CƠ HỘI RỘNG LỚN

Các làn sóng công nghệ lớn hơn chỉ một hoặc hai công nghệ đa dụng. Chúng là các cụm công nghệ xuất hiện vào khoảng thời gian tương tự, được neo bởi một hoặc nhiều công nghệ đa dụng nhưng mở rộng xa hơn chúng.

Công nghệ đa mục đích là những chất xúc tác. Sự phát minh kích thích sự phát minh. Các làn sóng tạo nền tảng cho các thí nghiệm khoa học và công nghệ tiếp theo, mở ra cánh cửa của khả năng. Điều này lại tạo ra các công cụ và kỹ thuật mới, các lĩnh vực nghiên cứu mới - các lĩnh vực công nghệ mới. Các công ty hình thành trong và xung quanh chúng, thu hút đầu tư, đẩy các công nghệ mới vào các ngách lớn nhỏ, tiếp tục điều chỉnh chúng cho hàng ngàn mục đích khác nhau. Các làn sóng lớn và mang tính lịch sử chính vì sự phức tạp đa dạng này, xu hướng phát triển mạnh mẽ và tràn ra ngoài.

Công nghệ không phát triển hoặc hoạt động trong các khoang không khí, tách biệt khỏi nhau, đặc biệt là các công nghệ đa mục đích. Thay vào đó, chúng phát triển trong các vòng lặp khuếch đại gợn sóng. Nơi nào có một công nghệ đa mục đích, nơi đó cũng có các công nghệ khác phát triển trong một cuộc đối thoại liên tục, được thúc đẩy bởi nó. Nhìn vào các làn sóng, rõ ràng không chỉ là về một động cơ hơi nước, hay một máy tính cá nhân, hay sinh học tổng hợp, dù chúng có quan trọng đến đâu; mà còn về mạng lưới rộng lớn của các công nghệ và ứng dụng khác đi kèm với chúng. Đó là tất cả các sản phẩm được sản xuất trong các nhà máy chạy bằng hơi nước, những người được vận chuyển trên các chuyến tàu chạy bằng hơi nước, các doanh nghiệp phần mềm, và, xa hơn nữa, mọi thứ khác phụ thuộc vào máy tính.

Công nghệ sinh học và trí tuệ nhân tạo nằm ở trung tâm, nhưng xung quanh chúng là một vùng bóng mờ của các công nghệ chuyển đổi khác. Mỗi công nghệ đều có ý nghĩa to lớn riêng, nhưng điều đó càng được nâng cao khi nhìn qua lăng kính của tiềm năng giao thoa của làn sóng lớn hơn. Trong hai mươi năm tới, sẽ có nhiều công nghệ bổ sung, tất cả đều bùng nổ cùng một lúc. Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét một vài ví dụ chính tạo thành làn sóng rộng lớn này.

Chúng ta bắt đầu với robot, hoặc như tôi thích nghĩ về nó, sự hiện thân vật lý của AI, cơ thể của AI. Tác động của nó đã được cảm nhận trong một số ngành công nghiệp tiên tiến nhất trên trái đất. Nhưng cũng là những ngành cổ xưa nhất. Hãy đến với trang trại tự động.

Vào năm 1837, John Deere là một thợ rèn làm việc tại Grand Detour, Illinois. Đây là vùng đồng cỏ, với đất đen dày và không gian rộng mở. Nó có tiềm năng như một trong những vùng đất canh tác tốt nhất thế giới - tuyệt vời cho cây trồng nhưng cực kỳ khó để cày xới.

Rồi một ngày, Deere thấy một cái cưa thép bị hỏng tại một nhà máy. Vì thép khan hiếm, ông mang phát hiện của mình về nhà và chế tạo lưỡi cưa thành một cái cày. Bền và mịn, thép là vật liệu hoàn hảo để cày qua lớp đất dày và dính. Mặc dù những người khác đã xem thép như một sự thay thế cho những cái cày bằng sắt thô, nhưng bước đột phá của Deere là tăng cường sản xuất hàng loạt. Chẳng bao lâu, nông dân từ khắp miền Trung Tây đã đổ xô đến xưởng của ông. Phát minh của ông đã mở ra đồng cỏ cho một làn sóng người định cư. Miền Trung Tây đã trở thành vựa lúa của thế giới; John Deere nhanh chóng trở thành đồng nghĩa với nông nghiệp; và một cuộc cách mạng công nghệ - địa lý đã được khởi xướng.

