GONDOLATOK A 21. SZÁZAD TUDOMÁNYÁRÓL KROÓ NORBERT MAGYAR TUDOMÁNYOS AKADÉMIA DEBRECEN,2010.04.07
MOTTÓ: A TUDÓS JÁRTÁBAN-KELTÉBEN UGYANAZT LÁTJA, MINT A TÖBBI EMBER, DE EKÖZBEN OLYAN DOLGOK JUTNAK ESZÉBE, MINT ŐELŐTE SENKI MÁSNAK SZENT-GYÖRGYI ALBERT GALILEI
KÜLÖNBÖZŐ KOROKBAN MÁSKÉPP MŰVELTÉK/MŰVELIK A TUDOMÁNYT -TUDOMÁNYFILOZÓFIA (görög iskolák: Pythagoras, Plato) -KISÉRLETEZŐ EGYÉNEK (Fraunhofer,Konkoly-Thege Miklós, Eötvös Loránd,...) HOBBIKUTATÁS -KUTATÓCSOPORTOK (elmélet és főként kisérlet), HIVATÁS -NAGY TUDOMÁNY (nagyberendezések).ciklotron Hubble -INTERDISZCIPLINARITÁS, KUTATÓHÁLÓZATOK (FP1-FP7) (a gazdasági versenyképesség alapja). VISSZA AZ ALAPOKHOZ. KRITIKUS MÉRET.
A VÁLTOZÁS MELLETT MI MARAD ÁLLANDÓ? -PYTHAGORAS: egész számok, zene, (negatív, imaginárius?) -PLATO: ha egzakt számokkal nem megy: valószínűség! -A zérus számjegy : Kina vagy India? -Newtoni fizika Kvantummechanika Einstein Heisenberg, Schrödinger Scully SOK MINDEN VÁLTOZHAT ill. VÁLTOZIK, DE EGY DOLOG MEGMARAD: A KUTATÓ EGYÉN KREATIVITÁSA NÉLKÜL NINCS TUDOMÁNYOS HALADÁS ÉS ÍGY GAZDASÁGI FEJLŐDÉS SEM!
A KUTATÓI MOTIVÁCIÓ: 1. MEGÉRTENI VILÁGUNKAT 2. HASZNOSÍTANI AZ ÚJ ISMERETEKET JOBB ÉLETMINŐSÉG (GAZDASÉG IS) 1. A FIZIKUS KÉT PÉLDÁJA: (ÖSSZEÉRNEK) a. ASZTROFIZIKA b. RÉSZECSKEFIZIKA HOL TARTUNK MOST? ŐSROBBANÁS ÉS AMI UTÁNA TÖRTÉNT ELEMI RÉSZEK. STANDARD MODEL. HÚRELMÉLET SZIMMETRIA ÉS SÉRTÉSE NÉGY ERŐ; GRAVITÁCIÓ? EGYRE NAGYOBB TÁVCSÖVEK. ŰRTÁVCSÖVEK. EGYRE NAGYOBB GYORSÍTÓK ( MIKROSZKÓPOK ): LHC, ILC ÉS AZ INFORMÁCIÓS TECHNOLÓGIÁK MINT E FOLYAMATOK KISZOLGÁLÓI
HOGYAN GAZDAGÍTHATJA A TUDOMÁNY A GAZDASÁGOT? -AZ ALAPKUTATÁSOK BEÉRNEK (HOLOGRÁFIA) -ÁLTALÁNOS CÉLOK (BIO- ÉS NANOTECHNOLÓGIA) -KONKRÉT CÉLOK (NAGYSEB. INFORMATIKAI HÁLÓZATOK) -AZ ALAPKUTATÁS MELLÉKTERMÉKE (ŰRKUTATÁS) -VÁLLALATOKNAK MEGRENDELÉSEK (IGÉNYESSÉG) -PROBLÉMAMEGOLDÓ SZAKEMBEREK, INFRASTRUKTÚRA -A SZELLEMI TŐKE VONZZA AZ ANYAGIT (nem fordítva) EREDMÉNY: VIHAROS TECHNIKAI-TECHNOLÓGIAI FEJLŐDÉS,AZ (ALAP)TUDOMÁNYOK KULCSSZEREPE
25 ÉV TECHNOLÓGIAI ÁTTÖRÉSEI (1) 1. DRÓTNÉLKÜLI VILÁG 2. VÉDELMI TECHNOLÓGIÁK 3. ALTERNATÍV MEGHAJTÁSÚ GÉPKOCSI 4. BIOTECHNOLÓGIA 5. SZÁMÍTÓGÉP 6. LÉZEREK 7. GENOMIKA 8. GLOBÁLIS PÉNZMOZGÁS 9. PROCESSZOR 10. DIGITÁLIS ADATTÁROLÁS
