Was wir von 2023 erwarten dürfen – Die Fortsetzung der grossen technologischen Trends

Das Jahr 2023 ist ein ganz besonderes Jahr, und zwar für Mathematiker: Die Primfaktorenzerlegung der Jahreszahl ergibt sich als 7*17*17, was, wenn man die «7» als Glückszahl erkennen will, 2023 zu einem vielversprechendem Jahr macht. Die letzte Jahreszahl mit einer Primfaktorenzerlegung mit drei Mal der 7 (die allerdings weit weniger elegant erscheint), war 1813 (7*7*37). Immerhin befreite sich Europa in diesem Jahr von Napoleon, also kein schlechtes Jahr (auch wenn dafür sehr viele Menschen starben, alleine ca. 100’000 bei der Schlacht um Leipzig). Das nächste vergleichbare Jahr wird dann im Übrigen erst 2401 sein (7*7*7*7).

Doch betrachten wir die Aussichten für 2023 mal etwas nüchterner. Das Beste, langfristig am entscheidendsten, was wir hier betrachten können, sind erstens die Klimaentwicklungen und zweitens die technologischen Entwicklungen. Beim ersten braucht man viel, um weiterhin optimistisch zu sein, beim zweiten entwickelt sich nichts weniger Dramatisches. Und vielleicht lässt das Erste durch das Zweite etwas optimistischer betrachten. Angesichts der dramatischen Veränderungen in der Welt durch die verschiedensten Entwicklungen neuer Technologien in den letzten gerade einmal 30 Jahren, und dass sich die Geschwindigkeit des Wandels in den nächsten 30 Jahren wohl noch einmal erheblich erhöht, wird sich die Zeit von 2023 bis 2053 um die wichtigste Phase in der Geschichte der Menschheit handeln. Und genau in dieser Zeit wird ein immer schneller werdender und die Menschheit prägender Wettlauf stattfinden, in dem genau die beiden oben entscheidenden Punkten aufeinandertreffen. Auf der einen Seite der Klimawandel, der darauf zurückzuführen ist, dass die Menschheit die Zusammensetzung unserer Atmosphäre durch den Ausstoss von CO₂ und anderen klimaschädlichen Gasen verändert, auf der anderen neue Energietechnologien mit dem Ziel, ein ausreichendes Angebot an Energien ohne CO₂-Emissionen auf der Erde zu haben – und dies bei noch einmal stark steigendem globalen Gesamtenergiebedarf.

Wird über den Klimawandel viel diskutiert, so hört man weniger von den sich anbahnenden ebenso spannenden wie beängstigenden Entwicklungen von Technologien, die aus den Wissenschaften hervorgehen und die Zukunft der Menschheit prägen werden wie nichts anderes.[1]

I. Künstliche Intelligenz – Verbesserung oder Kontrolle unseres Lebens?

Während die starke KI (die Aufgabenstellungen selbstständig erkennen und definieren kann und sich hierfür Wissen der entsprechenden Anwendungsbereiche selbst erarbeitet und aufbaut) noch weit von uns entfernt ist, hat die schwache KI (ohne explizite Fähigkeiten, selbstständig im universellen Sinne zu lernen) heute ein unterdessen hohes Niveau erreicht. Die Lern- und Optimierungsmethoden, die der heutigen KI zugrunde liegen, das so genannte «Deep Learning», ermöglichen eine massive Steigerung der maschinellen Intelligenz in allen Bereichen. Sie ist zuweilen gar nicht mehr auf den spezifischen Zweck beschränkt, für den sie geschaffen wurde, wie z. B. das Schachspielen, die Suche in Datenbanken oder das Erkennen von Gesichtern. Ihre Fähigkeiten betreffen auch immer mehr Bereiche, die die meisten Menschen heute noch als unanfechtbare Domänen menschlicher Fähigkeiten betrachten: Intuition, Kreativität oder das Erkennen von Emotionen anderer Menschen. Werden Maschinen schon bald in der Lage sein, unsere Emotionen noch besser zu erkennen als andere Menschen?