Công ty John Deere vẫn sản xuất công nghệ nông nghiệp ngày nay. Bạn có thể nghĩ đến máy kéo, hệ thống tưới và máy gặt, và đúng là John Deere sản xuất tất cả những thứ này. Tuy nhiên, ngày càng nhiều, công ty đang chế tạo robot. Tương lai của nông nghiệp, theo cách nhìn của John Deere, liên quan đến máy kéo và máy gặt tự động hoạt động độc lập, theo tọa độ GPS của cánh đồng và sử dụng một loạt cảm biến để thực hiện các điều chỉnh tự động, theo thời gian thực trong việc thu hoạch, tối đa hóa năng suất và giảm thiểu lãng phí. Công ty đang sản xuất robot có thể trồng, chăm sóc và thu hoạch cây trồng, với mức độ chính xác và chi tiết mà con người không thể đạt được. Mọi thứ từ chất lượng đất đến điều kiện thời tiết đều được tính đến trong một bộ máy sẽ sớm thực hiện một phần lớn công việc. Trong thời đại lạm phát giá thực phẩm và dân số ngày càng tăng, giá trị là rõ ràng.

Robot nông nghiệp không chỉ đang đến. Chúng đã có mặt. Từ máy bay không người lái theo dõi gia súc đến hệ thống tưới tiêu chính xác, đến những robot di động nhỏ tuần tra các trang trại trong nhà rộng lớn, từ gieo hạt đến thu hoạch, từ nhặt đến xếp pallet, từ tưới nước cho cà chua đến theo dõi và chăn dắt gia súc, thực tế của thực phẩm mà chúng ta ăn ngày nay là nó ngày càng đến từ một thế giới robot, được điều khiển bởi AI, hiện đang được triển khai và mở rộng.

Hầu hết những robot này không giống như những người máy trong các bộ phim khoa học viễn tưởng nổi tiếng. Chúng trông giống như, ừm, máy móc nông nghiệp. Và nhiều người trong chúng ta không dành nhiều thời gian ở các trang trại trong bất kỳ trường hợp nào. Nhưng cũng giống như cỗ cày của John Deere từng biến đổi ngành nông nghiệp, những phát minh mới tập trung vào robot này đang biến đổi cách thực phẩm đến được bàn ăn của chúng ta. Đây không phải là một cuộc cách mạng mà chúng ta đã sẵn sàng để nhận ra, nhưng nó đã diễn ra và đang tiến triển.

—

Robot đã tiến bộ chủ yếu như những công cụ một chiều, những cỗ máy có khả năng thực hiện các nhiệm vụ đơn lẻ trên dây chuyền sản xuất với tốc độ và độ chính xác, mang lại sự gia tăng năng suất lớn cho các nhà sản xuất nhưng còn xa so với những hình ảnh về những trợ lý android nhút nhát kiểu Jetsons của những năm 1960.

Cũng như với AI, robot đã chứng minh là khó khăn hơn nhiều trong thực tế so với những gì các kỹ sư đầu tiên đã giả định. Thế giới thực là một môi trường kỳ lạ, không đồng đều, bất ngờ và không có cấu trúc, cực kỳ nhạy cảm với những thứ như áp lực: nhặt một quả trứng, một quả táo, một viên gạch, một đứa trẻ và một bát súp đều đòi hỏi sự khéo léo, nhạy cảm, sức mạnh và sự cân bằng phi thường. Một môi trường như bếp hoặc xưởng là bừa bộn, đầy những vật nguy hiểm, vết dầu loang và nhiều công cụ và vật liệu khác nhau. Đó là cơn ác mộng của một con robot.

Tuy nhiên, chủ yếu là ngoài tầm nhìn của công chúng, robot đã âm thầm học hỏi về mô-men xoắn, độ bền kéo, vật lý của sự thao tác, độ chính xác, áp lực và khả năng thích ứng. Chỉ cần xem chúng tại một nhà máy sản xuất ô tô trên YouTube: bạn sẽ thấy một vũ điệu sắc nét, không bao giờ kết thúc của các cánh tay robot và các thiết bị thao tác liên tục lắp ráp một chiếc xe. "Robot di động hoàn toàn tự động đầu tiên" của Amazon, được gọi là Proteus, có thể di chuyển xung quanh các kho hàng trong những đội hình lớn, nhặt các gói hàng. Được trang bị "công nghệ an toàn, nhận thức và điều hướng tiên tiến", nó có thể làm điều này một cách thoải mái bên cạnh con người. Sparrow của Amazon là robot đầu tiên có thể "phát hiện, chọn và xử lý các sản phẩm riêng lẻ trong [kho] của nó."

