Visioone aastaks 2020 – laserid, energia, internet

Jätkame meie lugejateni portaali novaator.ee poolt kirjeldatud vaadete toomist meie keskkonnale ja elule aastal 2020.

Laserid

Poole sajandi eest ei suutnud esimeste laserite loojad kindlasti ettegi kujutada, kuivõrd laialdaselt nende leiutist tulevikus kasutama hakatakse – sidetehnoloogiast keskkonnaseireni, tootmisest meditsiinini, meelelahutusest teadusuuringuteni.

2020. aastaks on loodud laserid, mis tekitavad kõigest ühe nanomeetrise läbimõõduga laserkiire, mis on umbes ühe väikese molekuli läbimõõduks. Selliste laserkiirte kasutamine avab seninägematud võimalused üliväikeste objektide, näiteks DNA molekuli, mikroskoopiliseks uurimiseks. Ka andmesalvestustihedus ületab praeguse mitme suurusjärgu võrra. Gigabaitide asemel mõõdetakse kõvaketaste suurust petabaitides, kirjutasid Thomas M. Baer Stanfordi fotoonikakeskusest ja Nicholas P. Bigelow Rochesteri ülikooli füüsika- ja astronoomiaosakonnast ajakirjas Nature.

Järgmise põlvkonna laserid lubavad luua uusi aine olekuid ning tekitada tingimusi, mis valitsevad tähtede tuumas. Selliste laserite abil suudetakse tulevikus loodetavasti tekitada ka juhitav termotuumareaktsioon, mis annaks inimkonna käsutusse ammendamatu energiaallika.

2020. aastaks tekitatakse laseritega ülilühikest aega vältavaid footonite purskeid. Ajavahemik on nii väike, et isegi valgus ei suuda selle aja jooksul levida rohkem kui ühe aatomi laiuse vahemiku. Selliseid lasereid on vaja keemiliste reaktsioonide detailseks uurimiseks või isegi pidevas liikumises olevate elektronide nö pildistamiseks. Võimendatud ülilühikesi laserimpulsse saaks kasutada osakeste kiirendamiseks valguse kiiruse lähedaste kiirusteni. Tulevikus peaks olema ka võimalik rajada ühte tuppa äramahtuvaid seadmeid, kus saaks osakesi kiirendada pea sama suurte energiatasemeteni kui praegustes suurimates osakeste kiirendites.

Ülalkirjeldatud visiooni realiseerumine nõuab paljude väljakutsete ületamist, neist olulisim on materjalide loomine, mis peaksid vastu ülisuure intensiivsusega laserkiirtele. Kas see juhtub järgmise kümne aasta jooksul? „Me usume, et nii see on. Nagu laseri loojad 1960. aastal, alahindame ilmselt ka meie laserite tulevikupotentsiaali,“ kirjutasid Baer ja Bigelow.

Energia

Berkeley ülikooli taastuvenergia laboratooriumi direktori Daniel Kammeni sõnul peab inimkond 2020. aastaks olema selgelt üle läinud taastuvenergia kasutamisele. Selleks tuleb kehtestada kõrged saastetasud, finantseerida hoonete energiatõhusamaks muutmist ning investeerida puhtamatesse energiatootmisviisidesse.

Eriti oluliseks peab Kammen vastava teadustöö riiklikku finantseerimist. Juba praegu on mitmed lahendused valmis plahvatuslikuks kasvuks, näiteks energiapositiivsed hooned ja elektriautod. Päikeseenergia alane uurimistöö aitab aga tulevikus oluliselt nii rikkaid kui ka vaeseid riike, sest viimastel pole sageli mingit puudust päikeseenergiast.

Kammeni arvates toodetakse juba 2020. aastaks 80 protsenti kogu maailma elektrienergiast millegist muust kui fossiilsetest kütustest. Lisaks tuuma- ja hüdroelektrijaamadele kasvab oluliselt ka tuule- ja päikeseenergia osatähtsus.