II. Quantencomputer – Millionenfach schnellere Berechnungen oder nur ein Traum der Physiker?

Lange Zeit galten Quantencomputer als Science-Fiction. Allein der Begriff erscheint den meisten Menschen noch heute als ebenso unheimlich bizarr wie aufregend futuristisch, verbindet er doch die technologische Allmacht des digitalen Rechnens mit der ehrfurchtgebietenden Komplexität und Abstraktheit der wichtigsten physikalischen Theorie des 20.Jahrhunderts, der Quantentheorie. In der heutigen Realität schreitet die Entwicklung von Quantencomputern recht schnell voran. Sie verspricht eine neue technologische Revolution, die das 21. Jahrhundert ähnlich prägen könnte wie die Entwicklung digitaler Schaltkreise das 20te. So gab Google im Herbst 2019 bekannt, dass es seinen Ingenieuren gelungen ist, einen Quantencomputer zu bauen, der zum ersten Mal ein Problem lösen kann, an dem sich jeder herkömmliche Computer die Zähne ausbeissen würde.

III. CO₂-Neutralität – Können wir in den nächsten Jahren genügend alternative Energien schaffen, um eine Klimakatastrophe zu verhindern?

Wir können feststellen, dass selbst die optimistischsten Prognosen über die Entstehung neuer CO₂ neutralen Technologien Jahr für Jahr von den tatsächlichen Entwicklungen eingeholt und oft gar übertroffen werden (auch wenn deren Umsetzung dann nicht immer so schnell erfolgt). An Ideen, technologischen Möglichkeiten und konkreten Initiativen zur Bewältigung und Senkung der CO₂-Emissionen herrscht also kein Mangel. Angetrieben von erstaunlichen Fortschritten in den Bereichen Photovoltaik, Windenergie, geothermische Energiegewinnung und Batteriespeicherung (und dem vielleicht erstaunlichsten: Kernfusionsenergie, siehe nächster Punkt), sowie in der Nanotechnologie und der künstlichen Intelligenz zur optimalen Energieverwendung stehen wir an der Schwelle zum schnellsten und tiefgreifendsten Wandel im Energiesektor der letzten 150 Jahre. [2]

IV. Kernfusion – Die Lösung unserer Energieprobleme oder nur ein Thema der Jahrhundertträume?

Ohne grosses öffentliches Aufsehen machen die Wissenschaftler heute bedeutende Fortschritte auf einem Gebiet, das die Probleme der globalen Energieversorgung ein für alle Mal lösen könnte: die friedliche Nutzung der Kernfusion. Es geht um nichts Geringeres als den Traum, unbegrenzte, saubere und sichere Energie aus der thermonuklearen Verschmelzung von Atomkernen zu gewinnen, die gleiche Energie, die auch unsere Sonne und unsere Sterne antreibt.

V. Die Genetik – Sieg über den Krebs oder Manipulation des Menschen?

Der schnelle Erfolg bei der Entwicklung des Impfstoffs gegen den Corona-Virus beruhte auf den immensen Fortschritten der Gentechnik der letzten Jahre. «Gentechnische Impfstoffe» enthalten die genetische Information des Erregers, der nach Verabreichung von körpereigenen Zellen in entsprechende Proteine übersetzt wird, woraufhin wie bei einer echten Virusinfektion eine Abwehrreaktion des Immunsystems ausgelöst wird. Gentechnische Verfahren werden aber nicht nur für Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten entwickelt, sondern auch im Kampf gegen Krebs, für die Optimierung der Ernten und vielen anderen wichtigen Bereichen.

VI. Internet der Dinge – Neue industrielle Technologien und intelligente Fabrikationen oder ein umfassender Eingriff in die Privatsphäre?

Mit steigender Rechenleistung, schnellerer Vernetzung durch ultraschnelles mobiles Internet und immer intelligenterer Datenverarbeitung wird die Entwicklung der «smarten Dinge» rasant weitergehen. Bereits 2019 wurde 5G eingeschaltet und ermöglicht atemberaubende Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde auf unseren Handys. Dieses Netz wird weltweit weiter ausgebaut. Um zu erreichen, was wir wollen, brauchen wir keinen Computer mehr; alltägliche Dinge werden sich ohne unser direktes Eingreifen von selbst erledigen. Doch wollen wie diesen damit verbundenen immensen Einfluss in unsere Privatsphäre wirklich (siehe auch Punkt IX unten)?

VII. Neuro-Erweiterungen – Verbesserung unseres Denkens und Handelns oder Abkehr von der heutigen Realität?
In den letzten zwanzig Jahren hat sich das Wissen über die Struktur und Dynamik unseres Gehirns vervielfacht. Je mehr wir verstehen, wie es funktioniert, desto genauer lassen sich unsere Gefühle, Gedanken und Erfahrungen beeinflussen. Wissenschaftler arbeiten gar an Mikrochips, die ins Gehirn eingepflanzt werden können und unseren Gemütszustand dauerhaft verbessern, unser Wohlbefinden steigern, unsere Intelligenz, unser Gedächtnis und unsere Konzentrationsfähigkeit erhöhen oder sogar für dauerhaftes Glück sorgen. Doch ist diese massive Beeinflussung unseres Geistes wirklich wünschenswert?

VIII. Unseren Geist verstehen – Finden wir unser Ich oder ist es für Wissenschaftler unauffindbar?

Bisher hing unsere Wahrnehmung und die Art und Weise, wie wir uns selbst sehen und erleben (unser «Selbstmodell», wie Philosophen es nennen , oder das «Ich-Bewusstsein»), ausschliesslich von unserer Verbindung mit der Realität um uns herum ab. Was wir von aussen erfahren und wie wir uns selbst dabei erleben, war unmittelbar durch die Reize der Aussenwelt gegeben. Mit neuen Technologien, die sich direkt auf unser Bewusstsein beziehen, gerät unsere Verbindung zu dieser Realität ins Wanken. Indem sie unserem Gehirn neue Realitäten vorspielen, werden unsere Wahrnehmung und unser Selbstmodell fast beliebig verändert. Virtuelle-Realität (VR)-Technologien verwandeln also nicht mehr nur unsere äussere Lebenswelt, sondern zunehmend auch unseren subjektiven «Innenraum».

IX. Digitale Algorithmen und Big Data – Neue Profile für unser Leben oder Kontrolle des menschlichen Denkens und Handelns?

Mit all der Sammlung und Weitergabe von Daten über uns und unseren Besitz im Internet haben wir Informationen weit jenseits unserer Kontakte längst nicht mehr nur in Computern oder Telefonen stehen. Die Gegenstände unseres Alltags regeln ihre Bedürfnisse direkt miteinander im oben bereits beschriebenen Internet der Dinge. Wie einfach dies doch unser Leben macht! Doch es gibt einen Haken. Die Daten, die wir überall hinterlassen, wie Bakterien nach einem Niesanfall, werden gesammelt, mit immer leistungsfähigeren Algorithmen und immer intelligenterer KI verarbeitet und für immer umfassendere Zwecke genutzt. Aus ihnen lassen sich unsere Verhaltensweisen, Vorlieben und Charaktereigenschaften gezielt auslesen und die Muster unseres Lebens berechnen – und dann manipulieren.

X. Nanotechnologie – Erschaffung von Dingen aus dem „Nichts“ oder nur ein Traum?

Es gelingt den Forschern bereits, Strukturen auf atomarer Ebene gezielt zu manipulieren und sogar Grundbausteine für Nanomaschinen herzustellen: Rollende Nano-Räder, Nano-Getriebe, die sich entlang einer gezackten Kante von Atomen drehen, Propeller, Scharniere, Greifer, Schalter und vieles mehr. Schon jetzt können kleine Motoren und Fahrzeuge entwickelt werden – und alle sind etwa ein Zehntausendstel Millimeter gross, also nahe an molekularen Strukturen. Die dahinter stehende «zweite Generation der Quantentechnologien», die auch Quantencomputer enthält, wird also unser Leben mindestens ebenso stark verändern wie die erste Generation mit Computern, Lasern, Atomenergie und bildgebenden Verfahren in der Medizin.

XI. Stammzellen – Zellen, die alles können, auch für unseren gesamten Körper und Geist?

Die nächste Revolution in der Reproduktionsmedizin – nach den ersten In-vitro-Fertilisationen 1978 – steht bereits vor der Tür. In Zukunft können in einer Petrischale Hunderte von Embryonen aus elterlichen Zellen gezeugt werden. Nachdem durch DNA-Analysen die Veranlagungen jedes einzelnen Embryos detailliert bestimmt wurden, können die Eltern ihr Wunschkind auswählen. Dies und vieles mehr wird durch die Verwendung von Stammzellen möglich sein.

XII. Biotechnologie – Medizinischer Traum oder zukünftige Realität?

In der Biotechnologie wird immer mehr mit Nanorobotern gearbeitet. Sie werden bereits eingesetzt, um Medikamente gezielt in krankes Gewebe zu transportieren, so dass Krankheitserreger oder mutierte Zellen direkt mit Wirkstoffen angegriffen werden können. Man spricht in diesem Zusammenhang von «medizinischen Wunderkugeln». Die Zukunftsaussichten für den Einsatz von Nanomaschinen in der Medizin sind jedoch noch viel spannender. Sie reichen von ultrakleinen Nanorobotern (sog. «Nanobots»), die sich permanent auf der Suche nach Krankheitserregern durch unseren Körper bewegen, von automatischen Nano-Checks jeden Morgen beim Zähneputzen über Biomarker, die schwere Krankheiten im Frühstadium anzeigen, bis hin zum Ersatz defekter Körperteile durch Implantate aus entsprechenden Nanopartikeln.

