🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Vật Lý Của Tương Lai - Michio Kaku Ebooks Nhóm Zalo VẬT LÝ CỦA TƯƠNG LAI (PHYSICS OF THE FUTURE) KHOA HỌC SẼ ĐỊNH HÌNH SỐ PHẬN VÀ CUỘC SỐNG CỦA CON NGƯỜI NHƯ THẾ NÀO CHO ĐẾN NĂM 2100 Tác giả: Michio Kaku Hà Thị Mai Hoa dịch Phát hành: AlphaBooks NHÀ XUẤT BẢN THẾ GIỚI 2020 —★— ebook©vctvegroup Lời khen tặng dành cho Michio Kaku và VẬT LÝ CỦA TƯƠNG LAI “Thách thức trí não… Cuốn sách này vừa lôi cuốn lại vừa khiến người ta sợ hãi.” —San Francisco Chronicle “Kaku có khả năng siêu phàm trong việc biến các lý thuyết khoa học phức tạp thành những câu chuyện gần gũi về cuộc sống trong tương lai của nhân loại chúng ta… Lôi cuốn, hấp dẫn và phần nào ma mị.” —USA Today “Kaku là người phổ biến khoa học không ngừng nghỉ… Ông đã khơi nguồn cho vật lý của tương lai.” —Los Angeles Times “Kaku có tài biến những ý tưởng rối rắm thành trò thư giãn.” —The Charlotte Observer “Đầy uyên bác và vô cùng hấp dẫn.” —Chicago Tribune Đế chế của tương lai sẽ là đế chế của tâm trí —WINSTON CHURCHILL LỜI GIỚI THIỆU Dự đoán trong vòng 100 năm tới Khi còn là một đứa trẻ, có hai trải nghiệm đã góp phần định hình con người tôi và khởi nguồn hai đam mê làm nên toàn bộ cuộc đời tôi. Đầu tiên, khi lên tám, tôi nhớ tất cả các giáo viên đều bàn tán về tin một nhà khoa học vĩ đại vừa mới qua đời. Đêm đó, các tờ báo in một bức ảnh văn phòng của ông, cùng một bản thảo dở dang trên bàn làm việc. Chú thích bức ảnh ghi rằng nhà khoa học vĩ đại nhất của thời đại đã không thể hoàn thành kiệt tác vĩ đại nhất đời mình. Tôi tự hỏi điều gì có thể khó đến mức một nhà khoa học vĩ đại như vậy cũng không thể hoàn thành? Điều gì có thể phức tạp và quan trọng như vậy? Với tôi, điều này trở nên hấp dẫn hơn bất kỳ bí ẩn giết người nào, hơn bất kỳ câu chuyện phiêu lưu nào. Tôi cần phải biết có những gì trong bản thảo dang dở đó. Rồi tôi biết được tên nhà khoa học ấy là Albert Einstein và bản thảo dang dở đó chính là thành tựu đỉnh cao của ông, một nỗ lực nhằm tạo ra “thuyết vạn vật”, một phương trình dài chưa đến 2,5 cm nhưng có thể giải mã những bí mật của vũ trụ và cho phép “đọc tâm trí của Chúa”. Nhưng một trải nghiệm quan trọng hơn từ thời thơ ấu là khi tôi xem các chương trình truyền hình buổi sáng thứ bảy, đặc biệt là loạt phim Flash Gordon với sự tham gia của Buster Crabbe. Tuần nào tôi cũng dán mắt vào màn hình ti vi. Tôi đã được vận chuyển diệu kỳ đến thế giới bí ẩn của những người ngoài hành tinh, phi thuyền, các trận đánh sử dụng súng tia, thành phố dưới nước và quái vật. Tôi thực sự bị cuốn hút. Đó cũng là lần đầu tiên tôi tiếp xúc với thế giới của tương lai. Kể từ đó, tôi luôn cảm thấy có một sự tò mò trẻ thơ mỗi khi suy ngẫm về tương lai. Sau khi xem trọn bộ, tôi nhận ra rằng dù Flash có mọi tiếng tăm nhưng chính Tiến sĩ Zarkov mới thực sự làm nên thành công cho loạt phim. Ông đã phát minh ra tàu tên lửa, lá chắn tàng hình, nguồn năng lượng cho thành phố trên bầu trời… Nếu không có nhà khoa học thì cũng không có tương lai. Người có vẻ ngoài hấp dẫn dễ được đám đông ngưỡng mộ, nhưng mọi phát minh kỳ diệu của tương lai đều là sản phẩm của những nhà khoa học ẩn danh, không được ca ngợi. Sau đó, khi vào trung học, tôi quyết định đi theo dấu chân của những nhà khoa học vĩ đại này và thử nghiệm một số điều được học. Tôi muốn trở thành một phần của cuộc cách mạng vĩ đại mà tôi biết sẽ thay đổi thế giới. Tôi quyết định xây dựng máy gia tốc hạt. Tôi xin phép mẹ xây dựng một máy gia tốc hạt công suất 2,3 triệu electron volt ngay trong gara. Mẹ tôi hơi giật mình nhưng cũng đồng ý. Sau đó, tôi đến Westinghouse và Varian Associates, mua 180 kg thép biến áp, 35 km dây đồng và lắp ráp một máy gia tốc betatron trong gara gia đình. Trước đó, tôi từng xây dựng một buồng mây với từ trường mạnh và chụp các đường phản vật chất. Nhưng chụp ảnh phản vật chất thôi chưa đủ. Mục tiêu của tôi bấy giờ là tạo ra một chùm phản vật chất. Cuộn dây từ trường của máy gia tốc hạt tạo ra một từ trường khổng lồ 10.000 gauss (khoảng 20.000 lần từ trường Trái đất, mà về nguyên tắc là đủ để hút một cái búa ra khỏi bàn tay bạn). Chiếc máy này cần sáu kilowatt điện, tiêu thụ hết sạch toàn bộ điện trong nhà tôi. Khi bật máy, tôi thường làm nổ hết cầu chì trong nhà. (Mẹ tôi chắc đã phải tự hỏi tại sao bà không thể có một đứa con trai thích chơi bóng đá thay vì nghịch máy gia tốc.) Như vậy, có hai đam mê đã theo tôi trong suốt cuộc đời: khát khao hiểu mọi định luật vật lý của vũ trụ chỉ với một lý thuyết nhất quán và nhìn thấy tương lai. Cuối cùng, tôi nhận ra rằng hai đam mê này bổ trợ cho nhau. Chìa khóa để hiểu tương lai là nắm bắt các định luật cơ bản của tự nhiên rồi áp dụng vào những phát minh, máy móc và phương pháp điều trị nhằm định nghĩa lại nền văn minh tương lai nhân loại. Tôi nhận ra đã có rất nhiều nỗ lực dự đoán tương lai, nhiều dự đoán hữu ích và sâu sắc. Tuy nhiên, chúng chủ yếu được viết bởi các sử gia, nhà xã hội học, nhà văn khoa học viễn tưởng và “các nhà tương lai học”, đó là những người ngoài cuộc. Họ dự đoán thế giới khoa học nhưng lại không có kiến thức trực tiếp về khoa học. Các nhà khoa học, những người trong cuộc thực sự tạo ra tương lai trong phòng thí nghiệm, lại quá bận rộn với những đột phá và không có thời gian viết sách về tương lai cho công chúng. Đó là lý do tại sao cuốn sách này khác biệt. Tôi hy vọng nó sẽ đưa ra quan điểm của người trong cuộc về những khám phá kỳ diệu đang chờ đợi chúng ta và cung cấp cái nhìn chân thực, xác tín về thế giới năm 2100. Hẳn nhiên, không thể dự đoán chính xác hoàn toàn. Cùng lắm, chúng ta chỉ có thể hiểu được tâm trí của các nhà khoa học đang thực hiện các nghiên cứu tiên tiến, những người đang làm công việc phát minh ra tương lai. Họ đang tạo ra các thiết bị, phát minh và các liệu pháp sẽ cách mạng hóa nền văn minh. Và cuốn sách này là câu chuyện của họ. Tôi đã có cơ hội ngồi ở hàng ghế đầu trong cuộc cách mạng vĩ đại này, đã phỏng vấn hơn 300 nhà khoa học, nhà tư tưởng hàng đầu thế giới cho các kênh truyền hình và đài phát thanh quốc gia. Tôi cũng đã đưa tổ quay phim vào phòng thí nghiệm để ghi hình nguyên mẫu các thiết bị quan trọng có thể thay đổi tương lai. Thật vinh dự khi được tổ chức nhiều chương trình đặc biệt về khoa học cho BBC-TV, Discovery và Science, thu thập phát minh và khám phá nổi bật của những người có tầm kiến tạo tương lai. Được tự do theo đuổi công trình nghiên cứu về lý thuyết dây và thầm lặng dõi theo các nghiên cứu tiên tiến sẽ cách mạng hóa thế kỷ này, tôi thấy mình đang làm một trong những công việc hấp dẫn nhất giới khoa học. Giấc mơ thời thơ ấu của tôi đã trở thành sự thật. Tuy vậy, cuốn sách này khác với những cuốn trước đấy của tôi. Trong Beyond Einstein, Hyperspace (Vượt qua lý thuyết Einstein, không gian đa chiều) và Parallel World (Thế giới song song), tôi đã thảo luận về những luồng gió mới mang tính cách mạng trong lĩnh vực vật lý lý thuyết, góp phần mở ra những cách thức mới để hiểu vũ trụ. Trong cuốn Physics of the Impossible (Vật lý của những điều tưởng chừng bất khả), tôi đã thảo luận cách những khám phá mới nhất trong vật lý rốt cuộc có thể biến những đề án khoa học viễn tưởng ảo tưởng nhất thành hiện thực. Cuốn sách này khá giống với cuốn Visions (Tầm nhìn) của tôi, trong đó có thảo luận vấn đề khoa học sẽ phát triển như thế nào trong những thập kỷ tới. Tôi rất vui mừng vì nhiều dự đoán trong cuốn sách đó đang được hiện thực hóa đúng tiến độ. Độ chính xác của các dự đoán trong sách phụ thuộc chủ yếu vào sự thông thái và tầm nhìn xa của nhiều nhà khoa học mà tôi có cơ hội phỏng vấn. Nhưng cuốn sách này có một cái nhìn mở rộng hơn về tương lai, thảo luận về các công nghệ hoàn thiện quyết định số phận của nhân loại trong 100 năm tới. Cách chúng ta nhìn nhận những thách thức và cơ hội trong 100 năm tới sẽ quyết định quỹ đạo phát triển cơ bản của loài người. DỰ ĐOÁN VỀ THẾ KỶ TỚI Dự đoán về vài năm tới đã khó khăn, huống hổ là cả một thế kỷ. Tuy nhiên, điều này thôi thúc chúng ta mơ ước về những công nghệ một ngày nào đó sẽ thay đổi số phận nhân loại. Năm 1863, tiểu thuyết gia vĩ đại Jules Verne đã thực hiện một dự án có lẽ là tham vọng nhất của ông. Ông viết một cuốn tiểu thuyết tiên tri, Paris in the Twentieth Century (Paris trong thế kỷ 20), và dùng tài năng phi thường của mình để dự báo về thế kỷ sắp tới. Thật không may, bản thảo đã bị thất lạc, cho đến khi người cháu trai vô tình phát hiện ra nó nằm trong két sắt, được khóa cẩn thận trong gần 130 năm. Nhận ra kho báu ấy, cháu trai của ông đã sắp xếp để cuốn sách được xuất bản vào năm 1994 và nó đã đứng vào hàng sách bán chạy nhất. Trở lại năm 1863, các ông hoàng vẫn cai trị đế chế cũ, nông dân nghèo phải nai lưng làm lụng trên đồng. Nước Mỹ đã trải qua một cuộc nội chiến tàn khốc gần như xé tan đất nước và động cơ hơi nước mới chỉ bắt đầu công cuộc cách mạng hóa thế giới. Nhưng Verne đã dự đoán Paris vào năm 1960 sẽ có những tòa nhà chọc trời bằng kính, điều hòa, ti vi, thang máy, tàu cao tốc, ô tô chạy xăng, máy fax, thậm chí một thứ gì đó tương tự như Internet. Verne mô tả cuộc sống Paris hiện đại chính xác đến kỳ lạ. Đó chẳng phải ăn may, bởi chỉ vài năm sau ông đã đưa ra một dự đoán ngoạn mục khác. Năm 1865, ông viết cuốn From the Earth to the Moon (Từ Trái đất đến Mặt trăng), và dự đoán chi tiết nhiệm vụ đưa phi hành gia lên Mặt trăng hơn 100 năm sau vào năm 1969. Ông đã dự đoán kích thước tàu không gian với sai số chỉ vài phần trăm, vị trí của khu vực phóng ở Florida không xa Mũi Canaveral, số lượng phi hành gia, khoảng thời gian chuyến đi, trạng thái không trọng lượng mà các phi hành gia sẽ trải qua và việc tàu không gian hạ cánh trở lại Trái đất trên đại dương. (Ông chỉ đoán sai việc sử dụng thuốc súng, thay vì nhiên liệu tên lửa, để đưa phi hành gia lên Mặt trăng. Nhưng cũng phải đến 70 năm sau, tên lửa sử dụng nhiên liệu lỏng mới được phát minh.) Làm cách nào Jules Verne dự đoán được tương lai 100 năm sau với độ chính xác ngoạn mục như vậy? Các nhà viết tiểu sử về ông cho rằng, mặc dù Verne không phải là nhà khoa học nhưng ông liên tục tìm kiếm và đặt câu hỏi cho các nhà khoa học về tầm nhìn tương lai của họ. Ông tích lũy một kho tàng rộng lớn những khám phá khoa học vĩ đại ở thời đại đó. Verne nhận ra rằng chính khoa học chứ không phải điều gì khác là động cơ làm rung chuyển nền tảng văn minh, tiến đến một thế kỷ mới với những phép lạ và điều kỳ diệu bất ngờ. Chìa khóa cho tầm nhìn và những hiểu biết sâu sắc của Verne là nắm bắt sức mạnh của khoa học để cách mạng hóa xã hội. Một nhà tiên tri công nghệ vĩ đại khác là Leonardo da Vinci, họa sĩ, nhà tư tưởng và là người có tầm nhìn xa trông rộng. Vào cuối những năm 1400, ông đã vẽ chính xác sơ đồ các cỗ máy tuyệt đẹp mà một ngày sẽ giăng kín bầu trời: các bản phác thảo dù, máy bay trực thăng, tàu lượn, thậm chí cả máy bay. Đáng chú ý, nhiều phát minh của ông đã thành hiện thực. (Tuy nhiên, máy bay trong phác thảo của ông cần thêm một thành phần nữa: ít nhất là động cơ một mã lực, thứ chưa xuất hiện trong vòng 400 năm sau.) Điều đáng ngạc nhiên là Leonardo đã phác thảo bản thiết kế máy tính cơ học, đi trước thời đại 150 năm. Năm 1967, một bản thảo thất lạc đã được phân tích lại, tiết lộ ý tưởng của ông về máy tính cơ học với 13 bánh xe số. Khi quay một vòng, các bánh răng bên trong quay theo trình tự thực hiện các phép tính số học. (Chiếc máy này được chế tạo vào năm 1968 và hoạt động tốt.) Ngoài ra, vào những năm 1950, một bản phác thảo khác đã được phát hiện trong đó có bản phác thảo một người máy chiến binh, mặc áo giáp Đức-Ý, có thể ngồi dậy và di chuyển cánh tay, cổ và hàm. Nó cũng được xây dựng sau đó và hoạt động tốt. Giống như Jules Verne, Leonardo hiểu sâu sắc về tương lai nhờ tham vấn một số người có tầm nhìn cấp tiến ở thời đại của ông. Ông chính là một trong số ít người đi đầu đổi mới. Ngoài ra, Leonardo luôn thử nghiệm, xây dựng và phác thảo các mô hình, phẩm chất quan trọng của bất kỳ ai muốn biến ý tưởng thành hiện thực. Với những hiểu biết sâu sắc mang tính tiên tri của Verne và Leonardo da Vinci, chúng ta đặt ra câu hỏi: Liệu có thể dự đoán thế giới năm 2100? Cũng như Verne và Leonardo, cuốn sách này sẽ thảo luận chi tiết công việc của các nhà khoa học hàng đầu, những người đang xây dựng nguyên mẫu các công nghệ thay đổi tương lai. Đây không phải là một tác phẩm hư cấu, một sản phẩm của trí tưởng tượng điên rồ trong đầu các nhà biên kịch Hollywood, nó được viết dựa trên nền tảng khoa học vững chắc đang diễn ra tại các phòng thí nghiệm lớn trên thế giới hiện nay. Mẫu vật đầu tiên của tất cả các công nghệ thay đổi tương lai đều đã tồn tại. William Gibson, tác giả cuốn Neuromancer người đã đưa ra khái niệm cyberspace (không gian mạng), từng nói: “Tương lai đã ở đây rồi. Nó chỉ phân bố không đều.” Dự đoán thế giới năm 2100 là một nhiệm vụ gian nan, vì chúng ta đang ở trong thời đại biến động khoa học sâu sắc, với tốc độ các khám phá không ngừng tăng tiến. Tri thức khoa học tích lũy trong vài thập kỷ qua nhiều hơn trong cả lịch sử nhân loại. Và đến năm 2100, lượng tri thức này sẽ tăng gấp bội. Nhưng có lẽ cách tốt nhất để hiểu thấu tầm vóc của việc dự đoán tương lai 100 năm tới là nhìn lại thế giới năm 1900 và cuộc sống mà ông bà ta từng sống. Nhà báo Mark Sullivan yêu cầu chúng tôi tưởng tượng một người đang đọc báo vào năm 1900: Trong tờ báo ngày 1 tháng 1 năm 1900, người Mỹ không tìm thấy từ “radio”, vật chỉ xuất hiện 20 năm sau; không có từ “bộ phim”, vì đó cũng là sản phẩm của tương lai; không có từ “tài xế”, vì ô tô chỉ mới bắt đầu nổi lên và được gọi là “xe không cần ngựa kéo…” Không có từ “phi công”…. Nông dân thì chưa biết gì về máy kéo, cũng chưa có Ngân hàng Dự trữ Liên bang Hoa Kỳ. Các thương gia chưa nghe nói về chuỗi cửa hàng bán lẻ hay “tự phục vụ”; thủy thủ không biết đến động cơ đốt dầu… Ta vẫn nhìn thấy đàn bò trên những đường quê… Ngựa hoặc la thồ vẫn rất phổ biến…. Hình ảnh bác thợ rèn ngồi bên dưới bóng cây hạt dẻ hãy còn rất thân quen. Để hiểu được khó khăn của việc dự đoán tương lai 100 năm tới, chúng ta phải nhận thức được khó khăn của những người sống vào năm 1900 khi dự đoán thế giới năm 2000. Năm 1893, trong Hội chợ Triển lãm Thế giới Columbia tại Chicago, 70 người nổi tiếng đã được hỏi về dự đoán cuộc sống trong 100 năm tới. Tuy nhiên họ luôn đánh giá thấp tốc độ tiến bộ của khoa học. Ví dụ, nhiều người dự đoán chính xác một ngày nào đó chúng ta sẽ có chuyến bay thương mại xuyên Đại Tây Dương, nhưng họ nghĩ rằng đó là các khinh khí cầu. Thượng nghị sĩ John J. Ingalls nói: “Dân thành thị sẽ quen gọi khinh khí cầu như gọi xe ngựa thồ hay đôi bốt dưới chân.” Họ cũng liên tục bỏ lỡ sự xuất hiện của ô tô. Bộ trưởng Bộ Bưu điện Hoa Kỳ John Wanamaker cho rằng ở Mỹ, xe ngựa và ngựa sẽ giao thư, thậm chí 100 năm sau trong tương lai vẫn thế. Việc đánh giá thấp khoa học và đổi mới này thậm chí còn lan rộng đến văn phòng sáng chế. Năm 1899, Charles H. Duell, ủy viên Văn phòng Bằng sáng chế Mỹ cho biết: “Mọi thứ có thể phát minh đều đã được phát minh hết rồi.” Đôi khi ngay cả các chuyên gia cũng đánh giá thấp những gì đang xảy ra trước mắt. Năm 1927, Harry M. Warner, người đồng sáng lập Warner Brothers, nhận xét rằng ở thời đại phim câm, “ai muốn nghe diễn viên nói chuyện làm gì?” Và Thomas Watson, chủ tịch IBM, phát biểu vào năm 1943: “Tôi nghĩ thị trường thế giới chỉ cần khoảng năm chiếc máy tính.” Việc đánh giá thấp sức mạnh của khám phá khoa học thậm chí còn lan đến tờ New York Times đáng kính. (Năm 1903, tờ Times tuyên bố máy bay là sự lãng phí thời gian, chỉ một tuần trước khi anh em nhà Wright bay thành công tại Kitty Hawk, Bắc Carolina. Năm 1920, tờ Times chỉ trích nhà khoa học tên lửa Robert Goddard, cho rằng công việc của ông là vô bổ vì tên lửa không thể di chuyển trong chân không. Bốn mươi chín năm sau, khi các phi hành gia Apollo 11 đáp xuống Mặt trăng, tờ Times mới rút lại: “Bây giờ một tên lửa chắc chắn có thể hoạt động trong chân không. Thời báo Times cải chính.”) Bài học ở đây là rất nguy hiểm khi đặt cược vào tương lai. Dự đoán tương lai, với vài ngoại lệ, luôn luôn đánh giá thấp tốc độ tiến bộ của công nghệ. Lịch sử mà chúng ta thường nghe do những người lạc quan chứ không phải người bi quan ghi dấu. Như Tổng thống Dwight Eisenhower đã từng phát biểu: “Những người bi quan không bao giờ thắng trận.” Chúng ta có thể thấy các nhà văn khoa học viễn tưởng đánh giá thấp tốc độ khám phá khoa học như thế nào. Khi xem lại loạt phim Star Trek (Du hành giữa các vì sao) những năm I960, ta có thể nhận ra phần lớn “công nghệ thế kỷ 23” đều đã xuất hiện ngày nay. Khán giả lúc bấy giờ sững sờ khi thấy điện thoại di động, máy tính xách tay, máy móc có thể nói chuyện và máy chữ có thể chép chính tả. Tất cả các công nghệ này ngày nay đều đã xuất hiện. Chẳng bao lâu nữa, chúng ta cũng sẽ có các máy dịch phổ quát, có thể dịch nhanh chóng và cũng sẽ có “thiết bị khám sức khỏe cầm tay tricorders” cho phép chẩn đoán bệnh từ xa. (Phần lớn khoa học thế kỷ 23 đều đã xuất hiện trừ động cơ và phương tiện vận chuyển nhanh hơn ánh sáng.) Từ những sai lầm trước đây trong việc đánh giá thấp tương lai, làm thế nào để cung cấp một nền tảng khoa học vững chắc hơn cho dự đoán của chúng ta? Ể HIỂU CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA TỰ NHIÊN Ngày nay, chúng ta không còn sống trong thời đại đen tối của khoa học, khi sấm sét và bệnh dịch được cho là sản phẩm của thần linh. Chúng ta có một lợi thế lớn mà Verne và Leonardo da Vinci không có: nắm vững các định luật tự nhiên. Dự đoán sẽ luôn luôn có thiếu sót, nhưng có một cách khiến chúng trở nên đáng tin cậy nhất là nắm bắt bốn lực cơ bản trong tự nhiên điều khiển toàn bộ vũ trụ. Các lực này đã thay đổi lịch sử loài người khi ta hiểu và mô tả được chúng. Đầu tiên là lực hấp dẫn. Isaac Newton đã cho chúng ta một cơ chế để giải thích rằng các đồ vật dịch chuyển nhờ tương tác lực, thay vì do các linh hồn thần bí và siêu hình. Điều này đã mở đường cho cuộc cách mạng công nghiệp và năng lượng hơi nước, đặc biệt là đầu máy xe lửa. Lực thứ hai là lực điện từ, thắp sáng các thành phố và cung cấp năng lượng cho các thiết bị. Sau khi Thomas Edison, Michael Faraday, James Clerk Maxwell và những nhà khoa học khác giải thích thành công điện và từ tính, cuộc cách mạng điện tử với một loạt các kỳ quan khoa học đã được tạo ra. Chúng ta thấy điều này rõ nhất mỗi khi mất điện, khi xã hội đột nhiên như quay trở lại 100 năm trước. Lực thứ ba và thứ tư được hiểu là hai lực hạt nhân: lực hạt nhân yếu và lực hạt nhân mạnh. Khi Einstein đưa ra công thức E = mc2 và khi nguyên tử được tách ra vào những năm 1930, các nhà khoa học lần đầu tiên hiểu được các lực làm sáng bầu trời. Điều này giải đáp bí mật các ngôi sao. Và không chỉ sức mạnh khủng khiếp của vũ khí nguyên tử được giải phóng mà còn hứa hẹn một ngày nào đó chúng ta có thể khai thác sức mạnh này trên Trái đất. Ngày nay, chúng ta đã hiểu biết khá rõ về bốn lực này. Đầu tiên là lực hấp dẫn, hiện nay được mô tả qua thuyết tương đối rộng của Einstein. Và lý thuyết lượng tử mô tả ba lực còn lại, cho phép giải mã bí mật của thế giới hạ nguyên tử. Lý thuyết lượng tử đã mang đến cho chúng ta bóng bán dẫn, laser và cuộc cách mạng kỹ thuật số là động lực đằng sau sự phát triển của xã hội hiện đại. Tương tự như vậy, các nhà khoa học đã sử dụng lý thuyết lượng tử để mở khóa bí mật phân tử ADN. Tốc độ chớp nhoáng của cuộc cách mạng công nghệ sinh học là kết quả trực tiếp từ công nghệ máy tính, do phương pháp giải trình tự ADN được thực hiện hoàn toàn bởi máy móc, robot và máy tính. Hệ quả là, chúng ta có thể thấy rõ hơn hướng phát triển của khoa học và công nghệ trong thế kỷ tới. Sẽ luôn có chuyện ngoài mong đợi, có bất ngờ khôn tả, nhưng nền tảng của vật lý, hóa học, sinh học hiện đại về cơ bản đã được xây dựng và chúng ta không mong đợi bất kỳ sự sửa đổi lớn nào trên những kiến thức cơ bản này, ít nhất là trong tương lai gần. Do vậy, những dự đoán trong cuốn sách này không phải suy đoán viển vông mà là ước tính hợp lý thời điểm các công nghệ mẫu hiện tại trở nên hoàn thiện. Tóm lại, có nhiều lý do để tin rằng chúng ta có thể xem các phác thảo của thế giới năm 2100: 1. Cuốn sách này dựa trên các cuộc phỏng vấn hơn 300 nhà khoa học hàng đầu, những người đi đầu trong các khám phá. 2. Mọi phát triển khoa học được đề cập trong cuốn sách này đều phù hợp với các định luật vật lý. 3. Bốn lực tương tác và các định luật cơ bản của tự nhiên đều rất phổ biến; chúng ta không mong đợi bất kỳ sự thay đổi lớn nào của các định luật này. 4. Nguyên mẫu của tất cả các công nghệ được đề cập trong cuốn sách này đều đã tồn tại. 5. Cuốn sách này được viết bởi một “người trong cuộc”, người đã nhìn tận mắt những công nghệ nghiên cứu tối tân. Trong một thời gian dài, chúng ta chỉ là những người quan sát thụ động các vũ điệu tự nhiên. Chúng ta thảng thốt nhìn và sợ hãi sao chổi, chớp, núi lửa phun trào, bệnh dịch và cho rằng chúng vượt quá tầm nhận thức. Với người xưa, các lực tương tác của tự nhiên là một bí ẩn vĩnh cửu đáng sợ và được tôn thờ, do đó, họ tạo ra các vị thần để lý giải thế giới xung quanh. Họ hy vọng rằng khi cầu nguyện, các vị thần sẽ xót thương và ban cho họ những mong ước thầm kín. Ngày nay, chúng ta đã trở thành biên đạo của các vũ điệu tự nhiên, có thể tinh chỉnh đâu đó các định luật tự nhiên. Nhưng đến năm 2100, chúng ta sẽ tiến thêm một bước nữa trở thành người làm chủ tự nhiên. 2100: TRỞ THÀNH CÁC VỊ THẦN Ngày nay, nếu có thể về thăm tổ tiên và cho họ thấy các sản phẩm khoa học, công nghệ hiện đại, họ sẽ nhìn chúng ta như những pháp sư. Nhờ khoa học “màu nhiệm”, chúng ta có thể cho họ thấy máy bay phản lực bay lên trên mây, tên lửa khám phá Mặt trăng và các hành tinh, máy quét MRI có thể nhìn vào bên trong cơ thể sống, điện thoại di động giúp kết nối với bất cứ ai trên Trái đất. Nếu cho họ xem máy tính xách tay gửi được hình động và tin nhắn tức thời xuyên lục địa, họ sẽ coi đó là phép thuật. Nhưng đó chỉ là bước khởi đầu. Khoa học không đứng yên. Khoa học đang bùng nổ theo cấp số nhân. Nếu đếm các bài báo khoa học, bạn sẽ thấy số cột báo tăng gấp đôi sau mỗi thập kỷ. Đổi mới và khám phá đang thay đổi toàn bộ bối cảnh kinh tế, chính trị và xã hội, đảo lộn tất cả niềm tin và định kiến cũ. Bây giờ hãy tưởng tượng thế giới năm 2100. Đến năm 2100, vận mệnh của chúng ta là trở thành các vị thần mà mình từng tôn thờ và sợ hãi. Nhưng chúng ta sẽ không dùng đũa phép và nước bùa, mà là khoa học máy tính, công nghệ nano, trí tuệ nhân tạo, công nghệ sinh học và trên tất cả là lý thuyết lượng tử, nền tảng của các công nghệ trên. Đến năm 2100, giống như các vị thần, chúng ta sẽ điều khiển đồ vật bằng ý nghĩ. Máy tính âm thầm đọc suy nghĩ và thực hiện mong muốn của chúng ta. Chúng ta sẽ có thể di chuyển đồ vật bằng ý nghĩ, một sức mạnh thần kinh thường chỉ dành cho các vị thần. Với sức mạnh của công nghệ sinh học, chúng ta sẽ tạo ra những cơ thể hoàn hảo và kéo dài tuổi thọ. Chúng ta cũng sẽ tạo ra những sinh vật chưa từng tồn tại. Với sức mạnh của công nghệ nano, chúng ta có thể biến vật này thành vật khác, tạo ra vạn vật từ hư không. Chúng ta sẽ không còn đi tàu lửa bốc khói mà bay trên chiếc xe đẹp đẽ gần như không cần nhiên liệu. Nhờ động cơ đặc biệt, chúng ta có thể khai thác năng lượng vô hạn của các ngôi sao. Chúng ta cũng sẽ dần gửi các phi thuyền vào không gian để khám phá những hệ sao láng giềng. Mặc dù sức mạnh thần thánh này dường như không tưởng, nhưng hạt giống của tất cả các công nghệ đang được gieo trồng. Chính khoa học hiện đại sẽ cho chúng ta quyền năng này chứ không phải tụng kinh hay niệm chú. Tôi là một nhà vật lý lượng tử. Mỗi ngày, tôi vật lộn với các phương trình mô tả hạt hạ nguyên tử tạo ra vũ trụ. Thế giới mà tôi sống là vũ trụ của khoảng không gian mười một chiều, lỗ đen và cổng vào đa vũ trụ. Nhưng phương trình của lý thuyết lượng tử dùng để mô tả vụ nổ ngôi sao và Big Bang (Vụ Nổ Lớn), cũng có thể áp dụng để giải mã các phác thảo về tương lai. Nhưng tất cả thay đổi công nghệ này sẽ đi đến đâu? Đâu là đích đến cuối cùng trong chuyến đi dài của khoa học và công nghệ? Đỉnh cao của những thay đổi này là sự hình thành một nền văn minh toàn cầu được các nhà vật lý gọi là nền văn minh Loại I. Đây có lẽ là chuyển biến lớn nhất trong lịch sử, vượt xa mọi nền văn minh trước đó. Theo một cách nào đó, các tiêu đề về tin tức quan trọng đều phản ánh cơn chuyển dạ của nền văn minh toàn cầu. Các hoạt động thương mại, buôn bán, văn hóa, ngôn ngữ, giải trí, thậm chí chiến tranh đều đang được cách mạng hóa bởi sự trỗi dậy của nền văn minh toàn cầu này. Tính toán đầu ra năng lượng trên Trái đất, ta có thể ước tính trạng thái Loại I trong vòng 100 năm tới. Trừ khi không chống lại được các tác động hỗn loạn và điên rồ, sự dịch chuyển sang nền văn minh toàn cầu là tất yếu, sản phẩm hiển nhiên cuối cùng của lực tương tác khổng lồ trong lịch sử và công nghệ vượt ngoài tầm kiểm soát của bất kỳ ai. TẠI SAO DỰ ĐOÁN ĐÔI KHI KHÔNG ĐÚNG? Tuy nhiên một số dự đoán về thời đại thông tin thật đáng tiếc lại không đúng. Ví dụ, nhiều nhà tương lai học dự đoán “văn phòng không giấy”, nghĩa là máy tính sẽ khiến giấy lỗi thời. Thực tế lại trái ngược. Khi lướt qua bất kỳ văn phòng nào, bạn cũng sẽ thấy số lượng giấy lớn hơn bao giờ hết. Một số đã dự đoán về “thành phố không người”. Các nhà tương lai học dự đoán hội thảo từ xa qua Internet sẽ khiến các cuộc họp trực tiếp trở nên không cần thiết, vì vậy sẽ không cần đến chỗ làm hằng ngày nữa. Các thành phố sẽ gần như vắng tanh, trở thành thị trấn ma, vì mọi người đều làm việc ở nhà thay vì đến văn phòng. Tương tự như vậy, chúng ta sẽ thấy sự gia tăng của “du lịch qua mạng”, những người lười vận động dành cả ngày trên ghế sofa, “đi” khắp thế giới và ngắm danh lam qua mạng. Chúng ta cũng sẽ thấy “người mua sắm qua mạng”, những người sẽ lướt chuột máy tính để mua sắm. Trung tâm thương mại sẽ phá sản. Và “sinh viên mạng” sẽ vừa tham gia tất cả các lớp học trực tuyến vừa lén lút chơi điện tử và uống bia. Trường đại học sẽ đóng cửa vì không còn ai quan tâm. Hoặc xem xét số phận của “điện thoại hình ảnh”. Tại Hội chợ Thế giới năm 1964, AT&T đã chi khoảng 100 triệu đô la để hoàn thiện một màn hình ti vi có thể kết nối với hệ thống điện thoại, để bạn có thể thấy người đang nói chuyện với mình và ngược lại. Ý tưởng đó đã thất bại; AT&T chỉ bán được khoảng 100 chiếc, khiến mỗi chiếc có giá khoảng một triệu đô la. Đây là một thất bại đắt đỏ. Và cuối cùng, người ta nghĩ rằng sự sụp đổ của truyền thông và giải trí truyền thống sắp xảy ra. Một số người theo thuyết tương lai cho rằng Internet là quái nhân tàn bạo có thể nuốt chửng nhà hát trực tiếp, phim ảnh, đài phát thanh và ti vi, tất cả những thứ này chẳng mấy chốc chỉ còn được thấy trong bảo tàng. Thực tế lại khác hẳn. Ùn tắc giao thông tồi tệ hơn bao giờ hết - một hệ quả tất yếu của cuộc sống đô thị. Mọi người ùn ùn đổ xô ra nước ngoài, khiến du lịch trở thành một trong những ngành phát triển nhanh nhất hành tinh. Người mua sắm tràn ngập các cửa hàng, ngay cả lúc kinh tế khó khăn. Thay vì có thêm lớp học qua mạng, số lượng sinh viên đăng ký vào các trường đại học không ngừng tăng. Có nhiều người quyết định làm việc ở nhà hoặc hội thảo qua mạng với đồng nghiệp nhưng các thành phố không hề vắng vẻ. Thay vào đó, chúng phình lên thành siêu đô thị. Ngày nay, người ta có thể dễ dàng gọi video qua Internet, nhưng mọi người thường không muốn lên hình mà thích gặp mặt trực tiếp. Và tất nhiên, Internet đã thay đổi toàn bộ bối cảnh truyền thông khi các đại gia truyền thông thận trọng xoay xở cách kiếm tiền trên Internet. Thực tế thì ti vi, radio và nhà hát không hề bị quên lãng. Ánh sáng của nhà hát Broadway vẫn sáng rực như xưa. NGUYÊN LÝ NGƯỜI THƯỢNG CỔ Vì sao những dự đoán này không thành hiện thực? Tôi cho rằng mọi người phần lớn từ chối những tiến bộ này vì thứ mà tôi gọi là Nguyên lý Người Thượng Cổ (Cave Man hoặc Cave Woman Principle). Bằng chứng di truyền và hóa thạch cho thấy con người hiện đại, trông giống như chúng ta, xuất hiện từ châu Phi hơn 100.000 năm trước, nhưng không có bằng chứng nào cho thấy bộ não và tính cách con người đã thay đổi nhiều kể từ đó. Nếu đưa một người thượng cổ đi tắm, cạo râu, mặc vest và đem đến phố Wall, anh ta sẽ giống như những người hiện đại khác. Do đó, mong muốn, ước mơ, tính cách và sở nguyện của con người có lẽ không thay đổi nhiều trong 100.000 năm. Chúng ta có lẽ vẫn suy nghĩ như tổ tiên thời thượng cổ vậy. Vấn đề là: bất cứ khi nào có mâu thuẫn giữa công nghệ hiện đại và ước vọng nguyên thủy thì ước vọng nguyên thủy đều giành chiến thắng. Đó là Nguyên lý Người Thượng Cổ. Ví dụ, người thượng cổ luôn đòi hỏi “bằng chứng tiêu diệt.” Khoe khoang việc một con thú lớn chạy thoát sẽ chẳng có nghĩa lý gì. Họ thích chuyện bắt được con mồi sống hơn là chuyện con mồi chạy thoát. Tương tự, chúng ta luôn muốn bản cứng mỗi khi xử lý tệp. Chúng ta theo bản năng không tin tưởng các electron nổi trên màn hình máy tính, vì vậy ta thường in thư điện tử và báo cáo, ngay cả khi không cần thiết. Đó là lý do tại sao dự đoán về văn phòng không giấy không bao giờ thành hiện thực. Tương tự như vậy, tổ tiên của chúng ta luôn thích gặp mặt trực tiếp. Điều này giúp con người gắn kết với nhau và đọc được cảm xúc bên trong. Đây là lý do tại sao dự đoán về thành phố không người không bao giờ trở thành hiện thực. Ví dụ, một ông chủ kiểm tra nhân sự kỹ lưỡng. Thật khó để làm điều này qua mạng, nhưng thông qua gặp mặt trực tiếp ông ta có thể đọc ngôn ngữ cơ thể để có được thông tin giá trị. Bằng cách quan sát một người ở gần, chúng ta cảm nhận được mối liên kết chung và cũng có thể đọc ngôn ngữ cơ thể để hiểu suy nghĩ đang chạy trong đầu họ. Điều này là do trước khi phát triển ngôn ngữ hàng ngàn năm trước, tổ tiên chúng ta gần như chỉ sử dụng ngôn ngữ cơ thể để truyền đạt suy nghĩ và cảm xúc. Đây là lý do du lịch qua mạng chưa bao giờ thành hiện thực. Xem ảnh Taj Mahal là một chuyện, nhưng ta hoàn toàn có quyền tự hào khi tận mắt ngắm nhìn. Tương tự như vậy, việc nghe CD của nghệ sĩ bạn yêu thích không giống với cảm giác bỗng nhiên nhìn thấy nghệ sĩ này trong buổi hòa nhạc trực tiếp, được bao quanh bởi đám đông hâm mộ ồn ào và phấn khích. Có nghĩa rằng, mặc dù có thế tải hình ảnh về một vở kịch hay người nổi tiếng yêu thích, nhưng nó hoàn toàn khác với xem kịch trên sân khấu hay nghệ sĩ trình diễn trực tiếp. Người hâm mộ có thể đi một quãng đường dài chỉ để xin ảnh có chữ ký và lấy vé biểu diễn của thần tượng, dù họ có thể tải miễn phí từ trên mạng. Điều này giải thích lý do dự đoán Internet sẽ quét sạch ti vi và đài phát thanh không bao giờ đúng. Khi các bộ phim và đài phát thanh mới xuất hiện, mọi người đã bàn tán đầy tiếc nuối về cái chết của nhà hát. Khi có ti vi, mọi người dự đoán sự sụp đổ của rạp phim và đài phát thanh. Hiện nay chúng ta đều đang sống cùng tất cả các phương tiện truyền thông này. Bài học rút ra là một phương tiện không bao giờ tiêu diệt phương tiện trước đó mà tất cả đều cùng tồn tại. Có chăng là sự hợp tác và mối quan hệ giữa các phương tiện truyền thông này liên tục thay đổi. Người nào dự đoán chính xác sự hợp tác của các phương tiện truyền thông trong tương lai có thể trở nên giàu có. Lý do là tổ tiên chúng ta luôn muốn nhìn thấy tận mắt thay vì chỉ nghe tin đồn. Điều tối quan trọng để sinh tồn trong rừng là dựa vào bằng chứng thực tế chứ không phải là tin đồn. Thậm chí một thế kỷ nữa, chúng ta vẫn sẽ có nhà hát và vẫn chạy theo những người nổi tiếng, một di sản cổ xưa của quá khứ xa xôi. Ngoài ra, chúng ta là hậu duệ của những kẻ săn mồi. Do đó, chúng ta thích xem người khác và thậm chí có thể ngồi hàng giờ trước ti vi xem diễn hài, nhưng ngay lập tức thấy bất an khi biết có người đang nhìn mình. Trên thực tế, các nhà khoa học tính toán rằng con người có cảm giác lo lắng khi bị một người lạ nhìn chằm chằm trong khoảng bốn giây. Sau khoảng mười giây, chúng ta thậm chí còn giận dữ và khó chịu. Đây là lý do chiếc điện thoại hình ảnh đầu tiên thất bại. Không ai muốn phải chải chuốt trước khi lên mạng cả. (Ngày nay, sau nhiều thập kỷ cải thiện nhọc nhằn và chậm chạp, hội thảo trực tuyến cũng đã dần phổ biến.) Ngày nay, chúng ta hoàn toàn có thể tham gia các khóa học trực tuyến. Tuy nhiên số lượng sinh viên vẫn không ngừng tăng. Việc gặp gỡ trực tiếp giảng viên, người quan tâm và trả lời từng câu hỏi cá nhân, vẫn được yêu thích hơn các khóa học trực tuyến. Và khi xin việc, tấm bằng đại học vẫn giá trị hơn một bằng tốt nghiệp trực tuyến. Vì vậy, có sự cạnh tranh liên tục giữa High Tech (Công nghệ cao) và High Touch (Cảm thức cao), nghĩa là ngồi trên ghế xem ti vi và ra ngoài, chạm vào mọi thứ. Thực ra trong cuộc cạnh tranh này ta sẽ muốn cả hai thứ. Đó là lý do chúng ta vẫn có nhà hát, các buổi biểu diễn rock, giấy và du lịch trong thời đại không gian mạng và thực tế ảo. Nhưng nếu được chọn giữa bức ảnh của nghệ sĩ thần tượng hoặc vé xem hòa nhạc trực tiếp, chắc chắn ta sẽ chọn vé, không có gì phải bàn cãi. Nhưng cũng có một hệ luận cho nguyên lý này. Khi các nhà khoa học lần đầu tiên tạo ra Internet vào những năm 1960, người ta tin rằng nó sẽ phát triển thành một diễn đàn về giáo dục, khoa học và phát triển. Thay vào đó, nhiều người e sợ nó sẽ sớm suy thoái thành Miền Tây hoang dã ngoài vòng kiểm soát như ngày nay. Trên thực tế, điều này là dễ hiểu. Hệ quả của Nguyên lý Người Thượng Cổ là nếu bạn muốn dự đoán tương tác xã hội của con người trong tương lai, chỉ cần tưởng tượng tương tác xã hội loài người cách đây 100.000 năm và nhân lên một tỷ. Điều này có nghĩa sẽ có một nhu cầu cao về tin đồn, liên kết xã hội và giải trí. Tin đồn rất cần trong bộ lạc để truyền tin nhanh chóng, đặc biệt là về người đứng đầu và nhân vật điển hình. Người ngoài cuộc thường không sống sót để chuyển gen cho đời sau. Ngày nay, chúng ta có thể thấy điều này tại các quầy tính tiền ở cửa hàng tạp hóa, nơi đặt các tạp chí lá cải đưa tin về người nổi tiếng hay sự trỗi dậy của một trào lưu thần tượng. Sự khác biệt duy nhất là ngày nay, thông qua các phương tiện thông tin đại chúng, tin đồn có thể nhân lên đến mức chóng mặt và giờ đây còn có thể đi vòng quanh Trái đất nhiều lần chỉ trong một phần nhỏ của một giây. Xu hướng bùng nổ các trang mạng xã hội giúp những doanh nhân trẻ, mặt còn búng sữa trở thành tỷ phú chỉ sau một đêm, khiến nhiều nhà phân tích bất ngờ, nhưng đây cũng là một ví dụ về nguyên lý này. Trong lịch sử tiến hóa của loài người, những người duy trì liên kết xã hội rộng dựa vào đó làm nguồn lực, lời khuyên và sự giúp đỡ, đóng vai trò cốt yếu cho sự tồn tại. Và cuối cùng, lĩnh vực giải trí sẽ tiếp tục bùng nổ. Đôi khi chúng ta không muốn thừa nhận điều này, nhưng giải trí là một phần trọng yếu của văn hóa. Sau những cuộc đi săn, tổ tiên của chúng ta thư giãn và tự giải trí. Điều này không chỉ gắn kết tình cảm mà còn giúp thiết lập vị trí trong bộ lạc. Chẳng phải ngẫu nhiên mà những loại hình chủ yếu của giải trí là nhảy múa và ca hát đóng vai trò quan trọng trong thế giới động vật để thu hút đối tượng. Chim trống hót những giai điệu đẹp đẽ, điêu luyện hoặc có các nghi lễ giao phối kỳ quái, chủ yếu là để cho đối tượng thấy rằng chúng khỏe mạnh, thể chất phù hợp, không có ký sinh trùng và có gen tốt. Nguyên lý Người Thượng Cổ là vậy: chúng ta muốn có cả hai, nhưng nếu được lựa chọn, chúng ta sẽ chọn High Touch, giống tổ tiên của chúng ta. Và sáng tạo nghệ thuật không chỉ để thưởng thức mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của bộ não nhằm xử lý hầu hết các thông tin mang tính biểu tượng. Vì vậy, trừ khi thay đổi về mặt di truyền tính cách cơ bản, chúng ta đoán sức mạnh của giải trí, tin đồn và liên kết xã hội sẽ tăng lên, chứ không hề giảm đi trong tương lai. KHOA HỌC NHƯ MỘT THANH GƯƠM Có một bộ phim đã thay đổi mãi mãi thái độ của tôi đối với tương lai. Đó là phim Forbidden Planet (Hành tinh cấm), dựa trên vở The Tempest (Kỷ nguyên giông tố) của Shakespeare. Trong phim, các phi hành gia bất ngờ đụng độ với nền văn minh cổ đại cách chúng ta hàng triệu năm. Ở đó, cư dân đã đạt được mục tiêu cuối cùng của sự phát triển công nghệ: sức mạnh vô hạn mà không cần công cụ nào, đó là sức mạnh thực hiện hầu hết mọi việc bằng tâm trí. Suy nghĩ được truyền tới các nhà máy điện hạt nhân khổng lồ, chôn sâu bên trong hành tinh, biến mọi ước muốn của họ thành hiện thực. Nói cách khác, họ có sức mạnh của các vị thần. Chúng ta sẽ có sức mạnh tương tự, nhưng sẽ không phải đợi hàng triệu năm. Chúng ta chỉ phải chờ đợi một thế kỷ và có thể thấy những hạt giống của tương lai này trong các công nghệ hiện nay. Nhưng bộ phim cũng là một câu chuyện đạo đức, vì quyền năng thiêng liêng đó cuối cùng đã chôn vùi nền văn minh này. Tất nhiên, khoa học là một con dao hai lưỡi; nó giải quyết nhưng cũng tạo ra thêm nhiều vấn đề và luôn ở mức cao hơn. Có hai xu hướng cạnh tranh trên thế giới hiện nay: một là tạo ra nền văn minh khoa học và thịnh vượng, hai là ủng hộ sự vô chính phủ và ngu dốt có thể phá vỡ cấu trúc xã hội. Chúng ta vẫn có cùng niềm đam mê tín ngưỡng, chủ nghĩa cơ bản, phi lý như tổ tiên của mình, nhưng sự khác biệt là thời nay chúng ta có vũ khí hạt nhân, hóa học và sinh học. Trong tương lai, chúng ta sẽ dần chuyển từ những người thụ động quan sát các vũ điệu tự nhiên thành biên đạo múa của tự nhiên, trở thành bậc thầy của tự nhiên và cuối cùng là người bảo tồn tự nhiên. Vì vậy, hãy hy vọng chúng ta có thể sử dụng thanh gươm khoa học với sự khôn ngoan và bình tĩnh, khai hóa văn minh cho quá khứ cổ xưa. Bây giờ hãy cùng lên đường thực hiện một cuộc hành trình giả định trong 100 năm tới của đổi mới và khám phá khoa học, như các nhà khoa học đang biến điều này thành hiện thực đã chia sẻ với tôi. Đây sẽ là một chuyến đi đầy phóng túng với những bước tiến nhảy vọt trong công nghệ máy tính, viễn thông, công nghệ sinh học, trí tuệ nhân tạo và công nghệ nano. Những công nghệ này chắc chắn sẽ thay đổi tương lai của nền văn minh. Con người thường lấy giới hạn tầm nhìn của bản thân khi nói về giới hạn của thế giới. —ARTHUR SCHOPENHAUER Không người bi quan nào từng khám phá ra bí mật của các ngôi sao hay dong buồm đến miền nguyên sơ hoặc mở ra một thiên đường mới cho tinh thần con người. —HELEN KELLER 1. TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH Ý thức vượt lên vật chất Tôi nhớ rõ mồn một khi ngồi trong văn phòng của Mark Weiser ở Thung lũng Silicon gần 20 năm trước khi ông chia sẻ về tầm nhìn tương lai. Lấy tay ra hiệu, ông hào hứng nói với tôi về một cuộc cách mạng mới sắp sửa thay đổi thế giới. Weiser là nhân vật ưu tú trong lĩnh vực máy tính, làm việc tại Xerox PARC (Trung tâm nghiên cứu Palo ALto, nơi tiên phong về máy tính cá nhân, máy in laser và kiến trúc kiểu Windows với giao diện người dùng đồ họa), ông là một trí thức không chịu theo khuôn phép xã hội, người làm đảo lộn những kiến thức thông thường và cũng là thành viên của một ban nhạc rock. Thời đó (có vẻ đã lâu), máy tính cá nhân mới bắt đầu đi vào cuộc sống, con người đang từ từ làm quen với ý tưởng mua máy tính bàn cồng kềnh để phân tích bảng tính và xử lý văn bản. Internet hãy còn là vùng đất bị cô lập của các nhà khoa học như tôi, tạo ra các phương trình cho các nhà khoa học đồng nghiệp bằng một ngôn ngữ phức tạp. Đã có nhiều cuộc tranh luận gay gắt về việc liệu chiếc hộp lạnh lùng vô cảm nằm trên bàn làm việc này có làm nền văn minh trở nên mất nhân tính. Ngay cả nhà phân tích chính trị William F. Buckley cũng phải bảo vệ bộ xử lý văn bản trước những nhà trí thức đối lập, những người từ chối chạm vào máy tính, gọi đó là công cụ của kẻ ít học. Chính trong giai đoạn tranh cãi này, Weiser đã đưa ra khái niệm “điện toán phổ biến.” Nhìn nhận về máy tính cá nhân, ông dự đoán một ngày nào đó các con chip sẽ rẻ và nhiều đến nỗi nằm rải rác khắp nơi - trong quần áo, đồ đạc, tường nhà, thậm chí cả trong cơ thể người. Và tất cả chúng sẽ được kết nối với Internet, chia sẻ dữ liệu, khiến cuộc sống dễ chịu hơn, theo dõi mọi mong muốn của con người. Ở bất cứ nơi đâu ta đến, chip sẽ ở đó để âm thầm thực hiện mong muốn của chúng ta. Môi trường sẽ trở nên sống động. Tại thời điểm đó, giấc mơ của Weiser rất kỳ quặc, thậm chí là phi lý. Hầu hết máy tính cá nhân vẫn còn đắt đỏ và thậm chí không kết nối với Internet. Ý tưởng hàng tỷ chip nhỏ sẽ một ngày rẻ như nước bị coi là điên rồ. Tôi có hỏi tại sao ông lại cảm thấy chắc chắn về cuộc cách mạng này. Ông bình tĩnh trả lời, sức mạnh máy tính đang tăng theo cấp số nhân, không có hồi kết. Hãy thử tính toán mà xem, ông ngụ ý. Đó chỉ là vấn đề thời gian. (Đáng buồn thay, Weiser đã không sống đủ lâu để thấy cuộc cách mạng trở thành hiện thực, ông qua đời vì ung thư năm 1999.) Nguồn động lực đằng sau giấc mơ tiên tri của Weiser là định luật Moore, nguyên tắc đã thúc đẩy ngành công nghiệp máy tính trong hơn 50 năm, thiết lập nhịp độ nền văn minh hiện đại như bộ máy đồng hồ. Định luật Moore chỉ đơn giản mô tả sức mạnh máy tính tăng gấp đôi sau mỗi 18 tháng. Được phát biểu lần đầu năm 1965 bởi Gordon Moore, người đồng sáng lập Tập đoàn Intel, định luật đơn giản này đã giúp cách mạng hóa nền kinh tế thế giới, tạo ra sự giàu có thần kỳ và thay đổi vĩnh viễn cách sống của con người. Khi thử vẽ đồ thị mô tả giá của con chip máy tính và sự tiến bộ nhanh chóng về tốc độ, công suất xử lý, bộ nhớ, ta sẽ thấy một đường thẳng trong vòng 50 năm. (Điều này ứng với một đường định phân. Trên thực tế, nếu mở rộng đồ thị mô tả cả công nghệ ống chân không và thậm chí cả máy tính cộng quay tay cơ học, có thể kéo dài đường thẳng đó hơn 100 năm về quá khứ.) Tăng trưởng theo hàm mũ thường khó nắm bắt, vì con người thường tư duy tuyến tính. Đôi khi ta cũng không nhận thấy bất kỳ sự thay đổi nào. Nhưng qua nhiều thập kỷ, mọi thứ xung quanh ta hoàn toàn có thể thay đổi. Theo định luật Moore, qua mỗi Giáng sinh, công suất của các máy chơi game gần như tăng gấp đôi (về số lượng bóng bán dẫn) so với năm trước. Cứ như vậy, cùng với thời gian, sự gia tăng này trở nên khủng khiếp. Ví dụ, khi bạn nhận được một thiệp sinh nhật qua thư, thường sẽ có một con chip đi kèm hát “Chúc mừng sinh nhật”. Đáng chú ý, con chip đó mang sức mạnh tính toán lớn hơn cả lực lượng Đồng Minh năm 1945. Hitler, Churchill, hay Roosevelt có thể sẵn sàng giết người để lấy con chip đó. Nhưng chúng ta làm gì với nó? Sau sinh nhật, ta ném thẻ và chip đi. Ngày nay, điện thoại di động có sức mạnh lớn hơn cả NASA vào năm 1969, thời điểm đưa hai phi hành gia lên Mặt trăng. Trò chơi điện tử tiêu thụ một lượng lớn công suất máy tính để mô phỏng các tình huống 3-D, sử dụng công suất máy tính nhiều hơn cả các máy tính lớn trong thập kỷ trước. Thiết bị Play Station của Sony ngày nay, với giá 300 đô la, có sức mạnh của một siêu máy tính quân sự năm 1997 giá hàng triệu đô la. Chúng ta có thể thấy sự khác biệt giữa tăng trưởng tuyến tính và hàm mũ khi phân tích cách mọi người nhìn nhận tương lai máy tính vào năm 1949, khi tạp chí Popular Mechanics dự đoán máy tính sẽ phát triển tuyến tính trong tương lai, có lẽ chỉ tăng gấp đôi hoặc gấp ba theo thời gian. Tạp chí này cho rằng: “Một máy tính như ENIAC ngày nay được trang bị 18.000 ống chân không và nặng 30 tấn, máy tính trong tương lai có thể chỉ có 1.000 ống chân không và chỉ nặng 1,5 tấn.” (Mẹ Thiên Nhiên đánh giá cao sức mạnh của hàm mũ. Một con virus có thể tấn công một tế bào người và tạo ra hàng trăm bản sao. Số lượng virus tăng 100 lần sau mỗi thế hệ, như vậy một virus có thể tạo ra 10 tỷ virus chỉ trong vòng năm thế hệ. Không có gì ngạc nhiên khi một loại virus có thể lây nhiễm sang cơ thể người, với hàng tỷ tỷ tế bào khỏe mạnh, khiến bạn bị cảm lạnh chỉ trong một tuần.) Không chỉ sức mạnh máy tính tăng lên mà cách sức mạnh này được chuyển giao cũng đã thay đổi hoàn toàn, với những ứng dụng lớn trong nền kinh tế. Chúng ta có thể thấy sự tiến triển này sau từng thập kỷ: Những năm 1950. Máy tính ống chân không là cỗ máy khổng lồ chiếm trọn căn phòng với hàng tá dây, cuộn và thép. Chỉ có quân đội mới đủ giàu để đầu tư những cỗ máy kỳ dị này. Những năm 1960. Bóng bán dẫn thay thế máy tính ống chân không và máy tính lớn dần dần bước vào thị trường thương mại. Những năm 1970. Các bảng mạch tích hợp, chứa hàng trăm bóng bán dẫn, tạo ra máy tính mini với kích thước bằng một chiếc bàn lớn. Những năm 1980. Chip có chứa hàng chục triệu bóng bán dẫn, tạo ra các máy tính cá nhân có thể đựng vừa bên trong một chiếc cặp. Những năm 1990. Internet kết nối hàng trăm triệu máy tính thành một mạng toàn cầu. Những năm 2000. Điện toán phổ biến giải phóng chip ra khỏi máy tính, vì vậy chip được phân tán vào môi trường. Như vậy, mô hình cũ (một con chip bên trong máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay kết nối với một máy tính khác) đang được thay thế bằng mô hình mới (hàng nghìn con chip nằm rải rác bên trong mỗi đồ tạo tác, chẳng hạn như đồ nội thất, đồ gia dụng, tranh ảnh, tường, ô tô và quần áo, tất cả tương tác với nhau và kết nối với Internet). Khi đưa chip vào một thiết bị, thiết bị này sẽ biến đổi kỳ diệu. Khi đưa chip vào máy đánh chữ, máy đánh chữ trở thành bộ xử lý văn bản. Khi lắp vào điện thoại, chúng trở thành điện thoại di động. Khi đứa vào máy ảnh, máy ảnh trở thành máy ảnh kỹ thuật số. Máy pinball trở thành trò chơi điện tử. Máy quay đĩa trở thành iPod. Máy bay trở thành máy bay không người lái Predator chết chóc. Mỗi lần như vậy, một ngành công nghiệp được cách mạng hóa và tái sinh. Cuối cùng, hầu hết mọi thứ xung quanh chúng ta sẽ trở nên thông minh. Chip sẽ rẻ hơn cả túi nylon và thay thế mã vạch. Các công ty không làm cho sản phẩm của mình trở nên thông minh, sẽ bị đối thủ cạnh tranh đánh sập. Tất nhiên, màn hình máy tính vẫn tồn tại, nhưng chúng sẽ giống như giấy dán tường, khung ảnh hoặc ảnh gia đình, hơn là máy tính. Hãy nghĩ đến tất cả tranh ảnh trang trí trong nhà bạn; sau đó tưởng tượng mỗi bức bỗng trở nên sinh động, di chuyển và kết nối với Internet. Khi đi ra ngoài, bạn cũng thấy tranh ảnh chuyển động, vì ảnh động sẽ có giá rẻ như ảnh tĩnh. Số phận của máy tính — giống như các công nghệ hàng loạt khác như điện, giấy và nước - trở nên vô hình, tức là biến mất khỏi cuộc sống, ở khắp mọi nơi mà cũng không ở nơi nào, âm thầm và liên tục thực hiện mong muốn của con người. Ngày nay, khi bước vào một căn phòng, chúng ta sẽ tự động tìm công tắc đèn, vì mặc định rằng các bức tường được điện khí hóa. Trong tương lai, điều đầu tiên ta làm khi bước vào một căn phòng là tìm kết nối Internet, bởi chúng ta mặc định căn phòng thông minh. Như tiểu thuyết gia Max Frisch từng nói: “Công nghệ chính là mẹo sắp xếp thế giới mà chúng ta không học từ trải nghiệm.” Định luật Moore cũng cho phép dự đoán sự phát triển của máy tính trong tương lai gần. Trong thập kỷ tới, chip sẽ kết hợp với các cảm biến siêu nhạy để phát hiện bệnh tật, tai nạn, tình huống báo động và cảnh báo chúng ta trước khi mất kiểm soát. Ở mức độ nào đó, chip sẽ nhận ra giọng nói, mặt người và trò chuyện bằng một ngôn ngữ chính thức. Nó sẽ có thể tạo ra toàn bộ thế giới ảo mà ngày nay chúng ta chỉ có thể mơ ước. Vào khoảng năm 2020, giá của một con chip cũng có thể giảm còn một xu, tương đương với giá giấy vụn. Sau đó, chúng ta sẽ có hàng triệu con chip được phân phối khắp nơi trong môi trường, âm thầm phục vụ con người. Cuối cùng, từ máy tính sẽ biến mất. Để thảo luận về tiến bộ khoa học và công nghệ trong tương lai, tôi đã chia từng chương thành ba giai đoạn: tương lai gần (hiện nay đến năm 2030), tương lai trung hạn (từ năm 2030 đến năm 2070) và cuối cùng là tương lai xa, từ năm 2070 đến năm 2100. Các khoảng thời gian này chỉ mang tính chất ước lượng, nhưng nó hiển thị khung thời gian cho các xu hướng khác nhau được mô tả trong cuốn sách này. Sức mạnh máy tính gia tăng chóng mặt vào năm 2100 sẽ cho chúng ta sức mạnh của các vị thần mà chúng ta từng tôn thờ, cho phép con người kiểm soát thế giới xung quanh bằng ý nghĩ. Giống như các vị thần với năng lực di chuyển đồ vật và định hình cuộc sống bằng một cái vẫy tay hay gật đầu đơn giản, chúng ta cũng có thể kiểm soát thế giới xung quanh bằng sức mạnh tâm trí. Chúng ta sẽ liên tục liên lạc bằng trí óc với những con chip nằm rải rác trong môi trường và những con chip này sẽ âm thầm thực hiện các mệnh lệnh của chúng ta. Tôi nhớ có lần xem một tập phim Du hành giữa các vì sao, trong đó phi hành đoàn tàu Enterprise ghé thăm hành tinh của các vị thần Hy Lạp. Đứng trước mặt họ là thần Apollo cao lừng lững, làm lóa mắt và áp đảo phi hành đoàn với những chiến công thần thánh. Khoa học thế kỷ 23 bất lực khi chiến đấu với vị thần cai trị thiên đường ở Hy Lạp cổ đại hàng ngàn năm trước. Nhưng ngay khi hồi phục sau cú sốc gặp các vị thần, phi hành đoàn sớm nhận ra rằng nguồn sức mạnh này phải tồn tại đâu đó, rằng Apollo phải liên lạc bằng tâm trí với một máy tính trung tâm và nhà máy điện, qua đó thực hiện mong muốn của mình. Ngay khi họ định vị và phá hủy nguồn cung cấp năng lượng, Apollo đã bị giảm sức mạnh trở thành một con người bình thường. Đó chỉ là một câu chuyện Hollywood. Tuy nhiên, bằng cách mở rộng các khám phá căn bản còn đang nằm trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học có thể hình dung ra ngày nào đó con người sẽ sử dụng siêu năng ngoại cảm trên máy tính để có được sức mạnh của Apollo. Ầ Ế TƯƠNG LAI GẦN (TỪ HIỆN TẠI ĐẾN NĂM 2030) KÍNH VÀ KÍNH ÁP TRÒNG INTERNET Ngày nay, chúng ta có thể giao tiếp với Internet thông qua máy tính và điện thoại di động. Nhưng trong tương lai, Internet sẽ ở khắp mọi nơi — trên màn hình tường, đồ nội thất, biển quảng cáo, thậm chí cả gương và kính áp tròng. Khi nháy mắt, ta có thể lướt mạng. Ta có thể tích hợp mạng trên kính mắt bằng nhiều cách. Hình ảnh có thể được chiếu trực tiếp từ kính qua thấu kính của mắt và võng mạc. Ta cũng có thể chiếu hình ảnh lên thấu kính hoạt động như một màn hình. Hoặc nó có thể được gắn vào gọng kính, giống như ống kính nhỏ của thợ kim hoàn. Khi nhìn vào kính, ta thấy Internet như một màn hình phim. Sau đó chúng ta có thể sử dụng nó với một thiết bị điều khiển cầm tay không dây. Chúng ta cũng có thể di chuyển ngón tay trong không khí để điều khiển hình ảnh, vì khi ta vẫy tay, máy tính sẽ nhận ra vị trí của các ngón tay. Ví dụ, từ năm 1991, các nhà khoa học tại Đại học Washington đã làm việc để hoàn thiện màn hình võng mạc ảo (VRD), trong đó ánh sáng laser màu đỏ, xanh lục và xanh lam được chiếu thẳng vào võng mạc. Với phạm vi quan sát 120 độ và độ phân giải 1.600 x 1.200 điểm ảnh, màn hình VRD có thể tạo ra hình ảnh sống động như thật, sánh ngang phim chiếu rạp. Chúng ta có thể tạo ra hình ảnh bằng cách sử dụng mũ bảo hiểm, kính bảo hộ. Trở lại những năm 1990, tôi từng được thử loại kính Internet này. Đó là phiên bản đời đầu của các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm truyền thông tại MIT. Nó trông như một cặp kính thông thường, ngoại trừ có một thấu kính hình trụ dài khoảng 1,27 cm, được gắn vào góc bên phải của ống kính. Tôi vẫn nhìn qua kính bình thường. Nhưng khi gõ vào, thì một thấu kính nhỏ xíu rơi xuống trước mắt tôi. Nhìn qua thấu kính, tôi có thể thấy rõ một màn hình máy tính, dường như chỉ nhỏ hơn một chút so với màn hình PC chuẩn. Ngạc nhiên làm sao vì nó nét căng như màn hình đang chĩa thẳng vào mặt tôi. Sau đó, tôi cầm một thiết bị có nhiều nút to bằng chiếc điện thoại di động. Bằng cách nhấn nút, tôi có thể điều khiển con trỏ trên màn hình và thậm chí là gõ hướng dẫn. Năm 2010, để thực hiện chương trình chuyên đề cho Kênh Science, tôi đã đến Fort Benning, Georgia, để xem phiên bản “Internet cho chiến trường” mới nhất của Quân đội Mỹ, có tên Land Warrior. Tôi đội một chiếc mũ bảo hiểm đặc biệt với màn hình thu nhỏ gắn trên mũ. Khi lật màn hình, tôi nhìn thấy một cảnh tượng đáng kinh ngạc: toàn bộ chiến trường được đánh dấu X của quân ta và quân địch. Đáng chú ý, cục diện chiến trường trở nên rõ rệt nhờ các cảm biến GPS định vị chính xác vị trí của bộ binh, xe tăng và tòa nhà. Bằng cách nhấp vào một nút, hình ảnh sẽ thay đổi nhanh chóng, cho phép tôi sử dụng Internet trên chiến trường, với thông tin liên quan đến thời tiết, bố trí lực lượng quân ta và quân địch, chiến lược và chiến thuật. Một phiên bản cao cấp hơn nhiều sẽ có Internet hiện trực tiếp lên kính áp tròng bằng cách tích hợp một chip và màn hình LCD. Babak A. Parviz và nhóm của ông tại Đại học Washington ở Seattle đang đặt nền tảng cho kính áp tròng Internet, thiết kế các mẫu thử nghiệm có thể thay đổi cách chúng ta truy cập Internet. Ông dự đoán ứng dụng trực tiếp của công nghệ này là giúp bệnh nhân tiểu đường điều chỉnh lượng đường trong máu. Thấu kính sẽ hiển thị tức thì các chỉ số của cơ thể. Nhưng tất cả chỉ mới ở giai đoạn khởi đầu. Cuối cùng, Parviz hình dung ngày mà chúng ta có thể tải bất kỳ bộ phim, bài hát, trang web hay thông tin nào trên Internet vào kính áp tròng. Chúng ta sẽ có một hệ thống giải trí gia đình hoàn chỉnh chứa đựng trong kính áp tròng và ta chỉ việc nằm thư giãn, thưởng thức phim ảnh. Chúng ta cũng có thể dùng nó để kết nối trực tiếp với máy tính văn phòng, sau đó xử lý các tệp văn bản ngay trước mắt. Từ bờ biển, chúng ta sẽ có thể hội thảo trực tuyến với văn phòng bằng cách nhấp nháy mắt. Bằng cách chèn một số phần mềm nhận dạng mẫu vào kính Internet, chúng cũng sẽ nhận ra các đồ vật, thậm chí là khuôn mặt của một số người. Một số chương trình phần mềm có thể nhận diện khuôn mặt được lập trình sẵn với độ chính xác hơn 90%. Không chỉ tên, mà cả lai lịch của người bạn đang nói chuyện cũng hiện lên trước mắt. Điều này sẽ giúp bạn khỏi ngại ngùng khi gặp một người không nhớ nổi tên. Điều này cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong một bữa tiệc cocktail, nơi có nhiều người xa lạ, một số người rất quan trọng, nhưng bạn không biết họ là ai. Trong tương lai, bạn sẽ có thể nhận dạng người lạ và biết lai lịch của họ, ngay cả khi mới nói chuyện. (Điều này phần nào giống như thế giới qua đôi mắt robot trong phim The Terminator — Kẻ hủy diệt). Công nghệ này có thể làm thay đổi hệ thống giáo dục. Trong tương lai, sinh viên thi cuối kỳ có thể âm thầm quét Internet qua kính áp tròng để lấy đáp án, tạo ra một vấn đề rõ ràng cho các giáo viên thường chỉ dựa vào ghi nhớ thuộc lòng. Điều này có nghĩa các nhà giáo dục sẽ phải nhấn mạnh khả năng tư duy và suy luận. Kính của bạn sẽ được trang bị một máy quay nhỏ trong gọng kính, có thể quay phim xung quanh và phát trực tiếp lên Internet. Mọi người trên khắp thế giới có thể cùng chia sẻ. Dù bạn đang xem gì, hàng ngàn người khác cũng sẽ có thể nhìn thấy. Phụ huynh sẽ biết con mình đang làm gì. Những người yêu nhau có thể chia sẻ trải nghiệm khi xa cách. Người trực tiếp dự buổi hòa nhạc sẽ có thể truyền sự phấn khích của mình cho người hâm mộ toàn thế giới. Thanh tra sẽ đến kiểm tra các nhà máy xa xôi và sau đó chiếu hình ảnh trực tiếp vào kính áp tròng của sếp. (Hay bạn đời của bạn có thể đi mua sắm, trong khi bạn bình luận về việc cần mua gì.) Hiện tại, Parviz đã có thể thu nhỏ một con chip máy tính để đặt bên trong màng polymer của kính áp tròng. Ông đã đặt thành công một đèn LED (Light-Emitting Diode) vào kính áp tròng và hiện đang tiến hành đặt ma trận 8x8 đèn LED. Kính áp tròng của ông được điều khiển bằng kết nối không dây. Ông tuyên bố: “Kính áp tròng rồi sẽ bao gồm hàng trăm đèn LED, tạo ra hình ảnh ngay trước mắt, như từ ngữ, biểu đồ và ảnh. Phần cứng chủ yếu là bán trong suốt để người đeo có thể đi lại mà không va vấp hay mất phương hướng.” Mục tiêu cuối cùng của ông, vẫn còn cần thêm nhiều năm nữa, là tạo ra một kính áp tròng với 3.600 điểm ảnh, mỗi điểm ảnh không quá 10 micromet. Một lợi thế của kính áp tròng Internet là hao tốn rất ít năng lượng, chỉ một vài phần triệu watt, vì vậy chúng sử dụng năng lượng rất hiệu quả và không tốn pin. Một ưu điểm nữa là dây thần kinh mắt và thị giác, theo nghĩa nào đó, là phần mở rộng trực tiếp của bộ não con người, vì vậy chúng ta đang tiếp cận trực tiếp với não bộ mà không cần cấy ghép điện cực. Mắt và thần kinh thị giác truyền thông tin nhanh hơn kết nối Internet tốc độ cao. Vì vậy, một kính áp tròng Internet có thể cung cấp khả năng truy cập não bộ nhanh nhất và hiệu quả nhất. Chiếu hình ảnh lên mắt qua kính áp tròng phức tạp hơn một chút so với kính Internet. Một đèn LED có thể tạo ra một chấm ánh sáng, hay điểm ảnh, nhưng bạn phải thêm một thấu kính vi mô để nó hội tụ trực tiếp lên võng mạc. Hình ảnh cuối cùng có thể hiện lên cách bạn nửa mét. Một thiết kế tiên tiến hơn mà Parviz đang xem xét là sử dụng laser hiển vi để gửi hình ảnh siêu nét trực tiếp lên võng mạc. Với cùng công nghệ khắc bóng bán dẫn siêu nhỏ trong ngành công nghiệp chip, người ta cũng có thể khắc thiết bị laser nhỏ xíu có cùng kích thước, tạo ra các thiết bị laser nhỏ nhất trên thế giới. Laser với kích thước khoảng 100 nguyên tử có thể được tạo ra bằng công nghệ này. Giống như bóng bán dẫn, bạn có thể hình dung gói hàng triệu laser vào một con chip có kích thước bằng móng tay. Ô TÔ KHÔNG NGƯỜI LÁI Trong tương lai gần, bạn cũng sẽ có thể an toàn lướt mạng qua kính áp tròng khi lái xe. Đi làm sẽ không còn mệt mỏi nữa nhờ những chiếc xe ô tô tự lái. Hiện tại, xe ô tô không người lái sử dụng GPS để xác định vị trí trong khoảng một mét, có thể lái xe qua hàng trăm cây số. Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến của Lầu Năm Góc (DARPA) đã tài trợ cuộc thi DARPA Grand Challenge, trong đó các phòng thí nghiệm đưa ô tô không người lái tham gia đua xe trên sa mạc Mojave để nhận giải thưởng trị giá một triệu USD. DARPA đang kế tục truyền thống tài trợ các dự án rủi ro nhưng đóng vai trò công nghệ của tương lai. (Một số ví dụ về các dự án Lầu Năm Góc là Internet, ban đầu được thiết kế để kết nối các nhà khoa học và công chức trong và sau chiến tranh hạt nhân, và hệ thống GPS, lúc đầu được thiết kế để dẫn đường cho tên lửa ICBM. Nhưng sau Chiến tranh Lạnh, cả Internet và GPS đều được công bố đại chúng.) Năm 2004, cuộc thi đã có khởi đầu trắc trở, khi không một chiếc xe ô tô không người lái nào đi được 250 km địa hình gồ ghề và cán đích. Những chiếc xe robot đều bị hỏng hoặc bị lạc. Nhưng năm sau, năm chiếc xe đã hoàn thành một chặng đường khó hơn. Chúng phải đi trên chặng đường có 100 lượt rẽ ngoặt, ba đường hầm hẹp và dốc hai bên. Một số nhà phê bình cho rằng xe robot có thể đi trên sa mạc nhưng không thể đi trong phố. Vì vậy, năm 2007, DARPA đã tài trợ cho một dự án đầy tham vọng hơn nữa, có tên Thử thách Đô thị, cho những chiếc xe robot hoàn thành chặng đường 100 km đầy khó khăn qua một đô thị giả định trong vòng chưa đầy sáu giờ. Xe phải tuân thủ luật giao thông, tránh những chiếc xe robot khác trong chặng và đi qua các ngã tư. Có sáu đội đã hoàn thành, với ba đội đứng đầu được nhân giải thưởng trị giá hai triệu đô la, một triệu đô la và 500.000 đô la. Mục tiêu của Lầu Năm Góc là đến năm 2015, một phần ba lực lượng mặt đất của Mỹ sẽ được trang bị xe tự động. Đây có thể là một công nghệ cứu sinh, vì gần đây hầu hết thương vong ở Mỹ là do bom ven đường. Trong tương lai, nhiều xe quân sự Mỹ sẽ không có tài xế. Nhưng đối với người tiêu dùng, công nghệ này có nghĩa là xe tự lái bằng một nút bấm, cho phép người lái xe làm việc, thư giãn, ngắm cảnh, xem phim hoặc lướt mạng. Tôi từng được lái loại xe này trong một chương trình chuyên đề cho kênh Discovery. Đó là một chiếc xe thể thao bóng bẩy, được các kỹ sư tại Đại học Bắc Carolina sửa đổi để trở nên hoàn toàn tự động. Máy tính của nó có công suất tương đương tám máy tính cá nhân. Bước vào xe là cả một vấn đề, vì bên trong khá chật. Ở khắp mọi nơi bên trong xe, tôi có thể thấy các linh kiện điện tử tinh vi chất đống trên ghế và bảng điều khiển. Khi nắm tay lái, tôi thấy có một sợi cáp cao su đặc biệt kết nối với một động cơ nhỏ. Một chiếc máy tính sau đó có thể xoay vô lăng bằng cách điều khiển động cơ. Sau khi bật chìa khóa, nhấn ga và lái xe lên đường cao tốc, tôi bật chế độ tự lái. Tôi thả tay ra và chiếc xe tự đi. Tôi hoàn toàn tin tưởng vào chiếc xe, hệ thống máy tính liên tục thực hiện các điều chỉnh nhỏ thông qua cáp cao su trên vô lăng. Lúc đầu, có hơi kỳ lạ khi thấy tay lái và chân ga tự di chuyển. Cảm giác như có một người lái xe vô hình, ma quái đã tiếm quyền kiểm soát, nhưng dần dần tôi bắt đầu quen với nó. Sau đó tôi thấy khá thư giãn trong một chiếc xe tự lái với độ chính xác và kỹ năng siêu phàm. Tôi có thể ung dung tận hưởng chuyến đi. Trái tim của chiếc xe không người lái là hệ thống GPS, cho phép máy tính tự định vị trong khoảng một mét. (Các kỹ sư có lần nói với tôi, hệ thống GPS có thể xác định vị trí của chiếc xe trong vòng 10 cm). Hệ thống GPS là một kỳ quan công nghệ hiện đại. Mỗi trong số 32 vệ tinh GPS quay quanh Trái đất phát ra một sóng vô tuyến đặc trưng, được hệ thống GPS đặt trong xe thu lại. Tín hiệu từ mỗi vệ tinh hơi lệch do chúng di chuyển theo các quỹ đạo hơi khác nhau. Sự thay đổi này được gọi là dịch chuyển Doppler. (Ví dụ, sóng vô tuyến được nén nếu vệ tinh di chuyển về phía bạn và được kéo dài nếu nó di chuyển ra xa bạn.) Bằng cách phân tích sự thay đổi tần số từ ba hoặc bốn vệ tinh, máy tính có thể xác định chính xác vị trí chiếc xe. Xe cũng có radar trong chắn bùn để nhận biết chướng ngại vật. Điều này rất quan trọng trong tương lai, vì mỗi chiếc xe sẽ tự động thực hiện các biện pháp khẩn cấp khi phát hiện nguy hiểm. Hằng năm có gần 40.000 ca tử vong vì tai nạn xe hơi ở Mỹ. Trong tương lai, cụm từ tai nạn xe hơi có thể dần biến mất khỏi vốn từ vựng. Ùn tắc giao thông cũng có thể trở thành quá khứ. Một máy tính trung tâm sẽ có thể theo dõi mọi chuyển động của mỗi chiếc xe không người lái trên đường bằng cách liên lạc với từng chiếc. Sau đó nó sẽ dễ dàng phát hiện ách tắc giao thông và tắc nghẽn trên đường cao tốc. Trong một thử nghiệm ở phía bắc San Diego trên Xa lộ Liên tiểu bang 15, các con chip được đặt trên đường để nhờ đó, một máy tính trung tâm nắm quyền kiểm soát xe đang lưu thông. Trong trường hợp kẹt xe, máy tính sẽ ghi đè lên trình điều khiển và cho phép lưu thông tự do. Chiếc xe của tương lai cũng sẽ có thể phát hiện được những nguy hiểm khác. Hàng ngàn người đã qua đời hoặc bị thương do tai nạn khi người lái xe buồn ngủ, đặc biệt là vào ban đêm hoặc trên các chuyến đi dài. Máy tính ngày nay có thể tập trung vào mắt bạn và nhận ra dấu hiệu của cơn buồn ngủ. Máy tính được lập trình để tạo ra âm thanh và đánh thức bạn. Nếu điều này không thành công, máy tính sẽ thay bạn lái xe. Máy tính cũng có thể đo lượng cồn, giúp giảm hàng nghìn ca tử vong liên quan đến rượu xảy ra hằng năm. Chuyển sang xe thông minh không phải chuyện một sớm một chiều. Đầu tiên, quân đội sẽ triển khai các phương tiện này và xử lý lỗi. Sau đó, xe robot sẽ xâm nhập vào thị trường, xuất hiện đầu tiên trên những tuyến đường dài, nhàm chán của xa lộ liên tiểu bang. Tiếp theo, chúng sẽ xuất hiện ở vùng ngoại ô và thành phố lớn, nhưng người lái xe sẽ luôn có khả năng lái thay máy tính trong trường hợp khẩn cấp. Rồi chúng ta sẽ phải tự hỏi làm sao sống được nếu thiếu xe tự lái. MÀN HÌNH TRÊN BỐN BỨC TƯỜNG Máy tính sẽ không chỉ làm giảm căng thẳng đi lại và giảm tai nạn xe hơi, chúng cũng sẽ giúp chúng ta kết nối với bạn bè và người quen. Trước đây, có người đã chỉ trích cuộc cách mạng máy tính là vô nhân đạo và cô lập con người. Trên thực tế, nó giúp ta mở rộng quan hệ bạn bè và người quen theo cấp số nhân. Khi cô đơn hay cần có ai đó bên cạnh, bạn sẽ chỉ cần yêu cầu màn hình tường thiết lập một đầu cầu trò chơi nối với người cùng cảnh ngộ ở bất cứ đâu trên thế giới. Khi muốn được trợ giúp lập kế hoạch nghỉ ngơi, tổ chức một chuyến đi hoặc hẹn hò, bạn sẽ thực hiện thông qua màn hình tường. Trong tương lai, đầu tiên sẽ có một khuôn mặt thân thiện xuất hiện trên màn hình tường (bạn có thể thay đổi khuôn mặt này theo sở thích). Bạn sẽ yêu cầu nó lên kế hoạch cho một kỳ nghỉ. Nó đã biết sở thích của bạn và sẽ lướt mạng rồi cung cấp danh sách các lựa chọn tốt nhất, với mức giá hợp lý nhất. Các buổi họp mặt gia đình cũng có thể diễn ra thông qua màn hình tường. Bốn bức tường phòng khách nhà bạn đều có màn hình nên hình ảnh của người thân phương xa sẽ bao quanh bạn. Giả dụ một người họ hàng không thể đến thăm bạn vào một dịp quan trọng. Cả gia đình sẽ tụ tập xung quanh màn hình tường và ăn mừng, buổi đoàn tụ ấy sẽ gồm một phần thực và một phần ảo. Hoặc, qua kính áp tròng, bạn có thể nhìn thấy hình ảnh của tất cả người thần yêu như thể họ đang thực sự ở đó, mặc dù họ ở cách xa bạn hàng ngàn cây số. (Một số nhà bình luận đã nhận xét rằng Internet ban đầu được hình thành như một thiết bị “male” của Lầu Năm Góc, liên quan đến việc thống trị kẻ thù trong thời chiến. Nhưng Internet ngày nay chủ yếu là “female”, vươn ra ngoài và chạm vào ai đó.) Hội thảo qua mạng (teleconference) sẽ được thay thế bằng hình ảnh qua mạng (telepresence) - hình ảnh 3-D và giọng nói của một người sẽ xuất hiện trong kính hoặc kính áp tròng. Ví dụ, tại một cuộc họp, mọi người sẽ ngồi quanh bàn, ngoại trừ một số người tham gia sẽ chỉ xuất hiện trong kính của bạn. Nếu không đeo kính, bạn sẽ thấy một số ghế trống. Khi đeo kính, bạn thấy hình ảnh của tất cả mọi người ngồi trên ghế như thể họ đang ở đó. (Thực tế có một máy ảnh đặc biệt quay phim tất cả những người tham gia họp xung quanh một cái bàn tương tự và sau đó gửi hình ảnh qua Internet.) Trong bộ phim Star War (Chiến tranh giữa các vì sao), khán giả sửng sốt khi thấy hình ảnh 3-D của con người xuất hiện trong không khí. Nhưng bằng cách sử dụng công nghệ máy tính, chúng ta sẽ có thể xem những hình ảnh 3-D này trong kính áp tròng, kính hoặc màn hình tường trong tương lai. Ban đầu, có vẻ lạ khi nói chuyện với một căn phòng trống. Nhưng hãy nhớ, khi điện thoại lần đầu xuất hiện, một số người đã chỉ trích nó rằng mọi người sẽ nói chuyện với những giọng nói kỳ quái. Họ than vãn rằng nó dần dần thay thế sự tiếp xúc trực tiếp giữa người với người. Họ đã đúng, nhưng ngày nay chúng ta không ngại nói với những giọng nói kỳ quái ấy, bởi nó giúp mở rộng quan hệ và làm phong phú cuộc sống chúng ta. Công nghệ này cũng có thể thay đổi đời sống tình cảm của bạn. Nếu bạn cô đơn, màn hình tường sẽ hiểu gu của bạn và các đặc điểm tính cách, ngoại hình của người bạn muốn hẹn hò, sau đó quét Internet để tìm đối tượng phù hợp. Và vì đôi khi mọi người không thành thực trong hồ sơ, nên như một biện pháp an ninh, màn hình sẽ tự động quét lịch sử của từng người để phát hiện chỗ khai man. GIẤY ĐIỆN TỬ LINH HOẠT Giá của ti vi màn hình phẳng có lúc hơn 10.000 đô la, đã giảm xuống khoảng 50 lần chỉ trong vòng một thập kỷ. Trong tương lai, giá màn hình phẳng bao phủ toàn bộ bức tường cũng sẽ giảm đáng kể. Những màn hình tường này sẽ linh hoạt và siêu mỏng, sử dụng OLED (điốt phát quang hữu cơ). Chúng tương tự như điốt phát quang thông thường, ngoại trừ việc dựa trên các hợp chất hữu cơ sắp xếp trong một polymer, khiến chúng linh hoạt. Mỗi điểm ảnh trên màn hình linh hoạt được kết nối với một bóng bán dẫn điều khiển màu sắc và cường độ của ánh sáng. Các nhà khoa học tại Trung tâm Hiển thị Linh hoạt của Đại học bang Arizona đang hợp tác với Hewlett-Packard và quân đội Mỹ để hoàn thiện công nghệ này. Lực thị trường sẽ giảm chi phí của công nghệ này và đưa nó đến với công chúng. Khi ấy, giá của màn hình tường có thể gần như giá giấy dán tường. Vì vậy, trong tương lai, khi sử dụng giấy dán tường, người ta cũng có thể dùng luôn màn hình treo tường. Khi muốn đổi hình trên giấy dán tường, chúng ta chỉ cần nhấn một nút. Việc trang trí lại trở nên vô cùng đơn giản. Công nghệ màn hình linh hoạt này cũng có thể cách mạng hóa cách chúng ta tương tác với máy tính xách tay. Chúng ta sẽ không cần phải xách những chiếc máy nặng nề. Máy tính xách tay có thể là một tấm OLED đơn giản, gấp gọn vào trong ví. Một chiếc điện thoại di động chứa màn hình linh hoạt có thể được kéo ra, giống như một cuộn giấy. Sau đó, thay vì căng thẳng gõ trên bàn phím nhỏ xíu của điện thoại di động, bạn có thể kéo ra một màn hình linh hoạt lớn như mong muốn. Công nghệ này cũng làm cho màn hình máy tính cá nhân trở nên hoàn toàn trong suốt. Trong tương lai gần, ta có thể nhìn chằm chằm ra ngoài cửa sổ, khoát tay và đột nhiên cửa sổ biến thành màn hình máy tính cá nhân. Hoặc thành bất kỳ hình ảnh nào ta mong muốn. Chúng ta có thể nhìn thấy cảnh tượng cách ta hàng ngàn cây số qua cửa sổ. Ngày nay, chúng ta thường viết nguệch ngoạc lên giấy nháp rồi vứt đi. Trong tương lai, chúng ta có thể có “máy tính nháp”, những máy tính này không có đặc điểm nhận dạng cụ thể. Chúng ta viết nguệch ngoạc lên đó và bỏ chúng đi. Ngày nay, trong các văn phòng, máy tính thường được đặt xung quanh bàn làm việc hay các đồ nội thất. Trong tương lai, máy tính để bàn có thể biến mất và các tập tin sẽ di chuyển theo chúng ta từ nơi này sang nơi khác, từ phòng này sang phòng khác, hoặc từ văn phòng về đến tận nhà. Điều này sẽ cung cấp cho chúng ta thông tin liên mạch ở mọi lúc, mọi nơi. Ngày nay tại sân bay, bạn nhìn thấy hàng trăm du khách mang theo máy tính xách tay. Khi ở khách sạn, họ phải kết nối với Internet; và trở về nhà, họ phải tải các tập tin vào máy tính để bàn. Trong tương lai, bạn sẽ không bao giờ cần phải xách theo máy tính vì mọi thứ (bức tường, hình ảnh, đồ nội thất…) đều có thể kết nối bạn với Internet, ngay cả khi bạn đang ở trên tàu hay xe ô tô. (Ví dụ đầu tiên là “điện toán đám mây”, khi bạn nhận được hóa đơn không phải cho máy tính mà là cho thời gian sử dụng máy tính, coi việc tính toán cũng giống như một tiện ích được đo lường như nước hoặc điện). THẾ GIỚI ẢO Mục tiêu của phổ cập tin học là đưa máy tính vào thế giới con người: đưa chip tới mọi nơi. Mục đích của thế giới ảo lại ngược lại: đưa con người vào thế giới của máy tính. Thế giới ảo lần đầu tiên được quân đội giới thiệu trong những năm 1960 dùng để đào tạo phi công và binh sĩ qua mô phỏng. Phi công có thể thực hành hạ cánh trên boong tàu sân bay bằng cách xem màn hình máy tính và di cần điều khiển. Trong trường hợp chiến tranh hạt nhân, các tướng lĩnh và nhà lãnh đạo từ các địa điểm cách xa nhau có thể gặp gỡ bí mật trong không gian mạng. Ngày nay, với công suất máy tính đang mở rộng theo hàm mũ, người ta có thể sống trong một thế giới mô phỏng, nơi bạn có thể điều khiển hình thế thân (một hình ảnh động đại diện cho bạn). Bạn có thể gặp các hình thế thân khác, khám phá thế giới tưởng tượng, thậm chí yêu và kết hôn. Bạn cũng có thể mua các vật phẩm ảo bằng tiền ảo mà sau đó có thể chuyển thành tiền thật. Một trong những trang web phổ biến nhất, Second Life, có 16 triệu tài khoản đăng ký vào năm 2009. Năm đó, nhiều người kiếm được hơn một triệu đô la mỗi năm nhờ sử dụng Second Life. (Tuy nhiên, lợi nhuận bạn tạo ra vẫn phải chịu thuế của chính phủ Hoa Kỳ, do đó được coi là thu nhập thực). Thế giới ảo đã trở thành yếu tố chính của trò chơi điện tử. Trong tương lai khi công suất máy tính tiếp tục mở rộng, thông qua kính hoặc màn hình tường, bạn có thể truy cập vào thế giới ảo. Ví dụ, nếu muốn đi mua sắm hoặc ghé thăm một nơi mới, bạn có thể thực hiện trước thông qua thế giới ảo, lướt màn hình máy tính như thể bạn đang thực sự ở đó. Bằng cách này, bạn sẽ có thể đi bộ trên Mặt trăng, đi nghỉ trên Hỏa Tinh, mua sắm ở các nước khác, ghé thăm bất kỳ bảo tàng nào và tự quyết định nơi đến. Đến một mức độ nào đó, bạn cũng sẽ có khả năng cảm nhận và chạm vào các đối tượng trong thế giới ảo. Đây gọi là “công nghệ xúc giác” cho phép bạn cảm nhận sự hiện diện của các đối tượng được tạo ra từ máy tính. Công nghệ này lần đầu tiên được phát triển bởi các nhà khoa học xử lý vật liệu phóng xạ với cánh tay robot điều khiển từ xa và bởi quân đội, để phi công cảm nhận được sức cản của cần điều khiển trong mô phỏng bay. Để mô phỏng cảm giác chạm, các nhà khoa học đã tạo ra một thiết bị gắn liền với lò xo và bánh răng, do đó khi bạn đẩy ngón tay về phía trước trên thiết bị, nó bật lại, mô phỏng cảm giác áp lực. Ví dụ, khi bạn di chuyển các ngón tay trên bàn, thiết bị này có thể mô phỏng cảm giác cảm nhận bề mặt gỗ cứng. Bằng cách này, bạn có thể cảm thấy sự hiện diện của các vật thể hiện ra trong kính thế giới ảo, cho bạn cảm giác đang ở đâu đó khác. Để tạo cảm nhận kết cấu, một thiết bị chứa hàng nghìn pin nhỏ xíu cho phép ngón tay bạn lướt qua một bề mặt. Khi di chuyển ngón tay, máy tính sẽ điều khiển chiều cao của mỗi pin, mô phỏng kết cấu bề mặt cứng, vải nhung hoặc giấy nhám thô. Trong tương lai, bằng cách đeo găng tay đặc biệt, ta sẽ có cảm giác thực khi chạm vào nhiều vật thể và bề mặt khác nhau. Công nghệ này sẽ rất cần thiết cho việc đào tạo bác sĩ phẫu thuật trong tương lai, vì bác sĩ phẫu thuật cần cảm nhận được áp lực khi thực hiện những ca phẫu thuật tinh xảo và bệnh nhân có thể là hình ảnh toàn ký ba chiều. Nó cũng đưa chúng ta đến gần hơn với thiết bị holodeck[1] trong phim Du hành giữa các vì sao, nơi bạn đi lang thang trong một thế giới ảo và chạm vào vật thể ảo. Khi đi quanh một căn phòng trống, bạn có thể thấy các vật thể trong kính bảo hộ hoặc kính áp tròng. Khi vươn tay ra với, một thiết bị xúc giác nhô lên từ sàn nhà và mô phỏng đồ vật bạn đang chạm vào. Tôi từng được chứng kiến trực tiếp những công nghệ này khi đến thăm CAVE (viết tắt của Cave Automatic Virtual Environment — Hộp môi trường ảo tự động) tại Đại học Rowan ở New Jersey cho Kênh Science. Tôi bước vào một căn phòng trống, được bao quanh bởi bốn bức tường, mỗi bức tường được chiếu sáng bởi một máy chiếu. Hình ảnh 3-D có thể được chiếu lên tường, tạo ảo giác về việc được chuyển đến một thế giới khác. Trong một bản chiếu thử, bao quanh tôi là những con khủng long khổng lồ hung dữ. Bằng cách di cần điều khiển, tôi có thể cưỡi trên lưng con Tyrannosaurus rex, thậm chí đi thẳng vào miệng nó. Sau đó, tôi đến thăm Aberdeen Proving Ground ở Maryland, nơi quân đội Mỹ đã phát minh ra phiên bản holodeck tiên tiến nhất. Cảm biến được đặt trên mũ bảo hiểm và ba lô của tôi, vì vậy máy tính biết chính xác vị trí tôi đứng. Sau đó tôi đi bộ trên một máy chạy bộ đa hướng, chiếc máy tinh vi này cho phép bạn đi theo bất kỳ hướng nào trong khi vẫn đứng nguyên một chỗ. Đột nhiên tôi ở giữa chiến trường, né làn đạn từ tay súng bắn tỉa của đối phương. Tôi có thể chạy theo bất kỳ hướng nào, trốn trong bất kỳ con hẻm nào, chạy nước rút xuống bất kỳ đường phố nào và hình ảnh 3-D trên màn hình thay đổi ngay lập tức. Tôi thậm chí có thể nằm thẳng trên sàn nhà và màn hình thay đổi tương ứng. Trong tương lai, bạn sẽ có thể trải nghiệm cảm giác đắm chìm hoàn toàn, ví dụ: tham gia vào các cuộc không chiến với phi thuyền không gian của người ngoài hành tinh, chạy trốn quái vật hung dữ hoặc vui đùa trên một hòn đảo hoang vắng, tất cả đều diễn ra khi bạn đang ngồi thoải mái trong phòng khách. Ế Ầ CHĂM SÓC Y TẾ TRONG TƯƠNG LAI GẦN Chuyện đi khám bệnh sẽ hoàn toàn thay đổi. “Bác sĩ” của bạn có thể là một chương trình phần mềm robot xuất hiện trên màn hình tường và có thể chẩn đoán chính xác tới 95% các bệnh thông thường. “Bác sĩ” của bạn có thể trông giống một người, nhưng thực ra là một hình ảnh động được lập trình để hỏi một số câu hỏi đơn giản. “Bác sĩ” của bạn cũng sẽ có một bản ghi đầy đủ về gen của bạn và sẽ đề xuất một liệu trình điều trị y tế có tính đến tất cả các yếu tố di truyền. Để chẩn bệnh, “bác sĩ” sẽ yêu cầu bạn đưa một đầu dò đơn giản trên cơ thể. Trong loạt phim Du hành giữa các vì sao bản gốc, công chúng sửng sốt khi thấy một thiết bị gọi là tricorder có thể chẩn đoán ngay lập tức bất kỳ bệnh nào bên trong cơ thể. Nhưng bạn không cần phải chờ đợi đến thế kỷ 23 để có thiết bị tương lai này. Máy quét MRI, trước đây nặng hàng tấn với kích thước choán hết một căn phòng, đã được thu nhỏ còn khoảng 30 cm, và cuối cùng sẽ nhỏ như một chiếc điện thoại di động. Bằng cách quét qua cơ thể, bạn sẽ có thể nhìn thấy các cơ quan bên trong. Máy tính sẽ xử lý các hình ảnh 3-D này và chẩn đoán. Đầu dò này cũng sẽ có thể xác định trong vòng vài phút sự hiện diện của một loạt các bệnh, bao gồm ung thư, nhiều năm trước khi một khối u hình thành. Đầu dò này sẽ chứa các chip ADN bằng silic có hàng triệu cảm biến nhỏ phát hiện dấu vết ADN trong nhiều bệnh. Tất nhiên, nhiều người ghét đi khám. Nhưng trong tương lai, sức khỏe của bạn sẽ được âm thầm và dễ dàng theo dõi nhiều lần trong ngày mà bạn không biết. Nhà vệ sinh, gương phòng tắm và quần áo sẽ gắn chip ADN âm thầm xác định xem bạn có tế bào ung thư đang phát triển trong cơ thể hay không với độ nhạy chỉ vài trăm tế bào. Bạn sẽ có nhiều cảm biến ẩn trong phòng tắm và quần áo hơn cả số cảm biến trong một bệnh viện hiện đại hoặc trường đại học ngày nay. Ví dụ, chỉ cần thổi vào gương, có thể phát hiện ADN của một protein đột biến tên là p53, liên quan đến 50% các bệnh ung thư thông thường. Điều này có nghĩa là từ khối u sẽ dần dần biến mất khỏi ngôn ngữ. Ngày nay, nếu gặp tai nạn xe hơi nghiêm trọng trên đường vắng, bạn có thể bị chảy máu đến chết. Nhưng trong tương lai, quần áo và xe hơi của bạn sẽ tự động phản ứng với dấu hiệu chấn thương đầu tiên, gọi xe cứu thương, xác định vị trí xe, tải lên toàn bộ lịch sử y tế, trong khi bạn bất tỉnh. Trong tương lai, sẽ rất khó để chết một mình. Quần áo của bạn sẽ có thể cảm nhận được bất kỳ sự bất thường nào trong nhịp tim, hơi thở và thậm chí là sóng não bằng các con chip nhỏ xíu được dệt vào vải. Cứ mỗi khi mặc quần áo vào là bạn đã lên mạng rồi. Ngày nay, có thể đặt một con chip vào viên thuốc cỡ viên aspirin, tích hợp máy ảnh và máy phát sóng. Khi nuốt vào, “viên thuốc thông minh” sẽ chụp hình ảnh cuống họng và ruột, rồi phát tín hiệu đến máy thu lân cận. Nhờ đó, các bác sĩ có thể chụp ảnh ruột của bệnh nhân và phát hiện ung thư mà không cần phải thực hiện nội soi đại tràng (rất bất tiện vì phải đưa một ống dài hai mét vào ruột già). Các thiết bị vi mô như thế này cũng sẽ dần dần giảm việc phải cắt da để phẫu thuật. Đây chỉ là một ví dụ để thấy sức ảnh hưởng của cuộc cách mạng hóa máy tính đến đời sống con người. Chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về cuộc cách mạng này trong y tế ở Chương 3 và Chương 4, với vấn đề về gen trị liệu, nhân bản và tăng tuổi thọ con người. SỐNG TRONG THẾ GIỚI CỔ TÍCH Do máy tính thông minh sẽ rất rẻ và phổ biến, một số nhà tương lai học đã nhận xét tương lai có thể giống như một câu chuyện cổ tích. Nếu chúng ta có sức mạnh của các vị thần, thì thiên đường chúng ta sống sẽ giống như một thế giới tưởng tượng. Chẳng hạn trong tương lai, Internet trở thành tấm gương thần trong truyện Bạch Tuyết. Chúng ta sẽ nói “Gương kia ngự ở trên tường” và một khuôn mặt thân thiện xuất hiện, cho phép chúng ta tiếp cận với tri thức thế giới. Chúng ta sẽ đặt chip vào trong đồ chơi, khiến chúng thông minh, như chú rối gỗ Pinocchio muốn trở thành một cậu bé thực sự. Giống như Pocahontas, chúng ta sẽ nói chuyện với gió và cây cối và chúng sẽ đáp lời. Chúng ta sẽ thấy mọi sự vật đều có tri giác và có thể nói chuyện với chúng. Vì máy tính sẽ có thể xác định được nhiều gen kiểm soát quá trình lão hóa, chúng ta có thể sẽ trẻ mãi như Peter Pan. Chúng ta sẽ có thể làm chậm lại và đảo ngược quá trình lão hóa, giống như các cậu bé ở Neverland, những người không bao giờ lớn. Thực tế tăng cường sẽ cho ta ảo tưởng rằng, giống như Lọ Lem, ta đến một buổi dạ tiệc tưởng tượng trong cung điện và duyên dáng khiêu vũ với bạch mã hoàng tử. (Nhưng đến nửa đêm, thực tế tăng cường sẽ tắt, đưa ta về thực tại.) Nhờ máy tính biết được các gen mã hóa cơ thể, chúng ta có thể tái cấu trúc cơ thể, thay thế các cơ quan và thay đổi diện mạo, ngay cả ở mức độ di truyền, giống như quái thú trong “Người Đẹp và Quái Vật”. Một số nhà tương lai học thậm chí còn sợ rằng điều này có thể dẫn đến sự trở lại với chủ nghĩa thần bí của thời Trung Cổ, khi hầu hết mọi người tin rằng có những linh hồn vô hình sống xung quanh. TƯƠNG LAI TRUNG HẠN (TỪ NĂM 2030 ĐẾN NĂM 2070) HỒI KẾT CỦA ĐỊNH LUẬT MOORE Chúng ta tự hỏi: Cuộc cách mạng máy tính này kéo dài bao lâu? Nếu định luật Moore đúng với 50 năm nữa, thì máy tính sẽ nhanh chóng vượt quá công suất tính toán của bộ não con người. Đến giữa thế kỷ, một dòng chảy mới diễn ra. Như George Harrison đã từng nói: “Tất cả mọi thứ rồi cũng qua.” Ngay cả định luật Moore cũng phải kết thúc, và sự gia tăng ngoạn mục của công suất máy tính đã thúc đẩy tăng trưởng kinh tế trong nửa thế kỷ qua. Ngày nay, chúng ta mặc định và tin rằng mình có quyền sở hữu các sản phẩm máy tính với công suất và độ phức tạp ngày càng tăng. Đây là lý do mỗi năm chúng ta mua máy tính mới với công suất gấp đôi mô hình của năm ngoái. Nhưng nếu định luật Moore sụp đổ — và mọi thế hệ máy tính đều có cùng công suất và tốc độ như thế hệ trước - thì tại sao lại phải mua máy tính mới? Khi chip được gắn phổ biến trong các sản phẩm, nền kinh tế có thể bị đẩy vào thảm trạng. Toàn bộ các ngành công nghiệp sẽ từ từ chững lại, hàng triệu lao động có thể mất việc làm và nền kinh tế có thể rơi vào tình trạng hỗn loạn. Nhiều năm trước, khi chúng tôi, các nhà vật lý, chỉ ra sự sụp đổ không thể tránh khỏi của định luật Moore, theo truyền thống, ngành công nghiệp máy tính coi đó là dự đoán điên rồ, ngụ ý rằng đó như một trò đùa. Họ cho rằng sự kết thúc của định luật Moore đã được dự đoán rất nhiều lần, rằng họ chỉ đơn giản là không tin điều đó. Nhưng mọi thứ đã thay đổi. Hai năm trước, tôi dự một hội nghị với tư cách là diễn giả chính do Microsoft tổ chức tại trụ sở chính của họ ở Seattle, Washington. Ba nghìn kỹ sư hàng đầu của Microsoft đã có mặt, chờ đợi nghe tôi nói về tương lai của máy tính và viễn thông. Nhìn vào đám đông khổng lồ, tôi có thể thấy khuôn mặt của các kỹ sư trẻ đầy nhiệt huyết, những người tạo ra các chương trình chạy trên máy tính để bàn và máy tính xách tay. Tôi đã đưa ra dự đoán về định luật Moore và nói rằng ngành công nghiệp phải chuẩn bị cho sự sụp đổ này. Một thập kỷ trước đó, tôi có thể đã phải nhận một tràng cười hoặc một vài tiếng cười thầm. Nhưng lần này tôi thấy hết thảy gật gù. Như vậy, sự sụp đổ của định luật Moore là một vấn đề tầm cỡ quốc tế, với hàng tỷ tỷ đô la bị đe dọa. Nhưng chính xác nó sẽ kết thúc như thế nào và định luật nào sẽ thay thế phụ thuộc vào các định luật vật lý. Đáp án cho những câu hỏi này cuối cùng sẽ làm rung chuyển cấu trúc kinh tế của chủ nghĩa tư bản. Để hiểu tình trạng này, điều quan trọng là nhận ra thành quả ấn tượng của cuộc cách mạng máy tính dựa trên một số nguyên lý vật lý. Đầu tiên, máy tính có tốc độ nhanh do các tín hiệu điện di chuyển gần tốc độ ánh sáng, đó là tốc độ tối ưu trong vũ trụ. Trong một giây, một chùm ánh sáng có thể di chuyển vòng quanh thế giới bảy lần hoặc tới Mặt trăng. Các electron cũng dễ dàng di chuyển quanh hạt nhân (và có thể được dịch chuyển chỉ bằng cách chải tóc, đi qua tấm thảm hoặc giặt đồ — đó là lý do tại sao chúng ta có sự bám dính của các vật nhẹ do tĩnh điện). Sự kết hợp của các electron bị lỏng lẻo và tốc độ khổng lồ của chúng cho phép gửi tín hiệu điện với tốc độ chớp nhoáng, tạo ra cuộc cách mạng điện trong thế kỷ qua. Thứ hai, hầu như không có giới hạn về lượng thông tin bạn có thể đặt trên một chùm tia laser. Do sóng ánh sáng rung động nhanh hơn nhiều so với sóng âm, ánh sáng có thể mang nhiều thông tin hơn âm thanh. (Ví dụ, hãy kéo một sợi dây dài và sau đó rung nhanh một đầu. Bạn càng rung nhanh, càng có nhiều tín hiệu được gửi dọc theo sợi dây. Do đó, khi bạn rung càng nhanh thì lượng thông tin bạn có thể nhồi nhét lên sóng sẽ càng tăng do tần số dao động tăng.) Ánh sáng rung khoảng 1014 chu kỳ mỗi giây (là số 1 với 14 số không sau nó). Phải mất nhiều chu kỳ để truyền tải một bit thông tin (1 hoặc 0). Cáp quang có thể truyền tải khoảng 1011 bit thông tin trên một tần số đơn. Và con số này có thể được tăng lên bằng cách nhồi nhét nhiều tín hiệu vào một sợi quang đơn và sau đó bó các sợi này vào một sợi cáp. Điều này có nghĩa là bằng cách tăng số lượng các kênh trong một cáp và sau đó tăng số lượng cáp, hầu như không có giới hạn nào trong truyền tải thông tin. Thứ ba, và quan trọng nhất, cuộc cách mạng máy tính được thúc đẩy bởi việc thu nhỏ bóng bán dẫn. Bóng bán dẫn là cổng hoặc công tắc, điều khiển dòng điện. Nếu ta so sánh mạch điện với hệ thống ống nước, thì bóng bán dẫn giống như van điều khiển dòng nước chảy. Cũng giống như chỉ cần vặn van là có thể điều khiển lượng nước, bóng bán dẫn cho phép một dòng điện nhỏ điều khiển một dòng điện lớn hơn nhiều, do đó khuếch đại công suất dòng. Trung tâm của cuộc cách mạng này là chip máy tính, có thể chứa hàng trăm triệu bóng bán dẫn trên một miếng silic có kích thước bằng móng tay. Bên trong máy tính xách tay có một con chip chứa bóng bán dẫn mà chỉ thấy được dưới kính hiển vi. Những bóng bán dẫn cực kỳ nhỏ này được tạo ra giống như cách in áo phông. Áo phông in mẫu được sản xuất hàng loạt bằng cách tạo ra một khuôn tô viền mẫu. Sau đó, đặt khuôn lên trên vải và phun sơn. Lớp sơn thấm vào vải qua những khoảng trống trên khuôn. Khi lấy khuôn ra, ta sẽ có bản sao hoàn hảo của mẫu trên áo phông. Tương tự, một khuôn được tạo ra chứa các đường viền phức tạp với hàng triệu bóng bán dẫn. Sau đó đặt khuôn trên một tấm wafer chứa nhiều lớp silic nhạy sáng. Tia cực tím được chiếu vào khuôn, xuyên qua các khoảng trống và chiếu vào miếng silic wafer. Sau đó, wafer được nhúng vào axit, khắc các đường viền của mạch điện và tạo ra thiết kế phức tạp của hàng triệu bóng bán dẫn. Vì wafer bao gồm nhiều lớp dẫn điện và bán dẫn, axit khắc wafer ở các độ sâu và các mẫu khác nhau, nên người ta có thể tạo ra các mạch điện với độ phức tạp cao. Một lý do khiến định luật Moore không ngừng tăng công suất của chip là vì ánh sáng tia cực tím có thể được điều chỉnh với bước cực nhỏ, nhờ vậy có thể khắc các bóng bán dẫn ngày càng bé lên các tấm silic. Vì ánh sáng tia cực tím có bước sóng nhỏ đến 10 nanomet (một nanomet là một phần tỷ của một mét), có nghĩa là bóng bán dẫn nhỏ nhất mà bạn có thể khắc có kích thước khoảng 30 nguyên tử. Nhưng quá trình này không thể tiếp tục mãi mãi. Bóng bán dẫn với kích thước nguyên tử sẽ không thể khắc được theo cách này. Bạn thậm chí có thể tính toán khi nào định luật Moore cuối cùng sẽ sụp đổ: khi cuối cùng bạn cũng tạo ra các bóng bán dẫn có kích thước của các nguyên tử riêng lẻ. Sự kết thúc của định luật Moore. Chip được tạo ra giống như cách in áo phông. Thay vì phun sơn trên khuôn, ánh sáng tia cực tím hội tụ vào khuôn, đốt một hình ảnh lên lớp silic. Axit sau đó khắc ra hình ảnh,tạo ra hàng trăm triệu bóng bán dẫn. Nhưng quá trình này bị giới hạn khi đạt đến kích thước nguyên tử. Liệu thung lũng Silicon có trở thành một Vành đai Rỉ sét hay không? Khoảng năm 2020 hoặc ngay sau đó, định luật Moore sẽ dần trở nên phi lý và Thung lũng Silicon có thể từ từ biến thành một Vành đai Rỉ sét trừ khi tìm ra công nghệ thay thế. Theo các định luật vật lý, cuối cùng thì thời đại của Silic sẽ kết thúc, nhường chỗ cho kỷ nguyên hậu-Silic. Bóng bán dẫn sẽ nhỏ đến mức lý thuyết lượng tử hay vật lý nguyên tử sẽ thoán đoạt và các electron bị rò rỉ ra khỏi dây dẫn. Ví dụ, lớp mỏng nhất bên trong máy tính của bạn sẽ có độ dày khoảng năm nguyên tử. Tại thời điểm đó, theo các định luật vật lý, lý thuyết lượng tử chiếm ưu thế. Nguyên lý bất định Heisenberg nói rằng bạn không thể biết cả vị trí và vận tốc của bất kỳ hạt nào. Điều này nghe có vẻ phản trực giác, nhưng ở cấp độ nguyên tử, bạn chỉ đơn giản là không thể biết được electron ở đâu, vì vậy nó không bao giờ bị giới hạn chính xác trong một dây hoặc lớp siêu mỏng và nó nhất thiết bị rò rỉ, khiến mạch bị chập. Chúng ta sẽ thảo luận vấn đề này chi tiết hơn trong Chương 4, khi phân tích công nghệ nano. Trong phần còn lại của chương này, chúng ta sẽ giả định các nhà vật lý đã tìm ra công nghệ tiếp nối công nghệ silic, nhưng công suất máy tính dựa trên công nghệ đó phát triển với tốc độ chậm hơn nhiều so với trước đây. Sức mạnh máy tính sẽ có khả năng tiếp tục tăng theo cấp số nhân, nhưng thời gian tăng gấp đôi sẽ không là mười tám tháng mà là nhiều năm. PHA TRỘN THỰC TẾ VÀ THỰC TẾ ẢO Cho đến tương lai trung hạn, tất cả chúng ta sẽ sống trong một hỗn hợp của thực tế và thực tế ảo. Trong kính áp tròng hoặc kính, chúng ta sẽ đồng thời xem hình ảnh ảo chồng lên thế giới thực. Đây là dự đoán của Susumu Tachi làm việc tại Đại học Keio, Nhật Bản và nhiều nhà khoa học khác. Ông đang thiết kế những chiếc kính đặc biệt pha trộn giữa hình ảnh tưởng tượng và thực tế. Dự án đầu tiên của ông là làm mọi thứ biến mất trong không khí. Tôi đến thăm Giáo sư Tachi ở Tokyo và chứng kiến một số thí nghiệm đáng chú ý của ông trong việc pha trộn thực tế và thực tế ảo. Một ứng dụng đơn giản là làm cho đồ vật biến mất (ít nhất là qua kính bảo hộ). Đầu tiên, tôi mặc một chiếc áo mưa màu nâu đặc biệt. Khi tôi dang tay ra, nó giống như một cánh buồm lớn. Sau đó một chiếc máy ảnh hội tụ ánh sáng vào áo mưa và một chiếc máy ảnh thứ hai quay cảnh vật phía sau tôi, bao gồm xe buýt và xe hơi di chuyển trên đường. Ngay sau đó, máy tính kết hợp hai hình ảnh này, vì vậy hình ảnh phía sau tôi đã lóe lên trên áo mưa, như thể trên màn hình. Nếu nhìn vào một ống kính đặc biệt sẽ thấy cơ thể tôi biến mất, chỉ còn hình ảnh của xe hơi và xe buýt. Vì đầu tôi ở trên áo mưa, nên có vẻ như đầu tôi đang trôi nổi trong không trung, không có thân thể, giống như Harry Potter mặc áo choàng tàng hình. Giáo sư Tachi cho tôi xem một số kính đặc biệt. Khi đeo chúng, tôi có thể thấy những đồ vật thật và sau đó làm cho chúng biến mất. Đây không phải là tàng hình thật, vì nó chỉ hoạt động nếu bạn đeo kính đặc biệt hợp nhất hai hình ảnh. Tuy nhiên, nó là một phần trong chương trình lớn của Giáo sư Tachi, có tên là “thực tế tăng cường”. Cho đến giữa tương lai trung hạn, chúng ta sẽ sống trong một không gian mạng có thể hoàn toàn kết hợp thế giới thực với hình ảnh từ máy tính. Điều này hoàn toàn có thể thay đổi nơi làm việc, thương mại, giải trí và lối sống của chúng ta. Thực tế tăng cường sẽ có những tác động tức thì đối với thị trường, ứng dụng thương mại đầu tiên là làm cho các đối tượng trở nên vô hình, hoặc làm cho hình ảnh vô hình trở nên hữu hình. Ví dụ, nếu bạn là phi công hoặc lái xe, bạn có thể quan sát 360 độ xung quanh và thậm chí dưới chân mình, vì kính hoặc ống kính cho phép bạn nhìn xuyên qua vỏ máy bay hoặc ô tô. Điều này sẽ loại bỏ các điểm mù là nguyên nhân gây ra nhiều tai nạn và thương vong. Trong một cuộc không chiến, phi công sẽ có thể theo dõi máy bay phản lực của đối phương ở bất cứ góc nào, ngay cả phía dưới họ, như thể máy bay phản lực trong suốt. Người lái sẽ có thể nhìn thấy ở tất cả các hướng, vì các máy ảnh có kích thước nhỏ xíu sẽ theo dõi 360 độ xung quanh và chuyển hình ảnh vào kính áp tròng. Nếu bạn là phi hành gia sửa chữa bên ngoài một tàu tên lửa, bạn cũng sẽ thấy công nghệ này hữu ích, vì nó cho phép nhìn xuyên qua các bức tường, vách ngăn và vỏ tàu tên lửa. Nó có thể cứu sống bạn. Nếu bạn là công nhân sửa chữa tàu điện ngầm, trong một khối dây, đường ống và van, bạn sẽ biết chính xác chúng được kết nối như thế nào. Điều này rất quan trọng khi xảy ra nổ gas hoặc hơi nước, cần phải sửa chữa và kết nối lại thật nhanh các đường ống chạy ngầm trong tường. Tương tự như vậy, nếu là kỹ sư thăm dò, bạn sẽ có thể nhìn xuyên qua đất tới tận tầng đất chứa nước hoặc dầu. Bạn có thể phân tích hình ảnh vệ tinh và máy bay chụp được bằng ánh sáng hồng ngoại và tia cực tím, sau đó đưa vào kính áp tròng, cho bạn phân tích 3-D của địa điểm và những gì nằm bên dưới bề mặt. Khi qua một cánh đồng hoang, bạn sẽ “nhìn thấy” những mỏ khoáng giá trị qua kính của mình. Ngoài việc khiến đồ vật vô hình, bạn cũng có thể làm điều ngược lại: khiến vật vô hình thành hữu hình. Nếu là kiến trúc sư, bạn sẽ có thể đi bộ xung quanh một căn phòng trống và đột nhiên “nhìn thấy” toàn bộ hình ảnh 3-D của tòa nhà mình đang thiết kế. Các thiết kế trên bản vẽ hiện lên trước mắt khi bạn đi lang thang qua mỗi phòng. Căn phòng trống sẽ đột nhiên sống động, với đồ nội thất, thảm và đồ trang trí trên tường, cho phép bạn hình ảnh hóa sự sáng tạo của mình trong không gian ba chiều trước khi thực sự xây dựng nó. Chỉ cần khoát tay, bạn đã có thể tạo ra các phòng, tường và đồ nội thất mới. Trong thế giới tăng cường này, bạn sẽ có sức mạnh của một pháp sư, vung cây đũa phép và tạo ra bất kỳ vật thể nào bạn muốn. THỰC TẾ TĂNG CƯỜNG: CUỘC CÁCH MẠNG TRONG DU LỊCH, NGHỆ THUẬT, MUA SẮM, VÀ CHIẾN TRANH Như bạn có thể thấy, các ứng dụng đối với thương mại và công sở có tiềm năng rất lớn. Ta có thể làm phong phú mọi thứ bằng thực tế tăng cường. Ngoài ra, cuộc sống, giải trí, và xã hội sẽ được tăng cường rất nhiều nhờ công nghệ này. Kính áp tròng Internet sẽ nhận diện khuôn mặt người, hiển thị tiểu sử của họ và dịch tiếng nói thành phụ đề. Khách du lịch sẽ sử dụng chúng để tìm hiểu các công trình cổ. Nghệ sĩ và kiến trúc sư sẽ sử dụng chúng để thay đổi và định hình lại sáng tạo ảo của mình. Thực tế tăng cường có khả năng vô tận. Ví dụ, khi đến thăm bảo tàng, du khách có thể đi từ khu này sang khu khác còn kính áp tròng sẽ cung cấp mô tả của từng hiện vật; một hướng dẫn viên ảo sẽ thuyết minh qua mạng ở mỗi khu bạn đi qua. Nếu tham quan một số phế tích cổ, bạn sẽ “nhìn thấy” quá trình xây dựng các tòa nhà và đài tưởng niệm cùng những giai thoại lịch sử. Khi thăm đế chế La Mã, bạn sẽ được nhìn thấy các di tích hồi sinh, cùng lời bình chú đi kèm, thay vì chỉ có các cột đổ kèo nghiêng, cỏ dại um tùm. Viện Công nghệ Bắc Kinh đã có những bước đi đầu tiên theo hướng này. Trong không gian mạng, họ tái tạo lại kỳ quan vườn Viên Minh, đã bị liên quân Anh-Pháp phá hủy trong Chiến tranh Nha phiến lần thứ hai năm 1860. Ngày nay, khu vườn huyền thoại chỉ còn là đống đổ nát. Nhưng nếu nhìn phế tích này từ một nền hệ thống đặc biệt, bạn có thể thưởng ngoạn toàn bộ khu vườn lộng lẫy trước đây. Trong tương lai, điều này sẽ trở nên phổ biến. Nhà phát minh Nikolas Neecke đã tạo ra một hệ thống thậm chí còn cao cấp hơn, ông đã tạo ra một chuyến đi bộ thăm thành phố Basel, Thụy Sĩ. Khi dạo quanh phố cổ nơi đây, bạn sẽ thấy hình ảnh của các kiến trúc cổ xưa, thậm chí của cả con người được tái hiện, như thể bạn là một nhà du hành thời gian. Máy tính định vị vị trí và sau đó cho bạn thấy hình ảnh của các phong cảnh cổ xưa trong kính bảo hộ, như thể bạn đã được chuyển về thời Trung Cổ. Ngày nay, bạn phải đeo kính bảo hộ lớn và ba lô nặng chứa đầy máy GPS điện tử và máy tính. Tương lai, bạn sẽ có điều này trong kính áp tròng. Nếu đang lái xe ở nước ngoài, tất cả các đồng hồ đo sẽ xuất hiện trên kính áp tròng của bạn bằng tiếng mẹ đẻ, nhờ vậy bạn sẽ không bao giờ phải liếc xuống để xem. Bạn sẽ thấy biển báo đường cùng với lời chú thích của bất kỳ vật nào gần đó, chẳng hạn như các điểm tham quan. Bạn cũng sẽ thấy bản dịch tức thì của biển báo giao thông. Người leo núi, người cắm trại hoặc người đi dã ngoại sẽ không chỉ biết vị trí của mình ở một vùng đất nước ngoài mà còn biết tên của tất cả các loài thực vật và động vật, có thể xem bản đồ khu vực và nhận báo cáo thời tiết. Họ cũng sẽ thấy những con đường mòn và các khu vực cắm trại lẩn khuất sau cây cối. Người tìm mua nhà sẽ biết có nhà nào đang rao bán khi đi bộ hoặc lái xe trên đường. Trên kính sẽ hiển thị giá, tiện nghi… của bất kỳ căn hộ hoặc ngôi nhà nào đang rao bán. Và khi nhìn bầu trời đêm, bạn sẽ thấy các ngôi sao và tất cả các chòm sao được mô tả rõ ràng, như thể đang nghe hướng dẫn ở cung thiên văn, ngoại trừ những ngôi sao là có thật. Bạn cũng sẽ thấy các thiên hà, lỗ đen xa xôi, các điểm tham quan thiên văn thú vị khác và có thể tải xuống các bài giảng lý thú. Ngoài việc có thể nhìn xuyên qua vật và thăm thú những vùng đất mới, tầm nhìn tăng cường rất cần khi bạn muốn biết thông tin nào đó ngay khi chạm vào. Ví dụ, nếu là một diễn viên, nhạc sĩ hoặc nghệ sĩ trình diễn phải ghi nhớ một lượng lớn lời thoại, trong tương lai bạn sẽ thấy tất cả các dòng chữ hoặc bản nhạc trong kính của mình. Bạn sẽ không cần máy phóng đại chữ, thẻ nhắc, khuông nhạc, hoặc ghi chú để nhắc nhở bạn. Bạn sẽ không cần phải ghi nhớ bất cứ điều gì nữa. Các ví dụ khác: • Nếu là sinh viên và bỏ lỡ một bài giảng, bạn sẽ có thể tải các bài giảng của giảng viên ảo về bất kỳ chủ đề nào và xem lại. Thông qua việc xuất hiện qua mạng (telepresence), hình ảnh của một giảng viên thật có thể xuất hiện trước mặt và trả lời bất kỳ câu hỏi nào bạn đưa ra. Bạn cũng có thể xem các thí nghiệm chứng minh, video… qua kính của mình. • Nếu là lính chiến, kính bảo hộ hoặc tai nghe có thể cung cấp cho bạn tất cả thông tin, bản đồ, vị trí địch, hướng bắn địch, chỉ thị của cấp trên… Khi chiến đấu với kẻ thù, đạn bay tứ phía, bạn vẫn có thể nhìn qua chướng ngại vật và xác định vị trí kẻ thù nhờ máy bay không người lái bay trên không. • Nếu là bác sĩ phẫu thuật thực hiện một ca mổ cấp cứu, bạn sẽ nhìn thấy bên trong bệnh nhân (nhờ máy chụp cộng hưởng từ di động), qua cơ thể (nhờ cảm biến di chuyển bên trong cơ thể), cũng như truy cập y bạ và video của các ca mổ trước đó. • Nếu đang chơi điện tử, bạn có thể đắm mình trong không gian mạng với kính áp tròng. Mặc dù đang ở trong một căn phòng trống, bạn có thể thấy đồng đội trong một không gian ba chiều hoàn hảo, trải nghiệm một số cảnh quan vũ trụ khi chuẩn bị chiến đấu với những người ngoài hành tinh tưởng tượng. Như thể bạn đang ở trên chiến trường của một hành tinh xa lạ, với những vụ nổ chùm tia ở khắp nơi. • Nếu cần tra cứu số liệu thống kê của bất kỳ vận động viên hoặc môn thể thao nào, thông tin sẽ ngay lập tức hiện lên trên kính áp tròng. Điều này có nghĩa bạn sẽ không cần điện thoại di động, đồng hồ hoặc máy nghe nhạc MP3 nữa. Tất cả các biểu tượng trên các thiết bị cầm tay sẽ được chiếu lên kính áp tròng để bạn có thể truy cập bất kỳ lúc nào bạn muốn. Các cuộc gọi, các trang web âm nhạc… đều có thể được truy cập theo cách này. Nhiều thiết bị và tiện ích ở nhà có thể được thay thế bằng thực tế tăng cường. Một nhà khoa học khác đẩy ranh giới của thực tế tăng cường là Pattie Maes thuộc Phòng thí nghiệm truyền thông MIT. Thay vì sử dụng kính áp tròng đặc biệt, kính hoặc kính bảo hộ, bà dự tính chiếu màn hình máy tính lên các đồ vật phổ biến trong môi trường. Dự án của bà, có tên gọi SixthSense, bao gồm việc đeo một chiếc máy ảnh và máy chiếu nhỏ quanh cổ, giống như một huy chương, có thể chiếu hình ảnh màn hình máy tính lên bất cứ thứ gì trước mặt bạn, chẳng hạn như tường hoặc bàn. Khi nhấn các nút ảo, máy tính sẽ tự động bật, giống như khi bạn đang gõ trên bàn phím thực. Vì có thể chiếu hình ảnh của màn hình máy tính lên bất cứ thứ gì bằng phẳng và chắc chắn trước mặt, bạn có thể chuyển đổi hàng trăm đối tượng thành màn hình máy tính. Ngoài ra, bạn có thể đeo những viên nhựa đặc biệt trên các ngón tay. Khi bạn di ngón tay, máy tính sẽ thực hiện các chỉ dẫn trên màn hình máy tính treo tường. Ví dụ, bằng cách di ngón tay, bạn có thể vẽ hình ảnh lên màn hình máy tính. Bạn có thể dùng ngón tay thay vì một con chuột để điều khiển con trỏ. Và nếu đan tay vào nhau để tạo hình vuông, bạn có thể kích hoạt máy ảnh kỹ thuật số và chụp ảnh. Điều này cũng có nghĩa khi bạn đi mua sắm, máy tính sẽ quét các sản phẩm khác nhau, xác định chúng là gì và sau đó cung cấp cho bạn toàn bộ thông tin, hàm lượng calo và đánh giá của người tiêu dùng. Vì chip sẽ có giá thấp hơn mã vạch, mỗi sản phẩm thương mại sẽ có nhãn thông minh của riêng bạn để truy cập và quét. Một ứng dụng khác của thực tế tăng cường là tầm nhìn tia X, rất giống với tầm nhìn tia X trong truyện tranh Superman (Siêu nhân), sử dụng một quá trình gọi là “tia X tán xạ ngược”. Nếu kính hay kính áp tròng của bạn nhạy cảm với tia X, việc nhìn xuyên tường là hoàn toàn có thể. Khi nhìn xung quanh, bạn có thể nhìn xuyên qua các vật thể, giống như trong truyện. Lần đầu đọc Siêu nhân, đứa trẻ nào cũng mơ ước “nhanh hơn một viên đạn, mạnh hơn một đầu máy.” Chúng mặc áo choàng, nhảy ra khỏi thùng, bật tanh tách khắp nơi và giả vờ có tầm nhìn tia X, nhưng những điều này đều có thể xảy ra. Vấn đề với tia X thông thường là bạn phải đặt phim X-quang đằng sau vật thể, chiếu tia X rồi xử lý phim. Nhưng các tia X tán xạ ngược giải quyết tất cả những vấn đề này. Đầu tiên, bạn có nguồn tia X ngập căn phòng. Sau đó, các tia X phản xạ lại các bức tường và xuyên qua các đồ vật mà bạn muốn kiểm tra. Kính của bạn nhạy cảm với các tia X này. Các hình ảnh được nhìn thấy qua các tia X tán xạ ngược sẽ rõ như trong truyện tranh. (Bằng cách tăng độ nhạy của kính bảo hộ, ta có thể giảm cường độ tia X, để giảm thiểu bất kỳ rủi ro sức khỏe nào.) MÁY DỊCH PHỔ QUÁT Trong phim Du hành giữa các vì sao, Chiến tranh giữa các vì sao và hầu như trong tất cả các bộ phim khoa học viễn tưởng khác, tất cả người ngoài hành tinh đều nói tiếng Anh hoàn hảo. Điều này là nhờ “máy dịch phổ quát” cho phép người Trái đất giao tiếp tức thời với mọi nền văn minh ngoài hành tinh, loại bỏ sự bất tiện của việc sử dụng ngôn ngữ ký hiệu và cử chỉ. Mặc dù từng bị cho là phi thực tế, các phiên bản của máy dịch phổ quát đã tồn tại. Điều này có nghĩa là trong tương lai, nếu bạn đi du lịch nước ngoài và nói chuyện với dân bản xứ, bạn sẽ thấy phụ để trong kính áp tròng của mình, như thể bạn đang xem phim nước ngoài. Bạn cũng có thể dùng máy tính tạo ra một bản dịch âm thanh và đeo vào tai. Điều này có nghĩa là hai người có thể trò chuyện trực tiếp, mỗi người nói bằng ngôn ngữ riêng, trong khi nghe bản dịch, nếu cả hai đều có máy dịch đa năng. Bản dịch sẽ không hoàn hảo, vì luôn luôn có vấn đề với thành ngữ, tiếng lóng và ẩn dụ, nhưng đủ tốt để hiểu ý chính của người nói. Các nhà khoa học đang hiện thực hóa điều này bằng nhiều cách. Đầu tiên là tạo ra máy chuyển đổi giọng nói thành văn bản. Vào giữa những năm 1990, máy nhận dạng giọng nói thương mại đầu tiên có mặt trên thị trường. Chúng có thể nhận ra tới 40.000 từ với độ chính xác 95%. Vì một cuộc trò chuyện điển hình hằng ngày chỉ sử dụng từ 500 đến 1.000 từ nên những máy này là quá đủ. Sau khi ký âm giọng nói con người, mỗi từ được dịch sang ngôn ngữ khác thông qua một từ điển máy tính. Sau đó, đến phần khó khăn: đưa các từ vào ngữ cảnh, thêm tiếng lóng, cụm từ thông dụng… tất cả đều cần sự hiểu biết sâu sắc về các sắc thái của ngôn ngữ. Lĩnh vực này có tên gọi CAT (Computer Assisted Translation - Dịch với sự hỗ trợ của máy tính). Một hướng tiên phong khác đang được thực hiện tại Đại học Carnegie Mellon, Pittsburgh. Các nhà khoa học đã có các máy dịch mẫu có thể dịch tiếng Trung sang tiếng Anh và tiếng Anh sang tiếng Tây Ban Nha hoặc tiếng Đức. Họ gắn các điện cực vào cổ và mặt của người nói; các điện cực này đo sự co cơ và giải mã từ ngữ. Việc này không cần đến bất kỳ thiết bị âm thanh nào, vì chỉ cần nói thầm là đủ. Sau đó, máy tính dịch những lời này và một bộ tổng hợp sẽ phát ra giọng nói. Trong các cuộc hội thoại đơn giản với 100 đến 200 từ, độ chính xác đạt được là 80%. Tanja Schultz, một trong những nhà nghiên cứu cho biết: “Với thiết bị này, bạn chỉ cần nói bằng tiếng Anh, chúng sẽ phát ra bằng tiếng Trung hoặc ngôn ngữ khác.” Trong tương lai, có thể máy tính sẽ đọc được khẩu hình của người đối diện, vì thế sẽ không cần dùng đến các điện cực. Vì vậy, về nguyên tắc, hai người có thể có một cuộc trò chuyện sinh động, mặc dù họ nói bằng hai ngôn ngữ khác nhau. Trong tương lai, rào cản ngôn ngữ ngăn chặn sự hiểu biết lẫn nhau giữa các nền văn hóa có thể dần dần được tháo bỏ nhờ máy dịch phổ quát và kính hay kính áp tròng Internet. Mặc dù thực tế tăng cường mở ra một thế giới hoàn toàn mới, nhưng vẫn có những hạn chế. Hạn chế này không nằm ở phần cứng, cũng không phải ở băng thông, vì lượng thông tin truyền bằng cáp quang là không giới hạn. Nút thắt cổ chai thực tế là ở phần mềm. Phần mềm chỉ có thể được tạo ra theo cách cũ. Một người - ngồi yên trên ghế với bút chì, giấy và máy tính xách tay - sẽ phải viết code, từng dòng một, khiến cho thế giới tưởng tượng này trở nên sống động. Người ta có thể sản xuất hàng loạt phần cứng và tăng công suất bằng cách ghép ngày càng nhiều chip, nhưng không thể sản xuất hàng loạt bộ não. Điều này có nghĩa sự ra đời của một thế giới thực sự được tăng cường sẽ mất hàng thập kỷ, cho đến tương lai trung hạn. ẢNH TOÀN KÝ VÀ BA CHIỀU Một tiến bộ công nghệ khác mà chúng ta có thể thấy đến tương lai trung hạn là ti vi và phim 3-D thực sự. Quay trở lại những năm 1950, các bộ phim 3-D yêu cầu bạn đeo kính với mắt kính màu xanh và đỏ. Điều này dựa trên mắt trái và mắt phải hơi lệch hướng; màn hình phim hiển thị hai hình ảnh, một màu xanh và một màu đỏ. Vì những chiếc kính này hoạt động như những bộ lọc có hai hình ảnh riêng biệt cho mắt trái và mắt phải, tạo ra ảo giác ba chiều khi bộ não kết hợp hai hình ảnh. Do đó, cảm nhận về chiều sâu là một mánh khóe. (Hai mắt càng xa nhau, cảm nhận về chiều sâu càng rõ. Đó là lý do tại sao một số động vật có đôi mắt ở trên đầu: để chúng cảm nhận được chiều sâu tốt nhất.) Một cải tiến là kính 3-D làm bằng kính phân cực, do đó mắt trái và mắt phải hiển thị hai hình ảnh phân cực khác nhau. Bằng cách này, người ta có thể thấy hình ảnh 3-D có đầy đủ màu sắc, không chỉ màu xanh và đỏ. Vì ánh sáng là sóng, nó có thể dao động lên và xuống, hoặc trái và phải. Ống kính phân cực là một mảnh thủy tinh cho phép chỉ có một hướng ánh sáng đi qua. Do đó, nếu có hai thấu kính phân cực trong kính, với các hướng phân cực khác nhau, bạn có thể tạo hiệu ứng 3-D. Một phiên bản 3-D phức tạp hơn có thể có hai hình ảnh khác nhau lóe lên trong kính áp tròng. Ti vi 3-D với yêu cầu đeo một loại kính đặc biệt đã có mặt trên thị trường. Nhưng chẳng mấy chốc, sẽ không cần đến các kính đặc biệt này nữa, thay vào đó là sử dụng mảng thấu kính. Màn hình ti vi được thiết kế đặc biệt sao cho nó chiếu hai hình ảnh riêng biệt ở các góc hơi khác nhau, mỗi hình ảnh cho một mắt. Do đó mắt bạn nhìn thấy hình ảnh riêng biệt, tạo ảo giác 3-D. Tuy nhiên, đầu của bạn phải được định vị chính xác; có những “điểm ngọt” nơi mắt bạn tập trung vào khi nhìn vào màn hình. (Điều này lợi dụng ảo ảnh quang học nổi tiếng. Trong các cửa hàng mới lạ, chúng ta thấy những hình ảnh biến đổi kỳ diệu khi ta đi qua chúng. Điều này được thực hiện bằng cách chụp hai bức ảnh, cắt nhỏ bức ảnh thành nhiều dải mỏng, và sau đó xen kẽ các dải. Sau đó, một tấm thủy tinh dạng thấu kính với nhiều rãnh dọc được đặt trên đầu ảnh, mỗi rãnh nằm chính xác trên hai dải. Đường rãnh được định hình đặc biệt để khi nhìn từ một góc, bạn có thể nhìn thấy một dải, nhưng dải kia xuất hiện từ một góc khác, do đó, bằng cách đi qua tấm kính, chúng ta thấy mỗi bức ảnh đột nhiên biến đổi từ hình này sang hình khác và ngược lại, ti vi 3-D sẽ thay thế những hình ảnh tĩnh này bằng cách di chuyển hình ảnh để đạt được hiệu ứng tương tự mà không cần sử dụng kính.) Tuy nhiên phiên bản 3-D tiên tiến nhất sẽ là ảnh toàn ký. Không cần đến bất kỳ kính nào, bạn sẽ nhìn thấy mặt sóng chính xác của hình ảnh ba chiều, như thể nó đang ở ngay trước mặt bạn. Hình ba chiều đã tồn tại trong nhiều thập kỷ (chúng xuất hiện trong các cửa hàng mới lạ, trên thẻ tín dụng, tại các triển lãm) và thường xuyên xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng. Trong phim Chiến tranh giữa các vì sao, công chúa Leia gửi thông điệp toàn ký ba chiều tới các thành viên của quân Kháng chiến để thiết lập đường bay. Vấn đề là ảnh toàn ký rất khó tạo. Ảnh toàn ký được tạo ra bằng cách lấy một chùm laser đơn và tách thành hai chùm. Một chùm chiếu vào đối tượng bạn muốn chụp, sau đó phản xạ lại và chiếu vào một màn hình đặc biệt. Chùm laser thứ hai chiếu trực tiếp lên màn hình. Sự pha trộn của hai chùm tia tạo ra một mẫu giao thoa phức tạp chứa hình ảnh 3-D “đóng băng” của đối tượng gốc, mẫu giao thoa này sau đó được chụp trên một phim đặc biệt trên màn hình. Tiếp theo, bằng cách chiếu một chùm tia laser khác qua màn hình, hình ảnh của vật ban đầu sẽ xuất hiện dưới dạng ba chiều. Có hai vấn đề với ti vi toàn ký. Đầu tiên, hình ảnh phải được chiếu lên màn hình. Ngồi trước màn hình, bạn sẽ thấy chính xác hình ảnh ba chiều của đối tượng gốc. Nhưng bạn không thể với tới và chạm vào vật thể. Hình ảnh 3-D bạn nhìn thấy trước mặt là một ảnh ảo. Điều này có nghĩa nếu bạn đang xem một trận bóng đá 3-D trên ti vi toàn ký, bất kể bạn di chuyển thế nào, hình ảnh trước mặt bạn thay đổi như thể nó là thật. Cứ như là bạn đang ngồi giữa sân, xem trận đấu chỉ cách các cầu thủ vài cm. Tuy nhiên, nếu bạn tiếp cận để lấy bóng, bạn sẽ va vào màn hình. Vấn đề kỹ thuật thực sự ngăn cản sự phát triển của truyền hình toàn ký là lưu trữ thông tin. Một hình ảnh ba chiều thực chứa một lượng thông tin khổng lồ, gấp nhiều lần hình ảnh ba chiều. Ti vi thường xử lý hình ảnh 2-D vì nó được chia thành các chấm nhỏ, được gọi là điểm ảnh, mỗi điểm ảnh được chiếu sáng bằng một bóng bán dẫn nhỏ. Nhưng để di chuyển hình ảnh ba chiều, bạn cần phải chụp 30 hình ảnh mỗi giây. Tính toán nhanh cho thấy thông tin cần thiết để tạo ra ảnh toàn ký 3-D động vượt xa khả năng của Internet ngày nay. Cho đến tương lai trung hạn, vấn đề này có thể được giải quyết khi băng thông của Internet mở rộng theo hàm mũ. Một ti vi ba chiều thực sự trông như thế nào? Có thể màn hình sẽ có dạng hình trụ hoặc vòm và bạn ngồi bên trong đó. Khi hình ảnh ba chiều được chiếu lên màn hình, chúng ta sẽ thấy hình ảnh ba chiều bao quanh, như thể chúng thực sự ở đó. TƯƠNG LAI XA (TỪ NĂM 2070 ĐẾN NĂM 2100) Ý THỨC VƯỢT LÊN VẬT CHẤT Đến cuối thế kỷ này, chúng ta sẽ trực tiếp điều khiển máy tính bằng tâm trí. Giống như các vị thần Hy Lạp, chúng ta sẽ nghĩ đến một mệnh lệnh nào đó và mong muốn đó sẽ được tuân theo. Nền tảng cho công nghệ này đã được đặt ra. Nhưng có thể chúng ta phải miệt mài làm việc hàng thập kỷ mới hoàn thiện được. Cuộc cách mạng này gồm hai phần: Thứ nhất, trí óc phải có khả năng điều khiển các vật xung quanh. Thứ hai, máy tính phải giải mã mong muốn của con người để thực hiện những mong muốn ấy. Bước đột phá đầu tiên là vào năm 1998, khi các nhà khoa học tại Đại học Emory và Đại học Tubingen, Đức, đặt một điện cực thủy tinh nhỏ vào não một người đàn ông năm mươi sáu tuổi bị liệt sau cơn đột quỵ. Điện cực được kết nối với một máy tính phân tích các tín hiệu từ bộ não của ông ta. Bệnh nhân này đã có thể nhìn thấy hình ảnh con trỏ trên màn hình máy tính. Sau đó, nhờ liệu pháp phản hồi sinh học, ông ta có thể điều khiển con trỏ bằng suy nghĩ. Lần đầu tiên, kết nối trực tiếp giữa bộ não con người và máy tính được thực hiện. Nhà thần kinh học John Donoghue tại Đại học Brown đã phát triển phiên bản tinh vi nhất của công nghệ này, ông đã tạo ra thiết bị BrainGate giúp những người bị tổn thương suy nhược não có thể giao tiếp. Thiết bị này đã thu hút sự quan tâm lớn của các phương tiện truyền thông và thậm chí lên bìa tạp chí Nature vào năm 2006. Donoghue mơ ước BrainGate sẽ cách mạng hóa cách con người điều trị tổn thương não nhờ khai thác toàn bộ sức mạnh của cuộc cách mạng thông tin. Nó đã có tác động to lớn đến cuộc sống của các bệnh nhân của ông và ông đặt niềm tin lớn trong việc tiếp tục công nghệ này. Ông đặc biệt quan tâm đến nghiên cứu này vì ngay từ nhỏ đã phải ngồi xe lăn do bệnh thoái hóa và do đó thấu hiểu được cảm giác bất lực. Bệnh nhân của ông bao gồm những người đột quỵ bị liệt hoàn toàn và không thể giao tiếp với người thân, nhưng bộ não của họ vẫn hoạt động. Ông đã cấy một con chip, rộng 4 mm, trên não của bệnh nhân đột quỵ, trong khu vực điều khiển chuyển động. Con chip này sau đó được kết nối với một máy tính phân tích và xử lý tín hiệu não, cuối cùng gửi tin nhắn đến một máy tính xách tay. Lúc đầu bệnh nhân không kiểm soát được vị trí con trỏ, nhưng có thể thấy nơi con trỏ đang di chuyển. Sau một hồi mò mẫm, bệnh nhân đã học được cách điều khiển con trỏ, và sau vài giờ, có thể định vị con trỏ ở bất cứ đâu trên màn hình. Rồi nhờ luyện tập, bệnh nhân đột quỵ có thể đọc, viết e-mail và chơi điện tử. Về nguyên tắc, một người bị liệt có thể thực hiện bất kỳ chức năng nào điều khiển được bằng máy tính. Ban đầu, Donoghue thí điểm với bốn bệnh nhân, hai người bị tổn thương tủy sống, một người bị đột quỵ và một người bị ALS (Amyotrophic Lateral Sclerosis - xơ cứng teo cơ một bên). Một trong số họ, bị liệt tứ chi từ cổ xuống, chỉ mất một ngày để làm chủ chuyển động của con trỏ bằng tâm trí. Hiện nay, anh ta có thể điều khiển ti vi, di trỏ, chơi điện tử và đọc e-mail. Các bệnh nhân cũng có thể kiểm soát khả năng di chuyển của mình bằng cách điều khiển xe lăn có động cơ. Trong tương lai gần, đây là điều kỳ diệu đối với những người bị liệt hoàn toàn. Một ngày, họ bị mắc kẹt, bất lực với cơ thể; ngày hôm sau, họ lướt web và trò chuyện với mọi người trên khắp thế giới. (Có lần tôi tham dự buổi tiệc gala tại Lincoln Center ở New York để vinh danh nhà vũ trụ học vĩ đại Stephen Hawking. Thật đau lòng khi thấy ông bị gắn chặt vào xe lăn, không cử động được gì ngoài một vài cơ mặt và mí mắt, cần sự trợ giúp của y tá nâng đầu và đẩy đi xung quanh, ông mất hàng giờ và nhiều ngày nỗ lực hết mình để truyền đạt những ý tưởng đơn giản qua bộ tổng hợp giọng nói, tôi tự hỏi liệu có quá muộn để ông tận dụng công nghệ BrainGate hay không. Sau đó John Donoghue, cũng ngồi dưới hàng ghế khán giả, đã đến chào tôi. Có lẽ BrainGate là lựa chọn tốt nhất cho Hawking.) Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Duke đã đạt được kết quả tương tự ở khỉ. Miguel A. L. Nicolelis và nhóm của ông đã cấy một con chip vào não khỉ. Chip được nối với một cánh tay cơ khí. Lúc đầu, lũ khỉ đập lung tung, không hiểu cách vận hành cánh tay cơ khí. Nhưng qua thực hành, chúng đã sử dụng sức mạnh của bộ não để từ từ kiểm soát chuyển động của cánh tay cơ khí - ví dụ, lấy một quả chuối. Chúng có thể di chuyển những cánh tay theo bản năng, như thể cánh tay là một phần cơ thể. “Có bằng chứng cho thấy lũ khỉ gắn bó với cánh tay với robot hơn là với cơ thể của chúng.” Nicolelis nói. Điều này cũng có nghĩa một ngày nào đó con người sẽ điều khiển được máy móc bằng tâm trí. Những người bị liệt có thể kiểm soát cánh tay và chân cơ khí theo cách này. Ví dụ, có thể kết nối trực tiếp bộ não của một người với cánh tay và chân cơ khí, bỏ qua tủy sống, nhờ đó người bệnh có thể đi lại. Ngoài ra, điều này có thể đặt nền tảng cho việc điều khiển thế giới con người thông qua sức mạnh tâm trí. ĐỌC TÂM TRÍ Nếu bộ não có thể điều khiển máy tính hoặc cánh tay cơ khí, liệu máy tính có thể đọc được suy nghĩ của con người, khi không có điện cực bên trong não hay không? Từ năm 1875 con người đã biết bộ não hoạt động dựa trên sự di chuyển điện qua các tế bào thần kinh, tạo ra các tín hiệu điện nhỏ có thể đo được bằng cách đặt các điện cực quanh đầu người. Bằng cách phân tích các xung điện đo được bởi các điện cực này, người ta đã ghi lại được sóng não. Phương pháp này có tên gọi EEG (electroencephalogram — điện não đồ), có thể ghi lại những thay đổi tổng thể trong não, như khi đang ngủ và tâm trạng: kích động, tức giận… Bệnh nhân có thể xem tín hiệu đầu ra của điện não đồ trên màn hình máy tính. Sau một thời gian, người đó có thể di chuyển con trỏ bằng ý nghĩ. Nhờ phương pháp này, Niels Birbaumer tại Đại học Tubingen đã có thể đào tạo bệnh nhân bị liệt một phần gõ được câu đơn giản. Các nhà sản xuất đồ chơi cũng áp dụng công nghệ này. Một số công ty đồ chơi, bao gồm NeuroSky, tiếp thị một băng đô với một điện cực điện não đồ bên trong. Nếu tập trung, bạn có thể kích hoạt điện não đồ trong băng đô, sau đó điều khiển đồ chơi. Ví dụ, bạn có thể dùng ý nghĩ nâng một quả bóng vào ống trụ. Ưu điểm của điện não đồ là nó có thể phát hiện nhanh chóng các tần số khác nhau phát ra từ não mà không cần thiết bị đắt tiền, phức tạp. Nhưng nhược điểm lớn là điện não đồ không thể xác định suy nghĩ đến từ vị trí cụ thể nào của não. Phương pháp nhạy hơn là quét fMRI (chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng). Quét điện não đồ và chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng có những điểm khác nhau cơ bản. Quét điện não đồ là thiết bị thụ động nhận tín hiệu điện từ não, nên không thể xác định vị trí nguồn phát. Máy chụp cộng hưởng từ chức năng sử dụng “tiếng vang” được tạo ra bởi sóng vô tuyến để nhìn vào bên trong mô sống. Điều này cho phép xác định vị trí của các tín hiệu khác nhau, cho chúng ta những hình ảnh ba chiều tuyệt vời bên trong não. Máy chụp cộng hưởng từ chức năng khá đắt đỏ và đòi hỏi nhiều thiết bị cồng kềnh, nhưng sẽ cho chúng ta những chi tiết ngoạn mục về cách bộ não vận hành. Việc quét cộng hưởng từ chức năng giúp các nhà khoa học xác định oxy trong hemoglobin của máu. Do hemoglobin gắn oxy chứa năng lượng là nhiên liệu hoạt động tế bào, việc phát hiện dòng oxy này cho phép theo dõi dòng suy nghĩ trong não. Joshua Freedman, bác sĩ tâm thần tại Đại học California, Los Angeles, nói: “Như một nhà thiên văn học ở thế kỷ 16 sau khi phát minh ra kính thiên văn. Trong hàng nghìn năm, các nhà thông thái đã cố gắng hiểu những gì đang diễn ra trên trời, nhưng họ chỉ có thể suy đoán về những gì vượt quá tầm nhìn của con người. Sau đó, đột nhiên, một công nghệ mới cho phép họ nhìn thấy trực tiếp những gì đã có.” Quét cộng hưởng từ chức năng thậm chí có thể phát hiện chuyển động của suy nghĩ trong bộ não sống với độ phân giải 0,1 mm hoặc nhỏ hơn đầu ghim, ứng với vài nghìn tế bào thần kinh. Do đó, máy quét cộng hưởng từ chức năng có thể cho hình ảnh tham chiếu của dòng năng lượng bên trong não với độ chính xác đáng kinh ngạc. Cuối cùng, có thể xây dựng các máy chụp cộng hưởng từ chức năng để thăm dò tới mức tế bào thần kinh đơn, trong trường hợp này, người ta có thể chọn ra các mẫu tế bào thần kinh tương ứng với từng suy nghĩ. Kendrick Kay và đồng nghiệp tại Đại học California, Berkeley gần đây đã có một bước đột phá. Họ đã thực hiện chụp cộng hưởng từ chức năng một người khi người đó nhìn vào các bức tranh khác nhau, chẳng hạn như đồ ăn, động vật, con người… với đủ màu sắc. Họ đã tạo ra một chương trình phần mềm liên kết các vật trong các bức tranh này với mẫu chụp cộng hưởng từ chức năng tương ứng. Khi nhìn càng nhiều đồ vật thì chương trình máy tính xác định các vật này bằng chụp cộng hưởng từ chức năng càng chính xác. Sau đó, họ đưa ra các đối tượng hoàn toàn mới và chương trình phần mềm có thể khớp chính xác các đối tượng này bằng phương pháp quét cộng hưởng từ. Khi đưa ra 120 bức tranh mới, chương trình phần mềm đã xác định chính xác 90% các bức tranh nhờ quét cộng hưởng từ chức năng. Khi đưa ra 1.000 bức tranh mới, tỷ lệ thành công của chương trình phần mềm là 80%. Kay nói “từ một tập hợp lớn các hình ảnh tự nhiên hoàn toàn mới lạ, có thể xác định người quan sát đã nhìn thấy hình ảnh nào… Việc tái tạo lại hình ảnh trải nghiệm thị giác của một người từ các phép đo hoạt động của não có lẽ sẽ sớm thành hiện thực.” Mục tiêu của phương pháp này là tạo ra một “từ điển ý nghĩ”, để mỗi đối tượng có sự tương ứng một-một với một hình ảnh chụp cộng hưởng từ chức năng nhất định. Bằng cách đọc mẫu cộng hưởng từ chức năng, người ta có thể giải mã đối tượng mà người đó đang nghĩ tới. Cuối cùng, một máy tính sẽ quét có lẽ hàng ngàn mẫu chụp cộng hưởng từ chức năng đổ ra từ não và giải mã từng cái một. Bằng cách này, người ta có thể giải mã luồng suy nghĩ của con người. CHỤP ẢNH GIẤC MƠ Tuy nhiên, vấn đề với kỹ thuật này là, ví dụ như nó có thể cho biết bạn đang nghĩ đến một con chó, nhưng lại không thể tái tạo hình ảnh thực tế của con chó đó. Một hướng nghiên cứu mới là cố gắng tái tạo lại hình ảnh chính xác mà bộ não đang nghĩ đến, từ đó tạo ra một video suy nghĩ của con người. Bằng cách này, người ta có thể tạo ra một video ghi lại giấc mơ. Ngay từ thời xa xưa, con người đã bị cuốn hút bởi những giấc mơ, những hình ảnh phù phiếm đôi lúc gây khó chịu khi cố gắng nhớ lại hoặc hiểu. Hollywood từ lâu đã hình dung ra những cỗ máy mà một ngày nào đó có thể gửi những suy nghĩ mơ ước vào trong não hoặc thậm chí ghi lại chúng, như trong bộ phim Total Recall (Truy tìm ký ức). Tuy nhiên, tất cả chỉ là suy đoán. Cho đến tận ngày nay, điều này vẫn đúng. Các nhà khoa học đã đạt được những tiến bộ đáng ghi nhận trong một lĩnh vực từng được cho là bất khả thi: chụp ảnh nhanh ký ức và có thể là những giấc mơ. Các bước đầu tiên theo hướng này được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm khoa học thần kinh tính toán cao cấp (ATR - Advanced Telecommunications Research) ở Kyoto. Họ cho đối tượng thấy một điểm sáng tại một vị trí cụ thể. Sau đó, họ sử dụng quét cộng hưởng từ chức năng để ghi lại nơi bộ não lưu trữ thông tin này. Họ di chuyển điểm sáng và ghi lại nơi não lưu trữ hình ảnh mới này. Cuối cùng, họ đã có một bản đồ một-một mô tả vị trí các điểm sáng được lưu trữ trong não. Những điểm này được đặt trên một lưới 10 x 10. Sau đó, các nhà khoa học chiếu nhanh ảnh của một vật đơn giản được tạo nên từ 10 x 10 điểm này, chẳng hạn móng ngựa. Họ dùng máy tính phân tích cách bộ não lưu trữ hình ảnh này. Mô hình được lưu trữ bởi bộ não là tổng hòa của các hình ảnh tạo nên móng ngựa. Bằng cách này, các nhà khoa học có thể tạo ra bức tranh về những gì bộ não đang nhìn thấy. Bất kỳ mẫu nào sáng lên trên lưới 10 x 10 đều được giải mã bằng máy tính đang quét cộng hưởng từ chức năng. Trong tương lai, các nhà khoa học muốn tăng số lượng điểm ảnh trong lưới 10 x 10. Họ cho rằng quá trình này là phổ quát, có nghĩa là, bất kỳ suy nghĩ trực quan nào, thậm chí là giấc mơ sẽ có thể đo được bằng quét cộng hưởng từ chức năng. Nếu thành hiện thực, đây sẽ là lần đầu tiên con người ghi lại được những hình ảnh trong giấc mơ. Tất nhiên, hình ảnh tinh thần, và đặc biệt là những giấc mơ, không bao giờ rõ nét, và sẽ luôn có một sự mờ nhạt nhất định, nhưng việc có thể nhìn sâu vào suy nghĩ trực quan trong não của ai đó thật đáng ghi nhận. Ấ Ề VẤN ĐỀ ĐẠO ĐỨC CỦA VIỆC ĐỌC TÂM TRÍ Việc đọc tâm trí đặt ra một vấn đề: Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể đọc thường xuyên suy nghĩ của con người? Nhà khoa học đoạt giải Nobel David Baltimore, cựu chủ tịch Viện Công nghệ California (Caltech) đã tỏ ý lo ngại: “Chúng ta có thể khai thác suy nghĩ của người khác không?… Tôi không nghĩ đó là khoa học giả tưởng thuần túy nhưng nó sẽ tạo ra địa ngục. Hãy tưởng tượng nếu ai đó đọc suy nghĩ của bạn khi bạn đang tán tỉnh hoặc thương thảo hợp đồng.” Ông luôn cho rằng, đọc tâm trí sẽ gây ra hậu quả khá xấu hổ nhưng không đến mức thảm hại. Ông viết: “Người ta nói với tôi rằng nếu bạn dừng bài giảng của giáo sư giữa chừng… phần lớn [sinh viên] sẽ bắt đầu tưởng tượng bậy bạ.” Nhưng có lẽ việc đọc ý nghĩ sẽ không trở thành vấn đề riêng tư như vậy, vì hầu hết suy nghĩ của con người không được xác định rõ ràng. Chụp ảnh giấc mơ một ngày nào đó có thể thành hiện thực, nhưng chúng ta có thể thất vọng với chất lượng ảnh. Nhiều năm trước, tôi nhớ đã đọc một truyện ngắn, trong đó một vị thần nói với một người đàn ông rằng anh có thể có bất cứ điều gì mình tưởng tượng. Đọc suy nghĩ qua quét điện não đồ (trên) và cộng hưởng từ chức năng (dưới). Trong tương lai, các điện cực này sẽ được thu nhỏ. Chúng ta sẽ có thể đọc suy nghĩ và điều khiển đồ vật bằng ý nghĩ. Anh ta ngay lập tức tưởng tượng ra những món xa xỉ đắt tiền, như xe limousine, hàng triệu đô la tiền mặt và lâu đài. Vị thần biến điều ước thành hiện thực tức thì. Nhưng khi xem kỹ, anh ta đã bị sốc khi chiếc limousine không có tay nắm cửa hay động cơ, khuôn mặt trên tờ tiền bị nhòe và lâu đài thì trống trơn. Khi tưởng tượng vội vã, anh ta quên rằng những hình ảnh này tồn tại trong trí tưởng tượng của mình chỉ là những ý tưởng chung chung. Hơn nữa, thật đáng hoài nghi khi bạn có thể đọc được suy nghĩ của ai đó từ xa. Tất cả các phương pháp nghiên cứu cho đến nay (bao gồm điện não đồ, chụp cộng hưởng từ chức năng và điện cực trên não bộ) đòi hỏi phải tiếp xúc gần gũi với đối tượng. Tuy nhiên, pháp luật có thể được thông qua đề hạn chế việc đọc trái phép. Ngoài ra, có thể tạo ra các thiết bị bảo vệ suy nghĩ bằng cách gây nhiễu, chặn hoặc xáo trộn tín hiệu điện. Đọc tâm trí thật sự vẫn cần nhiều thập kỷ nữa. Nhưng ít nhất, một máy quét cộng hưởng từ chức năng có thể hoạt động như một máy dò nói dối sơ khai. Nói dối khiến nhiều trung khu não sáng lên hơn là nói sự thật. Khi nói dối, bạn biết sự thật nhưng đang suy nghĩ về lời nói dối và những hậu quả vô tận của nó, đòi hỏi nhiều năng lượng hơn là nói sự thật. Do đó, việc quét cộng hưởng từ chức năng não sẽ có thể phát hiện năng lượng phát sinh này. Hiện nay, cộng đồng khoa học có một nơi đặt chỗ trước về việc sử dụng các máy dò nói dối cộng hưởng từ chức năng, đặc biệt ở tòa án. Công nghệ này vẫn còn quá mới để cung cấp phương pháp phát hiện lời nói dối dễ dàng. Các nhà phát minh nói cần các nghiên cứu sâu hơn để tinh chỉnh độ chính xác. Công nghệ này hiện nay vẫn dừng lại ở đây. Hiện có hai công ty thương mại cung cấp máy dò nói dối dựa trên chụp cộng hưởng từ chức năng, tuyên bố tỷ lệ thành công hơn 90%. Một tòa án ở Ấn Độ đã sử dụng máy cộng hưởng từ chức năng để xử án và tòa án Mỹ cũng sử dụng máy này trong một số trường hợp. Máy dò nói dối thông thường không đo được những lời nói dối; chúng chỉ đo các dấu hiệu căng thẳng, chẳng hạn như tăng tiết mồ hôi (bằng cách phân tích độ dẫn của da) và tăng nhịp tim. Quét não cho phép đo sự tăng hoạt động não bộ, nhưng mối tương quan giữa điều này và nói dối vẫn còn cần phải được chứng minh một cách thuyết phục để áp dụng trong tòa án. Có thể sẽ cần thêm nhiều năm thử nghiệm cẩn thận để khám phá các giới hạn và độ chính xác của phương pháp phát hiện nói dối dựa trên chụp cộng hưởng từ chức năng. Trong khi đó, Quỹ MacArthur gần đây đã tài trợ 10 triệu đô la cho dự án Luật và Khoa học thần kinh nhằm xác định ảnh hưởng của khoa học thần kinh đến luật pháp. QUÉT CỘNG HƯỞNG TỪ CHỨC NĂNG NÃO CỦA TÔI Tôi đã từng quét não bằng phương pháp chụp cộng hưởng từ chức năng. Để làm phim tài liệu cho kênh BBC/Discovery, tôi đã bay đến Đại học Duke, họ đặt tôi trên một cái cáng, sau đó đưa tôi vào một hình trụ kim loại khổng lồ. Khi một nam châm khổng lồ, từ trường cao được bật lên (gấp 20.000 lần từ trường