25 ÉV TECHNOLÓGIAI ÁTTÖRÉSEI (2) 11. ŰRTECHNOLÓGIÁK 12. SZÁLOPTIKA 13. SZATELLIT TV ÉS RÁDIÓ 14. DNA TESZT 15. VIDEO JÁTÉKOK 16. BIOMETRIA 17. ENERGIA- ÉS VÍZKÍMÉLŐ TECHNOLÓGIÁK 18. PÁSZTÁZÓ ALAGÚT MIKROSZKÓP 19. ELEMEK (AKKUMULÁTOROK) 20. E-CSOMAG (TANULÁS, IGAZGATÁS, TANULÁS, STB.)
25 ÉV TECHNOLÓGIAI ÁTTÖRÉSEI (3) 21. TÁVKONTROLL 22. ÁLLATI KLÓNOZÁS 23. ÚJ GYÁRTÁSI TECHNOLÓGIÁK 24. NAGYMÉRETŰ KÉPERNYŐ 25. IDŐJÁRÁSJELZŐ TECHNOLÓGIÁK ÉS NÉHÁNY GONDOLAT A NAGYSZÁMÚ TOVÁBBI MEGOLDANDÓ PROBLÉMÁRÓL!
A 21. SZÁZAD ÚJ TECHNOLÓGIAI KIHÍVÁSAI ÉS LEHETŐSÉGEI A HAGYOMÁNYOS TECHNOLÓGIÁK KIMERÜLŐBEN VANNAK. ÚJ ÖTLETEK. KUTATÁS. A VÁLLALATI INNOVÁCIÓ JELENTŐS HÁNYADA A KUTATÁSBÓL ERED A KUTATÁSI EREDMÉNYEK REALIZÁLÁSÁNAK SEBESSÉGE NŐ A TUDOMÁNY GAZDAGÍTJA A GAZDASÁGOT TUDÁSALAPÚ (INFO) TÁRSADALOM / GAZDASÁG
NÉHÁNY ISMERT TUDOMÁNYOS KIHÍVÁS : MIÉRT VANNAK ATOMOK, KÉMIA, STABIL STRUKTÚRÁK? ANYAG ANTIANYAG ARÁNY GRAVITÁCIÓ (nem illik a standard modelbe, ütközik a kvantum elmélettel, ne találtuk meg a felelős részecskét) MIÉRT MÁS AZ IDŐDIMENZIÓ MINT A TÉRDIMENZIÓK? A KVARKOK AZ UTOLSÓ LÉPÉS? A FINOMSZERKEZETI ÁLLANDÓ ÁLLANDÓSÁGA? EGYSÉGES ELMÉLET A KOLLEKTIV ELEKTRON MOZGÁSOKRA (magashőmérsékletű szupravezetés, óriás mágneses ellenállás) VAN-E A LÉZERTELJESÍTMÉNYNEK FELSŐ HATÁRA? LEHETSÉGES A TÖKÉLETES OPTIKAI LENCSE?!!!! LEHETSÉGES A FÚZIÓS REKTOR? NEMLOKALITÁS ÉS ÖSSZECSATOLÁS A KVANTUMELMÉLETBEN A KLASSZIKUS SZÁMÍTÓGÉP HATÁRAI
A SZÁMÍTÁSTECHNIKA KIHÍVÁSAI 1. PROCESSZORTELJESÍTMÉNY (hőterhelés; multiprocesszoros csip,új arhitektúrák [massziv parallel processzálás], kisebb működési feszültség, új anyagok, vízhűtés, stb.) 2. CSIP MINIATÜRIZÁLÁS (70nm fi 64 bit-es RAM 1m²-en) 3. MESTERSÉGES INTELLIGENCIA (beszéd processzálás, gép alapú tanulás, robotika)
2.MIKRO- ÉS NANOVILÁG A HÁROM LEGIGÉRETESEBB,FORRADALMI VÁLTOZÁSOKAT IGÉRŐ TERÜLET A NANO-, BIO- ÉS INFORMÁCIÓS TECHNOLÓGIÁK (valamint ezek kombinációi, de egymással is szorosan összefüggnek) NANO INFO BIO
Akvantumhatár felé (A NANOVILÁGRÓL) Kvantum technológia
Milyen Kvantum Technológia?? Sokrétű divergens megközelités Üregrez. KvED IBK'97 MMR Ion csapda 70 µm Szupravezetők Felületi plazmonok Kvantum pöttyök