Nii oluline muutus kõigest kümne aastaga tundub siiski rohkem soovmõtlemise moodi, sest juba elektrijaamade projekteerimine ja ehitamine võtab aastaid. Sellele vaatmata on tulevik siiski üsna kindlalt taastuvenergia päralt oluliselt suuremas mahus kui täna.

Internet

Interneti abil info otsimine ehk otsingumootorite kasutamine on muutunud paljudele inimestele osaks igapäevaelust, mistõttu on üllatav, et pisut enam kui kümme aastat tagasi sellist võimalust ei olnudki.

Areng on olnud väga kiire ning jätkub kindlasti ka tulevikus. Pole põhjust kahelda, et kümne aasta pärast on võimalused internetist vajaliku teabe leidmiseks praegustest palju avaramad.

Google’i teadusdirektori Peter Norvigi sõnul koosnevad otsingutulemused siis teksti, kõne, piltide ja videote kombinatsioonist. Lisaks sellele on võimalik kasutada ka lugematute GPS-seadmete andmeid, meditsiiniliste uuringute tulemusi ning pea kõikjale paigutatud sensorite kogutud andmeid, kirjutas Nature.

Esimesed eksperimentaalsed otsingud kasutavad ka inimese aju skaneerimise tulemusel saadud andmeid. Inimesed saavad otsustada, kas nad tahavad oma teadmisi otsingumootoritega jagada ning mil määral.

Suurem osa päringuid tehakse suuliselt, mitte ei trükita klaviatuuri abil nagu praegu. Päringu tulemuseks ei saa kasutaja mitte nimekirja, vaid sünteesi erinevaist allikaist. Kui praegu teha päring näiteks kergete tuumade ühinemise kohta, siis kõigepealt annab otsingumootor lingi entsüklopeediaartiklile, millele järgnevad ülejäänud allikad. Kümne aasta pärast esitatakse aga süntees, milles võetakse kokku mitme olulise allika andmed, tõlgitakse need kasutajale sobivasse keelde ning esitatakse sobiva raskusastmega. Näiteks kergete tuumade ühinemise matemaatiline pool võib olla esitatud väga keeruliselt, mis on arusaadav vaid väiksele osale inimkonnast. Raskuste tekkimise korral saab sellest teada anda ning kasutajale esitatakse lihtsustatud käsitlus.

Samas suudab otsingumootor viia kasutaja kontakti ka vastavat ala hästi tundva inimesega või tutvustada omavahel inimesi, kes juurdlevad sarnaste probleemide kallal. Seega on päringute tegemine muutumas üha enam pideva keskustelu suunas inimese ja arvuti või inimeste vahel, mis peaks tagama tekkinud küsimustele võimalikult ammendava vastuse saamise.

Oluliseks probleemiks otsingumootorite ees on sisu kvaliteedi hindamine. See ei saa põhineda ainult populaarsusel, kuid kvalitatiivne analüüs on arvutile paraku palju raskemini teostatav kui kvantitatiivne. Viimase jaoks arvuti ju loodud ongi.

Hinnata tuleb nii sisu vastavust päringutegija soovidega kui ka selle õigsust. Näiteks internetisait, mis väidab, et Apollo-programm oli pettus ning inimene pole kunagi Kuul käinud, ei tohi jõuda otsingus sama kõrgele kohale kui asjalik astronoomiasait. Seega on vaja mudelit, mis hindaks internetisaidi sisu vastamist meid ümbritsevale tegelikule reaalsusele nii, nagu seda tajub arukam osa inimkonnast. Sellise mudeli loomine on üks järgmise kümnendi suuri väljakutseid.

Jätkusuutliku arengu globaalne juhtimine

Aastaks 2020 vajab maailm efektiivset süsteemi jätkusuutliku arengu tagamiseks. Selleks on Columbia ülikooli juures tegutseva Maa instituudi (The Earth Institute) direktori Jeffrey Sachsi sõnul vaja olulisi edasiminekuid vähemalt neljas valdkonnas.

