ندا اظهری، مترجم:بنیاد ملی علوم آمریکا از سال 2017 بنیادی را به‌منظور ایجاد و شکل‌گیری ایده‌های کلان از طریق پیشگامی فعالیت‌های پژوهشی و آزمایشی راه‌اندازی کرده است. این بنیاد از همان سال فعالیت خود را در دستیابی به این ایده‌ها آغاز کرد و در سال 2019 تصمیم گرفت در هر کدام از ایده‌های طرح‌شده حدود 30 میلیون دلار سرمایه‌گذاری کند تا به شناسایی و حمایت از فرصت‌های نوظهور برای هژمونی آمریکا در ایده‌های کلان ادامه دهند که همه اینها به آینده این کشور خدمت می‌کنند. به‌طورقطع، این ایده‌های کلان به آینده ملی آمریکا کمک زیادی می‌کند و دولت این کشور با گام نهادن در این راه به دنبال دستیابی به جدیدترین راهکارها برای رسیدن به حل چالش‌های اساسی کشور است.
آینده کار در مرز انسان و فناوری
نخستین ایده کلانی که از سوی بنیاد ملی علوم آمریکا مطرح شده، درک این است که فناوری‌ها چگونه در شکل‌گیری زندگی کارگران نقش فعالی ایفا می‌کنند و اینکه انسان چگونه می‌تواند این فناوری‌ها را به‌ویژه در دنیای اشتغال شکل دهد. آینده اشتغال در مرز میان انسان و فناوری باعث به‌هم‌پیوستن جوامع تحقیقاتی و پژوهشی بنیاد ملی علوم خواهد شد تا به این طریق، پژوهش‌های علمی در تعامل میان انسان، جامعه و فناوری شکل بگیرند که این امر به ایجاد آینده کاری برای افزایش فرصت‌های شغلی برای کارگران و بهره‌وری اقتصاد آمریکا کمک می‌کند. تقویت تعامل بین‌رشته‌ای و تحقیقات علوم و مهندسی برای درک و ایجاد روابط میان انسان و فناوری، طراحی فناوری‌های جدید تا تقویت عملکرد انسانی، حذف چشم‌اندازهای اجتماعی فناورانه نوظهور و تقویت یادگیری‌های فناورانه مادام‌العمر و فراگیر از مهم‌ترین اهدافی است که در این ایده شکل می‌گیرد.
سرمایه‌گذاری روی پرسش‌های بنیادی
این ایده شامل تقویت و بهبود سرمایه‌گذاری‌ها در پرسش‌های برجسته پژوهشی بنیادی می‌شود که دامنه وسیع و ماهیت نوآورانه‌ای داشته و خارج از هر بنیاد ملی علوم سرچشمه می‌گیرند و ممکن است نیاز به تعهد درازمدت داشته باشند. این ایده کلان حوالی سال 2026 به‌منظور ورود به دویست‌وپنجاهمین سالگرد ملی این بنیاد شکل می‌گیرد. بنیاد ملی علوم 2026 اجازه ورود جامعه سیستماتیک به توسعه درازمدت را داده و تصور سهام‌داران مهم را ثبت می‌کند. بنیاد ملی علوم قصد دارد از ساختارهای علمی برقرارشده و فرآیندهای عملیاتی استاندارد فراتر عمل کند که این کار مستلزم اکتشافات مداوم در این مرزها و نقاط پرخطر در حوزه‌هایی است که در خلال طرح‌های خاص دیگر نمی‌گنجند. چنین طرح‌هایی قادرند به روش‌های نوآورانه از مرزها عبور کرده، شکاف‌های شناخته‌شده را پر کرده یا از فرصت‌های جدید بهره‌مند شوند.
