2070-е |

Средние температуры на Земле выросли на 4°C

Огромные залежи метана, высвободившиеся в результате таяния вечной мерзлоты, привели к резким изменениям климата на Земле. Атмосферные условия приблизились к условиям доледникового и ледникового периодов, которые имели место более 34 миллионов лет назад. Уровень CO2 почти достиг значения 700 миллионных долей – это в два с половиной раза выше доиндустриального уровня.  В результате в глобальном масштабе средние температуры на Земле увеличились на 4°C, при этом температура арктических вод достигает 15°C.

Во многих местах планеты возможности по адаптации человека к окружающей среде исчерпываются. Несмотря на попытки стран делиться продовольствием и ресурсами, а также дать кров растущему числу беженцев, масштабы и скорость распространения этого бедствия вызывают огромные трудности даже с учетом развитой технологической базы 2070-х.

Использование сильно измененных генетически модифицированных сельскохозяйственных культур, гидропоники, опреснения воды  и других методов позволило некоторым регионам достичь некоторой степени стабильности. В более развитых сообществах находит применение наноиндустрия.

Однако во многих регионах теперь вообще нет возможности выращивать какие бы то ни было сельскохозяйственные культуры из-за потери влаги, истощения ресурсов – наблюдаемого высокого уровня разрушения окружающей среды в целом. Частота и интенсивность аномальных погодных явлений растут  экспоненциально: ураганы, жестокие штормы, сильнейшие наводнения и засухи становятся широко распространенными явлениями. Некоторые страны возле экватора становятся попросту заброшенными, а их жители  – разбросанными по миру. Поскольку уровень моря вырос на целый метр, обычным делом становятся катастрофы вроде затопления целых городов, сметающие с лица земли недвижимость стоимостью триллионы долларов.

Международные организации и правительства стран уже не могут справляться с нахлынувшим потоком переселенцев. Хотя многие из беженцев выживают и селятся в районах более высоких или низких широт, еще большее количество людей не в состоянии завершить такой путь или же им отказывают в пересечении границы. Наблюдается тревожное сокращение населения вследствие гибели от голода, конфликтов и неблагоприятных условий окружающей среды. Традиционный свободный рыночный капитализм переживает крах, поскольку цивилизация борется за выживание в новых и быстроизменяющихся мировых условиях. Ему на смену приходят ресурсо-ориентированные экономики.

Слишком долго люди эксплуатировали окружающую среду, уделяя недостаточное внимание последствиям в долгосрочной перспективе. Природа, наконец, начинает восстанавливать равновесие.

Больше…

Энергия термоядерного синтеза получает широкое распространение

У большинства ведущих стран есть по крайней мире один действующий или строящийся термоядерный реактор. Эти реакторы – богатый источник экологически чистой и безопасной энергии. Увы, они появились слишком поздно, чтобы предупредить безудержное глобальное потепление.

Больше…

Полностью автоматизированные дома

Здания в развитых странах приобретают высокую степень автоматизации и автономности. В дополнение к роботам, типичная новостройка должна иметь:

– Локализованный источник энергии. Здание может самостоятельно вырабатывать энергию за счет комбинации фотоэлектрических и пьезоэлектрических материалов. Стены, кровля и окна могут поглощать солнечные световые волны практически любой длины с помощью органических гелиотехнологий, превращая их в тепло и электричество. Трение, возникающее между стопой и полом при ходьбе обитателей по дому,  и другие кинетические процессы также могут быть использованы для выработки энергии. После преобразования энергия может храниться самыми различными способами – от водорода до батарей. В тех странах, где меньше продолжительность солнечных дней, вместо солнечных панелей могут использоваться микротурбины.

– Производство питьевой воды и переработка мусора на месте. Дождевая вода попадает во внешние желоба, а затем хранится и преобразуется в питьевую с помощью систем нанофильтрации. Это особенно полезно в регионах, где часто случаются засухи (к этому времени к таковым можно отнести большую часть мира). Если вода в дефиците, дома могут выступать миниатюрными водохранилищами и фильтрационными станциями. Между тем пластик и другие кухонные отходы помещают в перерабатывающие машины, которые перемалывают их в мельчайший порошок, затем повторно используемый в нанофабрикаторах.