Esiteks peavad poliitikud hakkama arvestama tehniliste võimalustega. Kopenhaageni kliimakõnelused olid taaskord tüüpiline näide sellest, kuidas keskendutakse kauplemisele ning juriidilistele nüanssidele, kuid keegi ei oska öelda, mil viisil peaks kokkulepitust kinnipidamine tegelikult teoks saama. Ning seejärel tuleb mitme aasta pärast taaskord nentida, et kokkulepitud numbritest kinni pidada ei suudetud, sest konkreetset kava kokkuleppe taga ei olnudki.

Kopenhaageni kohtumise järel peaks ÜRO keskenduma ekspertidest koosneva nõuandva kogu loomisele, mis annaks suurtele rahvusvahelistele keskkonnalepetele reaalsusega arvestava teedekaardi, mis võimaldaks aru saada, kas ja mil viisil on kokkulepitu reaalselt teostatav.

Teiseks tuleb avalikke ja erainvesteeringuid uutesse tehnoloogiatesse juhtida senisest koordineeritumalt. Pea kõigi keskkonnaprobleemide ületamine nõuab tehnoloogilist innovatsiooni. Eesmärgi saavutamine nõuab tõsist pingutamist nii riikidelt kui ka ettevõtjailt. Avalik sektor vastutab eelkõige monitoorimise, regulatsiooni, ohutuse ja avalikkuse teavitamise eest. Erasektori ülesandeks on aga luua uusi tehnoloogilisi lahendusi, mistõttu peaks suurem osa teadus- ja arendustööle kuluvast rahast tulema just neilt. Riik ja ettevõtjad peavad oma tööd senisest enam koordineerima, et saavutada koos paremaid tulemusi.

Kolmandaks tuleb iga hinna eest üritada piirata suurkorporatsioonide võimalusi lobitööks – see on üks suuremaid jätkusuutliku arengu ees seisvaid takistusi. Näiteks Ameerika Ühendriikides on suurkorporatsioonide lobi väga võimas ning sageli katastroofiliste tagajärgedega. Ka viimaste aastate jooksul kogu maailma räsinud majanduskriisi võib osaliselt suurpankade lobitöö arvele kirjutada, kes said poliitikutelt vaikiva nõusoleku headel aegadel jätkusuutmatute skeemide abil raha teenida. Samasuguse näite võib tuua ka energiasektorist, mille survel on mitmed globaalse soojenemise vastased plaanid edasi lükkunud.

Lahendus on mõnevõrra vastuoluline, sest tähendab poliitikute ja nende erakondade senisest suuremas mahus rahastamist riigieelarvest, kuid ilmselt on see kõige efektiivsem viis suurfirmade lobitöö mõju vähendamiseks.

Neljandaks peavad rikkad riigid tagama, et vahendid jätkusuutliku arengu tagamiseks jõuaks ka vaesemate riikideni. Ainult bioloogilise mitmekesisuse, maakasutuse ja kliima alane jutluse pidamine siin ei aita. Rikkad riigid on tavaliselt küll heldelt oma abi lubanud, kuid kohale on sellest jõudnud märksa vähem.

Lahenuseks võiks olla näiteks väikse maksu kehtestamine rahvusvahelistele rahakannetele, millest laekuvat tulu kasutataks vaesemate riikide keskkonnaprobleemide lahendamiseks. Teiseks võimaluseks raha koguda oleks süsinikdioksiidi emissiooni maksustamine, mille abil saaks samuti raha koguda peamiselt rikkamatelt riikidelt. Mõlema koos rakendamise aitaks tagada senisest palju stabiilsema rahavoo, mis ei sõltuks niivõrd hetkel võimul olevate poliitikute suvast.

Iseküsimus on muidugi, kuidas kogutud raha kasutamist kontrollida, sest korruptsioonist läbiimbunud vaestes riikides ei kipu abidollarid sugugi õigesse kohta jõudma.

Varem samal teemal lomm.ee-s:

Visioonid aastaks 2020 – inimene ja tervis

Visioonid aastaks 2020 – loodusteadused