Gaan we versmelten met onze technologie?
Gepubliceerd: 10-12-2018
Laatste update: 28-10-2022
Science-fiction is hofleverancier van toekomstscenario's. Soms zijn die rooskleurig, veel vaker zwartgallig en angstwekkend. Maar hoe kijkt een wetenschapper naar de toekomst? Wat kun je met nanotechnologie en de kwantumcomputer? En hoe moeten we in de toekomst omgaan met alle data die we produceren?
Redacteur: Bouwe van Straten
Hoe kijkt een wetenschapper naar de toekomst?
De toekomst is vaak een land van extremen, vormgegeven door onze grootste wensen en diepste angsten. Worden we niet allemaal gezond honderdtwintig in een wereld waarin werken nauwelijks nog nodig is, dan nemen de machines het wel over, om de mens tot slaaf te maken of simpelweg uit te roeien.
Je kunt ook op een rationelere manier naar de toekomst kijken, bijvoorbeeld door te kijken hoe bestaande trends zich logischerwijs zullen ontwikkelen in de toekomst. Die manier heeft de voorkeur van natuurkundige Robbert Dijkgraaf: "Vroeger ging de toekomst vaak over dingen die nog helemaal niet bestonden. Een vliegende schotel bijvoorbeeld. De technologie om die te maken was er helemaal niet. Daarom kijk ik liever naar de kwantumcomputer of naar kunstmatige intelligentie, want die technologieën bestaan nu al. En mijn vraag is dan: wat gaat ermee gebeuren?"
Of je het nu aan Dijkgraaf vraagt, aan techniekfilosoof Peter-Paul Verbeek, of aan talloze futurologen, allemaal voorspellen ze dat mens en technologie steeds verder met elkaar gaan versmelten. "Alles wat 50 jaar geleden aan technologie in een huiskamer stond – tv, radio, telefoon, platenspeler –, of zelfs alleen nog maar in het hoofd van wetenschappers bestond, zit nu in je broekzak," aldus Dijkgraaf. "Technologie komt ons steeds dichter op de huid. Slikken we onze smartphone straks in? Ja, waarschijnlijk wel."
"We kunnen nu letterlijk atoom voor atoom de materialen rangschikken."
Wat kun je met nanotechnologie?
Nanotechnologie is een van de technologieën waar wetenschappers hoge verwachtingen van hebben. In deze wetenschap knutsel je met de bouwstenen van onze wereld: atomen. Zo kun je nieuwe moleculen maken, met bijzondere en nieuwe eigenschappen. De mogelijkheden lijken eindeloos.
Eén van de grote namen in het huidige nano-onderzoek is scheikundige Ben Feringa, die eind 2016 de Nobelprijs voor de scheikunde in de wacht sleepte. Feringa is de eerste die het lukte een moleculair motortje te bouwen, dat onder invloed van licht één kant op draait. Vervolgens gebruikte hij dit principe om een nano-autootje te bouwen, dat onder invloed van licht over een oppervlakte rijdt.
Ben Feringa bouwde als eerste ter wereld een nano-motortje. Zijn droom: machientjes bouwen om mensen te genezen. De hele aflevering zien? Kijk op NPO.nl.
De mogelijkheden van nanotechnologie zijn legio. Je kunt zilveren nanodeeltjes in crèmes en kleding stoppen – want zilver werkt bacteriedodend. Zulke nanodeeltjes in je sokken zouden dus kunnen helpen tegen zweetlucht. In zonnebrand zitten soms ook nanodeeltjes. Omdat nanodeeltjes zo klein zijn, hebben ze een relatief groter oppervlak dan grotere deeltjes. Daardoor beschermen ze beter tegen UV-licht.
Daarnaast kun je denken aan kleinere en zuiniger chips, betere zonnepanelen, ramen die zichzelf schoonhouden, medicijnen die je in lagere doses kunt innemen en zelfhelende materialen – allemaal dankzij nanotechnologie.
In de iets verdere toekomst lijken science fiction-scenario’s niet langer onmogelijk: minirobotjes die ons lichaam gezond houden door ziektes aan te vallen en foutjes te repareren. Nanomachines die we als een zwerm de ruimte in sturen om het heelal te onderzoeken. Sensoren die in elk product en overal op de wereld van alles meten en registreren. Slimme contactlenzen, waar dingen op geprojecteerd worden als een klein computerscherm ín je oog. En, wie weet, de ‘replicator’ uit Star Trek, waarmee elk gewenst product in een paar seconden wordt opgebouwd. Bijvoorbeeld een stukje appeltaart. En dan niet uit de ingrediënten bloem, suiker en appels, maar rechtstreeks uit de elementen waaruit het bestaat.