– Многослойная обшивка здания с широким спектром динамических возможностей. Окна могут автоматически менять свой размер, положение и прозрачность для оптимизации уровня естественного освещения. Некоторые образцы элитной недвижимости могут даже иметь фасады, способные менять текстуру и весь свой внешний облик целиком благодаря применению клэйтроники. В зависимости от вкусовых предпочтений жильцов такие фасады могут трансформироваться в арт-деко,  классический викторианский стиль или что-то абсолютно ни на что не похожее. Такие формы «программируемой материи» жильцы даже могут создавать самостоятельно и затем менять по необходимости.

– Системы очистки воздуха. Воздух в доме остается свежим, чистым и полностью свободным от микробов и пыли.

– Интерактивные панели. Голографические генераторы покрывают весь интерьер дома – включая стены, двери, столешницы, зеркала и душевые кабины. Эти интеллектуальные поверхности могут отслеживать перемещения жильца и отображать информацию в правильном месте и в нужное время. Человек может читать электронную почту, смотреть новости и просто выходить в интернет, используя любую поверхность в доме как сенсорный экран или нейрокомпьютерный интерфейс.

– Интеллектуальная техника, способная осуществлять саморемонт. Техника, которая не способна автоматически поддерживать себя  в рабочем состоянии и самостоятельно ремонтироваться, может считаться устаревшей. Необходимость вызова специалиста-инженера на дом возникает крайне редко.

– Скромные размеры. Мир становится еще более перенаселенным, поскольку подходящие для жизни территории сокращаются вследствие ухудшения состояния окружающей среды. Квартиры в городских центрах чаще всего компактны и минималистичны, используется каждый сантиметр пространства. Один из способов приспособиться к тесноте – виртуальная реальность с эффектом полного погружения. Другой вариант – помещения с  гибкой планировкой, способные менять конфигурацию по требованию. В предыдущие десятилетия это достигалось за счет систем раздвижных стен. Теперь на помощь приходит перестраиваемая клэйтроника.

Больше…

Пятилетняя выживаемость для рака печени приближается к 100%

В начале 21 века рак печени был третьим самым распространенным смертельным видом рака. Около 700 000 человек умерли от этого заболевания в 2008, что составляет 9% всех смертей от рака. К основным факторам риска относится хронический гепатит B  или С (на которые приходится 54% и 31% случаев соответственно), употребление  продуктов, зараженных афлатоксином, и чрезмерное злоупотребление алкоголем. Заболевание встречалось по крайней мере в три раза чаще у мужчин, чем у женщин.

В 2009 году японские исследователи направили усилия на полную расшифровку генома рака печени. Это создало предпосылки для обнаружения опухолей на более ранних сроках по анализам крови и для получения новых целенаправленных лекарств. Все более широкое применение носителей наночастиц, а в конечном итоге и нанороботов, позволяющих точно доставлять и контролировать действие лекарств, позволило значительно повысить выживаемость.

Научное знание по-прежнему продолжает развиваться по нарастающей. К 2070 пятилетняя выживаемость для рака печени достигает 100% во многих странах.

Больше…

Добыча полезных ископаемых на астероидах

Промышленное освоение астероидов – будучи фантастикой, стало реальностью с запуском новых предприятий, таких как Planetary Resources и Deep Space Industries. Критики сомневались, что такие операции могут быть осуществимы, указывая на огромные расходы. Однако, большинство материалов, добываемых этими новыми компаниями предназначены для использования в космосе, избегая огромные затраты на топливо и неоднократных возвращений на Землю, спасаясь от гравитационного поля Земли. Кроме того, обслуживание спутников связи приносит доходы в $5-8 млн в месяц. Эти компании имеют огромную общественную поддержку и участие посредством коллективного финансирования, например, вместе с опытными командами бывших сотрудников NASA.