Không khó để tưởng tượng những con robot này trong các kho hàng và nhà máy - những môi trường tương đối tĩnh. Nhưng sớm thôi, chúng sẽ ngày càng xuất hiện nhiều hơn trong các nhà hàng, quán bar, nhà chăm sóc và trường học. Robot đã thực hiện các ca phẫu thuật phức tạp - kết hợp với con người nhưng cũng tự động, trên lợn (tạm thời). Những ứng dụng như vậy chỉ là khởi đầu cho một sự triển khai robot rộng rãi hơn nhiều.

Hôm nay, các lập trình viên con người vẫn thường kiểm soát mọi chi tiết trong hoạt động của một con robot. Điều đó khiến chi phí tích hợp trong một môi trường mới trở nên quá cao. Nhưng như chúng ta đã thấy trong nhiều ứng dụng khác của học máy, những gì bắt đầu với sự giám sát chặt chẽ của con người cuối cùng sẽ dẫn đến việc AI học cách thực hiện nhiệm vụ tốt hơn một mình, cuối cùng tổng quát hóa cho các môi trường mới.

Bộ phận nghiên cứu của Google đang xây dựng những con robot có thể, giống như giấc mơ của những năm 1950, thực hiện các công việc nhà và các công việc cơ bản từ xếp chén đĩa đến dọn dẹp ghế trong phòng họp. Họ đã chế tạo một đội quân gồm một trăm robot có khả năng phân loại rác và lau bàn. Học tăng cường giúp mỗi bộ kẹp của robot nhấc cốc và mở cửa: những hành động mà một đứa trẻ mới biết đi có thể thực hiện dễ dàng, nhưng đã làm khó các nhà nghiên cứu robot trong nhiều thập kỷ. Loại robot mới này có thể làm việc với các hoạt động chung, phản hồi các lệnh giọng nói bằng ngôn ngữ tự nhiên.

Một lĩnh vực đang phát triển khác là khả năng của robot để tạo thành bầy đàn, làm tăng đáng kể khả năng tiềm năng của bất kỳ robot cá nhân nào thành một trí tuệ tập thể. Ví dụ bao gồm các Kilobots mini của Viện Wyss Harvard - một bầy gồm một nghìn robot làm việc tập thể và lắp ráp thành các hình dạng lấy từ thiên nhiên có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ khó khăn, phân tán như ngăn chặn xói mòn đất và các biện pháp môi trường khác, nông nghiệp, các hoạt động tìm kiếm và cứu hộ, hoặc toàn bộ lĩnh vực xây dựng và kiểm tra. Hãy tưởng tượng một bầy robot xây dựng dựng lên một cây cầu trong vài phút hoặc một tòa nhà lớn trong vài giờ, hoặc chăm sóc những trang trại khổng lồ, năng suất cao 24/7, hoặc dọn dẹp một vụ tràn dầu. Với quần thể ong mật đang bị đe dọa, Walmart đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho những con ong robot hợp tác và thụ phấn chéo cho cây trồng một cách tự động. Tất cả những hứa hẹn (và nguy cơ) của robot được khuếch đại bởi khả năng của chúng để phối hợp trong các nhóm không giới hạn về kích thước, một điệu nhảy phức tạp sẽ thiết lập lại các quy tắc về những gì có thể, ở đâu và trong khoảng thời gian nào.

Robot ngày nay vẫn thường không giống như những robot hình người trong trí tưởng tượng phổ biến. Hãy xem xét hiện tượng in 3-D hoặc sản xuất bổ sung, một kỹ thuật sử dụng các robot lắp ráp để xếp chồng xây dựng bất cứ thứ gì từ các bộ phận máy nhỏ bé đến các khối căn hộ. Các robot phun bê tông khổng lồ có thể xây dựng nhà ở chỉ trong vài ngày với chi phí chỉ một phần nhỏ so với những gì xây dựng truyền thống có thể tốn.