رشد پژوهش‌های مشترک
ترکیب ایده‌ها، راهکارها، ابزارها و فناوری‌ها از رشته‌های متنوع علوم و مهندسی برای تقویت کشف و نوآوری جزء این گروه از ایده‌ها قرار می‌گیرند. ایده رشد تحقیقات مشترک شامل چهارچوب‌بندی پرسش‌های چالش‌برانگیز پژوهشی و تقویت همکاری‌های موردنیاز برای شروع کارهای پژوهشی است. بزرگ‌ترین چالش‌های روز دنیا یعنی درک رابطه میان موادغذایی، انرژی و آب و کشف جهان هستی در تمام مقیاس‌ها به‌تنهایی با یک رشته به‌تنهایی حل‌وفصل نمی‌شود. آنها مستلزم ادغام با یکدیگر و به عبارتی، ترکیب رشته‌ها یکدیگر هستند و این معنای ادغام ایده‌ها، راهکارها و فناوری‌ها از رشته‌های مرتبط با دانش بسیار متنوع به‌منظور تحریک و تشویق به کشف و نوآوری است. موقعیت بنیاد ملی علوم به‌گونه‌ای طراحی شده است که به تقویت اشتراک رشته‌ها کمک می‌کند. ارتباطات عمیقی در تمام رشته‌های علوم و مهندسی و چند دهه حمایت از پژوهش‌های میان‌رشته‌ای وجود دارد. ادغام رشته‌های علمی به‌طور هماهنگ و متقابل صورت می‌گیرد و همکاری‌های قدرتمند موردنیاز پیشبرد پژوهش‌های موفق را تقویت می‌کند. ادغام رشته‌ها باعث شکل‌گیری مشارکت‌های خلاقانه شده و از آنها حمایت می‌کند و در این مسیر، تفکر خلاقانه برای مواجهه با مشکلات پیچیده موردنیاز است.
پیمایش قطبی
این ایده شامل برقراری و مشاهده شبکه پلتفرم‌های ثابت و متحرک و ابزارهای دسترسی به قطب به‌منظور سندسازی و درک تغییرات سریع بیولوژیکی، فیزیکی، شیمیایی و اجتماعی می‌شود. مشاهدات فعلی از قطب بسیار پراکنده بوده و برای بهبود اکتشاف یا شبیه‌سازی فرآیندهای اساسی که در تغییر سیستم قطب یا ارزیابی اثرات اقتصادی و زیست‌محیطی بر سیستم وسیع‌تر زمینی وجود دارد، کافی نیست. تغییرات ایجادشده در قطب به‌طور اساسی اقلیم، آب‌وهوا و اکوسیستم جهانی را به‌گونه‌ای تغییر می‌دهد که هنوز دلیل آن به درستی مشخص نشده اما تأثیر عمیقی روی امنیت و اقتصاد جهان به جا می‌گذارد. کاهش سریع یخ‌های قطبی و دیگر تغییرات ایجادشده، دسترسی جدیدی را برای منابع طبیعی قطب مانند سوخت‌های فسیلی، مواد معدنی و گونه‌های دریایی جدید فراهم می‌کند و این دسترسی پیش‌تر هم توجه بین‌المللی را از صنعت جلب کرده و باعث شده کشورهای دیگر هم به دنبال منابع جدید باشند.
تقویت حوزه علوم و مهندسی
این ایده شامل تغییر مسیرهای تحصیلی و شغلی برای کمک به مشارکت گسترده در علوم و مهندسی می‌شود. چشم‌انداز این ایده به این شکل است که حضور رشته‌های STEM (شامل رشته‌های علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات) را به‌گونه‌ای تقویت کند تا به‌طور مشترک در راستای تغییر حرکت کرده و نیروی کاری غنی و فعال در این حوزه‌ها در کشور تربیت شوند. این ایده از پژوهش، زیرساخت‌های مشارکتی و شبکه‌های لازم برای پرداختن به چالش‌های خاص حمایت می‌کند که این چالش‌ها، بیشتر موارد مرتبط با رشته‌های STEM را در بر می‌گیرد. دربرگیری بنیاد ملی علوم با تکیه بر موفقیت هفت آزمایش اولیه راه‌اندازی چندسازمانی که در سال‌های 2016 و 2017 تأمین مالی شده‌اند، هشت اتحادیه در مقیاس کلان را در سال‌های 2018 و 2019 واگذار کردند. این اتحادیه‌ها، زیرساخت‌های مشارکتی جامعی را برای تقویت راهکارهای نوآورانه به‌منظور گسترش چالش‌های مشارکتی ایجاد می‌کنند. آنها با شرکایی از شرکت‌های غیرخصوصی، آژانس‌های فدرال و جوامع حرفه‌ای علمی همکاری کرده و مشارکت‌هایی را برای تغییر عناصر کلیدی تعیین می‌کنند که منجر به پیشرفت در حضور در رشته‌های STEM خواهد شد. دربرگیری بنیاد ملی علوم، به‌عنوان پلی میان تلاش‌های آزمایشی و شبکه‌هایی در مقیاس کلان، به‌تازگی 11 طرح تأمین مالی را به‌منظور تسهیل و حمایت از توسعه مشارکت‌ها و شبکه‌ها در نظر گرفته است. این ایده با هدف ایجاد ظرفیت برای زیرساخت‌های مشارکتی اجرا خواهد شد که ممکن است به ایجاد مراکز آینده، اتحادیه‌ها یا سایر شبکه‌های بزرگ منجر شود که در این راستا، رسیدگی به چالش مشارکتی گسترده‌ای در مقیاس STEM صورت می‌گیرد. این ایده در سال 2021 از کمک‌های مالی و اتحادیه‌های برنامه‌ریزی حمایت‌های زیادی کرده است.