Адаптивное производство на базе 3D-принтеров начало возникать в 2010-е годы и впервые было использовано на Международной Космической Станции в 2013 году. Сейчас подобная усовершенствованная технология принята в космическом пространстве. Создаваемые компоненты собираются в ещё более сложной технике, которая включает в себя продвинутых роботов. Скорость, качество и стоимость 3D печати продолжает улучшаться.

Первоначально ограничиваясь околоземными астероидами, операции освоения астероидов будут расширены до главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Эта область содержит в более миллиарда раз больше металла, чем существует на Земле, наряду с практически бесконечными запасами льда-воды, что значительно расширяет потенциал для коммерческой эксплуатации. Будут созданы новые частные компании, специализирующиеся в определенных технологиях, космических аппаратах и методах добычи.

Дальнейшее расширение промышленного освоения астероидов превратится в горнодобывающую огромную индустрию с роем автоматических зондов, участвующих в разведке и добыче во внутренней части Солнечной Системы. Редкие металлы теперь в изобилии, цена на них падает. Позднее в будущем, даже далёкие пояс Койпера и Облако Оорта будет эксплуатироваться человечеством по мере продвижения ко второму типу цивилизации по шкале Кардашёва.

Больше…

Продвинутая нанотехнологичная одежда

Прошло 50 лет с того момента, как нанотехнологичная одежда стала доступна широкому кругу потребителей. С тех пор она стала еще удобнее, прочнее и изысканнее. Современные ткани вобрали в себя достоинства предыдущих поколений материалов и усовершенствования в технологии. Синергия нанотехнологии, биотехнологии, клэйтроиники и метаматериалов позволила создать такие виды одежды, которые раньше были описаны разве что в научно-фантастической литературе. В большинстве своем доступные лишь специализированному персоналу, государственным силовым структурам и элите, некоторые экземпляры такой одежды все же находят свой путь в массы.

Создание объектов с помощью самоорганизующихся нанотехнологий возможно уже в течение нескольких десятилетий. До сих пор этот процесс можно было реализовать на практике только с использованием крупногабаритного и/или весьма экстравагантного по конструкции оборудования, нанофабрикаторов или объектов, помещенных в большие баки каталитической жидкости. Тем не менее, последние достижения в области нанороботов позволили осуществлять более быстрое и компактное строительство макромасштабных объектов с меньшим воздействием на природные ресурсы Земли. Так сложилось, что уже на заре нанотехнологий в 2020-х годах одним из самых простых и наиболее распространенных приложений стало использование нанотехнологий в тканях. Сегодня «платяной шкаф» элитного дома может состоять просто из тонкой поверхности или панели, встроенной в стену или пол и скрывающей массу нанороботов и молекулярных строительных материалов. Пользователь может стоять на этой поверхности или касаться ее и передавать инструкции (через голосовые команды или виртуальную телепатию) о том, что необходимо создать. Затем каждый наноробот программируется на окончательный дизайн одежды и приводится в движение.

Процесс начинается  с того, что каждый наноробот организует и разделяет на категории строительные молекулы в соответствии с тем, какой материал требуется получить в итоге и в какой части готового изделия должен располагаться каждый фрагмент. Нанороботы, также называемые «фоглетами», сцепляются друг с другом, образуя базовый «скелет», к которому затем крепятся строительные молекулы.

По мере того, как добавляется все больше и больше нанороботов и молекул, на поверхности «шкафа» формируются тысячи отдельных волокон. Они разрастаются, покрывают человеческое тело, пересекаясь и образуя переплетения, пока, наконец, не принимают форму традиционной одежды.  Результат представляет собой базовую структуру, вокруг которой нанороботы затем достраивают более сложные и индивидуализированные детали. В зависимости от функционального назначения наряда, исходные волокна могут переплетаться с фотогальваническими и пьезоэлектрическими нанопроводами, углеродными нанотрубками, метаматериалами, клэйтроникой или любым количеством других полезных материалов. Крошечные электронные устройства могут быть встроены для коммуникационных или медицинских целей. Весь процесс может быть завершен за несколько секунд.