Robot có thể hoạt động với độ chính xác trong một phạm vi môi trường rộng lớn hơn nhiều và trong thời gian dài hơn so với con người. Sự cảnh giác và siêng năng của chúng là vô hạn. Nếu chúng được kết nối với nhau, những thành tựu mà chúng có thể đạt được đơn giản là viết lại các quy tắc hành động. Tôi nghĩ rằng chúng ta đang đến gần điểm mà AI đang đẩy robot về phía lời hứa ban đầu của chúng: những cỗ máy có thể tái tạo tất cả các hành động vật lý của con người và hơn thế nữa. Khi chi phí giảm (giá của một cánh tay robot đã giảm 46% trong năm năm và vẫn đang tiếp tục giảm), khi chúng cuối cùng được trang bị pin mạnh mẽ, khi chúng trở nên đơn giản hơn, dễ sửa chữa hơn, chúng sẽ trở nên phổ biến. Và điều đó có nghĩa là xuất hiện trong những tình huống bất thường, cực đoan và nhạy cảm. Những dấu hiệu của một sự chuyển mình đã rõ ràng - nếu bạn biết nơi để tìm.

—

Đó là cơn ác mộng tồi tệ nhất của lực lượng cảnh sát. Một tay bắn tỉa được huấn luyện quân sự đã chiếm vị trí an toàn ở tầng hai của một trường cao đẳng cộng đồng địa phương tại Dallas, Texas. Sau đó, từ trên cao nhìn xuống một cuộc biểu tình hòa bình, hắn đã bắt đầu bắn vào các sĩ quan cảnh sát. Sau bốn mươi lăm phút, hai người đã chết, nhiều người bị thương. Sau đó, sẽ có thông tin rằng năm sĩ quan đã bị giết, bảy người bị thương, đây là sự cố chết chóc nhất đối với lực lượng thực thi pháp luật Mỹ kể từ ngày 11 tháng 9. Kẻ bắn súng đã chế nhạo cảnh sát, cười đùa, hát hò, và bắn với độ chính xác lạnh lùng. Các cuộc đàm phán căng thẳng, kéo dài hơn hai giờ, không đi đến đâu. Cảnh sát bị kẹt. Không rõ còn bao nhiêu người nữa sẽ chết khi cố gắng giải quyết tình huống.

Sau đó, đội SWAT đã nảy ra một ý tưởng mới. Sở cảnh sát có một robot xử lý bom, chiếc Remotec Andros Mark 5A-1 trị giá 150.000 USD do Northrop Grumman sản xuất. Trong vòng mười lăm phút, họ đã lên kế hoạch gắn một khối lớn thuốc nổ C-4 vào cánh tay của nó và gửi nó vào tòa nhà với ý định làm cho tay súng không còn khả năng chiến đấu. Cảnh sát trưởng, David Brown, nhanh chóng phê duyệt kế hoạch. Nó đã được thực hiện, robot lăn lộn qua tòa nhà, nơi nó đặt thuốc nổ trong một phòng bên cạnh, cạnh một bức tường với tay súng ở phía bên kia. Thuốc nổ đã phát nổ, làm vỡ bức tường và giết chết kẻ cầm súng. Đây là lần đầu tiên một robot sử dụng lực sát thương có mục tiêu ở Hoa Kỳ. Tại Dallas, nó đã cứu vãn tình hình. Một sự kiện kinh hoàng đã được kết thúc.

Tuy nhiên, một số người vẫn cảm thấy lo lắng. Tiềm năng đáng lo ngại của những robot cảnh sát chết người hầu như không cần phải nhấn mạnh. Chúng ta sẽ trở lại với những hệ lụy của tất cả điều này trong phần 3. Nhưng trên hết, nó biểu thị cách mà robot đang dần dần thâm nhập vào xã hội, sẵn sàng đóng vai trò lớn hơn nhiều trong cuộc sống hàng ngày so với trước đây. Từ một cuộc khủng hoảng chết người đến tiếng ồn ào nhẹ nhàng của một trung tâm logistics, từ một nhà máy nhộn nhịp đến một viện dưỡng lão, robot đã có mặt ở đây.