ALAPVETŐ CÉLOK A NANOKUTATÁSBAN EGYES ATOMOK MANIPULÁCIÓJA ASSZEMBLEREK FEJLESZTÉSE programozott nanoszkópikus gépek atomok vagy molekulák manipulálására REPLIKÁTOROK FEJLESZTÉSE asszemblerek létesítésére programozott nanoszkópikus gépek ÚJFAJTA DIAGNOSZTIKAI ESZKÖZÖK!
ELVI HATÁROK (1) *EGY ATOM EGY BIT EGY TÖMEGTÁROLÓBAN *EGY SZENNYEZŐ ATOM EGY TRANZISZTORBAN (esetleg néhány, fizikai alapelvek miatt) *A LEGFINOMABB MEGMUNKÁLÁSI TECHNOLÓGIÁK FELBONTÓKÉPESSÉGE MEGKÖZELÍTHETI AZ ATOMOK ÁTMÉRŐJÉT (lásd az AFM és STM technológiákat)
ELVI HATÁROK (2) INFORMÁCIÓ: FIZIKAI MENNYISÉG Ezért energia tartalma van R. Feynman: 1 bit információ irreverzibilis átviteléhez szükséges energia egy számítási hálózatban (T hőmérsékleten n frekvenciával d távolságon, termodinamikai megfontolások alapján E=kTdn/c (1sec alatt, 1W teljesítménnyel, szobahőmérsékleten, 10*18 bit információ vihető át 50nm távolságra)
Jelentős paradigma váltás A 20. században azt tudtuk megérteni, megtervezni és gyártani,amit meg tudtunk mérni. A fizika műszerei és számítástechnikai rendszerei sgítségével messzebbre láthattunk, többet érthettünk meg a természeti folyamatokból, jobban kommunikálhattunk és ellenőrizhettük a mesterséges folyamatokat A 21. században azt tudjuk megérteni, megtervezni és létrehozni, amit ki tudunk számítani A számítástechnikai modellek segítségével még messzebbre láthatunk, időben oda-vissza utazhatunk, olyan hipotéziseket is ellenőrizhetünk amelyeket másképp nem lehet, mesterséges folyamatokat indíthatunk el
Várható fő kutatási/oktatási alkalmazások a közeljövőben A HD technológia beépülése a képzésbe Grid számítások forradalma Kutatóberendezések, melyek óriási tömegű adatot produkálnak Szenzorok hálózatai és elosztott kisérletek Növekvő mértékű hálózatos kutatás Egészségvédelem és távorvoslás Elosztott előrejelző alkalmazások (földrengés/szökőár; madárinfluenza, ) Az elektronikus publikálás forradalma
A HÁLÓZATOK NÖVEKVŐ SZEREPE (néhány példa) KRITIKUS MÉRET (ANYAGI ÉS SZELLEMI) Együttműködés, virtuális intézetek OKTATÁS (távoktatás, élethossziglani okt.) FEJLESZTÉS (Ford Mondeo, ) GYÁRTÁS (Airbus, Boeing, ) INFRASTRUKTÚRA (közepes berendezések hálózata, távdoktor, ), INTERNET ADATBÁZISOK (digitális könyvtár, arhíválás, ) open access,
