Провідні напрями наукових досліджень
Найближчі перспективи розвитку можуть бути такими.
1.Суперкомп'ютери- перспектива розвитку комп'ютерної техніки. Ці ЕОМ включають 5000 - 8000 мікропроцесорів та дискові накопичувачі пам'яті. Виконують за секунду 12 -13 трлн. операцій.
2.Інтернет та комп'ютерні мережі.Мережі суттєво розширюють можливості персональних комп'ютерів.
3.Альтернативні комп'ютери: квантові, фотонні, біокомп'ютери.Розвиток комп'ютерів та мереж призведе до можливості штучно відтворити пристрій людського мозку, а потім наблизити комп'ютер до інтелектуального рівня людини.
4.Мікро- та нанотехнології.Розробляються інтегральні схеми, розміри елементів яких становлять 10 -9 м (нанометри). Число елементів інтегральної схеми подвоюється кожні 1,5 року. Вже запропоновані елементи пам'яті на окремих атомах, на яких можна створити суперкомп'ютер площею 200 мкм 2 містить 10 7 логічних елементів, 10 9 елементів пам'яті і здатний працювати на частоті 10 12 гц. Змінюючи структуру атомних ґрат, можна змінювати властивості речовини. Перспективи нанотехнологій величезні, оскільки з атомів та молекул можна синтезувати все, що завгодно: продукти харчування – з повітря та ґрунту; кремнієві мікросхеми – з піску тощо. Однак з нанотехнологіями пов'язані й певні ризики: наночастки можуть вдихатися, легко проходять через мембрани клітин та стінки судин, що може викликати хвороби. Виникне і проблема утилізації наноматеріалів. Деякі вчені йдуть далі: професор О. Болонкін розробив теорію проектування матеріалів із ядератомів, які володітимуть феноменальними властивостями. Цей матеріал невидимий, непроникний для газів, рідин і твердих тіл (у тому числі куль, снарядів, ракет, отруйних газів), має надпровідність, гігантську електричну міцність, нульовий коефіцієнт тертя.
5.Лазерні технології. Переваги лазерного променя (поширення практично без розширення, монохроматичність світла лазера, що дозволяє фокусувати промінь в точку, діаметром соті - тисячні частки міліметра, і висока потужність випромінювання до 10 12 - 10 13 Вт) дозволяють швидко розвивати такі технології, як обробка матеріалів, термоядер синтез, лазерна хімія, спектроскопія, дія на живу тканину.
6.Голографія та розпізнавання образів. Голографія дозволяє вести пошук будь-яких образів за будь-якого їх числа (навіть за фрагментом образу).
7.Ракетно-космічні технології.До 2020 р. передбачається створення постійно діючої бази на Місяці, до 2030-го - політ на Марс. Створення ядерного космічного двигуна мегаватного класу. Це дозволить знизити вартість виведення корисного вантажу на навколомісячну орбіту вдвічі. З'явиться можливість створення систем енергопостачання з космосу, робити матеріали в умовах глибокого вакууму, які не можна отримати на землі.
8.Біотехнології(використання живих організмів та біологічних процесів у промисловому виробництві). Це мікробіологічний синтез ферментів, вітамінів, амінокислот, антибіотиків, гормональних препаратів тощо. Конструкція нових, генетично модифікованих мікроорганізмів, вакцин. Створення рослин, що володіють унікальними властивостями: більш тривалим та інтенсивним зростанням, збільшеною врожайністю, збільшеним терміном зберігання фруктів та плодів, підвищеноюпосухостійкістю тощо. буд. У цьому основним напрямом має бути зміна власних компонентів рослин, наприклад, зміна синтезу гормонів, а чи не привнесення чогось ззовні до генома.
9.Виробництво енергії.До 2050 р. споживання енергії подвоїться. Насамперед відбудеться підвищення ККД процесів та апаратів до 70%. Перехід на хімічні джерела енергії з прямим перетворенням хімічної енергії на електричну. Це особливо актуально в 21 столітті, оскільки передбачається, що запаси нафти вичерпаються до 2060 року, а газу – до 2080 року.
У 21-му столітті значна частина енергії (20 – 40%) вироблятиметься з біопалива: кукурудза, цукрова тростина, деревина, побутові відходи. Високе ККД такої енергії забезпечується переведенням біопалива в синтез-газ за допомогою генераторів низькотемпературної плазми. 60% синтез-газу перетворюється на електрику і 30% тепло. Викиди мінімальні.
Створення невеликих атомних електростанцій, безпечних, переносимих та здатних забезпечити електроенергією невелике місто. Замість небезпечного і дедалі рідкісного урану використання торію. Торієвий реактор здатний без перезавантаження працювати до 50 років. При цьому торієвий реактор не створює ядерних відходів – завантажене ядерне паливо закінчується, коли вичерпує свої ресурси сама станція.
Найближчим часом почнеться широке впровадження безпаливного виробництва енергії, тобто енергії, заснованої на застосуванні енергії вітру, надр Землі, припливів і, насамперед, сонячної енергії. Вже нині безпаливне виробництво енергії перевищує паливне, створені сонячні батареї з ККД 20% і є передумови появи 25-30% сонячних кремнієвих батарей.
10.Виробництво автомобілів.Застосування водневих двигунів в автомобіляхдозволить досягти ККД рівного 85% та різко знизити викид шкідливих речовин. Подібні автомобілі вже почали випускати фірми Дженерал Моторс і BMW. Створення електромобілів, електролітаків, машин, здатних знаходити дорогу без людини.
11.Терапія з використанням стовбурових клітин.Стовбурові клітини передбачається вирощувати на тваринних яйцеклітинах генетично модифікованих генами людини. Досліди вже є в Англії. Вирощування органів із стовбурових клітин. Вже є досліди щодо вирощування зубів.
12.Робототехніка.До 2025 р. буде використовуватися 50 мільярдів роботів (зараз їх 7 мільйонів). Роботи будуть використовуватись на небезпечних виробництвах, при пошуково-рятувальних роботах.
13.Клонування.Почнеться широке застосування клонування. Вже отримана методом клонування здорова кішка, у якої народилися два здорові кошеня. Цікаво, що клонована кішка не схожа на матір, хоча їхні генетичні коди повністю збігаються. Виходить, що не лише гени, а й умови життя також впливають на результат.
14.Застосування антен, що приймають електромагнітне поле.При створенні про EH-антенн відбувається прийом обох складових поля, що з зниження габаритів і ваги антен дозволяє збільшити посилення на 15 – 50 дБ.
15.Використання енергії магнітного поля Землі. Магнітне поле Землі має велику енергію. Воно, наприклад, відхиляє «сонячний вітер», що спричиняє Північні сяйва. За розрахунками фізиків електростанція, яка використовує магнітне поле Землі, за потужністю дорівнює 50 атомним станціям.
16.Використання торсіонних полів та енергії вакууму.Буде відбуватися розвиток технологій на базі торсіонних полів: матеріали з новими властивостями, створювані шляхом впливу торсіонних полів нарозплави; діагностика крові; передача інформації; нові джерела енергії з ККД понад 100%. Методи вилучення енергії з вакууму можуть бути різними, від використання постійних магнітів і аномального газового розряду до маленьких бульбашок в рідині, в яких і виділяється енергія. Так, наприклад, фізики Олександр Сангін (Україна, Єкатеринбург) та T.Mizuno (Японія) використовували спеціальні протонно-провідні кераміки (отримані шляхом спікання порошку за високої температури), в яких при пропусканні через них електричного струму виділяється в тисячу разів більше теплової енергії. чим споживається.
17.Нові досягнення у медицине.Збільшення тривалості життя шляхом перекодування клітин, відповідальних тривалість життя. Створення нанороботів, що вживляються в тіло, вміють збирати і розбирати молекулярні ланцюжки для діагностики та профілактики захворювань. Нанотехнології можуть дозволити створити крихітні капсули, в яких ліки доставлятимуться прямо до хворого органу. Нанороботи, що циркулюють по організму, можуть виявляти і знищувати бактерії. Паразитів, бляшки холестерину. Вживлення в тіло мікрочіпів, які постійно відстежують стан здоров'я, щоб завчасно розпізнати навіть невеликі зміни в організмі. Вивчення геномів людей з метою передбачення всіх можливих патологій даного організму і заздалегідь внести генетично відповідні зміни. Вирощування органів із тканин самих пацієнтів. Вже зараз ведуться роботи з перепрограмування клітин сполучної тканини клітини іншого типу, наприклад, клітини серцевої або печінкової тканин. Це дозволить радикально оновлювати тканини організму. Відрощування заново організмом пошкоджених органів. Заміна хворих кінцівок та внутрішніх органів протезами, керованими мозком (вже двалюдину у світі мають подібні протези рук). Створення повного протезу тіла керованого біологічним мозком власника. Запобігання спадковим захворюванням. Корекція та покращення пам'яті. Заміна протезами деякої частини мозку, що вийшла з ладу. Такі роботи вже ведуться.
18.Проривні досягнення можуть бути здійснені в областях:
- в інформатиці та зв'язку – передача інформації зі швидкістю, більшою швидкістю світла;
- у фізиці – перехід атомів однієї речовини до атомів іншої з виділенням енергії;
- У сільському господарстві – розкладання внесених азотних добрив мікробами.
- використання гелію як будівельний елемент промисловості;
19.Перспективні військові технології:
- бойові автономні технологічні пристрої з елементами штучного інтелекту – бойові роботи для сухопутного бою, які замінюють живого піхотинця;
- кіборги-комахи, які створюються шляхом вживлення в їх організми надмініатюрних наноелектронних передавачів для розвідки та управління;
- наногази, що створюють хмарні утворення, що виводять з ладу техніку зв'язку та управління;
- завчасне вирощування копій внутрішніх органів людини, що забезпечить живучість солдатів;
- дистанційний вплив на іоносферу Землі радіохвилями НВЧ-діапазону та створення штучних протяжних плазмових утворень;
- енергетичні джерела на нових принципах: термоядерні, плазмові, холодного синтезу, які будуть практично невичерпними та компактними;
- Двигуни на нових принципах - гравітаційні, антиречовини, магнітні.
20.Зміни наукової парадигми, в рамках якої будуть пояснені та використані такі явища: передбачення майбутнього, підказки внутрішньогоголоси (інтуїції), непізнані літаючі об'єкти та його незвичайні властивості; екстрасенсорне сприйняття (бачення картин майбутнього, отримання інформації через великі відстані без спеціальних приладів, читання думок), читання думок та левітація – здатність пересування тіла повітрям без спеціальних приладів, вплив думок (розуму) на тіло людини.