OZ 2007/1

M T 13 ORGANIZACIJA ZNANJA 2007, LETN. 12, ZV. 1 na atomskem nivoju, tako da raziskovalci lahko testirajo hipoteze in gradijo nove snovi in naprave. Rezultat tega je bil nastanek novega znanstvenega področja kvantne in nanoznanosti ter inženirstva, ki vključuje sintezo in vzpo- stavljanje sistemov velikih od le nekaj atomov do 100 (tj. 1–100 nanometrov). Posledice so revolucionarne, saj je nanotehnologija bistveno premaknila meje raziskovanja v znanostih o življenju, biokemiji, kemijskem inženirstvu, fiziki, kemiji, elektrotehniki in znanosti o materialih. Razvoj nanotehnologije je omogočila informacijska teh- nologija. Zdaj pa je nanotehnologija omogočila razvoj nove informacijske tehnologije. Sodobni digitalni raču- nalniki temeljijo na klasični binarni logiki, po kateri je vrednost bita 0 ali 1. Raziskovalci danes proučujejo upo- rabo kontroliranih kvantnih sistemov in kvantne binarne logike, kubitov, ki imajo lahko istočasno vrednosti 0 in 1, za razvoj analognih kvantnih računalnikov, sposobnih reševati probleme, ki jih zaradi njihove zapletenosti ne more rešiti noben sodoben računalnik s klasično arhitek- turo. Odnos med znanostjo in računalništvom je dvosmeren (Foster, 2006). Če je stopnja napredka v računalniški industriji dober kazalec, bodo čez 15 let nanotokokro- gi stvarnost in je povsem mogoče, da bomo leta 2020 uporabljali kvantni računalnik, kot napoveduje Foster, vendar je razvoj na tem področju očitno hitrejši, kot se pričakuje, saj je bila namreč že 14. 2. 2007 predstavitev kvantnega računalnika Orion v živo. Razvila ga je družba D-Wave Systems iz Britanske Kolumbije in predvideva se, da se bo uporaba novega kvantnega računalnika začela v prvi četrtini leta 2008 (Kanellos, 2007). Proizvajalec ga bo dajal v najem kot “storitev”, ne bo ga pa prodajal kot proizvod, kar se ujema z napovedjo O´Reillyja (2005), da bo to praksa v prihodnosti. 2 SPREMEMBE V IZOBRAŽEVANJU Izhodišče Komisije za znanost in tehnologijo do leta 2020 na Univerzi v Virginiji (2001) je, da so računalništvo, informacijska znanost 3 in inženirstvo (Computer and Information Science and Engineering – CISE) omogočili velikanske spremembe tudi v izobraževanju. Ne gre samo za to, da informacijska tehnologija zagotovi študentom tradicionalne informacije čim bolj učinkovito. Informa- cijska tehnologija predvsem spreminja način, na katerega ljudje vstopajo v odnos z informacijami in drug z drugim. Informacijska tehnologija je preoblikovala način, kako poučujemo, kako se učimo in kako gledamo na naše izo- braževalno poslanstvo: razviti CISE in jih vključiti v vse učne programe. Eden izmed izzivov je razviti uspešen model za izgradnjo mostov med računalništvom, informacijsko znanostjo, inženirstvom in drugimi disciplinami. Uspešen model lahko razvijejo samo strokovnjaki za CISE. Model, po katerem naj bi razvijali uporabo tehnologije ljudje brez ustreznih kvalifikacij za CISE, ni dober. Nova tehnologija vključuje znanje s področja CISE, ki praviloma ni starejše od 5 do 10 let. Obstoječi tehnologiji je lastno, da omejuje kreativne možnosti. Strokovnjaki za CISE pa so tisti, ki posedujejo znanje za projektiranje novih orodij po novi znanstveni paradigmi. Partnerstvo med strokovnjakom CISE ter učiteljem in znanstvenikom z drugih področij je nuja. Znanja CISE so že globoko spremenila naravo znanstvenih raziskav. Mo- deliranje, vizualizacija, algoritmi in računalniki velikih zmogljivosti so uvedli računalništvo kot tretjo paradigmo znanstvenega raziskovanja poleg eksperimentiranja in teorije. Računalniško modeliranje prispeva tako h kvant- nim in nanoraziskavam kot tudi k biološkim raziskavam. Reševanje problemov na področjih, kot so zgodovinopis- je, arhitektura, pravo, jeziki in študij religije, v sodelo- vanju s strokovnjaki CISE kot partnerjem preoblikuje ta področja in odpira nove poti za raziskave CISE. EKSPLOZIJA ZNANSTVENIH INFORMA- CIJ Znanstveniki danes uporabljajo avtomatizirane instru- mente za zbiranje znanstvenih podatkov. En sam ekspe- riment v biologiji lahko generira več kot 1 GB podatkov dnevno, avtomatizirano zbiranje podatkov v astronomiji pa več kot 1 TB podatkov v eni noči. Gre za največjo eksplozijo znanstvenih informacij v zgodovini. V 21. sto- letju bodo računalniki imeli še bolj pomembno vlogo tudi pri avtomatiziranem zastavljanju hipotez iz podatkov in odnosov med njimi v relevantnih bazah, pri testiranju hi- potez in pri integraciji znanstvenih modelov, ki so bili do sedaj pogosto nekompatibilni. Velikanske baze podatkov, ki jih generirajo avtomatizirani instrumenti, zahtevajo tudi avtomatizirano oblikovanje računalniških modelov znanstvenih podatkov, saj je ta količina podatkov in re- zultatov brez uporabe računalnikov in laboratorijskih robotov neobvladljiva s tradicionalnimi metodami obde- lave podatkov (Muglleton, 2006). Za predvidevanje kvantitativnega vedenja bioloških si- stemov, ki ga močno determinira genom kot “centralno shranjen program”, ter za globje razumevanje in grafične prikaze bioloških funkcij potrebujemo formalizme iz računalništva, saj se pomen biološkega vedenja molekul ne da opisati z uporabo naravnega jezika (Brent in Bruck, 2006). V prihodnje bo treba rešiti zlasti dva problema. En pro- blem je, da v tem hipu pogosto ni možna ponovitev neka- terih eksperimentov. Drugi problem je pomanjkanje stan-