XIII. Neue Lebensmitteltechnologien – Wie wir 10 Milliarden Menschen ernähren werden oder nur eine wissenschaftliche Traumgeschichte?

Das 20. Jahrhundert ist reich an bedeutenden technologischen Errungenschaften und prägenden Technologien. Müsste man jedoch die für die Menschheit bedeutendste technische Erfindung des letzten Jahrhunderts benennen, fiele die Wahl wohl auf das Haber-Bosch-Verfahren von 1908, das die grosstechnische Herstellung von Ammoniak aus Wasserstoff und Luftstickstoff ermöglichte. Ohne das Haber-Bosch-Verfahren wäre es unmöglich, auch nur die Hälfte der heutigen Weltbevölkerung zu ernähren. Doch auch Kunstdünger und moderne Agrartechnik werden die Aufgabe, 10 Milliarden Menschen zu ernähren, nicht bewältigen können. Neben dem (umstrittenen) Einsatz von Gentechnik müssen zwangsläufig mehr Lebensmittel industriell hergestellt werden. Und genau hier könnte es durch den technologischen Fortschritt bald zu massiven Veränderungen kommen, nämlich durch Fleisch, das wie aus dem 3D-Drucker kommt. Solche „Drucker“ verwenden Muskelstammzellen von Rindern, die künstlich gezüchtet und vermehrt und dann mit Nährstoffen, Salzen, pH-Puffern usw. vermischt werden. Das Ergebnis schmeckt höchstwahrscheinlich köstlicher und ist gleichzeitig gesünder als jedes bisherige Tierfleisch, und … das praktisch ohne CO2-Emissionen!

XIV. Synthetisches Leben – Wenn der Mensch Gott spielt: Teil I

Neben der Optimierung von Genen, der Lebensverlängerung durch Krebsbehandlungen, der verbesserten Pflanzenzüchtung und der Stammzelltherapie eröffnet die Gentechnik noch eine weitere aufregende wie nicht weniger unheimliche Möglichkeit des menschlichen technologischen Eingreifens: die Schaffung völlig künstlichen Lebens, das auf bestimmte Zwecke zugeschnitten ist. Leben von Grund auf neu zu schaffen, nennen Genforscher heute «synthetische Biologie». Dieses neue Forschungsgebiet der Biologie zielt darauf ab, Lebensformen zu schaffen, die es auf unserem Planeten noch nie gegeben hat.

XV. Lebensverlängerung – Wenn der Mensch Gott spielt: Teil II

Warum werden wir eigentlich älter – und sterben schliesslich? Die Wissenschaft kann diese Frage immer noch nicht genau beantworten. Keine der verschiedenen Theorien des Alterns ist allgemein anerkannt. Vereinfacht könnte man sagen, dass unsere Zellen und Organe mit der Zeit einfach ihre Funktionsfähigkeit verlieren. Doch die meisten Genforscher gehen heute davon aus, dass dieser Prozess aufgehalten oder sogar rückgängig gemacht werden könnte. Wird damit ein urmenschlicher Traum wahr: der Jungbrunnen des ewigen Lebens?

Doch so aufregend diese technologischen Möglichkeiten auch sind: Sind die meisten von ihnen überhaupt wünschenswert? Wollen wir wirklich in einer Gesellschaft leben, in der die Menschen immer älter werden oder sie genau beobachtet werden bei allem, was sie tun? Wollen wir unseren Geist komplett verändern oder künstliche Intelligenz, die uns in allem überlegen ist? Wollen wir die genetische Manipulation von uns oder gar ganz neues Leben erschaffen? Das besonders Unheimliche ist, dass diese Entwicklungen alle auf einmal auftreten, während die technologische Revolutionen in der Vergangenheit immer hintereinander kamen.

[1] Die Liste der zukünftigen Technologien entstammen aus Lars Jaeger, Michel Dacorogna, Präsenz und Vergangenheit von Wissenschaften und Technologien, noch im Draft in Verarbeitung.

[2] Siehe auch: Lars Jaeger, An Old Promise of Physics – Are We Moving Closer Toward Controlled Nuclear Fusion?, atw International Journal for Nuclear Power (December 2020)