Ткани такого рода, благодаря детализации и управляемости структуры, приносят владельцу множество удобств. В предшествующие десятилетия эта технология ограничивалась относительно простыми функциями модификации цвета и текстуры. Сегодня же эта технология практически неотличима от магии. Больше не нужно иметь полноценный гардероб, так как один предмет одежды выполняет функцию многих, превращается в бесконечное разнообразие стилей и форм. Большинство нарядов очищаются и ароматизируются самостоятельно и крайне редко нуждаются в стирке, если нуждаются вообще.  Они могут мгновенно приспосабливаться к чрезвычайным ситуациям – становится тверже стали, чтобы остановить нож или пулю, или как подушка в случае аварии или падения. Если человек получил ранения, ткань может направить жизненно важные лекарства и медицинских нанороботов для лечения, запечатать рану.  Утопающий может быть спасен. Пожарные и другие спасатели полностью защищены от таких опасностей, как огонь или радиоактивное излучение. Все это полезно и в космосе для защиты людей от внезапных изменений давления, микрометеоритов, космических лучей и других опасностей. Встроенные в одежду медицинские приборы производят постоянный мониторинг здоровья организма, улавливая ранние признаки рака или инфекции и оповещая владельца об этом еще до того, как болезнь успеет нанести какой-либо ущерб. Всю необходимую для различных функций энергетическую мощность обеспечивают комбинации пьезоэлектрических и фотоэлектрических компонентов, встроенных в материал.

Пикотехнологии реализуются на практике

Находят практическую реализацию технологии, позволяющие оперировать частицами размером в триллионную часть метра (10-12). Это на несколько порядков меньше, чем нанотехнологии предыдущих десятилетий. Теперь можно изменять структуру и свойства отдельных атомов путем манипуляций над энергетическими состояниями внутри электронов для того, чтобы получать метастабильные состояния с очень необычными свойствами и создавать новые, экзотические формы атомов.

Больше…

Завершено создание «Зеленой китайской стены»

В этом году, наконец, завершается 73-летний экологический проект по остановке продвижения песков пустыни Гоби. Теперь Пекин и другие города, расположенные вдоль северо-восточной границы Китая, защищены от опустынивания специально посаженной лесополосой длиной 4500 км.

Для создания этой преграды правительство разработало план из трех этапов. Во-первых, был использован воздушный посев на огромных участках земли, где почва была менее засушлива. Во-вторых, фермеры получали выплаты для посадки деревьев и кустарников в областях, требующих повышенного внимания. В-третьих, по периметру был построен огромный забор.

Внутри этого гигантского нового леса была высажена песчано-толерантная растительность в шахматном порядке, оптимальном для создания искусственной экосистемы, способной стабилизировать дюны. Насыпи гравия удерживали песок на месте и способствовали образованию почвенной корки. Правительство также финансировало исследования в области генной инженерии растений, химической стабилизации дюн, выращивания травяных штаммов в космосе и даже агротехники риса, который мог бы расти на песчаной почве. До возведения этой преграды пустыня Гоби продвигалась на юг со скоростью 3 км в год.

Больше…

Дамбу на Темзе увеличивают

Лондон является одним из многих городов, радикально модернизировавших средства защиты от угрозы затопления в результате разрушительных наводнений и повышения уровня моря. С 1983 по 2001 год  дамбу увеличивали в общей сложности 62 раза. С течением десятилетий ее требуется увеличивать ещё чаще. К концу этого века, чтобы справиться с комбинированным воздействием сильных штормов и повышения уровня моря, дамбу нужно досыпать по 200 раз в год.

Больше…

Точное моделирование вирусов

Благодаря достижениям решеточной квантовой хромодинамики подавляющее большинство вирусов теперь можно смоделировать очень точно и подробно, вплоть до квантового уровня. Это позволяет полностью понять устройство этих крошечных организмов, в среднем имеющих размер 20-300 нанометров и представленных миллионами различных видов. Поскольку эта область науки продолжает развиваться, более обширное и детальное моделирование становится возможным, что позволяет по-новому взглянуть на природу материи.

Больше…