بحلول عام 2055، وخفض العدد المتبقي إلى النصف مرة أخرى بحلول عام 2060. ثم فشلت الاتفاقيات بسبب قضايا التدقيق والتنفيذ.

ديسمبر 2056: تم وضع الجزء المفقود الأخير من المرفق في مكانه. لفترة طويلة، كان عدم القدرة على تحديد مواقع الغواصات النووية في أعماق المحيط عائقًا تقنيًا أساسيًا. والآن، نجح جيل جديد من الأقمار الصناعية المجهزة بالليزر في تحقيق حلم "جعل المحيط شفافاً". لم تكن أي غواصة قادرة على إخفاء نفسها - على الأقل هذا ما كنا نأمله.

فهل سيحقق نظام عالمي للرصد والإنفاذ هذا الهدف؟ هل يمكننا نشرها قبل أن يكون لدى أي دولة الوقت الكافي لإخفاء مواردها الخطيرة؟ فهل يؤدي تدمير الأسلحة النووية إلى زيادة احتمالات نشوب حرب تقليدية، واحتمال تحول الطرف الخاسر في مثل هذه الحرب إلى الاتجاه النووي؟

8 أغسطس 2063: نحن أخيرا على وشك معرفة الإجابات. لقد حان الوقت. لقد كانت أعلى لعبة بوكر على الإطلاق. كل ما على قادة الدول النووية الجالسين حول لوحة التحكم هو الضغط على زر لتفعيل آلية الإزالة النهائية. يجب الضغط على جميع الأزرار قبل أن تبدأ عملية تدمير رؤوس الأسهم المتبقية. كل القادة يبتسمون.

عاجلاً أم آجلاً - وربما عاجلاً - سنعرف ما إذا كانت إحدى تلك الابتسامات تخفي نوايا خبيثة. سوف يستغرق الأمر وقتًا طويلاً، أو سنوات، أو حتى إلى الأبد، لمعرفة ما إذا كان النظام محصنًا ضد الفشل. إذا كانت الطبيعة البشرية يمكن أن تتغير من أي وقت مضى.

--------

رون روزنباوم مؤلف لسبعة كتب، آخرها: "كيف تبدأ النهاية: الطريق إلى حرب عالمية نووية ثالثة" (منشورات سايمون اند شوستر، 2011).

_________________________________________________________________________________

دواء لكل داء / ريكي لويس

وبعد العقبات الأولية، غيّر العلاج الجيني وجه الطب ووصل إلى جذور العديد من الأمراض

50

العام 2063. تدخل العيادة. تأخذ الممرضة عينة من اللعاب أو الدم أو خلايا الجنين وتضعها في جهاز محمول على شريحة بحجم حرف في هذه الصفحة. وبعد دقائق قليلة، يعرض الجهاز نتائج الاختبار. تشير أنماط الضوء الملونة على الشاشة إلى وجود أو عدم وجود تسلسلات الحمض النووي، والتي يسبب كل منها واحدا من أكثر من 1,200 مرض يسببها جين واحد أو يؤثر عليه. ولحسن الحظ، وافقت السلطات على علاج لكل من هذه الأمراض: العلاج الجيني.

يستخدم العلاج الجيني الآلية البيولوجية الطبيعية للفيروسات لحمل نسخ طبيعية من الجينات إلى نواة الخلية، بهدف استبدال الطفرة التي تسبب المرض. تم وضع الفكرة موضع التنفيذ بعد وقت قصير من اكتشاف بنية الحمض النووي في عام 1953، ولكن الطريق إلى تحقيقها إلى علاج حقيقي كان مليئًا بالمطبات. نادرًا ما كانت المحاولات الأولى ناجحة، هذا إن كانت ناجحة على الإطلاق. في عام 1999، توفي رجل يبلغ من العمر 18 عامًا خضع للعلاج الجيني لمشكلة التمثيل الغذائي بعد أن أثار الفيروس الذي يحمل الجينات استجابة قاتلة للجهاز المناعي في الكبد. تلقى طفلان صغيران يعانيان من نقص المناعة الوراثي العلاج بالفيروسات القهقرية في ذلك العام. وجدت التسلسلات الجينية التي تحملها الفيروسات طريقها ليس فقط إلى الخلايا المستهدفة، بل أيضًا إلى الجينات المسببة للسرطان، مما أدى إلى إصابتها بسرطان الدم.

في أعقاب هذه الإخفاقات، انغمس المشاركون في العلاج الجيني في مناقشات تناولت السؤال التالي: ما هي الفيروسات التي يمكن استخدامها كنواقل آمنة (حاملات للجينات الغازية).

بعد البداية الصعبة، بدأ العلاج الجيني يحقق إنجازات. وفي عام 2012، وافقت المفوضية الأوروبية على أول علاج جيني ضد نقص الليباز البروتيني الدهني، وهي متلازمة تعطل القدرة على هضم الدهون.

ثم، في عام 2014، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على علاجات لنوع من العمى الوراثي (تنكس ليبر الشبكي - LCA)، ونقص المناعة (نقص إنزيم نازعة أمين الأدينوزين - ADA) والعيب الجيني الذي يؤثر على الدماغ (الحثل الكظري - ALD) ) . ورغم أن هذه الأمراض نادرة، إلا أن علاجها سهل نسبيا.