Các AI là sản phẩm của các bit và mã, tồn tại trong các mô phỏng và máy chủ. Robot là cầu nối của chúng, giao diện của chúng với thế giới thực. Nếu AI đại diện cho sự tự động hóa thông tin, thì robot là sự tự động hóa vật chất, những hiện thực vật lý của AI, một bước thay đổi trong những gì có thể thực hiện. Sự thành thạo về bit quay trở lại vòng tròn, trực tiếp cấu hình lại các nguyên tử, viết lại các giới hạn không chỉ của những gì có thể được nghĩ, nói hoặc tính toán mà còn của những gì có thể được xây dựng theo nghĩa vật lý cụ thể nhất. Và điều đáng chú ý về làn sóng sắp tới là loại thao tác nguyên tử thô bạo này không thấm vào đâu so với những gì đang ở phía chân trời.

SỰ VƯỢT TRỘI CỦA LƯỢNG TỬ

Vào năm 2019, Google đã công bố rằng họ đã đạt được "sự vượt trội lượng tử." Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một máy tính lượng tử, sử dụng những đặc tính kỳ lạ của thế giới hạ nguyên tử. Được làm lạnh đến nhiệt độ thấp hơn cả những phần lạnh nhất của không gian bên ngoài, máy của Google đã sử dụng hiểu biết về cơ học lượng tử để hoàn thành một phép tính trong vài giây mà theo họ, sẽ mất một máy tính thông thường mười nghìn năm. Nó chỉ có năm mươi ba "qubit," hay bit lượng tử, là các đơn vị cốt lõi của tính toán lượng tử. Để lưu trữ thông tin tương đương trên một máy tính cổ điển, bạn sẽ cần bảy mươi hai tỷ gigabyte bộ nhớ. Đây là một khoảnh khắc quan trọng cho các máy tính lượng tử. Từ những nền tảng lý thuyết có từ những năm 1980, tính toán lượng tử đã chuyển từ giả thuyết sang nguyên mẫu hoạt động trong bốn thập kỷ.

Mặc dù vẫn là một công nghệ mới mẻ, nhưng khi điện toán lượng tử trở thành hiện thực, nó sẽ có những tác động to lớn. Sức hấp dẫn chính của nó là mỗi qubit bổ sung sẽ gấp đôi tổng sức mạnh tính toán của máy. Bắt đầu thêm qubit và sức mạnh của nó sẽ tăng theo cấp số nhân. Thực tế, một số lượng hạt tương đối nhỏ có thể có sức mạnh tính toán lớn hơn nếu toàn bộ vũ trụ được chuyển đổi thành một máy tính cổ điển. Đây là tương đương tính toán của việc chuyển từ một bộ phim phẳng, đen trắng sang màu sắc đầy đủ và ba chiều, mở ra một thế giới khả năng thuật toán.

Điện toán lượng tử có những tác động sâu rộng. Chẳng hạn, mật mã nền tảng cho mọi thứ từ bảo mật email đến tiền điện tử sẽ đột ngột gặp rủi ro, trong một sự kiện sắp xảy ra mà những người trong ngành gọi là "Ngày Q." Mật mã dựa trên giả định rằng một kẻ tấn công sẽ không bao giờ có đủ sức mạnh tính toán để thử tất cả các kết hợp khác nhau cần thiết để phá vỡ nó và mở khóa quyền truy cập. Với điện toán lượng tử, điều đó sẽ thay đổi. Một sự triển khai nhanh chóng và không kiểm soát của điện toán lượng tử có thể có những tác động thảm khốc đối với ngân hàng hoặc các giao tiếp của chính phủ. Cả hai đều đã chi hàng tỷ để ngăn chặn khả năng này.

Mặc dù có nhiều cuộc thảo luận về máy tính lượng tử tập trung vào những nguy cơ của nó, lĩnh vực này cũng hứa hẹn mang lại những lợi ích to lớn, bao gồm khả năng khám phá các ranh giới trong toán học và vật lý hạt. Các nhà nghiên cứu tại Microsoft và Ford đã sử dụng các phương pháp lượng tử mới nổi để mô hình hóa giao thông ở Seattle nhằm tìm ra những cách tốt hơn để điều hướng trong giờ cao điểm, định tuyến và lưu thông giao thông trên các lộ trình tối ưu - một bài toán toán học bất ngờ phức tạp. Về lý thuyết, việc giải quyết bất kỳ bài toán tối ưu nào có thể được tăng tốc đáng kể - gần như bất cứ điều gì liên quan đến việc giảm thiểu chi phí trong các tình huống phức tạp, cho dù đó là tải hàng một cách hiệu quả hay điều hành một nền kinh tế quốc gia.

