فناوری‌های همگرا، به مجموعه چهار فناوری اطلاعات، زیستی، شناخی و نانو گفته می‌شود که در هم‌افزایی و یکپارچگی با هم قادراند، به نیازهای از آدمی پاسخ گویند که تاکنون فناوری‌ها دیگر قادر به آن نبوده‌اند.
این قابلیت بی‌بدیل فناوری‌های همگرا، نتیجه ویژگی‌های ممتاز این فناوری‌ها و قابلیت همگرایی آنها است. از ابتدای هزار سوم میلادی فناوری‌های همگرا نانو، زیستی، شناختی و اطلاعات مورد توجه خاص قرار گرفته‌‌اند. انتظار می‌رود این فناوری‌ها، بنیان ابر فناوری را بگذارند که تمدن آدمی را به کلی تحت تاثیر خود قرار خواهند داد. این تاثیر چنان فراگیر و بنیادین خواهد بود که دسته‌ای از متفکران و پژوهشگران به آن موج چهارم تمدن بشری می‌گویند. مهم‌ترین ویژگی این موج جدید تمدنی، هدف از بکارگیری فناوری است. پیکان فناوری‌های همگرا، توسعه قابلیت‌های آدمی و بهبود کیفی زندگی است. این هدف با بهره‌گرفتن از قابلیت‌های بنیادین این چهار فناوری و به خصوص قابلیت هم‌افزای آنها ممکن خواهد بود. توسعه توانمندی‌های شناختی و فیزیکی آدمی، به همراه بهبود کیفی قابلیت‌های آدمی در خلق پاسخ برای نیازهای دیرپای خود، عصری جدید را پیشروی ما قرار داده است. چشم‌انداز تحولاتی که از رهگذر فناوری‌های همگرا تحقق خواهد یافت بسیار شگرف و بنیادین خواهد بود. دسته‌ای از این تحولات به شرح زیر است؛
• بسط ادراک و ارتباطات آدمی
• بهبود بخشیدن به سلامت و توانایی فیزیکی آدمی
• تقویت بازده فعالییت های گروهی و اجتماعی
• امنیت ملی
• وحدت بخشیدن به علم و آموزش
• بهبود کیفی سلامت آدمی
در تعریف همگرایی بر دو قابلیت عمده تاکید شده است: هم افزایی و یکپارچگی . هم‌افزایی به این معنی است که دو فناّوری صرفا در تعامل با یکدیگر و نه به تنهایی، قادر هستند به نیاز یا نیازهایی پاسخ گویند که برآوردن آنها تا پیش از ایجاد ترکیب جدید مقدور نبوده است. برای این نوع برهم‌افزایی می‌توان مثال‌های متعددی از حوزه‌های مختلف فناّوری ذکر کرد. به عنوان نمونه یک روبات محصول بر هم افزایی توانایی‌هایی است که در سه حوزه الکترونیک، رایانه و مکانیک موجود است. هواپیماهای پیشرفته جدید نیز محصول تکنولوژیک دیگری است که با استفاده از ترکیب قابلیت‌های این سه حوزه پدید آمده است. این نوع ترکیب‌ها، همان گونه که پیشتر نیز اشاره شد در تاریخ فن‌شناسی سابقه‌ای طولانی دارد. به عنوان مثال، منجنیق‌ها و قلعه کوب‌هایی که از سوی مسلمانان و اروپائیان در جنگ‌های صلیبی مورد استفاده قرار داشت، محصول ترکیب فناّوری‌های مختلف از جمله مکانیک، تولید مواد، و نجاری و درودگری بود. با توجه به این نکته روشن است که تنها این بخش از تعریف برای همگرایی فناّوری‌های چهارگانه پیشنهاد کرده، برای متمایز ساختن آن به منزله یک پدیدار جدید کفایت نمی‌کند. هرچند که تردیدی نیست که توانایی که از برهم افزایی این چهار فناّوری حاصل می‌شود به مراتب بیش از توانایی ناشی از برهم‌افزایی فناّوری های مختلف در گذشته است. از این قابلیت بعنوان رنسانس جدید در حوزه فناّوری ها یاد شده است .