وقد عززت هذه الموافقات مكانة فيروس AAV باعتباره الناقل المفضل. معظمنا يحمله بالفعل في جزء ما من أجسامنا، مما يعني أن الجهاز المناعي يتجاهله. ومن ناحية أخرى، تم تعديل الفيروسات القهقرية وراثيا لتدمير نفسها، ولكنها لا تزال قادرة على التسبب في السرطان، كما حدث للأطفال الصغار الذين عولجوا من نقص المناعة. لم تكن الفيروسات القهقرية Lentivirus، والتي تشمل فيروس نقص المناعة البشرية، ناجحة، على الرغم من موافقة إدارة الغذاء والدواء، لأن المرضى رفضوا الحقن بفيروس نقص المناعة البشرية، على الرغم من إزالة الجينات المرتبطة بالإيدز من الفيروسات.

وقد ثبتت القيمة الاقتصادية لهذه التكنولوجيا في عام 2016، مع بدء العلاج الجيني للهيموفيليا ب. وقد حل العلاج الجيني لمرة واحدة بسعر 30,000 ألف دولار محل الحقن مدى الحياة لعوامل التخثر - وهو علاج يمكن أن يصل إلى تكلفة 20 دولارا. مليون على مدى سنوات عديدة.

إن القدرة على التحكم في استجابة الجهاز المناعي ضد الناقل تمثل التغلب على الحاجز التقني الأكثر صعوبة على الإطلاق: الحزمة الكيميائية التي تم إدخالها في خلايا المريض لم تجلب الجينات المراد استبدالها فحسب، بل حسنت أيضًا الاستجابة المناعية ضد المرض. السرطان والالتهابات، وإضعاف خصائص الاستجابة التي قد تتسبب في رفض النواقل الفيروسية.

تم اختراق السد. ولأن شبكية العين معزولة عن الجهاز المناعي، فقد ركزت العلاجات الوقائية الأولى على حوالي 100 نوع من العمى. أصبح عشرات الأطفال، الذين عانوا من مرض التنكس العصبي النادر للغاية، وهو اعتلال أعصاب المحاور العصبية العملاقة (GAN)، روادًا في عام 2019 من خلال تلقي العلاج الجيني من خلال الحبل الشوكي. التالي في القائمة كان الأشخاص الذين يعانون من إصابة في النخاع الشوكي، وأمراض الخلايا العصبية الحركية (ALS، أو مرض لو جيريج) وضمور العضلات الشوكي (SMA). عبر الحقن الوريدي لفيروسات AAV الحاملة للجينات حاجز الدم في الدماغ ومنع مرض باركنسون وأمراض الدماغ الأخرى. ولم يعد من الضروري حفر ثقوب في الجمجمة، كما كان يحدث في بداية القرن.

مع مرور الوقت، أدرك الباحثون أن أفضل علاج لبعض الأمراض لا ينطوي على استبدال الجينات. ففي حالة التليف الكيسي، على سبيل المثال، أثبتت الأدوية القادرة على إذابة البروتينات ذات البنية المعيبة أنها أكثر فعالية، لأن الخلايا المعدلة وراثيا الموجودة في الرئتين والممرات الهوائية لا تعيش لفترة طويلة. في الحثل العضلي الدوشيني، كان تنشيط الجينات الخاملة أسهل من إدخال الجينات الطبيعية في جميع الخلايا العضلية في جسم الطفل.

كل نجاح فتح الباب أمام علاجات إضافية. بحلول منتصف القرن الحادي والعشرين، لم تعد العلاجات الجديدة تركز فقط على الأمراض النادرة لجين واحد، ولكن أيضًا على الأمراض الأكثر شيوعًا التي تجمع بين عوامل الخطر الوراثية والبيئية، مثل الأمراض العقلية والسكري ومعظم أمراض القلب.

وقد وصلت القدرة على استخدام الاختبارات الجينية للتنبؤ بصحة الفرد في المستقبل، إلى جانب العلاجات الجينية، إلى مستوى غير مسبوق من الدقة بحلول عام 2060. وكان للحديث عواقب بعيدة المدى. وتم كبح الأمراض تماما، وانخفضت تكاليف الرعاية الطبية مع ظهور سكان أكثر صحة وأطول عمرا.

-------

ريكي لويس (لويس) هو طبيب في علم الوراثة، وقد نشر كتابه الأخير "الإصلاح الأبدي: الشفاء الجيني والطفل الذي أنقذه" في عام 2012 من قبل سانت مارتينز. كما كتبت العديد من الكتب المدرسية عن علم الوراثة.

__________________________________________________________________________________________________

موجة تسونامي من الانقراض / توماس لوفجوي

سوف تختفي الأسود والنمور وغيرها من الأنواع البارزة من العالم بحلول نهاية القرن، أو سيتم الاحتفاظ بها فقط في حدائق الحيوان

100

وفي عام 1980، قدمت للرئيس الأمريكي آنذاك جيمي كارتر أول تنبؤ تناول مسألة انقراض الأنواع البيولوجية. وكان الاستنتاج الذي توصل إليه هذا التقرير هو أننا إذا واصلنا خسارة مناطق الغابات الاستوائية بسبب قطع الأشجار والتنمية بنفس المعدل، فسوف نؤدي إلى انقراض حوالي 15% إلى 20% من جميع الأنواع الحيوانية بحلول عام 2000. لم يكن بعيدا عن الواقع. واليوم، وفقاً للقائمة الحمراء للأنواع المهددة بالانقراض، التي يديرها الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة، تشير التقديرات إلى أن 13% من أنواع الطيور، و25% من أنواع الثدييات، و41% من أنواع البرمائيات تواجه خطر الانقراض المحتمل.

