«Большой» компьютерную модель назвали, как легко догадаться, от Большого взрыва, поскольку она описывает процесс эволюции Вселенной от момента ее рождения. С моделью работает суперкомпьютер, установленный в НАСА, и она позволяет пронаблюдать процесс формирования Вселенной.
Модель – это не подобие компьютерной игры, как многим представляется – мол, что в нее заложили, то она и выдает. Такая модель была бы, разумеется, бессмысленной. А научные модели эволюции в силу своей сложности могут выдавать неожиданные и интересные результаты. Главное, чтобы введенные в модель данные соответствовали наблюдаемым. Это понятно?
Если нет, поясню. Гигантское количество вводных и огромное число нелинейных дифференциальных уравнений образуют столь трудоемкую задачу в смысле объема вычислений, что справиться с ней может только суперкомпьютер, а что получится на выходе – никому не очевидно. Это станет более понятным из следующей цифры. Суперкомпьютер, который рассчитывает модель «Большой» – это седьмой по мощности суперкомпьютер в мире. Он совершает 1 000 000 000 000 000 (тысячу триллионов!) счетных операций в секунду.
Компьютерные модели помогают ученым интерпретировать результаты известных астрономических наблюдений и планировать новые направления поиска. Когда-то космический зонд, запущенный для изучения реликтового излучения, позволил составить карту вариаций плотности такого излучения. На основе этой карты в 2005 году была составлена предыдущая компьютерная модель – «Millennium Run». Она неплохо себя показала. Но с тех пор была накоплена новая информация, которая и послужила для создания усовершенствованной модели «Большой».
Модель «Большой» получилась знатная, она довольно точно выдала наблюдаемое сегодня распределение масс во Вселенной и неплохо воспроизвела число галактик, подобных нашей, а значит, ей можно пользоваться для отслеживания деталей эволюционного процесса, что позволит определить направление дальнейших наблюдений и поисков. Шаг за шагом, шаг за шагом. Эволюция знания…
То же самое и с эволюцией живой материи. Существуют компьютерные модели биологической эволюции, которые эту самую эволюцию по двум механизмам – мутации и отбору – прекрасно воспроизводят. Их написанием занимаются даже студенты.
В сети можно найти и скачать простенькую программку «Ходоки», имитирующую и демонстрирующую механизмы эволюционной изменчивости, после чего наслаждаться, наблюдая, как от поколения к поколению меняются ваши подопечные. А люди серьезные могут найти диссертацию на соискание ученой степени даже не доктора, а кандидата, и даже не биологических, а физико-математических наук под названием «Исследование новых типов самоорганизации и возникновения поведенческих стратегий». Автор трудится в Институте прикладной математики и во введении к своей работе поясняет:
«Искусственная жизнь – молодое междисциплинарное направление исследований. Предметом исследования искусственной жизни является эволюция сложных систем, а основным методом – построение компьютерных моделей. Модели искусственной жизни находят свое применение в таких теоретических областях, как исследования возникновения жизни, биологической эволюции, коллективного поведения, социальной эволюции… Качественная теория дифференциальных уравнений открыла дорогу широкому использованию нелинейных систем в физике. Исследования диссипативных процессов теплопроводности, диффузии, вязкости и т. д. в открытых нелинейных системах привели к возникновению физики неравновесных систем и синергетики. Оказалось, что многие процессы в природе приводят к образованию диссипативных структур – стационарных распределений переменных, обладающих устойчивостью к возмущениям».