Có thể nói, hứa hẹn quan trọng nhất trong ngắn hạn của điện toán lượng tử là mô hình hóa các phản ứng hóa học và sự tương tác của các phân tử với độ chi tiết trước đây không thể đạt được. Điều này có thể giúp chúng ta hiểu được não người hoặc khoa học vật liệu với độ chính xác phi thường. Hóa học và sinh học sẽ trở nên hoàn toàn dễ hiểu lần đầu tiên. Việc phát hiện các hợp chất dược phẩm mới hoặc hóa chất và vật liệu công nghiệp, một quá trình tốn kém và tỉ mỉ của công việc trong phòng thí nghiệm, có thể được tăng tốc đáng kể - được thực hiện đúng ngay từ lần đầu tiên. Các pin và thuốc mới trở nên khả thi hơn, hiệu quả hơn và có thể thực hiện được. Các phân tử trở nên “có thể lập trình,” linh hoạt và có thể thao tác như mã.

Máy tính lượng tử, nói cách khác, là một công nghệ nền tảng khác vẫn đang trong giai đoạn phát triển rất sớm, vẫn còn xa để đạt được những thời điểm quan trọng về giảm chi phí và sự phổ biến rộng rãi, chưa nói đến những đột phá kỹ thuật sẽ làm cho nó hoàn toàn khả thi. Nhưng giống như AI và sinh học tổng hợp, mặc dù ở giai đoạn sớm hơn, nó dường như đang ở một điểm mà nguồn vốn và kiến thức đang gia tăng, tiến bộ trong các thách thức cơ bản đang phát triển, và một loạt các ứng dụng giá trị đang xuất hiện. Giống như AI và công nghệ sinh học, máy tính lượng tử giúp tăng tốc các yếu tố khác của làn sóng. Và ngay cả thế giới lượng tử đầy thách thức cũng không phải là giới hạn.

CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TIẾP THEO

Năng lượng cạnh tranh với trí tuệ và sự sống về tầm quan trọng cơ bản của nó. Nền văn minh hiện đại phụ thuộc vào một lượng lớn năng lượng. Thực sự, nếu bạn muốn viết một phương trình thô sơ nhất cho thế giới của chúng ta, nó sẽ giống như thế này:

(Người sống + Trí tuệ) x Năng lượng = Nền văn minh hiện đại

Tăng bất kỳ hoặc tất cả các yếu tố đó (chưa nói đến việc tăng cường chi phí biên của chúng về gần bằng không) và bạn sẽ có một sự thay đổi lớn trong bản chất của xã hội.

Sự tăng trưởng không ngừng trong tiêu thụ năng lượng vừa không thể vừa không mong muốn trong kỷ nguyên của nhiên liệu hóa thạch, và mặc dù cơn sốt kéo dài, sự phát triển của hầu hết mọi thứ mà chúng ta coi là hiển nhiên—từ thực phẩm rẻ tiền đến vận chuyển dễ dàng—đều dựa vào nó. Giờ đây, một cú hích lớn về năng lượng sạch và rẻ có những tác động đến mọi thứ từ vận chuyển đến các tòa nhà, chưa kể đến sức mạnh khổng lồ cần thiết để vận hành các trung tâm dữ liệu và robot sẽ là trung tâm của những thập kỷ tới. Năng lượng—đắt đỏ và bẩn thỉu như nó thường có—hiện tại là một yếu tố hạn chế tốc độ tiến bộ của công nghệ. Không lâu nữa.

Năng lượng tái tạo sẽ trở thành nguồn điện lớn nhất vào năm 2027. Sự chuyển đổi này đang diễn ra với tốc độ chưa từng có, với nhiều công suất tái tạo hơn dự kiến sẽ được bổ sung trong năm năm tới so với hai thập kỷ trước. Năng lượng mặt trời đặc biệt đang trải qua sự tăng trưởng nhanh chóng, với chi phí giảm đáng kể. Vào năm 2000, năng lượng mặt trời có giá 4,88 USD mỗi watt, nhưng đến năm 2019, giá đã giảm xuống chỉ còn 38 cent. Năng lượng không chỉ trở nên rẻ hơn; nó còn được phân phối nhiều hơn, có khả năng được địa phương hóa từ các thiết bị cụ thể đến toàn bộ cộng đồng.