Wat zijn de mogelijkheden van de kwantumcomputer?
De beroemde natuurkundige Richard Feynman zei ooit: "Als je denkt dat je kwantummechnica begrijpt, dan begrijp je kwantummechanica niet". Maar hoewel zelfs wetenschappers het niet begrijpen, zijn kwantumeffecten echt en meetbaar. In ons artikel over kwantummechanica vind je een uitleg van deze effecten: superpositie en verstrengeling.
Kwantumcomputers maken gebruik van deze effecten, en de potentie daarvan is enorm. Een gewone computer werkt met bits die twee waarden kunnen aannemen: één óf nul. Wil je een computer twee keer sneller maken, dan moet je het aantal bits verdubbelen. In een kwantumcomputer zitten qubits. Dit zijn kwantummechanische bits die tegelijkertijd nul én één kunnen zijn. Het toevoegen van één enkele qubit maakt een kwantumcomputer twee keer zo snel. De rekenkracht van een kwantumcomputer kan op die manier exponentieel groeien.
Nederlandse wetenschappers hebben een pioniersrol bij de ontwikkeling van de kwantumcomputer.
Een kwantumcomputer kan berekeningen aan die voor een computer onmogelijk zijn. Om de weg uit een doolhof of de snelste route tussen honderd adressen te vinden, moet een computer alle mogelijke routes één voor één verkennen. Een kwantumcomputer kan alle opties tegelijk berekenen en direct met het antwoord komen. Kost het een computer eeuwen om een ingewikkeld wachtwoord te kraken, een kwantumcomputer lost het direct op. Tegelijk kan de kwantumcomputer met behulp van verstrengeling communicatie zo veilig maken dat de wetten van de natuur het kraken onmogelijk maken.
Waarom is een kwantumcomputer zoveel sneller dan een gewone computer?
De kwantumcomputer zou ook wel eens een belangrijke rol kunnen gaan spelen in de medische wereld, denkt Dijkgraaf: "Het grote probleem in de biomedische wereld is: we weten wat de aandoening is, maar niet welk medicijn daarvoor gaat werken. Welk molecuul heeft de eigenschap die de kankercel stopt, of het immuunsysteem boost? Voor gewone computers is dat veel te ingewikkeld om uit te rekenen, onder andere omdat moleculen met elkaar interacteren volgens de wetten van de kwantummechanica. Wij moeten dus ook als de natuur gaan rekenen: met kwantumcomputers."
De huidige prototypes van de kwantumcomputer hebben nog onvoldoende qubits om bruikbaar te zijn. Je telefoon rekent sneller. Toch investeren grote techbedrijven als Amazon, Google en Microsoft flink. Ze willen de rekenkracht van de kwantumcomputer via de cloud verhuren.
Worden we in de toekomst telepathisch?
Stel je een toekomst voor waarin mensen sensaties, gevoelens en gedachten uit kunnen wisselen door hun breinen met elkaar te verbinden. Wilde speculatie? Nee, een voorspelling die logisch voortvloeit uit al bestaande technologieën. "Dat is inderdaad wat er nu aan de hand is", beaamt Peter-Paul Verbeek. "Je ziet letterlijk technologieën ontstaan die het ene lichaam aan het andere koppelen."
Algoritmen zijn al jaren in staat om – puur op basis van je hersenactiviteit – te raden wat er in je hoofd omgaat. Ze zien daaraan bijvoorbeeld naar welk filmpje je zit te kijken, zonder dat ze het filmpje zelf zien. In het fragment hieronder zie je links het fragment waar proefpersonen naar keken, rechts het beeld dat het algoritme uit hun hersenactiviteit destilleerde. Het beeld is nog wazig, maar de gelijkenis is overduidelijk.
Het algoritme zag slechts de hersenactiviteit van de proefpersonen, en maakte er deze beelden van.
Al snel gingen de onderzoekers nog een stapje verder: ze lieten de proefpersonen in slaap vallen, maakten ze iets later weer wakker en vroegen ze waar ze over hadden gedroomd. Hierdoor lukte het na verloop van tijd om de dromen van de proefpersonen in beeld te brengen.
Topingenieur Mary Lou Jepsen realiseerde zich dat je alleen nog maar de resolutie van de beelden hoeft te verhogen om daadwerkelijk gedachten te kunnen lezen. Precies dat probeert ze nu voor elkaar te krijgen met haar startup Openwater. Lukt dat, dan gloort er een toekomst waarin je al je creatieve invallen rechtstreeks kunt downloaden uit je brein – en via het internet kunt delen met anderen. Een telepathische toekomst, waarin je elkaars gedachten, gevoelens en invallen in real time kunt overseinen.