درک قوانینی که در زندگی به کمک بشر می‌آیند
این ایده شامل توضیح و به‌کارگیری مجموعه قوانینی است که ویژگی‌های قابل مشاهده یک موجود زنده و فنوتپ‌های آنها را پیش‌بینی می‌کند. زندگی در کره زمین در سطح سازمانی از مقیاس مولکولی تا بیوسفر کاملا منظم است. پیچیدگی قابل‌توجهی در تعاملات درونی و میان این سطوح سازمانی و در مقیاس‌های زمانی و مکانی وجود دارد. به‌عنوان مثال در یک اکوسیستم اجزای زیستی، غیرزیستی و محیطی سیستم می‌توانند در یک فرآیند واحد مانند چرخه نیتروژنی تعامل داشته باشند. همچنین پیچیدگی یکسانی در درون سلول‌ها وجود دارد که هر موجود زنده، درون آن اکوسیستمی را شامل می‌شود که از رونویسی و ترجمه ژنوم ارگانیسم گرفته تا روشی که یک سلول اشکال قابل استفاده انرژی ایجاد می‌کند را در بر می‌گیرد. قوانین بنیاد ملی علوم برای این ایده کلان اهداف مختلفی را دنبال می‌کند. یکی از این اهداف، کشفی است که به دانشمندان امکان درک بهتر چنین تعاملاتی را داده و روابط واقعی و پیش‌بینی‌کننده را در این مقیاس‌ها شناسایی کنند. این قوانین برای درک بهتر چگونگی عملکرد حیات در نظر گرفته شده‌اند. هدف دیگر توسعه ابزارها و زیرساخت‌های پژوهشی، تحقیقات بیشتر قوانین حیات و نیز فراهم کردن ظرفیت‌ها برای نزدیک‌تر شدن به سوالات پیچیده‌تر است. همچنین هدف دیگر این است که آموزش نسل بعدی محققان برای برخورد با تحقیقات علمی به‌گونه‌ای باشد که از مقیاس‌ها و رشته‌های علمی عبور کنند. علاوه‌بر این تقویت همکاری و ادغام پژوهش‌ها در بنیاد ملی علوم و کمک به محققان برای در نظر گرفتن سطوح سازمانی و پیچیدگی در پرداختن به پرسش‌های مهم درباره علوم زندگی جزء اهداف دیگری است که قوانین بنیاد ملی علوم دنبال می‌کند. همچنین قوانینی که در زندگی و برای یادگیری وجود دارند ویژگی‌هایی را چون در نظر گرفتن پرسش‌های بنیادی در علوم حیات، عبور از مقایس‌های مختلف (مکانی، زمانی، سطوح سازمانی بیولوژیکی و پیچیدگی‌ها)، ایجاد نتایجی که به‌طورکلی فراتر از سیستم مورد بررسی و قابل تعمیم خواهد بود به‌طوری که می‌توان آن را در قالب یک قانون معرفی کرد و نیز پیش‌بینی تغییر در سیستم بیولوژیکی را در بر می‌گیرند.
نگاه متفاوت به هستی
این ایده به استفاده از ترکیبات جدید و قدرتمند از رویکردهای مشاهده‌ای برای ارائه بینش‌های منحصربه‌فرد در مورد ماهیت و رفتار ماده و انرژی و کمک به واکنش به برخی از عمیق‌ترین پرسش‌های پیش روی بشر می‌پردازد. محققان سال‌هاست مشاهداتی را در سراسر طیف الکترومغناطیسی شناخته‌شده، از امواج رادیویی گرفته تا پرتوهای گاما انجام می‌دهند که ماحصل اکتشافات بسیار بزرگی است.
در حال حاضر برای اولین بار است که دانشمندان قادرند دنیای اطراف خود را به شیوه‌های متفاوت از آنچه پیش از این تصور می‌شد مشاهده کنند. آنها با کمک مجموعه‌ای قوی و ادغام‌شده از رویکردها توانسته‌اند مشاهدات واقعی را در طیف وسیع‌تری انجام دهند.