Đằng sau tất cả là gã khổng lồ tiềm ẩn của năng lượng sạch, lần này được truyền cảm hứng nếu không nói là được cung cấp năng lượng trực tiếp từ mặt trời: năng lượng nhiệt hạch. Năng lượng nhiệt hạch liên quan đến việc giải phóng năng lượng khi các đồng vị của hydro va chạm và hợp nhất để tạo thành heli, một quá trình từ lâu đã được coi là chén thánh của sản xuất năng lượng. Những người tiên phong đầu tiên vào những năm 1950 đã dự đoán rằng sẽ mất khoảng một thập kỷ để phát triển. Giống như nhiều công nghệ được mô tả ở đây, đó là một sự đánh giá thấp đáng kể.

Tuy nhiên, những đột phá gần đây đã khơi dậy hy vọng mới. Các nhà nghiên cứu tại Joint European Torus gần Oxford, Anh, đã đạt được công suất đầu ra kỷ lục, gấp đôi mức cao nhất trước đó được ghi nhận vào năm 1997. Tại National Ignition Facility ở Livermore, California, các nhà khoa học đang làm việc trên một phương pháp được gọi là confinement quán tính, liên quan đến việc nén các viên nén vật liệu giàu hydro bằng laser và làm nóng chúng lên 100 triệu độ để tạo ra một phản ứng hợp nhất thoáng qua. Vào năm 2022, họ đã tạo ra một phản ứng chứng minh sự gia tăng năng lượng ròng lần đầu tiên, một cột mốc quan trọng trong việc sản xuất nhiều năng lượng hơn so với năng lượng mà laser cung cấp. Với nguồn vốn tư nhân có ý nghĩa hiện đang chảy vào ít nhất ba mươi công ty khởi nghiệp hợp nhất cùng với các hợp tác quốc tế lớn, các nhà khoa học đang nói về “khi nào và không phải nếu” hợp nhất sẽ đến. Có thể vẫn còn một thập kỷ hoặc hơn, nhưng một tương lai với nguồn năng lượng sạch và gần như vô hạn này đang trở nên ngày càng thực tế.

Năng lượng hạt nhân và năng lượng mặt trời hứa hẹn mang đến những lưới điện tập trung và phân tán khổng lồ, với những hệ quả mà chúng ta sẽ khám phá trong phần 3. Đây là thời điểm của sự lạc quan lớn. Bao gồm năng lượng gió, hydro và công nghệ pin cải tiến, đây là một sự kết hợp đang hình thành có thể cung cấp năng lượng bền vững cho nhiều nhu cầu của cuộc sống cả hiện tại và trong tương lai và bảo đảm tiềm năng đầy đủ của làn sóng này.

CƠN SÓNG VƯỢT QUA CƠN SÓNG

Những công nghệ này sẽ chiếm ưu thế trong những thập kỷ tới. Nhưng còn nửa sau của thế kỷ hai mươi mốt thì sao? Điều gì sẽ đến sau làn sóng sắp tới?

Khi các yếu tố của AI, công nghệ sinh học tiên tiến, điện toán lượng tử và robot kết hợp theo những cách mới, hãy chuẩn bị cho những đột phá như công nghệ nano tiên tiến, một khái niệm đưa độ chính xác ngày càng tăng của công nghệ đến kết luận hợp lý của nó. Điều gì sẽ xảy ra nếu thay vì bị thao túng hàng loạt, các nguyên tử có thể được thao túng một cách riêng lẻ? Đó sẽ là đỉnh cao của mối quan hệ giữa bit và nguyên tử. Tầm nhìn cuối cùng của công nghệ nano là nơi các nguyên tử trở thành các khối xây dựng có thể kiểm soát, có khả năng tự động lắp ráp gần như bất cứ thứ gì.

Những thách thức thực tiễn là rất lớn, nhưng chúng đang trở thành chủ đề của sự gia tăng cường độ nghiên cứu. Một nhóm tại Đại học Oxford, chẳng hạn, đã sản xuất một bộ lắp ráp tự sao chép hướng tới các phiên bản đa chức năng mà các nhà tiên phong công nghệ nano tưởng tượng: các thiết bị có khả năng kỹ thuật và tái kết hợp vô tận ở quy mô nguyên tử.