دومین بخش تعریف همگرایی فناورانه، به یکپارچگی و یکی شدن فناّوری‌های همگرا اشاره دارد. این بخش از تعریف بر این دیدگاه استوار است که اگر در ابعاد مولکولی و مقیاس نانومتری به مواد بکار رفته در این چهار فناّوری بنگریم، تفاوتی بین آنها نیست و این یگانگی در ماده، دلیل یکی شدن این فناّوری‌ها است. در نظر اول چنین می نماید که فناّوری های چهارگانه‌ای که موضوع تحقیق کنونی هستند چنان با یکدیگر تفاوت دارند که سخن گفتن از یکی شدن و یکپارچگی آنها، آنهم بر بستری مادی، نوعی خلط مقوله و بنابراین نادرست است. زیرا به عنوان مثال در دو حوزه‌ی فناّوری اطلاعات و علوم شناختی با پردازش اطلاعات و ذخیره‌سازی آنها، یعنی فعالیت هایی ناظر به بهره گیری از معنا و نماد سروکار داریم و در علوم شناختی و فناّوری زیستی با ارگانیزم‌های زنده مواجهیم، نظیر این که کارکرد مغز براساس شلیک نرون‌های مغزی توضیح داده می‌شود. در حالی که در فناّوری‌نانو با ماده بیجان در ترازی بسیار ریز روبرو هستیم.
اما مقصود از یکپارچه شدن فناّوری‌های چهارگانه آن است که ابعاد کاربرد همه آنها در حال کوچک شدن و نزدیک شدن به تراز نانومتر است. معنای این سخن آن است که در زمانی در آینده‌ای نه چندان دور، بستر نانو، به منزله فصل مشترکی عمل خواهد کرد که در آن قابلیت‌هایی که به نحو مستقل در حوزه فناّوری‌های اطلاعات، علوم شناختی و زیستی حاصل شده است، در قالب یک “اَبَر فناّوری” ظاهر خواهد شد. این اَبَر فناّوری قادر است در آن واحد از توانایی‌های هرچهار حوزه نانو، کاگنو، اینفو و بایو برای ظاهر ساختن یک توانایی منحصر و استثنایی و بی‌نظیر استفاده کند. به عنوان مثال در گزارش بنیاد ملی علوم ایالات متحده آمریکا به این نکته اشاره شده است که تکمیل این اَبَر فناّوری این امکان را بوجود می آورد که بتوان ماکرو ساختارهای زنده را با ترکیب و کنار هم قرار دادن اجزا ریزتر در تراز های اتمی و مولکولی خلق کرد. از منظر این رهیافت، ساختار های زیستی در طبیعت نیز به همین شیوه خلق شده‌اند و بنابراین تکمیل اَبَر فناّوری به بشر اجازه می‌دهد به بازسازی طبیعت و ساختار ها و ارگانیزم‌های زیستی اقدام کند. اما با دو تفاوت اساسی. نخست این که طبیعت برای تولید ساختارهای زیستی زمانی بسیار طولانی را در جریان فرایند تطور به کار گرفته است. دوم این که فرایند تطور به منزله نوعی فرایند متکی به سعی و خطا، با نقص هایی همراه بوده است. به این معنی که در ساختار ارگانیزم های زنده بعضا نقیصه های کارکردی و مهندسی و یا اشکالات طراحی به چشم می خورد. با استفاده از اَبَر فناّوری مورد اشاره می توان بر هر دو این محدودیت ها غلبه کرد و ساختار هایی ایده آل و دقیقا متناسب با نیاز های مورد نظر را در زمانی کوتاه تولید کرد.
همگرایی فناورانه همان گونه مورد بحث قرار گرفت، مفهومی جدید نیست و در طول تاریخ فناوری نمونه‌های بسیاری از آن وجود دارد، مکاترونیک نمونه‌ای اخیر است که در آن فناوری‌های خلق شده در مهندسی مکانیک، الکترونیک، کنترل و کامپیوتر ترکیب می‌شوند و قابلیت‌های جدیدی از هم‌افزایی آنها بوجود می‌آید که پیش از آن ممکن نبود . سامانه‌های هوافضایی، ربات‌ها، سامانه‌های کنترل خودکار، ماشین‌های تولیدی و بسیاری از سامانه‌های دیگر مهندسی همگی نمونه‌هایی از تاثیر مکاترونیک بر محصولات گوناگون و تامین نیازهای آدمی است. در حوزه فناوری‌های همگرای شزان نیز چنین روندی در حال وقوع است که انتظار می‌رود تاثیری به مراتب وسیع‌تر و عمیق‌تر بر فناوری‌ها و دیگر عرصه های زندگی آدمی داشته باشد. به اعتبار شتاب زیاد پیشرفت در حوزه دانش-فناوری های همگرای چهارگانه بعضی از آن بعنوان انقلاب جدید علمی و فناوری یاد کرده‌اند .