تقترب العديد من الأنواع من أن تصبح ما يسميه العلماء "الأحياء الميتة": فقد انخفضت أعدادها لدرجة أن انقراضها أصبح لا مفر منه. وفي غضون مائة عام، من المرجح أن معظم الحيوانات آكلة اللحوم الكبيرة، بما في ذلك الأسود والنمور والفهود، لن تتواجد إلا في حدائق الحيوان، أو في محميات طبيعية صغيرة تشبه حديقة الحيوان تقريبًا. وينتظر مصير مماثل جميع أنواع وحيد القرن والفيلة، وكذلك أقاربنا في العالم الطبيعي: نوعي الغوريلا، إنسان الغاب والشمبانزي.

كان التقرير الأول في عام 1980 مليئًا بالأرقام، لكنه كان مفرطًا في التبسيط بشأن القوى التي أدت إلى الانقراض. ومنذ ذلك الحين أصبحت هذه القوى أقوى وأكثر تعقيدًا:

تأثير الأنواع الغازية آخذ في الازدياد. في جميع أنحاء أوقيانوسيا، دمر ثعبان الشجرة البني أعداد الطيور في الجزر، بما في ذلك سكة حديد غوام. تتسبب الحيوانات العدوانية في موجة من الانخفاض والانقراض المحتمل لأنواع الثدييات المحلية في شمال أستراليا. وفي الولايات المتحدة، وصلت ثلاثة أنواع جديدة في السنوات الأخيرة إلى شمال فيرجينيا حيث أعيش: بعوضة النمر الآسيوي، وهو نوع من النمل يهاجم عزل الكابلات الكهربائية، والحشرة البنية الرخامية. وينبغي أيضًا إضافة فيروس غرب النيل إلى هذه القائمة. ومن علامات درجة التغيير في الولايات المتحدة الأمريكية نشر كتاب يتناول الثعابين في الولايات المتحدة الأمريكية.

الموائل الطبيعية تختفي. أقل من 30% من السافانا الأفريقية لا تزال كما كانت. انخفض عدد الأسود الأفريقية بنسبة 90٪. وهناك تهديدات أخرى، مثل الصيد غير القانوني للحوم، تؤثر أيضًا على الثدييات والطيور. لقد أصبح الصيد الجائر من أجل قرون وحيد القرن وعاج الأفيال متفشياً إلى درجة أن الإنتربول اعتبره جريمة خطيرة. بحلول القرن القادم، سيكون وحيد القرن في بورنيو على وشك الانقراض، وقد يبقى على قيد الحياة فقط في الصور ومجموعات العظام في المتاحف.

تنتشر أمراض الحياة البرية في جميع أنحاء العالم. تسببت الهجرة في زيادة معدلات الإصابة بالأمراض البرية. تسبب الفطر الخيطي Chytridiomycota، وهو بلا شك أخطر مسببات الأمراض اليوم، في حدوث موجة من انقراض البرمائيات في جميع أنحاء العالم. ويكون تأثيرها شديدا بشكل خاص في المناطق الاستوائية من العالم الجديد، حيث تختفي مجموعة كاملة من الحيوانات للمرة الأولى: جميع البرمائيات. فهل انقراض الضفادع ينذر بما سيحدث للحيوانات الأخرى؟ وإذا استمرت حالات الاختفاء على هذا النطاق الواسع، فلا يسعنا إلا أن نتساءل عما إذا كنا سنفقد أيضًا الطيور الجارحة الكبيرة، مثل النسر الفلبيني والنسر الأصلع. يبدو أن النسور الكبيرة والمثيرة للإعجاب في أفريقيا وآسيا في طريقها إلى الانقراض بالفعل.

البشر يعطلون دورة النيتروجين العالمية. لقد زاد النشاط الزراعي والصناعي في العقود الثلاثة الأخيرة كمية النيتروجين الداخل في النشاط البيولوجي في الطبيعة. وهذه الزيادة في كمية النيتروجين تهدد الأكسجين الموجود في المجاري المائية الضروري لتنفس النباتات والأسماك. كما تغيرت دورة الكربون، وهي تسبب تغيرات مناخية وزيادة حموضة المحيطات.

يؤثر تغير المناخ بالفعل على التنوع البيولوجي. إن الدورة السنوية للعديد من الأنواع تتغير: فبعض النباتات تزدهر في وقت مبكر وبدأت أنواع أخرى في الانتقال إلى مناطق جديدة بحثًا عن مناخ أكثر ملاءمة. تختفي "أشجار جوشوا" (اليوكا قصيرة الأوراق) في حديقة جوشوا تري الوطنية في كاليفورنيا وتنمو خارجها. إن تراجع الجليد في المحيط المتجمد الشمالي يجبر الأوريول الأسود على الطيران لمسافة أبعد لاصطياد سمك القد في القطب الشمالي، وقد تم بالفعل القضاء على إحدى مستعمرات تعشيش هذه الأنواع. وقد تنقرض أيضًا الأنواع المهاجرة، مثل الحيوانات البرية في أفريقيا والفراشة الملكية في أمريكا. قد تختفي أنواع السلمون بسبب نقص التيارات الباردة بدرجة كافية لتفرخ.