Hoe moeten we in de toekomst met data omgaan?
In een wereld vol met nanosensoren, kwantumcomputers en hersenscanners groeit gegarandeerd de hoeveelheid informatie over ons mensen. Met wie wil je zulke intieme informatie delen? En wie is er eigenlijk de eigenaar van? Des te verontrustender is het dat we tot nu toe weinig lijken te geven om onze data. "Data zijn misschien wel de belangrijkste grondstof’" zegt Dijkgraaf, "en we hebben ze eigenlijk zonder nadenken weggegeven. Er zijn op dit moment twee grote modellen: het Chinese model, waarbij alles van de overheid is, en het Amerikaanse model, waar de grote bedrijven eigenaar zijn van die data. Ik zou willen dat er een Europees model was, dat eerlijker was. Ik maak me daar grote zorgen over, omdat we nog maar aan het begin staan van deze ontwikkelingen."
De hoeveelheid data over ons lichaam verdubbelt nu al elke zeven maanden. "Dus alle biomedische data die er zijn, daarvan is zo ongeveer de helft in het afgelopen half jaar tot ons gekomen. Dat gaat echt enorm hard." Juist deze data zullen in de toekomst een steeds grotere rol gaan spelen, benadrukt Dijkgraaf: "Grote bedrijven als Google en Apple investeren enorm in de gezondheidszorg, omdat die een veel groter percentage van de economie beslaat dan consumentenproducten en sociale media. Dus als je je zorgen maakt over de gevoeligheid van het wachtwoord van je email, realiseer je dan dat de privacy van je biomedische informatie nog veel gevoeliger ligt."
Verbeek deelt die zorg: "Dit is een van de allergrootste vragen van deze tijd. Het internet en de digitale technologie heeft zich ontwikkeld tot vitale infrastructuur voor het leven, we kunnen niet meer zonder. Als je dat privatiseert, dan roep je een soort hyperkapitalisme in het leven, die zich onttrekt aan alle controle."
Dijkgraaf blijft ondanks alles optimistisch. Hij put vertrouwen uit allerlei ontwikkelingen die al decennia en eeuwen een hoopgevende richting vertonen, en die de psycholoog Steven Pinker samenbracht in zijn boeken Verlichting Nu en Ons Betere Ik. Pinker laat daarin overtuigend zien dat armoede, honger en kindersterfte al decennia afnemen, geweld al duizenden jaren een dalende trend laat zien, en tegelijkertijd onze gezondheid verbetert en onze levensverwachting stijgt.
"Het wereldbeeld op basis van data is heel anders dan dat van de media." Bekijk het hele item met Steven Pinker in Nieuwsuur.
"Ik neem dan toch die lange adem en kijk naar al die positieve ontwikkelingen," aldus Dijkgraaf. "De enige kromme die niet goed is, is die van CO2-uitstoot, daar zou je apart over moeten praten. Maar ik zie enorme mogelijkheden voor verbetering. Als je een tijdmachine zou hebben, en ik zou moeten kiezen tussen honderd jaar terug in de tijd reizen, of honderd jaar vooruit, dan zou ik zonder enige aarzeling naar de toekomst reizen. En ik denk dat dat op vrijwel ieder moment in de geschiedenis een goede keuze zou zijn geweest."
Delen van dit artikel zijn ontleend aan andere artikelen op NPO Focus over kwantummechanica en nanotechnologie. Deze vensters zijn geschreven door respectievelijk Hermen Visser en Edda Heinsman.
In het kort
De ontwikkeling van technologie vertoont bepaalde regelmatigheden. Door deze trends door te trekken, kun je scenario’s voor de toekomst ontwikkelen.
Met nanotechnologie kun je atomen en moleculen manipuleren. Een toekomst met minirobotjes die ons lichaam schoon en gezond houden en overal ter wereld van alles meten en registreren, lijkt niet onmogelijk.
Met de kwantumcomputer kun je in principe problemen oplossen die buiten het bereik van een gewone computer liggen. Je kunt er informatie mee beveiligen (en de moeilijkste wachtwoorden kraken) en het juiste medicijn voor ziekten vinden.
Met een kleine hersenscanner zou je al je ideeën, gevoelens en sensaties kunnen downloaden en delen met andere mensen.
Veel van de nieuwe technologieën verzamelen een schat aan informatie over mensen. De informatie komt meestal terecht bij grote bedrijven of overheden. De vraag of we al die informatie over onszelf willen blijven weggeven wordt steeds belangrijker.