شکل(1) همگرایی و هم‌افزایی فناوری‌های نانو، بیو، کاگنو و اینفو
مبنای همگرایی، هم‌افزایی دو یا چند حوزه فناوری است که قابلیت‌های نوپدیدی بوجود می‌آورند که بدون همگرایی ظهور آنها ممکن نبود. هر چند که مراد از همگرایی یکی شدن این چهار حوزه نیست و بیشتر یکپارچه شدن این چهار حوزه مد نظر است ولی آنچه که این امکان را ایجاد می‌کند قابلیت این چهار فناوری در سطح رابط است که هم‌افزایی آنها را امکان پذیر می سازد. این قابلیت متکی بر وحدت ماده در سطح مولکولی و مقیاس نانومتری است. توسعه دانش و تکنولوژی در قرن بیستم زمینه‌ای قابل اتکاء در این مقیاس ایجاد کرده است و هم اینک ما در موقعیتی قرار گرفته‌ایم که می‌توانیم درکی عمیق‌تر و وسیع‌تر نسبت ساختارهای مولکولی مواد و تاثیر آن بر خواص توده‌ای و ماکرو داشته باشیم. توسعه درک ما از ساختارهای زیستی در ابعاد مولکولی و تاثیر آن بر عملکرد بدن موجود زنده ما را قادر کرده است تا بتوانیم به کنترل ساختارهای مشابه از طریق ریزساختارهایی چون اجزاء سلولی بدن موجودات زنده بیاندیشم یا با شناخت از کارکرد سلول‌های عصبی توضیحی مناسب‌تر برای عملکرد سیستم عصبی بیابیم. تاکید بر این نکته ضروری است که رویکرد کنونی، تحویل گرایانه نیست. یعنی هدف این نیست که علم و دانش در ابعاد مولکولی، نانومتری و سلولی رفتارهای پیچیده سیستمی را در سطوح بالاتری چون هوشیاری، بینایی یا دستگاه گردش خون، با تکیه به واژگان و مفاهیم تراز نانو، توضیح دهد. افزودن به جزئیات در یک مدل علمی و استفاده از سطوح مفهومی جزء‌نگرتر لزوم نمی‌تواند معرفت بیشتری در مورد موضوع مورد بررسی ارائه کند. برای توضیح بسیاری از پدیده‌ها به سطوح مفهومی غنی یی نیاز است که سیستمی هستند و با مفاهیم سطوح دیگر توضیح آن ها ممکن، و یا حداقل ساده، نیست البته این نکته به این معنی نیست که بکارگیری دانش در ابعاد مولکولی و سلولی قادر نیست دانش ما را در این حوزه‌ها افزایش دهد. بدیهی است که زیست‌شناسی مولکولی شناخت ما را نسبت به موجودات زنده و دلایل بنیادین ویژگی‌های آنها تغییر داده است. به عنوان مثال شناخت ماده ژنتیکی به ارث رسیدن ویژگی‌ها از والدین به فرزندان را توضیح داده است و بین ویژگی‌های یک موجود زنده در ابعاد بالاتر، با ساختارهای درونی سلولی ارتباط ایجاد کرده است. ژن‌ها همان ماده ژنتیکی پایه در ساختارهای زیستی هستند که ابعادی نانومتری دارند و از اتم‌ها ساخته شده اند. برای توضیح ساختار های زیستی در تراز بالا به دانش در ابعاد اتمی و مولکولی نیاز است. ما قادریم با دستکاری و کنترل سلولی و مولکولی، ساختارهای زیستی را آنگونه که علاقمندیم تغییر دهیم. روش‌هایی چون ژن درمانی، پزشکی مولکولی و اصلاح ژنتیک همگی بر همین دیدگاه استوارند. فناوری‌نانو نیز چنین نقشی در ایجاد ساختارهای غیرآلی دارد، این فناوری این نوید را می‌دهد که بتوانیم مواد و ساختارهایی بسازیم که تا پیش از این موجود نبوده‌اند. نتیجه، تغییر ویژگی‌های بنیادین مواد و ساختارها است به گونه‌ای که مواد قادر خواهند