3 DRÁMAI (adatokhoz kötődő) FEJLEMÉNY A TUDOMÁNYBAN -A KUTATÁSBÓL SZÁRMAZÓ ADATOK MENNYISÉGÉNEK ÉS VÁLTOZATOSSÁGÁNAK SZÉDÍTŐ ÜTEMŰ NÖVEKEDÉSE; -GRID, WEB, MODELLEZÉS; -AZ ADATOK CIMKÉZÉSE ÉS MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSA MIÉRT NEM GOOGLE? (inhomogén, megbízhatatlan, nem hatékony, a hosszú távú adatbiztonság hiánya, )
OPEN ACCESS A DIGITÁLIS FOLYÓIRATOK MINDENKI SZÁMÁRA SZABADON ELÉRHETŐK HA AZ ELŐFIZETÉST A PUBLIKÁLÁSÉRT VALÓ FIZETÉS VÁLTJA FEL (AZ EGYIK LEHETSÉGES MEGOLDÁS). A PUBLIKÁCIÓS TEVÉKENYSÉG A KÖZSZOLGÁLATI TV MODELJE ALAPJÁN MŰKÖDIK (AZOK FIZETNEK, AKIK PUBLIKÁLNI AKARNAK) AZ ÁRKÉRDÉS TOVÁBBRA IS PROBLÉMA, HACSAK NEM VEZETÜNK BE ÚJ ÜZLETI MODELEKET (MINT PL. A RÉSZECSKEFIZIKA TERÜLETÉN AZ OPEN ACCES -T SPONZORÁLÓ SCOPE- KONZORCIUM) 23
OPEN ACCESS ÉS VISZONYA A DIGITÁLIS FORRADALOMHOZ AKUTATÓI KÖZÖSSÉG ÉS A KIADÓK FIGYELMÉNEK KÖZPONTJÁBAN VAN; AKADÉMIAI VEZETŐK ÉS KÖNYVTÁROSOK NÖVEKVŐ AGGODALMA. A FŐ ÉRV: A DIGITÁLIS TECHNOLÓGIÁK VILÁGÁBAN AZ OPEN ACCESS ÁLTALÁNOS GYAKORLAT. A DIGITÁLIS FORRADALOM LEHETŐVÉ TESZI, A WWW-TAPASZTALAT PEDIG BÁTORÍTJA. TÁRSADALMI ÉRDEK: A KÖZPÉNZEN FOLYÓ KUTATÁSOK EREDMÉNYEI A KÖZ SZÁMÁRA ELÉRHETŐVÉ KELL TENNI. 24
E-PUBLIKÁLÁS: SOKKAL TÖBB MINT OPEN ACCESS ADIGITÁLIS TECHNOLÓGIA TÖBBET NYÚJT MINT A HAGYOMÁNYOS PUBLIKÁLÁS ÉS KOMMUNIKÁCIÓ DIGITÁLIS KLÓNJÁT AZ ADATMEGOSZTÁS, VIRTUÁLIS LABORATÓRIUMOK, KÖZÖS LABORATÓRIUMOK, AZ AKADÉMIAI VILÁG WIKIPÉDIÁI, A MULTI-MÉDIA E-TANULÁS EZEKBEN SOKKAL TÖBB INNOVÁCIÓS LEHETŐSÉG VAN MINT AMENNYI EDDIG REALIZÁLÓDOTT SZÜKSÉG VAN OLYAN PROJEKTEKRE, KISÉRLETEKRE AMELYEK BEBIZONYÍTJÁK, HOGY EZ MEGTEHETŐ ÉS HOGYAN 25
Mik a teendők? Növekvő befektetés az oktatásba: a jólképzett munkaerő nevelése céljából. Növekvő befektetés a tudományos kutatásba és technológiai fejlesztésbe a tudásgenerálás érdekében. Növelni a versenyképességet a globális piacon. Megőrizni és megvédeni a hagyományos hazai tudást. Fejleszteni az információs infrastruktúrát. Olyan stratégiák kidolgozása, amelyek a tudás hatékonyabb hasznosulását célozzák meg. Minőség (-biztosítás, kiválóság mint egyedüli kiválasztási szabály, elit=tehetség) Felelősségvállalás szilárd etikai alapon
KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET