Победа над старостью, заселение Марса и «теория всего»
РБК составил топ-10 научных вызовов перед человечеством до 2050 года
Для международных сообществ, отдельных государств, крупных компаний и амбициозных исследователей взгляд на четверть века вперед — это не мечты, а вполне реалистичные планы. 2050 год все чаще появляется в мировых прогнозах и стратегиях развитых стран. Как правило, в них есть задел на решение глобальных проблем, которые настигают нас уже сегодня.
Например, Китай к середине столетия планирует построить экологичную цивилизацию и общество, устойчивое к изменению климата. Согласно долгосрочной стратегии США, через 25 лет американцы тоже максимально снизят объемы парниковых выбросов, и Штаты станут углеродно нейтральным государством за счет внедрения зеленых технологий. В Южной Корее приняли программу «4.0. На пути к технологической революции» — инновации здесь помогут людям стать устойчивыми к глобальным рискам. В Японии планируют до 2050 года построить «общество 5.0», в котором технологии позволят жить до 120 лет. Всего японские ученые будут работать над 800 технологиями из самых разных областей: от квантовых устройств до природопользования.
Мы выделили десять сложных, долгосрочных и захватывающих задач, которые стоят перед научным сообществом уже сегодня. Первые наработки ученых уже внушают надежду на череду больших открытий и прорывов в ближайшие 25 лет.
1Борьба с изменениями климата
Глобальное потепление прогрессирует. Если не предпринимать никаких действий, к 2050 году температура воздуха в северных регионах планеты может подняться на 7 градусов. Чтобы избежать такого сценария, человечество вынуждено использовать передовые научные достижения и технологические решения.
Одним из ключевых направлений станет развитие технологий улавливания и хранения углерода (CCS — Carbon Capture and Storage). Это позволит эффективно извлекать CO2 прямо из воздуха, помещать его в подземные или подводные хранилища или использовать для создания синтетического топлива и строительных материалов. Такой проект уже работает в Норвегии, правда, пока захороненный в морских недрах углерод не удается преобразовать в полезный ресурс.
Вместе с этим ученые рассматривают методы искусственного охлаждения планеты. Один из таких подходов — солнечная геоинженерия. Она предполагает распыление аэрозолей в стратосфере для отражения солнечных лучей. Также возможно развитие проектов по осветлению облаков, которые могли бы отражать энергию нашей звезды до того, как она дойдет до поверхности Земли.
В ближайшие 25 лет все актуальнее будет развитие возобновляемых источников энергии: внедрение термоядерных реакторов, водородной энергетики и передовых аккумуляторных технологий. Это позволит полностью отказаться от углеводородов в энергетике и транспорте.
2Продление жизни человека
Средняя продолжительность жизни человека растет — по прогнозам, к 2025-му этот показатель составит 77,1 года (в 2019-м он равнялся 72,6 года). Соответственно, растет и интерес научного сообщества к идее «вечной молодости».
Один из самых перспективных подходов в борьбе со старением — генная терапия и редактирование генов. Технология CRISPR позволяет вносить точечные изменения в ДНК и устранять мутации, связанные со старением. В будущем секвенирование генома (определение нуклеотидной последовательности ДНК и РНК) может позволить каждому человеку получать лечение, адаптированное под его генетические особенности, и тем самым продлевать ему жизнь.
Еще одно многообещающее направление в борьбе за молодость — регенеративная медицина и терапия стволовыми клетками. Восстановление поврежденных тканей и органов с помощью стволовых клеток уже применяется в лечении ожогов, болезней крови и мозга. К 2050 году возможно создание технологий, способных омолаживать внутренние органы, включая печень, почки и даже сердце.
Кроме того, изучаются молекулярные механизмы, ответственные за процессы старения. Так, лаборатории SENS Research Foundation и Altos Labs ищут способы очищения клеток от поврежденных белков и накопившихся мутаций.
Ученые разрабатывают геропротекторы — препараты, которые будут защищать человека от различных механизмов старения. В базе данных Geroprotectors числятся 259 экспериментов с веществами, которые могут способствовать долголетию.
Все эти направления уже сейчас формируют новую парадигму в медицине, где старение рассматривается не как неизбежный процесс, а как биологическая проблема, которую можно контролировать и, возможно, обратить вспять.
3Поиск новых ресурсов для растущего населения
По прогнозам ООН, к 2050 году население Земли может превысить 9,5 млрд человек, что создаст новые вызовы в области продовольствия, водоснабжения, городского развития и управления отходами.
Чтобы справиться с нехваткой еды, человечество, вероятнее всего, продолжит работать над выращиванием мяса «в пробирке». Клеточный агропром, в отличие от традиционного животноводства, не требует огромных ресурсов и не загрязняет окружающую среду. Компании Mosa Meat и Believer Meats уже производят мясо в лабораториях, а в ближайшие десятилетия его себестоимость может снизиться, что сделает искусственное мясо доступным для большинства стран. Это поможет обеспечить белковое питание без вырубки лесов, обильных выбросов парниковых газов и больших временных затрат.