شد رفتارهای ممتاز و نوظهوری چون هوشمندی، استحکام فوق‌العاده و حالات کوانتومی از خود بروز دهند. در دو حوزه دیگر، یعنی اطلاعات و علم شناختی نیز همین تحول منتَظر است. در فناوری اطلاعات، واحد های پایه انتقال اطلاعات (bits) بر روی ساختارهای اتمی ذخیره می‌شوند و به این ترتیب برابرنهادی فیزیکی پیدا می کنند. البته در اینجا نیز تراز مفهومی که در فناوری اطلاعات برای تبیین یا خلق بکار گرفته می‌شود همیشه در سطح بیت bit نیست ولی در این تکنولوژی برای ارتباط و انتقال داده که مبنی فناوری اطلاعات است از آن استفاده می‌شود. در علوم و فناوری شناختی نیز یاخته‌های عصبی، سلول بنیادین دستگاه عصبی هستند و تبادل اطلاعات با ساختارهای دیگر در یک موجود زنده در سطح یاخته‌های عصبی یا همان نرون‌ها صورت می‌گیرد.
هر چهار سلول بنیادی در این چهار حوزه یعنی، اتم، سلول زیستی، بیت و نرون (زیست عصب) بواسطه وحدت ماده و تناسب ابعادی، قابلیت تبادل اطلاعات، انرژی و ماده با یکدیگر دارند. این قابلیت پایه ارتباط بین دو سامانه است. در حقیقت برای آنکه دو سیستم بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و قابلیت‌های یکدیگر را کامل کنند باید با هم در سطح تماس اطلاعات، انرژی یا ماده تبادل کنند. وحدت ساختاری در ابعاد اتمی و مولکولی این تبادل بین چهار حوزه را ممکن می‌کند. در سطح اتمی و مولکولی این چهار حوزه به خوبی می‌توانند با یکدیگر در تماس باشند و در انجام فعالیتی خاص با یکدیگر همکاری کنند. البته این تبادل و هم‌افزایی منحصر به این نیست و استفاده از مفاهیم یک تکنولوژی در تکنولوژی دیگر نیز نوع دیگر این هم‌افزایی است، انتظار می‌رود قابلیت‌های فناوری‌های همگرا محور توسعه قرن بیست و یکم باشد .
این همگرایی و هم‌افزایی ممکن است به صورت دوتایی، سه‌تایی یا با ترکیب همه این چهار فناوری بوجود آید . در شکل(5-2) چهار فناوری همگرا و حوزه‌های مشترک آنها نشان داده شده است.
شکل(2) فناوری‌های همگرا
همگرایی و هم‌افزایی دو به دو بعضی از این فناوری‌ها تاریخچه‌ای قدیمی‌تر دارد، بعنوان مثال هم‌افزایی فناوری‌نانو و زیست فناوری از این جمله است که امیدهای بسیاری در حوزه‌های پزشکی بوجود آورده است یا تقلید از مدل‌های زیستی در فناوری اطلاعات و ارتباطات چون بکارگیری روش‌های کلونی مورچگان در جستجوی کوتاه‌ترین مسیر اتصال یک تماس مخابراتی از گذشته مورد توجه متخصصان بوده است.
چشم اندازی که از رهگذر همگرایی چهار دانش-فناوری همگرا برای ایجاد تحول در ابعاد مختلف حیات آدمی در حل شکل گیری است چنان پربار و غنی است که دولت ها و نهاد های علمی ملی و بین المللی را ناگزیر ساخته است برای فراهم آوردن اطلاعاتی گمانزنانه در خصوص آنچه که پیش رو است نشست های علمی متعدد برگزار کنند و سناریو های متنوعی را تدوین نمایند. شناخت تحولات پیشرو، بررسی اثرات این تحولات بر تمدن و کیفیت زندگی آدمی، اثرات اجتماعی، فرهنگی و سیاسی این فناوری‌ها در تدوین سیاست‌های علمی و فناورانه کشور بسیاری کلیدی است.
منبع: