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Welche Themen werden die Menschheit im 21. Jahrhundert beschäftigen? Ich wage einen Ausblick.
Ausblicke über die nächsten 100 Jahre haben Tradition und liegen fast mit Sicherheit daneben. Insbesondere, wenn sie sehr spezifisch werden. Ich werde deshalb versuchen, mich auf generelle Trends zu konzentrieren. Diese Trends umfassen ein stetiger Anstieg des Rohstoff- und Energieverbrauchs mit fortschreitender technischer Entwicklung (historisch belegt), ein Anstieg der Weltbevölkerung mit schliesslicher Stagnation (weitherum anerkannt), das Streben des Menschen nach persönlicher Entfaltung, Luxus, Freiheit, Stabilität und Sicherheit (vermutlich unumstritten). Die ersten vier Abschnitte dieses Artikels basieren auf diesen Trends. Mit den „Wildcards“, Entwicklungen, die stattfinden könnten, oder auch nicht, befasse ich mich im letzten Abschnitt.
Die Reorganisation der Energieversorgung
Die Menschheit bezieht ihre benötigte Energie heute vor allem aus fossilen Quellen wie Erdöl, Erdgas und Kohle. Regnerative und nukleare Energiequellen spielen heute eine untergeordnete Rolle. Dieses Verhältnis wird sich im 21. Jahrhundert umkehren: Erdöl wird in wenigen Jahren das weltweite Produktionsmaximum überschreiten, Erdgas in wenigen Jahrzehnten. Wir werden zwar noch für eine lange Zeit von den riesigen Kohlereserven der Erde zehren können, doch dies wird langfristig zu dramatischen Klimaveränderungen führen. Die Verbrennung aller Kohlereserven könnte zu einem Anstieg des atmosphärischen CO2 auf bis zu 1000 ppm führen, ein Wert, wie er seit der Kreidezeit nicht mehr vorgekommen ist (als die Erde von Äquator bis zu den Polen tropische Verhältnisse aufwies). Eine solche Entwicklung wäre für die menschliche Zivilisation inakzeptabel und würde zu Meeresspiegeländerungen im Bereich von einigen 10 m und damit zu grossräumigen Überflutungen von Küstenbereichen führen. Es ist deshalb davon auszugehen, dass innerhalb des 21. Jahrhundert ein Mechanismus gefunden werden wird, um zumindest das komplette Aufbrauchen der Kohle zu verhindern.
Als Alternative zu den fossilen Energiequellen bieten sich regenerative und nukleare Energiequellen an. Von den Regenerativen ist langfristig die Solarenergie am attraktivsten: sie ist in nahezu unbegrenzten Ausmassen verfügbar, und die kommende Generation von Solarzellen wird sehr viel günstiger und Flächeneffizienter sein als heute. Im Gegensatz zur Windenergie ist sie nicht auf einige bestimmte geeignete Orte auf der Erdoberfläche beschränkt, sondern kann im Weltraum (mit Solarsatelliten, die die gesammelte Energie in Form von Mikrowellen auf die Erde schicken) fast beliebig stark ausgebaut werden. Als dezentrale Energiequelle mit niedriger Energiedichte ist sie gut dafür geeignet, die täglichen Bedürfnisse weltweit abzudecken (Nachtspeicherung über Brennstoffzellen oder Pumpspeicherung). Die andere Alternative, die nuklearen Energiequellen, werden gegen eine sehr billige Solarenergie langfristig nur dort bestehen können, wo in kurzer Zeit grosse Energiemengen benötigt werden oder wo Solarenergie keine Option ist. Das betrifft etwa Industrieanlagen mit hohem Energiebedarf, Transport von grossen Massen (z.B. Schiffe und Raumschiffe aller Art) und Stromversorgung in abgelegenen Gebieten jenseits der Polarkreise sowie im Weltraum (z.B. Versorgung einer Mondbasis während der 14-tägigen Mondnacht). Zu den nuklearen Energiequellen gehören hocheffiziente Kernspaltungsreaktoren wie etwa jene, die auf Thorium basieren, sowie ökonomisch attraktive Fusionsreaktoren wie die Polywell-Fusion oder, möglicherweise (sollte sie sich als praktikabel erweisen), die Myon-katalysierte Fusion.
Individuelle Mobilität mit hoher Reichweite (Autos, Flugzeuge) sowie elektronische Geräte aller Art werden immer Energiespeicher mit hoher Energiedichte benötigen. Dies könnten neuartige Batterien und Akkus sein, oder aber ähnlich wie heute die Verwendung von Flüssigkeiten mit hohen Energiedichten, z.B. Ethanol. Ethanol könnte entweder synthetisch aus atmosphärischem CO2 hergestellt werden oder über die Nutzung von verrottenden Pflanzen.
Die Reorganisation der Stadt
Das gesellschaftliche Modell der Stadt ist zivilisationshistorisch gesehen sehr erfolgreich. Städte entstanden, weil die Konzentration von Menschen es einer schnell entstehenden politischen Elite ermöglicht, das Umland zu kontrollieren und damit die Nahrungsversorgung der Stadtbewohner sicherzustellen, wodurch diese Stadtbewohner sich spezialisierten Aufgaben widmen können. Die Produktion von Nahrungsmitteln wird im 21. Jahrhundert grundlegend verändert werden: Nahrungsmittel werden je länger je weniger auf dem offenen Land, sondern immer häufiger in spezialisierten Gebäuden (sogenanntes „vertical Farming“) hergestellt. Städte können so, zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit, vollständig selbstversorgend werden. Das heisst aber auch, dass die Städte nicht mehr von der Erhaltung der ländlichen Kulturlandschaft abhängig sind und damit unbegrenzt zu wachsen beginnen. Das „vertical Farming“ ist der erste Schritt hin zur globalen Stadt. Wer jetzt ein Bild von Coruscant aus Star Wars im Kopf hat („Manhattan bis zum Horizont“), liegt falsch: die globale Stadt wird nicht derart „dicht“ sein, sondern ein von unzähligen „grünen Lungen“ und Freiflächen durchzogenes, global nahezu zusammenhängendes Siedlungsgebiet mit gelegentlichen dichteren (historischen) Zentren dazwischen. Dies ist letztlich auch der Stagnation des Bevölkerungsanstiegs zu verdanken, was sich gemäss den Bevölkerungsentwicklungs-Szenarien der UNO etwa 2050 einstellen sollte (auch wenn mit der Einführung von Techniken, die die Lebenserwartung deutlich steigern, „rebound“ nach oben stattfinden wird und die Bevölkerung sich erst später auf einem höheren Niveau stabilisieren wird). Gewisse Gebiete, wie die Wüsten und Hochgebirge werden natürlich unbesiedelt bleiben.
Die Noogaia
Künstliche, vollständig vom Menschen geschaffene und kontrollierte Landschaften, wie man sie etwa in Dubai findet, sind heute relativ selten. Mit der Verbreitung des „vertical Farmings“ und der globalen Stadt werden sie aber langsam zur Standardumwelt des Menschen. Was der Mensch bisher nur aus sogenannt „klimatisierten Räumen“ kannte, wird nun auch unter „freiem Himmel“ zum globalen Standard: die totale Kontrolle der Umweltbedingungen. Wieder ist nicht gesagt, dass dieser Zustand bereits mit dem Ende des 21. Jahrhundert erreicht sein wird – dies ist lediglich die generelle Tendenz, in die sich diese Welt bewegt. Die Konzentration von CO2 und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre wird kontrolliert, mit Geräten, die in der Lage sind, CO2 aus der Luft zu entfernen und unterirdisch zu Speichern. Da die Menschheit bei steigender Bevölkerungszahl und steigender Energieproduktion immer mehr Abwärme produziert, wird immer weniger CO2 benötigt werden, um die Erdoberfläche auf der heutigen Temepratur zu halten. Dieses CO2 wird zwischengespeichert und mit Hilfe von Basaltgestein als Kalk ausgefällt. Wetterkontrolle wird durch unzählige sehr kleine, sogenannte Aerostaten möglich werden: dabei handelt es sich um sehr kleine, wasserstoffgefülle Sphären aus Diamant, die so leicht sind, dass sie nahe der Tropopause schweben. Sie enthalten ein Material, das seine Lichtdurchlässigkeit und seinen refraktiven Index elektronisch steuern kann – auf diese Weise wird es möglich, die Temperatur auf der ganzen Erdoberfläche aktiv zu regulieren und damit Wetterphänomene hervorzurufen, wann und wo immer man möchte. Gaia, das globale klimatische Gleichgewicht, das von den unzähligen Feedbackschlaufen des irdischen Klimasystems gebildet wird, wird durch Noogaia abgelöst (Noo = Wissen), die aktive und allumfassende Klimakontrolle durch den Menschen.
Das mag jetzt vielleicht sehr entrückt und phantastisch klingen: die Vergangenheit hat aber gezeigt, dass die Fähigkeiten des Menschen stets schneller wachsen als eine lineare Extrapolation vermuten liesse. Unser Energieverbrauch ist gegenüber dem 19. Jahrhundert um ein tausendfaches gestiegen, ebenso wie unsere Fähigkeiten – und das, obwohl die Bevölkerung zwar gewachsen ist, aber eben nicht um das tausendfache. Trends in der Bevölkerungs- und Zivilisationentwicklung, die zur Bildung der globalen Stadt führen, führen auch zum Wunsch (und zur Fähigkeit), die Umweltbedingungen der Erde ebenso regulieren zu können wie Innenräume. Der Umstand, dass wir uns schon heute Gedanken über „Geoingeneering“ machen, also die aktive Beeinflussung des Erdklimas und erste Konzepte durchaus als prinzipiell machbar angesehen werden, lässt mich vermuten, dass diese Prozesse von einer reiferen, globaleren, reicheren Menschheit als machbar und wünschbar angesehen sein werden.
Die wirtschaftliche Erschliessung des Sonnensystems
Die Rohstoffe der Erde sind begrenzt. Das gilt nicht für alle Rohstoffe gleich stark, aber es gilt besonders stark für all die relativ seltenen, aber wichtigen Elemente, die heute in verschiedensten Industriezweigen als Spurenlemente zur Anwendung kommen (man denke z.B. an Indium). Gewisse Rohstoffe sind auf der Erde gar nicht in wirtschaftlichen Mengen verfügbar, könnten aber durchaus Abnehmer finden: dazu gehört z.B. das Helium-3, ein attraktiver Fusionsbrennstoff, der in grösseren Mengen nur auf dem Mond, dem Merkur und in den Atmosphären der Gas- und Eisriesen vorkommt. Eine Menschheit, die nach immer mehr materiellem Reichtum dürstet, wird nicht darum herum kommen, die Rohstoffe des Sonnensystems anzuzapfen. Das ist nicht so teuer und schwierig, wie es heute den Anschein hat: das Teure an der Weltraumfahrt ist die fehlende Wiederverwendbarkeit der Raumfahrzeuge (was sich mit genügend „dichten“ Energiequellen wie etwa einem Polywell-Fusionsreaktor schnell ändern könnte) sowie die geringe Flugrate. Würden täglich hunderte Raumflüge durchgeführt, wäre das ganze sehr viel billiger. Ein Grossteil der Rohstoffgewinnung auf erdnahen Asteroiden, dem Mond oder den Atmosphären der Gasriesen würde automatisch ablaufen und müsste nur sporadisch von Menschen gesteuert werden. Der grösste Teil der geförderten Rohstoffe würde wohl in den Bau von Solarsatelliten gehen, ein kleiner Teil dient der Rohstoffversorgung der Erde und der massenmässig kleinste Teil werden Energierohstoffe wie Helium-3, Uran und Thorium vom Mond ausmachen.
Für eine immer reichere Menschheit ist auch der Weltraumtourismus schliesslich erschwinglich: Am Ende des 21. Jahrhunderts wird es tatsächlich Menschen geben, die ihre (grosszügig bemessenen) Ferien auf dem Mond verbringen. Doch abgesehen von ein paar Enthusiasten wird es keine langfristigen Weltraumkolonisten geben: Wenn, dann würden sie in Raumstationen im freien All leben, wo sie einen einfachen Zugang zu Rohstoffen haben, an denen die Erde interessiert ist. Auf der Marsoberfläche hingegen wären Kolonisten stets von der Erde abhängig, weil sie nichts produzieren können, was die Erde interessieren könnte.
Wildcards
Die Zivilisations- und Technikgeschichte der Menschheit wurde immer wieder von „Wildcards“ geprägt, Erfindungen, die kaum jemand erwartet oder vorhergesagt hatte (wobei sich im Rückblick immer irgendwo irgendjemand findet, der doch irgendwie daran gedacht hat…). Die folgenden Entwicklungen halte ich für möglich, aber keinesfalls für zwingend. Einige dieser Themen sind so interessant, dass ich ihnen irgendwann einen eigenen Artikel widmen werde.
Biologische Unsterblichkeit
Das Altern ist keine biologische Zwangsläufigkeit: Es gibt Tierarten, die nicht altern (und dann einfach irgendwann gefressen werden). Es gibt Säuglinge mit einer ganz spezifischen Genmutation, die sie nicht altern lässt. Es gibt Menschen mit bestimmten Genvarianten, die sehr viel älter werden als Menschen, die diese Varianten nicht haben. Schäden, die im Alter zum Verschleiss des Körpers führen, sind in jungen Jahren problemlos zu beheben. Zellen sterben einen programmierten Zelltod – ausser bei Krebszellen, wo dieser programmierte Zelltod ausgeschaltet wurde (es gibt heute noch Laborkulturen von Krebszellen von Menschen, die in den 50er Jahren an einem bestimmten Krebs gestorben sind – diese Zellen sind so jugendlich wie eh und je). Alles deutet darauf hin: Das Altern ist nicht Zwangsläufigkeit, nicht (nur) Verschleiss, sondern genetisches Programm. Aus evolutionärer Sicht macht das Sinn: Spezies, die nicht altern, sind genetisch unflexibler und nicht anpassungsfähig, wenn sich ihr Lebensraum verändert. Die älteren konkurrenzieren mit den Jungen um die gleiche Nahrung, und die Investition in Nachwuchs lohnt sich für solche Spezies nicht mehr. Nur ein Alterungsmechanismus, der einen Organismus nach einger gewissen Zeit altern und sterben lässt, garantiert die Erneuerung und damit die evolutionäre Anpassungsfähigkeit einer Tierart.
Doch wenn das Altern genetisch bedingt ist, lässt es sich letztlich aus ausschalten. Der Mensch muss vermutlich nicht biologisch altern – es ist, aus dier Position, grundsätzlich denkbar, dass sich der Alterungsprozess irgendwann stoppen oder sogar umkehren lässt. Die Fortschritte auf diesem Gebiet beschleunigen sich zur Zeit – es ist denkbar, dass der erste Mensch, der biologisch unsterblich wird, schon heute lebt.
Biologische Unsterblichkeit würde die Anzahl Menschen, die auf der Erde leben, relativ schnell ansteigen lassen, so dass in ein paar Jahrhunderten der Bau von grossen Weltraumkolonien (sogenannten Orbitalen) vielleicht doch in Angriff genommen werden müsste, wenn die Erde nicht doch wie Coruscant aussehen soll. Vermutlich würde die verbreitete Einführung von biologischer Unsterblichkeit dazu führen, dass immer weniger Kinder zur Welt kommen. Ein moralisches Dilemma muss daraus nicht entstehen: Niemand ist gezwungen, am Leben zu bleiben, und es wird weiterhin Tote durch Unfälle geben. Diejenigen, die ewig leben wollen, müssen sich die Welt mit jenen, die das nicht wollen, ohnehin nur für gut 120 Jahre teilen.
Echte Künstliche Intelligenz
Das menschliche Gehirn ist nicht unendlich komplex – es besteht aus einer endlichen Anzahl Neuronen (etwa 100 Milliarden) und einer endlichen Anzahl (etwa 10 bis 1000 pro Neuron) Verbindungen zwischen diesen. Das heisst, dass es letztlich nur eine Frage der Computerkapazitäten ist, ein menschliches Gehirn sowie den zugehörigen Körper in Echtzeit zu simulieren. Erste Schritte in diese Richtung (die Simulation einzelner Gehirnteile höherer Säugetiere, langsamer als Echtzeit) werden heute schon gemacht. Doch möglicherweise braucht es kein menschliches Gehirn, um intelligentes Verhalten im menschlichen Sinn in einer Maschine hervorzurufen. Die Natur hat keine Wahl: um eine evolutionäre Nische zu füllen, muss sie mit dem arbeiten, was vorhanden ist. Sie kann – im Gegensatz zu einem intelligenten Designer – nie auf dem „leeren Blatt“ starten. So wäre es denkbar, dass es andere, bessere Hardware für Intelligenz gibt, als unser Gehirn. Unter dem Begriff „General Intelligence“ wird heute schon versucht, Intelligenz in einem allgemeineren Sinn zu verstehen und in Maschinen zu implementieren.
Mach-Lorentz-Antrieb
Über den sogenannten Mach-Lorentz-Antrieb habe ich bereits einen ganzen Artikel geschrieben. Ein solcher Antrieb würde nicht nur unsere technischen Möglichkeiten, sondern auch unsere Gesellschaft und letztlich auch unser Weltbild komplett verändern. Das muss nichts heissen – die Relativitätstheorie ist auch nicht alltäglich-intuitiv begreifbar, und trotzdem ist sie die beste Beschreibung der Welt, die wir kennen. Die lokale Verletzung der Impulserhaltung würde bedeuten, dass wir künftig nur noch Energie brauchen, um Distanzen zu überwinden: die Erzeugung von mechanischen Kräften wie Reibung beim Auto, Auftrieb beim Flugzeug oder Rückstoss bei Raketen würde überflüssig. Die menschliche Mobilität würde dadurch wohl tiefgreifend verändert. Weltraumfahrt, Flüge zu den Nachbarplaneten und schliesslich auch zu den Nachbarsternen würden alltäglich. Doch noch ist nichts entschieden: noch steht der definitive Beleg aus, dass die im kleinen Rahmen beobachteten Kräfte sich auf die Ebene skalieren lassen, wo man mit ihnen ein Auto, ein Flugzeug oder eine Rakete abheben lassen kann.
Das Gravitationswellen-Spektrum
Die Entdeckung und Nutzung des elekromagnetischen Spektrums, von Radiowellen über Mikrowellen, Infrarot, Ultraviolett und schliesslich Röntgen und Gamma-Strahlen hat die menschliche Zivilisation enorm verändert und weiter gebracht. Die verbreitete Nutzung des elektromagnetischen Spektrums ist wohl das, was die moderne Welt am stärksten von der Vormoderne unterscheidet. Ohne Kenntnis und breite Nutzung des elektromagnetischen Spektrums gäbe es die heutige Astronomie und Kosmologie auch nicht: wir wüssten nichts von den Sternen, und hätten keine Ahnung vom Urknall.
Nun gibt es in der Natur noch ein zweites wichtiges Strahlungsspektrum, das bisher aber noch keine Anwendungen gefunden hat: jenes der Gravitationswellen. Objekte, die sich umkreisen, asymetrische Pulsations-Bewegungen von massiven Körpern, beschleunigte Massen und einige andere spezielle Umstände bewirken die Emission von Gravitationswellen, oder Gravitationsstrahlung. Wie im elektromagnetischen Spektrum gibt es auch hier Wellenlänge (bzw Frequenz) und Amplitude. Die Relativitätstheorie sagt Gravitationswellen voraus, und die Beobachtung des sogenannten Hulse-Taylor-Doppelpulsars gibt uns den empirischen Beleg, dass es Gravitationswellen geben muss. Dabei handelt es sich um ein Paar von Neutronensternen, die sich gegenseitig umkreisen und deren Bahn gemäss der Relativitätstheorie und den darin vorhergesagten Gravitationswellen schrumpfen sollte – das tut sie auch, und zwar exakt in der Rate, die die Relativitätstheorie vorhersagt.
Heute sind wir an der Schwelle der Messbarkeit für einige Typen (bestimmte Frequenzen und Amplituden) von Gravitationswellen. Bis wir die Gravitationswellen, die der Hulse-Taylor-Doppelpulsar aussendet direkt messen können, wird allerdings noch einige Zeit vergehen. Doch in den letzten Jahren sind immer mehr Entwürfe für Messgeräte vorgelegt worden, mit denen sich Gravitationswellen aus ganz unterschiedlichen Frequenzbereichen messen liessen. Da Gravitationswellen Materie nahezu ungestört durchqueren können, wären mit hypothetischen Gravtationswellen-Sendern und Empfängern eine Kommunikation sogar quer durch die Erde hindurch möglich. Neben Kommunikationsanwendungen wäre auch eine ganz andere Art von Astronomie möglich.
Zusammenfassung
Die Reorganisation der Energieversorgung, die Entwicklung hin zu einem globalen, vom Menschen designten Lebensraum (die Noogaia als Teil der globalen Stadt) sowie die wirtschaftliche Erschliessung des Sonnensystems nehme ich als gegebene Entwicklungen im 21. Jahrhundert an. Man darf auch davon ausgehen, dass wir Überraschungen sehen werden – einige mögliche „Überraschungen“ habe ich hier vorgestellt.