Các máy nanô sẽ hoạt động với tốc độ vượt xa bất kỳ thứ gì ở quy mô của chúng ta, mang lại những đầu ra phi thường: một động cơ nanô ở quy mô nguyên tử, chẳng hạn, có thể quay bốn mươi tám tỷ lần mỗi phút. Khi được mở rộng, nó có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc Tesla với vật liệu tương đương về thể tích với khoảng mười hai hạt cát. Đây là một thế giới của những cấu trúc mỏng manh làm từ kim cương, những bộ đồ không gian bám chặt và bảo vệ cơ thể trong mọi môi trường, một thế giới mà các trình biên dịch có thể tạo ra bất cứ điều gì từ một nguyên liệu cơ bản. Nói tóm lại, đây là một thế giới mà bất cứ điều gì có thể trở thành bất cứ điều gì với sự thao tác nguyên tử đúng cách. Giấc mơ về vũ trụ vật lý được biến thành một nền tảng hoàn toàn dẻo dai, món đồ chơi của những con nanobot nhỏ bé, khéo léo hoặc những thiết bị sao chép không tốn sức, vẫn là lĩnh vực, giống như siêu trí tuệ, của khoa học viễn tưởng. Đó là một giấc mơ công nghệ, còn nhiều thập kỷ nữa mới đến, nhưng sẽ dần dần trở nên rõ ràng khi làn sóng sắp tới diễn ra.

—

Tại cốt lõi, làn sóng sắp tới là câu chuyện về sự gia tăng quyền lực. Nếu làn sóng trước giảm chi phí phát sóng thông tin, thì làn sóng này giảm chi phí hành động dựa trên thông tin đó, dẫn đến sự ra đời của các công nghệ từ phân tích đến tổng hợp, từ đọc đến viết, từ chỉnh sửa đến sáng tạo, từ bắt chước cuộc trò chuyện đến dẫn dắt chúng. Trong điều này, nó khác biệt một cách chất lượng so với mọi làn sóng trước đó, bất chấp tất cả những tuyên bố lớn về sức mạnh biến đổi của internet. Loại quyền lực này thậm chí còn khó tập trung và giám sát hơn; do đó, làn sóng này không chỉ là sự sâu sắc và tăng tốc của mô hình lịch sử, mà còn là một sự đứt gãy rõ rệt khỏi nó.

Không phải ai cũng đồng ý rằng những công nghệ này bị khóa chặt hoặc có ảnh hưởng lớn như tôi nghĩ. Sự hoài nghi và sự tránh né bi quan không phải là những phản ứng không hợp lý, vì có rất nhiều sự không chắc chắn. Mỗi công nghệ đều phải chịu một chu kỳ cường điệu tồi tệ, mỗi công nghệ đều không chắc chắn trong phát triển và tiếp nhận, mỗi công nghệ đều bị bao quanh bởi những thách thức về kỹ thuật, đạo đức và xã hội. Không công nghệ nào là hoàn chỉnh. Chắc chắn sẽ có những trở ngại, và nhiều tác hại - và thực sự là lợi ích - vẫn chưa rõ ràng.

Nhưng mỗi thứ cũng đang trở nên cụ thể hơn, phát triển hơn và có khả năng hơn từng ngày. Mỗi thứ đang trở nên dễ tiếp cận hơn và mạnh mẽ hơn. Chúng ta đang đạt đến điểm quyết định của những gì, trong quy mô thời gian địa chất hoặc tiến hóa con người, là một cuộc bùng nổ công nghệ diễn ra trong các làn sóng liên tiếp, một chu kỳ đổi mới tích lũy, gia tốc đang ngày càng nhanh hơn và có tác động hơn, lần đầu tiên diễn ra trong hàng nghìn năm, sau đó là hàng trăm năm, và bây giờ là hàng năm hoặc thậm chí hàng tháng. Xem những công nghệ này trong bối cảnh thông cáo báo chí và bài viết bình luận, với tốc độ như mayfly của mạng xã hội, và chúng có thể trông giống như sự thổi phồng và bọt; nhìn từ góc độ dài hạn, và tiềm năng thực sự của chúng trở nên rõ ràng.

Nhân loại tất nhiên đã trải qua những thay đổi công nghệ vĩ đại trước đây như một phần của quá trình này. Tuy nhiên, để hiểu những thách thức độc đáo của làn sóng sắp tới—chính xác lý do tại sao nó lại khó kiểm soát đến vậy, chính xác lý do tại sao tiềm năng to lớn của nó phải được cân bằng với sự thận trọng—chúng ta phải trước tiên phân tích các đặc điểm chính của nó, một số trong đó không có tiền lệ lịch sử, và tất cả đều đang được cảm nhận ngay bây giờ.