إننا نشهد بداية تسونامي الانقراض بالحركة البطيئة. الثورات الكبرى على وشك الحدوث. لقد تكيفت جميع النظم البيئية، بما في ذلك الثقافة البشرية، في العشرة آلاف سنة الأخيرة مع مناخ مستقر نسبياً، ولم يعد هذا الوضع يدوم. هناك حد لقدرة الأنواع على التكيف على الأرض. الأنواع التي تعيش في الأماكن المرتفعة لا يمكنها أن تستمر في الصعود والتسلق إلى ما هو أبعد من حد معين. سكان الجزر في خطر بسبب ارتفاع منسوب المياه، ولكن أيضًا لأنه لم تعد لديهم إمكانية البقاء على قيد الحياة في الظروف المتغيرة في بيئتهم.

وعندما ترتفع درجات الحرارة بأكثر من درجة ونصف عما كانت عليه قبل العصر الصناعي، ويبدو هذا السيناريو الآن حتميا، فإن الشعاب المرجانية التي نعرفها ستختفي من الوجود: الشراكة بين المرجان والطحالب، وهي الأساس النظام البيئي للشعاب المرجانية، سوف ينهار. قد تكون الغابات الصنوبرية في الشمال الغربي الأمريكي على وشك حدوث تغيير كبير: ففصول الشتاء الأقل قسوة والصيف الأطول مواتية لخنافس اللحاء المحلية التي تزيد من موت الأشجار وحرائق الغابات اللاحقة.

إن التفاعل التآزري بين الحرائق، وإزالة الغابات، وتغير المناخ يؤدي إلى نقطة تحول من شأنها أن تعرض الغابات المطيرة في المناطق الجنوبية والشرقية من الأمازون للخطر، وسوف يحدث هذا بسرعة أكبر من تغير المناخ وحده. وفي الواقع، فإن النتائج الكئيبة محسوسة بالفعل اليوم، بعد زيادة قدرها 0.8 أو 0.9 درجة في المتوسط. وتهدد الحموضة المتزايدة للمحيطات العديد من أشكال الحياة، بما في ذلك الرخويات. وفي مرحلة ما، سوف ينهار تكامل النظم البيئية، وسيحاول كل نوع التكيف بمفرده مع المناخ المتغير. سيخلق الناجون أنظمة بيئية جديدة يصعب التنبؤ بطبيعتها، وسيجد الجنس البشري صعوبة في التعامل معها.

نحن بحاجة إلى أن نصل إلى رشدنا. وتتمثل الخطوة الأولى والأساسية في تجديد الجهود الرامية إلى تحقيق أهداف اتفاقية الحفاظ على التنوع البيولوجي، والتي تشمل الحماية الرسمية لنحو 17% من النظم الإيكولوجية للمياه العذبة في العالم، و10% من المحيطات بحلول عام 2020. وهناك خطوة أخرى مهمة يكون الحد من تأثير الإنسان على تغير المناخ، وهو الأمر الذي يمكن أن يساعد الأنواع والنظم البيئية. ومن الممكن أن تؤدي استعادة النظم البيئية على نطاق عالمي إلى خفض كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بمقدار 50 جزءا في المليون (الفرق بين المستوى الحالي والكمية التي تسمح للشعاب المرجانية بالبقاء على قيد الحياة).

كل هذا يتطلب قوة إرادة سياسية، والاعتراف بأن الأرض بحاجة إلى إدارتها كما هي، أي كنظام بيولوجي وفيزيائي، كما يتطلب الوعي بأن تعدد الحياة، ونحن منها، ضروري لبقاء الحياة. مستقبل البشرية.

-----

صاغ توماس لوفجوي مصطلح "التنوع البيولوجي" ولعب دورًا مهمًا في تطوير مجال بيولوجيا الحفظ. ويعد لوفجوي من أبرز الأشخاص الذين يحذرون من الخطر الذي يواجه الغابات الاستوائية.

______________________________________________________________________________

مصير كوكب مُهندس / ديفيد دبليو كيث وأندي باركر

يحيط قدر كبير من عدم اليقين بالتكنولوجيات الطموحة، مثل هندسة الطاقة الشمسية، التي تحاول التعامل مع واقع الانحباس الحراري العالمي. ولتوضيح مدى تعقيد المشكلة والتحديات التي نواجهها، نقدم هنا ثلاثة سيناريوهات، متناقضة مع بعضها البعض، وخيالية إلى حد ما.

نهاية الطبيعة

100

خلال النمو الاقتصادي الكبير والمطول الذي أحدثته ثورة الروبوتات في عشرينيات القرن الحادي والعشرين، كان السكان يتركزون أكثر من أي وقت مضى في المدن الكبرى الغنية، وكانت الأغذية المعدلة وراثيا المزروعة في الحاويات هي القاعدة. لقد فقد معظم الناس أي اتصال ذي معنى بالطبيعة: من يحتاج إلى الشيء الحقيقي عندما تكون هناك نسخة متعددة الحواس من العالم تم إنشاؤها على جهاز كمبيوتر وعندما تكتمل تجربة الوجود فيه باستخدام أدوية خاصة؟ أصبح الإصرار على ممارسة الحيوانات البرية والأنشطة خارج المنزل مشكلة بالنسبة للأصوليين - وهم نوع الأشخاص الذين ما زالوا يفضلون "الجنس الجسدي". بالمقارنة مع بساتين الفاكهة الاصطناعية والمعطرة في حدائق المدينة، بدت الحركة البيئية في منتصف القرن العشرين وكأنها حنين إلى عالم بدائي. لقد زادت انبعاثات الكربون بشكل كبير.