Trái đất), các nguyên tử trong não tôi được liên kết với từ trường, giống như con quay có trục chỉ theo một hướng. Sau đó, một xung vô tuyến được gửi vào não tôi, giúp lật ngược một số hạt nhân của các nguyên tử. Khi hạt nhân cuối cùng trở lại bình thường, chúng phát ra một xung nhỏ, hoặc “tiếng vọng”, có thể đo được bằng máy chụp cộng hưởng từ chức năng. Bằng cách phân tích những tiếng vọng này, máy tính có thể xử lý các tín hiệu, sau đó lắp ráp lại bản đồ 3-D bên trong não tôi. Toàn bộ quá trình hoàn toàn không đau và vô hại. Bức xạ được gửi vào cơ thể tôi là bức xạ không ion hóa và không gây hại cho tế bào bằng cách tách rời các nguyên tử. Ngay cả khi bị treo trong một từ trường mạnh hơn hàng ngàn lần so với Trái đất, tôi không thấy có sự thay đổi nào trong cơ thể mình. Mục đích quét cộng hưởng từ chức năng là xác định chính xác vị trí sinh ra một số ý nghĩ trong đầu tôi. Đặc biệt, có một “đồng hồ” sinh học nhỏ xíu bên trong bộ não của bạn, ngay giữa hai mắt, đằng sau mũi, nơi não tính giây và phút. Chấn thương phần tinh tế này của não gây ra cảm giác bị bóp méo thời gian. Khi ở bên trong máy quét, tôi được yêu cầu đếm giây và phút. Sau đó, khi hình ảnh của cộng hưởng từ chức năng hiện lên, tôi có thể thấy rõ một điểm sáng ngay sau mũi khi tôi đếm số giây. Tôi nhận ra mình đang chứng kiến sự ra đời của một khu vực sinh học hoàn toàn mới: theo dõi các vị trí chính xác trong não liên kết với những suy nghĩ nhất định, một dạng đọc tâm trí. THIẾT BỊ KHÁM SỨC KHỎE CẦM TAY TRICORDER VÀ MÁY QUÉT NÃO DI ĐỘNG Trong tương lai, máy cộng hưởng từ không cần phải là thiết bị khổng lồ, nặng vài tấn và chiếm cả căn phòng như trong các bệnh viện ngày nay. Nó có thể nhỏ như một chiếc điện thoại di động hoặc thậm chí như một đồng xu. Năm 1993, Bernhard Blümich và các cộng sự, khi đang ở Viện nghiên cứu Polymer Max Planck ở Mainz, Đức, nhấn mạnh vào một ý tưởng mới có thể tạo ra các máy chụp cộng hưởng từ nhỏ. Họ đã chế tạo một cỗ máy mới, gọi là MRI-MOUSE (thiết bị thám hiểm bề mặt di động), cao khoảng 30 cm, có thể ngày nào đó sẽ cho chúng ta máy chụp cộng hưởng từ nhỏ như tách cà phê và được bán trong các cửa hàng bách hóa. Điều này có thể cách mạng hóa y học, vì chúng ta có thể tự thực hiện quét cộng hưởng từ tại nhà. Blümich hình dung vào một ngày không quá xa, con người có thể dùng MRI MOUSE cá nhân quét trên da và nhìn vào bên trong cơ thể mình bất cứ lúc nào trong ngày. Máy tính sẽ phân tích hình ảnh và chẩn đoán mọi vấn đề. “Thứ gì đó giống như thiết bị khám sức khỏe cầm tay tricorder trong phim Du hành giữa các vì sao không phải là quá xa vời.” Ông kết luận. (Quét cộng hưởng từ hoạt động trên nguyên lý tương tự như kim la bàn. Cực bắc của kim la bàn xoay tức thì cùng hướng với từ trường. Vì vậy, khi cơ thể được đặt trong máy MRI, hạt nhân của các nguyên tử, như kim la bàn, sẽ định hướng theo hướng từ trường. Tiếp theo một xung vô tuyến được gửi vào cơ thể khiến cho hạt nhân lật ngược xuống, cuối cùng, hạt nhân quay trở lại vị trí ban đầu, phát ra một xung tuyến thứ hai hay còn gọi là “tiếng vọng”.) Chìa khóa cho máy chụp cộng hưởng từ mini là các từ trường không đồng nhất. Lý do chủ yếu khiến máy MRI ngày nay quá cồng kềnh là do bạn cần phải đặt cơ thể trong một từ trường cực kỳ đồng nhất. Độ đồng nhất của từ trường càng lớn, kết quả ảnh càng chi tiết, ngày nay có thể đạt độ phân giải một phần mười milimet. Để có được từ trường đồng nhất này, các nhà vật lý lấy hai cuộn dây lớn, đường kính khoảng 60 cm, xếp chồng lên nhau. Đó là cuộn dây Helmholtz, tạo ra một từ trường đồng nhất trong không gian giữa hai cuộn dây. Cơ thể người được đặt dọc theo trục của hai nam châm lớn này. Nhưng nếu bạn sử dụng từ trường không đồng nhất, hình ảnh thu được sẽ méo mó, không thể sử dụng được. Đây là vấn đề với máy MRI trong nhiều thập kỷ. Nhưng Blümich đã tìm ra một cách thông minh để bù đắp cho sự biến dạng này bằng cách gửi nhiều xung vô tuyến vào mẫu rồi đo các tiếng vọng. Sau đó, sử dụng máy tính để phân tích những tiếng vọng này và tái tạo lại sự biến dạng được tạo ra bởi các từ trường không đồng nhất. Ngày nay, máy MRI-MOUSE di động của Blümich sử dụng một nam châm hình chữ U nhỏ tạo ra cực bắc và cực nam ở mỗi đầu. Nam châm này được đặt trên đầu bệnh nhân và bằng cách di chuyển nam châm, người ta có thể soi vài xentimét dưới da. Không giống như các máy MRI tiêu chuẩn, tiêu thụ một lượng lớn năng lượng và phải có các ổ cắm điện đặc thù, MRI-MOUSE chỉ hao tốn lượng điện như một bóng đèn thông thường. Trong một số thử nghiệm ban đầu, Blümich đặt MRI-MOUSE lên trên lốp cao su, mềm mại như mô người. Điều này có thể trở thành ứng dụng thương mại tức thì: quét nhanh lỗi sản phẩm. Máy MRI thông thường không thể dùng được trên các vật chứa kim loại, chẳng hạn như lốp mành song song thép không gỉ. Do MRI-MOUSE chỉ sử dụng từ trường yếu nên nó không bị giới hạn như vậy. (Từ trường của một máy cộng hưởng từ thông thường mạnh gấp 20.000 lần từ trường Trái đất. Nhiều y tá và kỹ thuật viên đã bị chấn thương nặng khi từ trường được bật lên và rồi các công cụ kim loại đột nhiên bay ra, đập vào người họ. MRI-MOUSE không gặp vấn đề trên.) Chiếc máy này không chỉ phù hợp để phân tích các vật có thành phần kim loại từ tính mà còn có thể phân tích các đối tượng quá lớn với một máy cộng hưởng từ thông thường hoặc không thể di dời. Ví dụ, vào năm 2006, MRI-MOUSE đã chụp thành công hình ảnh bên trong người băng Otzi, xác ướp được tìm thấy trong dãy núi Alps vào năm 1991. Bằng cách di chuyển nam châm hình chữ U qua Otzi, nó có thể tạo ra từng lớp hình ảnh cơ thể đóng băng của xác ướp. Trong tương lai, MRI-MOUSE có thể thu nhỏ hơn nữa, cho phép quét cộng hưởng từ não bằng cách sử dụng thiết bị có kích thước như một chiếc điện thoại di động. Việc quét não để đọc suy nghĩ của người khác có thể sẽ không gặp khó khăn gì. Cuối cùng, máy quét cộng hưởng từ có thể mỏng như một đồng xu đến nỗi khó nhận ra. Nó thậm chí có thể giống như máy điện não đồ, nơi bạn đặt một nắp nhựa với nhiều điện cực gắn trên đầu. (Nếu bạn đặt các đĩa MRI di động này trên đầu ngón tay và sau đó đặt chúng trên đầu một người, sẽ giống như hành động đọc tâm trí trong phim Du hành giữa các vì sao.) SIÊU NĂNG NGOẠI CẢM VÀ QUYỀN NĂNG CỦA CHÚA Điểm cuối của sự tiến triển này là đạt được siêu năng ngoại cảm, sức mạnh của các vị thần để di chuyển đồ vật bằng ý nghĩ. Ví dụ, trong phim Chiến tranh giữa các vì sao, Thần Lực là một trường năng lượng bí ẩn tràn ngập thiên hà và giải phóng sức mạnh tinh thần của các hiệp sĩ Jedi, cho phép họ điều khiển đối tượng bằng tâm trí. Thanh gươm ánh sáng, súng bắn tia và thậm chí toàn bộ các phi thuyền có thể được nâng lên bằng sức mạnh của Thần Lực — và để kiểm soát hành động của người khác. Nhưng chúng ta sẽ không phải di chuyển đến một thiên hà xa xôi để khai thác sức mạnh này. Đến năm 2100, khi bước vào một căn phòng, ta có thể điều khiển máy tính bằng tâm trí và máy tính này sẽ điều khiển mọi thứ xung quanh. Ta có thể di chuyển đồ đạc nặng, dọn bàn, sửa chữa… chỉ bằng cách suy nghĩ về nó. Điều này có thể khá hữu ích cho công nhân, đội cứu hỏa, phi hành gia và binh sĩ phải vận hành máy móc đòi hỏi nhiều hơn hai tay. Nó cũng có thể thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới. Chúng ta có thể đi xe đạp, lái xe, chơi golf hoặc chơi bóng chày hoặc trò chơi phức tạp chỉ bằng cách nghĩ về chúng. Chúng ta sẽ thảo luận cụ thể hơn về việc sử dụng vật liệu siêu dẫn để dịch chuyển đồ vật bằng ý nghĩ trong Chương 4. Đến cuối thế kỷ này, các nhà vật lý có thể tạo ra các chất siêu dẫn hoạt động ở nhiệt độ phòng, do đó cho phép tạo ra từ trường khổng lồ với rất ít năng lượng. Nếu thế kỷ 20 là kỷ nguyên của điện, thì tương lai với chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng sẽ mở ra kỷ nguyên của từ trường. Để tạo ra từ trường mạnh hiện nay rất tốn kém nhưng có thể trở nên gần như miễn phí trong tương lai. Điều này sẽ cho phép giảm ma sát trong xe lửa và xe tải, cách mạng hóa giao thông và loại bỏ tổn thất trong truyền tải điện. Điều này cũng sẽ cho phép di chuyển đồ vật bằng suy nghĩ tuyệt đối. Với những siêu nam châm nhỏ xíu đặt bên trong các vật thể khác nhau, chúng ta sẽ có thể di chuyển chúng xung quanh gần như theo ý muốn. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ giả định rằng mọi vật đều có một con chip nhỏ bên trong, làm cho chúng trở nên thông minh. Trong tương lai xa, chúng ta sẽ giả định rằng mọi vật có một chất siêu dẫn nhỏ bên trong có thể tạo ra năng lượng từ, đủ để di chuyển nó qua một căn phòng. Ví dụ, giả sử một cái bàn có gắn một chất siêu dẫn. Thông thường, chất siêu dẫn này không mang dòng điện. Nhưng khi một dòng điện nhỏ được thêm vào, nó có thể tạo ra một từ trường mạnh, có khả năng di chuyển bàn trong phòng. Bằng cách suy nghĩ, chúng ta sẽ có thể kích hoạt siêu nam châm gắn trong một vật và do đó làm cho nó di chuyển. Ví dụ, trong phim X-Men (Dị nhân), dị nhân phản diện đứng đầu là Magneto, người có thể di chuyển các vật thể khổng lồ bằng cách điều khiển các đặc tính từ tính của chúng. Trong một cảnh phim, ông ta thậm chí còn di chuyển Cầu Cổng Vàng bằng sức mạnh của tâm trí. Nhưng có giới hạn cho sức mạnh này. Ví dụ, rất khó để di chuyển một vật không có từ tính như nhựa hoặc giấy. (Ở cuối tập đầu X-Men, Magneto bị giam trong một nhà tù hoàn toàn bằng nhựa.) Trong tương lai, các chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng có thể được gắn bên trong các đồ vật thông thường, thậm chí cả trong các vật liệu không từ tính. Nếu cho một dòng điện đi qua vật đó, nó trở nên có từ tính và do đó có thể được di chuyển bởi một từ trường bên ngoài được điều khiển bởi suy nghĩ của bạn. Chúng ta cũng sẽ có sức mạnh để thao tác robot và người đại diện bằng suy nghĩ. Giống như trong phim Surrogates (Kẻ thay thế) và Avatar (Thế thân), chúng ta có thể kiểm soát chuyển động của người thay thế và thậm chí cảm thấy đau đớn và áp lực. Điều này có thể hữu ích nếu chúng ta cần một cơ thể siêu nhân để sửa chữa ngoài không gian hay giải cứu con người trong trường hợp khẩn cấp. Có lẽ một ngày nào đó, các phi hành gia có thể an toàn trên Trái đất, kiểm soát các robot siêu nhân khi chúng di chuyển trên Mặt trăng. Chúng ta sẽ thảo luận điều này kỹ hơn trong chương tiếp theo. Chúng ta cũng nên chỉ ra rằng sở hữu sức mạnh siêu năng này không phải là không có rủi ro. Như tôi đã đề cập trước đó, trong phim Hành tinh cấm, một nền văn minh cổ đại hàng triệu năm sau chúng ta đã đạt được giấc mơ là khả năng kiểm soát vạn vật với sức mạnh của tâm trí. Một ví dụ nhỏ về công nghệ của họ, họ đã tạo ra một cỗ máy có thể biến suy nghĩ thành hình ảnh ba chiều. Bạn đặt thiết bị lên đầu, tưởng tượng một cái gì đó và hình ảnh 3-D sẽ hiện ra bên trong máy. Mặc dù thiết bị này có vẻ cao cấp không tưởng đối với khán giả điện ảnh vào những năm 1950, nó sẽ có mặt trong những thập kỷ tới. Ngoài ra, trong phim, có một thiết bị khai thác năng lượng tinh thần để nâng vật nặng lên. Nhưng như chúng ta biết, chúng ta không phải đợi hàng triệu năm để có công nghệ này - nó đã ở đây, dưới dạng một món đồ chơi. Bạn đặt các điện cực điện não đồ lên đầu, đồ chơi phát hiện các xung điện của não, và sau đó nó nâng một vật nhỏ, giống như trong phim. Trong tương lai, nhiều trò chơi sẽ được chơi bởi suy nghĩ tuyệt đối. Các đội có thể di chuyển một quả bóng bằng cách suy nghĩ về nó, và đội có thể di chuyển quả bóng bằng tinh thần tốt nhất sẽ thắng. Đỉnh cao công nghệ trong phim Hành tinh cấm có thể khiến chúng ta dừng lại suy nghĩ. Mặc dù công nghệ của họ phát triển mạnh mẽ, nhưng người ngoài hành tinh đã thiệt mạng vì họ không nhận ra lỗi trong kế hoạch của mình. Các máy móc có sức mạnh lớn không chỉ khai thác những suy nghĩ có ý thức mà còn cả những ham muốn tiềm thức. Những suy nghĩ tàn nhẫn, những kí ức bị kìm nén lâu dài về quá khứ tiến hóa bạo lực đã trở lại, và những cỗ máy này đã biến mọi cơn ác mộng tiềm thức thành hiện thực. Vào đêm trước khi đạt được sáng tạo vĩ đại nhất của họ, nền văn minh hùng mạnh này đã bị phá hủy bởi chính công nghệ mà họ hy vọng sẽ giải phóng họ khỏi công cụ. Dù vậy, đây vẫn là một mối nguy hiểm xa xôi cho con người. Một thiết bị tiên tiến như vậy sẽ không có sẵn cho đến thế kỷ 22. Tuy nhiên, chúng ta phải đối mặt với một vấn đề khác. Đến năm 2100, chúng ta cũng sẽ sống trong cùng một thế giới với những con robot có tính cách giống con người. Điều gì xảy ra nếu chúng trở nên thông minh hơn chúng ta? Liệu robot có kế thừa Trái đất không? Có, những chúng sẽ là con cháu của con người. —MARVIN MINSKY 2. TƯƠNG LAI CỦA TRÍ TUỆ NHÂN TẠO Sự trỗi dậy của máy móc Các vị thần trong thần thoại với quyền năng thiêng liêng có thể thổi hồn vào các vật vô tri. Theo Kinh Thánh, trong sách Sáng Thế, Chương 2, Đức Chúa Trời đã tạo ra con người từ bụi, rồi “thổi sinh khí vào lỗ mũi, và con người có được sinh mệnh.” Theo thần thoại Hy Lạp và La Mã, nữ thần Venus có thể làm cho các bức tượng sống dậy. Thần Venus, thương cảm cho nghệ sĩ Pygmalion khi anh ta yêu trong vô vọng chính bức tượng do mình tạo ra, đã hiện thực hóa điều ước thầm kín nhất của anh và biến bức tượng đó thành một người phụ nữ xinh đẹp, Galatea. Thần thợ rèn Vulcan thậm chí có thể tạo ra một đội quân bằng kim loại và biến chúng thành đội quân sống. Ngày nay, chúng ta giống như thần Vulcan, tạo ra máy móc từ phòng thí nghiệm, thổi sinh khí không phải vào đất sét mà là vào thép và silic. Nhưng liệu điều đó sẽ giải phóng hay nô lệ hóa con người? Chỉ cần lướt các tiêu đề báo chí ngày nay, có vẻ như câu hỏi này đã được giải đáp: loài người sắp bị chính thứ mình tạo ra vượt qua nhanh chóng. HỒI KẾT CỦA NHÂN LOẠI? Một tiêu đề trên tờ New York Times đã thể hiện rõ điều này: “Các nhà khoa học lo ngại máy móc có thể thông minh vượt trội con người.” Những tổ chức đi đầu thế giới về trí tuệ nhân tạo (AI) đã tập trung tại hội nghị Asilomar ở California vào năm 2009 để thảo luận về điều xảy ra khi máy móc thay thế con người. Như trong một cảnh phim Hollywood, các đại biểu đã hỏi những câu thăm dò, như: điều gì sẽ xảy ra nếu một robot trở nên thông minh như người bạn đời của bạn? Để đưa ra bằng chứng thuyết phục về cuộc cách mạng robot này, người ta nhắc đến Predator, máy bay robot không người lái có thể nhắm vào những kẻ khủng bố với độ chính xác chết người ở Afghanistan và Pakistan; những chiếc xe hơi tự lái; và ASIMO, robot tiên tiến nhất thế giới có thể đi bộ, chạy, leo cầu thang, khiêu vũ và thậm chí phục vụ cà phê. Eric Horvitz từ Microsoft, trong ban tổ chức hội nghị này, nhận thấy sự phấn khích sôi nổi trong hội nghị, cho biết: “Các nhà công nghệ đang đưa ra các viễn cảnh gần như trong tôn giáo, và ý tưởng của họ theo một cách nào đó giống như ý tưởng về sự kiện Rapture trong Kinh Thánh.” (Rapture — Sự cất Hội thánh lên trời là sự kiện các tín đồ trung thành được cất lên thiên đàng khi thế giới đi đến hồi kết, chờ ngày Chúa Tái Lâm. Phe chỉ trích thì gọi tinh thần của hội nghị Asilomar là “lũ đầu to mắt cận lên trời”.) Cùng mùa hè năm đó, các bộ phim thống trị màn bạc dường như thêm phần khuếch đại hình ảnh tận thế. Trong phim Terminator Salvation (Kẻ hủy diệt: Cứu rỗi), Quân Kháng chiến chiến đấu với đội quân người máy khổng lồ đã giành quyền kiểm soát Trái đất. Trong phim Transformers: Revenge of the Fallen (Robot đại chiến: Bại binh phục hận), robot tương lai đến từ không gian sử dụng người Trái đất như tốt thí và Trái đất như chiến trường cho các cuộc chiến tranh giữa các vì sao của chúng. Trong Surrogates (Kẻ thế mạng), con người lại sống như những con robot hoàn hảo, đẹp đẽ, siêu nhân tính, hơn là phải đối mặt với thực tế cơ thể bị lão hóa và phân rã. Nếu dựa vào những tiêu đề báo và phim ra rạp, thì ngày tận thế của con người có vẻ đang đến rất gần. Các chuyên gia về trí tuệ nhân tạo đang nghiêm túc tự hỏi: Liệu một ngày nào đó chúng ta sẽ phải nhảy nhót phía sau song chắn khi những con robot do chúng ta tạo ra ném đậu phộng vào mình, giống như ta vẫn đang làm với các con gấu trong vườn thú? Hay chúng ta sẽ trở thành thú cưng cho những tạo vật của chính mình? Tuy nhiên, nhìn nhận kỹ lưỡng thì vấn đề không nghiêm trọng đến vậy. Chắc chắn đã có những bước đột phá to lớn trong một thập kỷ qua, nhưng chúng ta cần đánh giá mọi thứ ở góc độ hợp lý. Chiếc Predator kia, một máy bay không người lái dài hơn tám mét, phóng tên lửa chết người vào những kẻ khủng bố từ bầu trời, là do con người điều khiển bằng cần điều khiển. Một người, rất có thể là một thanh niên trẻ có thâm niên chơi trò chơi điện tử, ngồi thoải mái phía sau màn hình máy tính và chọn mục tiêu. Chính con người, chứ không phải Predator, mới ra quyết định. Và những chiếc xe tự lái kia cũng không thể tự đưa ra quyết định khi quét đường và xoay vô lăng; chúng hoạt động dựa theo một bản đồ GPS được lưu trữ sẵn trong bộ nhớ. Vì vậy, cơn ác mộng về robot sát nhân, có ý thức và hoàn toàn tự động, vẫn còn trong tương lai xa. Không có gì đáng ngạc nhiên khi trái ngược với những dự đoán giật gân của giới truyền thông, các nhận định đưa ra tại hội nghị Asilomar của hầu hết các nhà khoa học nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo lại thận trọng hơn nhiều. Trả lời cho câu hỏi khi nào máy móc sẽ thông minh như con người, các nhà khoa học đã đưa ra khoảng thời gian dao động đáng ngạc nhiên từ 20 đến 1.000 năm. Theo đó, cần phân biệt hai loại robot. Loại thứ nhất được điều khiển từ xa bởi con người hoặc được lập trình sẵn và được viết sẵn như máy thu băng nhằm tuân theo những chỉ dẫn chính xác. Những robot loại này hiện đã có và vẫn thường lên báo. Chúng đang dần dần xuất hiện trong gia đình và cả ở ngoài chiến trường. Nhưng nếu không có con người đưa ra quyết định, chúng chỉ là những đống rác vô dụng. Vì vậy, những robot này không nên bị nhầm lẫn với loại thứ hai là những robot tự động hoàn toàn, loại có thể tự suy nghĩ và không cần sự điều khiển của con người. Robot tự điều khiển chưa từng nằm trong tầm với của các nhà khoa học trong vòng nửa thế kỷ qua.