في قرار تاريخي في عام 2047، والذي يعتبر الآن ثالث انفصال عظيم للبشرية عن الطبيعة، ألقت أمريكا والجمهورية الأوروبية بثقلهما الكامل لصالح خطة مجموعة الـ 77 لتحقيق هندسة الطاقة الشمسية: خفض درجات الحرارة عن طريق تحويل جزء من ضوء الشمس الإشعاع من خلال الجزيئات التي سوف تنتشر في الغلاف الجوي.

وقد أثار المشروع معارضة قوية من تحالف من دعاة حماية البيئة المتطرفين وشركات الطاقة التي استثمرت في التنقيب عن النفط في القطب الشمالي (الخالي من الجليد الآن). لكن مع ذلك، تم تنفيذ الخطة، وبما أن الكارثة البيئية المخيفة لم تحدث، فقد قبلها الجميع.

وبعد أن زرعت البالونات العملاقة جزيئات الملح الكبريتي في طبقة الستراتوسفير، مما خلق ضبابا عاكسا على سطح الكوكب، بدأ سكان الحضر يتمتعون بفوائد اقتصادية، مثل تحسن المحصول الزراعي مما أدى إلى انخفاض أسعار المواد الغذائية . واستفادت المنتجات الزراعية والمنتجات البيولوجية، ولكن التنوع البيولوجي تعرض لأضرار بالغة. وكانت المحيطات، حيث دمرت الحموضة الناجمة عن ثاني أكسيد الكربون معظم الشعاب المرجانية، هي الأكثر معاناة. وكان فقدان مثل هذه النظم البيئية الفريدة بمثابة ثمن هامشي للتقدم. وكان من خسروا أكثر من غيرهم هم الفقراء والسكان الأصليين الذين يعيشون على أراضيهم. وبما أنهم لم يكن لديهم أي سلطة سياسية للدفاع عن أنفسهم فقد تعرضوا لمزيد من التهميش.

قرب نهاية القرن الحادي والعشرين، بدأت لجنة المناخ العالمية في تغيير المناخ لتقليل الفرق في درجات الحرارة بين القطبين وخط الاستواء من أجل تعزيز أنواع جديدة من النشاط الاقتصادي في المناطق المتضررة من المناخ الحار. وفي نهاية المطاف، أصبحت هذه المعاهدة هامشية، وتم إبعاد القضايا البيئية عن العناوين الرئيسية مع تصعيد الروبوتات الذكية تمردها العنيف ضد الحكومات. لقد اقتصرت المناقشات حول المناخ الأمثل على عدد قليل من مجتمعات الخبراء الكئيبين.

ومن أجل الرمزية التي ينطوي عليها الأمر، أُقيم احتفال ريو+100 البيئي في عام 2092 في القاعدة العسكرية في جنوب الأمازون، حيث أُطلقت بعض البالونات الأولى التي نثرت جزيئات الكبريت للتحكم في الإشعاع القادم من الشمس. المنشأة الكبيرة، التي لم يتم استخدامها لسنوات عديدة، لا تزال ميتة مثل تمثال أوزيماندياس المكسور من قصيدة شيلي: جلعاد وحيد في منظر طبيعي حيث، كما تقول القصيدة، "تنتشر الرمال العارية بعيدًا في خرابها".

الارض الخضراء

أدت أحداث عام 2018 إلى تسريع إجراءات منع تغير المناخ التي تم تنفيذها بتكاسل حتى ذلك الحين. وتسببت الأمطار الموسمية التي لم تضرب جنوب آسيا، والعاصفتان الهائلتان اللتان دمرتا سدود الفيضانات في جنوب شرق الولايات المتحدة، والجفاف في الصين، في إحداث أشد الأضرار. لكن الصورة الأكثر تأثيرًا كانت لقطة للسفينة Rainbow Warrior III وهي تبحر فوق القطب الشمالي الخالي من الجليد، وهي أول سفينة تقوم بذلك على الإطلاق.

فبعد سنوات من العمل السياسي العقيم، أصبح من السهل فجأة صياغة معاهدة مناخية ملزمة. اجتمع زعماء العالم في عام 2020 واتفقوا على إطار تبلغ فيه انبعاثات الكربون ذروتها في عام 2035 ثم تنخفض بسرعة بعد ذلك. وقد تعرض الاتفاق الرائد لهجوم من قبل اليمين السياسي باعتباره استيلاء بالقوة.

ورغم أن التكاليف في الأمد القريب كانت مرتفعة، فإنه سرعان ما أصبح من الواضح أن الإجراءات واسعة النطاق للحد من الانبعاثات بلغت أقل من 3% من الناتج الإجمالي العالمي. ولذلك تحول الاهتمام السياسي إلى قضايا سياسية أكثر تعقيدا، مثل الإنفاق على الرعاية الصحية الذي سيصل في عام 2028 إلى 24٪ من الناتج الإجمالي للولايات المتحدة.

ونشأ صندوق دولي جديد للتكيف مع تغير المناخ من صندوق النقد الدولي. فقد قامت باستثمارات مستهدفة في البنية التحتية، إلى جانب التمويل الأصغر، لتشجيع الحلول المحلية الصغيرة النطاق للمشاكل الزراعية الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة. وقد قللت هذه الإجراءات بشكل كبير من تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على البشرية.

ولكن هناك حدود للقدرة على التكيف مع المناخ المتغير. إن المدة الطويلة التي بقيت فيها مركبات الكربون في الغلاف الجوي، واستمرار النظام المناخي، يعني أنه حتى بعد الاتفاق التاريخي، كان الكوكب يتجه نحو الارتفاع بمقدار ثلاث درجات فوق متوسط ​​ما قبل الصناعة. واستمر الارتفاع الزاحف لمستوى سطح البحر والظواهر الجوية المتطرفة بالتزامن مع ارتفاع درجات الحرارة.

وفي عام 2040، تمكن تحالف الدول الجزرية الصغيرة والاتحاد الأفريقي أخيرا من إقناع المجتمع الدولي بتنفيذ عمليات الهندسة الجيولوجية. وبمساعدة الدعم المباشر من القوى الاقتصادية، والاتفاق الضمني من الآخرين، تمكن انتشار الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير من وقف اتجاه الاحترار، ثم عكس اتجاهه لاحقًا.

وبعد مفاوضات معقدة، تم تحديد درجة الحرارة المستهدفة لوقف عمليات الهندسة الجيولوجية، ولكن عندما هبطت آخر طائرة رش الهباء الجوي في لاغوس، نيجيريا في عام 2099، تحول انتباه العالم منذ فترة طويلة إلى مسائل أخرى، بما في ذلك النزاع بين روسيا وإيران. كندا تتحمل المسؤولية عن أشجار التنوب الاصطناعية التي دمرت الزراعة في مناطق خطوط العرض العليا. وكانت هذه الأشجار نتاجًا أوليًا للبيولوجيا الاصطناعية، وزرعتها شركات كندية لتحقيق الاستقرار في النظم البيئية المتدهورة في شمال روسيا.

نهاية العالم الآن

لقد حققت تجارب الهندسة الجيولوجية الأولى التي أجريت في عام 2020 بالضبط ما كان يخشاه المشككون والباحثون المسؤولون. أجرى المهندسون الذين كانوا مهتمين بالحرية العلمية أكثر من اهتمامهم بالصالح العام، التجارب التي مولتها شركات النفط العملاقة بعيدًا عن أعين الجمهور، في قاعدة أقيمت على جزيرة في مكان ما في جنوب المحيط الأطلسي.

وقد انزعجت المنظمات البيئية، وأعاقت احتجاجاتها استمرار البحث. ومع ذلك، وسواء كانت محرمة أم لا، فإن الهندسة الجيولوجية تظل الطريقة الوحيدة المعروفة لوقف الانحباس الحراري السريع للأرض، وقد انتقلت الأبحاث تحت الأرض، في المنشآت الحكومية والعسكرية.

ومع ذلك، لم يكن تغير المناخ هو الأزمة التي تتصدر عناوين الأخبار. لقد صدم العالم بظهور تقنيات رخيصة لتحرير المعلومات الوراثية للأطفال قبل الإخصاب. ووعد تحرير خلايا الجنين بتحسين ذكاء النسل وصحته ومظهره، ورفع شبح تحسين النسل (تحسين الجنس) من العصر القديم إلى العصر الجديد. حتى عام 2050، كانت هذه الأزمة في مركز اهتمام الحكومات.

ولذلك بدأت البشرية تنقسم إلى نوعين منفصلين: الطبيعي والمتطور. كان لدى أعضاء المجموعة المحدثة مادة وراثية إضافية، تم دمجها في كروموسومات منفصلة ومنحتهم ذكاء أعلى بكثير وصحة أفضل. لقد تبنت الدول الآسيوية التقنيات الجينية الجديدة على نطاق واسع، لكن الديمقراطيات الغربية حاولت الحد من استخدام تحرير الخلايا الجنينية احتراماً للاعتراضات الدينية والأخلاقية للأقليات.

لكن مسألة المناخ لم تختف تماما. وبحلول منتصف القرن، أدرك الجميع أن المناخ حساس للغاية للتأثيرات المسببة للاحتباس الحراري الناجمة عن ثاني أكسيد الكربون، تماماً كما حذر العلماء الأكثر ظلمة. وفي عام 2045، تعاونت الهند وإندونيسيا لتنفيذ عمليات الهندسة الجيولوجية، على الرغم من أن الأبحاث حول هذا الموضوع حتى ذلك الحين كانت سرية وتتقدم ببطء وحذر. وفي غضون عشر سنوات، طغى الجفاف الذي ضرب الولايات المتحدة على الجفاف الذي حدث في ثلاثينيات القرن العشرين.

وفي استجابة للضغوط التي مارستها المنظمات الدينية، حظرت الولايات المتحدة التعديل الجيني، وبدأ اقتصاد البلاد في الانحدار البطيء والطويل، الأمر الذي أدى إلى تفاقم انعدام الأمن والعزلة بين الأميركيين. لقد دفع الجفاف الكبير الولايات المتحدة إلى ما هو أبعد من نقطة الانهيار. ورغم أنه لم يثبت قط أن الجفاف كان نتيجة ثانوية لعمليات الهندسة الجيولوجية، فإنه أدى إلى عداء عنيف تجاه الاقتصادات الآسيوية المزدهرة وارتفاع عدد سكانها. وهكذا وصلت التوترات الاجتماعية إلى أبعاد غير مسبوقة.

وبينما كانت موجات الحرب تتزايد وتنحسر بالتناوب، تسارعت عمليات الهندسة الجيولوجية التي كانت تتم دون تنسيق. وحاولت الأطراف المتحاربة تغيير المناخ المحلي لصالحها. وأصبحت أنماط الطقس غير قابلة للتنبؤ بها، وأصبحت المعارك المناخية شائعة. وبلغت إحدى الحروب ذروتها بانتشار فيروس معدل وراثيًا، هاجم المحدثين وأباد ما يقرب من ثلث سكان العالم. وفي هذا السياق، تم نسيان المخاوف المتعلقة بارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى.

-----

ديفيد دبليو كيث أستاذ بجامعة هارفارد وآندي باركر باحث في تلك الجامعة. وكلاهما يتناول السياسة العامة للمشاريع الهندسية الكبرى التي تهدف إلى تغيير مناخ الأرض من أجل معالجة مشكلة الاحتباس الحراري.

_________________________________________________________________________________

محاولة شجاعة وحمقاء للتنبؤ بمستقبل الحوسبة / إد ريجيس

ماذا يقول أنبياء التكنولوجيا الحاليون عن بعد غد؟

150

من الصعب جدًا التنبؤ بالشكل الذي سيبدو عليه جهاز iPad العام المقبل (أو الأسبوع المقبل). ولذلك، فإن معرفة كيف سيبدو عالم أجهزة الكمبيوتر ككل بعد 150 عامًا، وهي أبدية من حيث التطور التكنولوجي، هي مهمة شبه مستحيلة. ومن ناحية أخرى، فإن أنبياء التكنولوجيا ورواد الكمبيوتر والباحثين في هذا المجال لا يعرفون دقتهم عندما يتعلق الأمر بالتنبؤ بالمستقبل. لذلك اعتقدنا أنه لن يضر أن نسألهم، في البداية، ما إذا كانوا سيفعلون ذلك على الإطلاق سوف أجهزة الكمبيوتر في المستقبل البعيد؟

يقول أوراكل تكنولوجيا النانو: "سيكون هناك بالتأكيد أجهزة كمبيوتر". إريك دريكسلر من جامعة أكسفورد. "إنهم أكثر أساسية من العجلة".

لكن ستيوارت براند، الذي يتعامل مع التنبؤ التكنولوجي كمهنة، يرفض حتى التكهن بطبيعته. "ربما لأنني مستقبلي محترف، أعلم أن تنبؤات محددة ستبدو دائمًا سخيفة عند الرجوع إلى الماضي، لذلك أتجنبها. أنا لا أحب حتى اختبار توقعات الآخرين. أشعر وكأنني أبحث في خزانة الأدوية الخاصة بهم، وكأنني أنتهك خصوصيتهم، وأتعلم الكثير عن نقاط ضعفهم وأوهامهم."

جورج دايسونيقول مؤلف كتب عن أجهزة الكمبيوتر والذكاء العالمي: "أستطيع أن أخبركم كثيرًا عن الحوسبة قبل 50 أو 100 أو 150 عامًا، لكنني لا أستطيع أن أقول أي شيء عن الحوسبة بعد 50 أو 100 أو 150 عامًا من الآن. من المستحيل التنبؤ بذلك. الشيء الوحيد الذي يمكنني ضمانه هو أن كل توقع سيكون خاطئًا! ثم استسلم ومع ذلك يقدم تنبؤًا واحدًا: "في غضون 150 عامًا، سيتم إجراء معظم العمليات الحسابية المهمة بطريقة قياسيّة (لنفس السبب الذي يجعل معظم الأرقام المهمة هي أرقام حقيقية ولكن ليست أرقامًا صحيحة)، وفكرة وستكون الحوسبة الرقمية بالكامل مجرد بقايا غريبة."

إيفان ساذرلانديقول مخترع Sketchpad، أساس واجهات المستخدم الرسومية الشائعة اليوم: "ليس لدي أي فكرة عما سيكون عليه العالم بعد 150 عامًا. إذا كنت تريد أن تعرف كيف سيكون المستقبل، فاسأل الشباب الذين سيصنعونه".

"أخشى أنهم لا يعرفون أيضًا!" يقول صديقه تصفح وينتون، أحد "آباء الإنترنت" الذي يعمل حاليًا في Google. "في الواقع، قد تكون هناك بعض الأدلة في الدراسات التي تحاول تقدير الحد الأدنى من الطاقة اللازمة، من منظور كمي، لإجراء نوع من الحسابات. ومن الممكن أيضًا أن يشق التوازي غير المتزامن من النوع الذي نجده في نشاط الدماغ طريقه إلى نوع ما من الأجهزة - على الرغم من أنني أميل إلى الاعتقاد بأن بعض الحسابات سوف يتبين أنها أسهل في الأداء باستخدام هياكل الأجهزة التقليدية. (الكمبيوتر غير المتزامن هو جهاز كمبيوتر لا يتم التحكم في عملياته بواسطة ساعة مركزية، والتي تقوم بجدولة جميع العمليات).

داني هيليسيقول مخترع آلة الاتصال، وهو كمبيوتر عملاق يعمل باستخدام طريقة الحوسبة المتوازية على نطاق واسع: "سيكون لدينا أجهزة كمبيوتر، لكنها قد لا تتكون من إلكترونيات. وسيتم ربطها بأدمغتنا بطريقة أكثر حميمية من الروابط المرهقة الموجودة اليوم، من خلال الشاشات ولوحات المفاتيح. بل إن بعضها قد يكون مزروعًا في داخلنا، وسيكون من الصعب أن نقول أين ننتهي وأين تبدأ أجهزة الكمبيوتر".

ناثان ميروالدويوافقه الرأي، كبير مسؤولي التكنولوجيا السابق في شركة مايكروسوفت، قائلا: "نعم، ستكون هناك أجهزة كمبيوتر في غضون 150 عاما، ولكن قد يكون من الصعب التعرف عليها. إذا سألت إديسون أو تسلا هذا السؤال عن المحركات الكهربائية، فمن المحتمل أن يقولوا أيضًا إنها موجودة في مستقبلهم، وكانوا على حق: هناك المئات من المحركات الكهربائية الصغيرة مخبأة في كل شيء حولنا. بين الحين والآخر ترى محركًا كبيرًا من السهل التعرف عليه، ولكن معظمه قد اندمج واندمج في نسيج حياتنا. وينطبق الشيء نفسه على أجهزة الكمبيوتر في المستقبل. في حالات قليلة، سنرى شيئًا يمكننا التعرف عليه كجهاز كمبيوتر، ولكن معظمه سيكون مخفيًا داخل جميع الأشياء الأخرى.

"بحلول ذلك الوقت، ستكون أجهزة الكمبيوتر أقوى بكثير. سأكون مندهشًا إذا لم يكونوا أكثر ذكاءً من البشر. إنه يخيف بعض الناس الذين يعتقدون أننا يجب أن نكون أذكياء في كل شيء آخر. لكنهم كانوا يقولون نفس الشيء عن القوة البدنية، والإنسان ضعيف جدًا مقارنة بالآلات. تمكنا من التعامل معها. واليوم بالفعل، أصبحت أجهزة الكمبيوتر أكثر ذكاءً منا في مهام محدودة. وسوف يستمرون في التوسع حتى تصبح أجهزة الكمبيوتر أكثر ذكاءً في كل شيء."

مايكل فريدمانيقول الباحث في Q-Station، وهو معهد أبحاث مايكروسوفت بجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا والذي يركز على أبحاث الحوسبة الكمومية الطوبولوجية: “لن تحظى الأجهزة المزروعة بشعبية؛ كما هو الحال في الوقت الحاضر، فإن الجمال والأناقة، وليس القوة الحسابية، هي التي ستحدد اختيار التغييرات الجسدية. إلا أن الأجهزة ستكون صغيرة وتتواصل مع الدماغ مباشرة. على سبيل المثال، ستتصل النظارات الشمسية أو القبعات الخاصة مباشرة بمراكز اللغة في الدماغ وتمنحنا القدرة على التحدث بلغة أجنبية.

وبحسب فريدمان، "سيتم تنفيذ الحوسبة في البيئة بأكملها، وسيتم تنفيذ المهام المعقدة (مثل الترجمة باستخدام النظارات الشمسية) على أجهزة كمبيوتر ذات استهلاك منخفض للكهرباء، والتي ستعمل بمنطق جوزيفسون وستكون منتشرة في كل مكان في ظل ظروف تبريد فائق. سيستمر العصر الذهبي للرياضيات، الذي نعيش فيه اليوم، في الازدهار مع تقدم التعاون بين الإنسان والآلة نحو الاتصال المثالي. سوف يقلق كتاب الخيال العلمي بشأن جعل الإنسان زائداً عن الحاجة، ولكن في غضون 150 عاماً سيكون لدى الناس المزيد للقيام به، وطرق أفضل للقيام بذلك، أكثر مما كان لديهم من قبل. وسيكون الرقم القياسي العالمي في الماراثون ساعة و58 دقيقة و59 ثانية، وسيصعد المشاركون إلى حافة جرف "إل كابيتان" في متنزه يوسمايت دون حبال".

حسنا ربما. المشكلة في كل هذه التنبؤات هي أنها تتعارض مع مبدأ القابلية للحساب الذي لا يمكن اختزاله، وهو الحاجز المعرفي الذي يمنع كل المعرفة حول المستقبل. وفق ستيفان ولفرامفي كتابه "علم نوع جديد"، يتم تعريف النظام على أنه "غير قابل للاختزال حسابيا" إذا "من الناحية العملية، لا توجد طريقة للتنبؤ بكيفية تصرف النظام، إلا من خلال خطوات حسابية يكون عددها قريبا من عدد تطوير النظام نفسه." بمعنى آخر، "لا يوجد اختصار عام: لا توجد طريقة لمعرفة النتيجة دون القيام بنفس العمل الذي يقوم به النظام نفسه".

تبدو المسارات التكنولوجية لأجهزة الكمبيوتر في المستقبل مثل هذا النظام. وسيكون نتاجًا لعدد لا يحصى من القرارات البشرية والابتكارات التكنولوجية وقوى السوق واختيارات المستهلك، من بين أمور أخرى، ويبدو أنه لا توجد طريقة لمعرفة مقدمًا كيف ستعمل هذه القوى والاختيارات معًا لخلق مستقبل التكنولوجيا. أي أنه لكي نعرف كيف سيبدو جهاز الكمبيوتر في المستقبل، ليس أمامنا خيار سوى الانتظار 150 عامًا ونرى بأعيننا.

----

قام إد ريجيس بتأليف ثمانية كتب. أحدثها، الذي شارك في كتابته جورج إم تشيرش، هو "الاستجمام: كيف ستعيد البيولوجيا الاصطناعية اختراع الطبيعة وأنفسنا" (Basic Books, 2012).