Реклама
Облако тегов
- ГЭС, Оперативная из военных за на, САУ боевиков, США, Сирия, Украины, армия, артиллерии, были, газ, для, его, из, как, марс, на, на ВСУ по ДНР этом, на что США по для, на что из по этом, на что по США России, на что по для будет, на что по для из, на что по из США, не, не что для как от, не что по это как, нефтегаз, нефть, по, российского, того, том, тэк, что, что заявил, что не США это по, что не том, что сообщает, это, этом
Показать все теги
Популярное
-
Пентагон обеспокоен пророссийским курсом в Нигере — СNN
Американские чиновники обеспокоены, что в связи с -
Мощные героические кадры: Неуязвимые танки 5-й бригады получая удар за ударом рвутся вперёд, прорывая оборону врага под Донецком (ВИДЕО)
Наши бойцы опять прорвали оборону в Георгиевке -
Люди ждут Россию, а ВСУ прячутся у домов за спинами мирных жителей — CNN внезапно показал правду о ситуации в Часов Яре (ВИДЕО)
Часов Яр в ближайшее время повторит судьбу -
Армия России освободила Петровское и продолжает наступление на Донецком и Купянском фронтах, — Минобороны
В районе Работино (Запорожская область) отражена -
«Киевский неонацистский режим задумал ряд преступных акций во время выборов» — Путин сделал ряд важных заявлений (ВИДЕО)
Безнаказанными удары противника не останутся.
В виде календаря
В виде списка
Архив записей
0
Московский университет и Академия наук являются лидерами в области создания супервычислителей. Московский университет в январе этого года ставит машину, которая будет иметь скорости счета измеряемую в 500 терафлопс. И это качественно меняет ситуацию. Области применения этих суперкомпьюетров самые разнообразные.
Сергей Варфоломеев, член-корреспондент РАН, директор Института биохимической физики:
Надо сказать, что мы с вами переживаем несколько революций в области современного понимания мира. Вот одна из них – это создание вообще компьютерных систем, компьютерных цепей и Интернета, в которых вы себя позиционировали. А последние несколько лет довольно серьезные усилия человечество затрачивает на создание супервычислителей. Супервычислитель отличается от обычного персонального компьютера тем, что он решает задачи с гигантскими скоростями.
Московский университет и Академия наук являются лидерами в этой области. Но Московский университет в январе этого года ставит машину, которая будет иметь скорости счета, измеряемую в 500 терафлопс, т.е. это 500 на 1012 операций в секунду. И это вообще качественно меняет ситуацию.
Так складывается современная наука, что очень многие явления могут быть математически моделированы, основываясь на фундаментальных законах физики и химии, трансформируя эти законы в уравнения, которые требуют решения. И вот суперкомпьютер отличается тем, что он с гигантскими скоростями находит эти решения. Область применения этих супервычислений самые разнообразные.
Есть, как крайне понятные технические применения,- как будет вести себя самолет или ракета, как будет вести себя какая-то техническая конструкция, например, инженерный дом, построенный из 150 этажей. А есть применение суперкомпьютеров для решения молекулярных задач. Одна из таких задач, с которой мы не связаны, – это задача вычисления описания поведения биомакромолекул. Наши с вами организмы состоят из белков и нуклеиновых кислот, липидов, клеток. И современный уровень понимания науки позволяет это все экспериментально изучить, смоделировать и предсказать свойства поведения.
Белок – это молекула, состоящая из 10 000 атомов, из 20 000 атомов. Это гигантская такая примерная машина, которая определяет все наше с вами существование. Все химические реакции в организме идут с помощью белков, которые называются ферментами. Они являются катализаторами, ускоряют превращение одной молекулы в другую. Когда химики, физики изучают структуру белка, они получают такую большую, гигантскую молекулу, состоящую из 50 000 атомов. Но в кристалле, а она у нас с вами работает в живом организме. Химические реакции в кристалле она не производит.
И гигантская задача была, и она сохраняется, вообще как они реально функционирует, как они преобразуют. Зная структуру, вы можете вообще предсказать все поведение системы. Вот она – это макромолекулярная структура взаимодействует с низкомолекулярным соединением, например, с глюкозой, которую мы потребляем. Происходят некие движения атомов, которые определяют, с какими скоростями глюкоза превращается, например, в конечный продукт.
Вот это движение может быть получено только с помощью суперкомпьютеров. И вот для того, чтобы это посчитать, например, компьютер работает около двух недель (не персональный компьютер, а суперкомпьютер). Работает около двух недель, чтобы увидеть только одну структуру из десятка, которые есть на поверхности потенциальной энергии. И вот появление таких удивительных возможностей позволяет реально понимать, как структура одного вещества превращается в структуру другого вещества. С какими скоростями? Какие особенности белковые молекулы должны иметь для того, чтобы это произошло? Какие особенности изменений белковых молекул вы должны заведомо видеть для того, чтобы эти химические реакции протекали вот с теми скоростями, о которых мы с вами говорим.
И это, в общем, абсолютная революция в этой области. У нас в Московском университете есть несколько выдающихся, на мой взгляд, исследователей, которые это делают высокопрофессионально, но я назову только два имени – это профессор Немухин и доктор физико-математических наук Белла Григоренко. Назову еще фамилию Сони Лущекиной, которая первая в мире научилась предсказывать реакционную способность вещества, которое называется субстрат, для фермента, который называется холинэстераза, который определяет интеллектуальную деятельность в нашем организме.
Это очень интересный фермент, на который направлены все яды мира. Если вы знаете, что-нибудь про химическое оружие, то зарин, зоман, VX (ви-икс) – это все ингибиторы этого фермента. Т.е. вещества, которые затыкают и блокируют активный центр. Вот, Соня, значит, разобралась, как это все происходит и может предсказывать реакционную способность на основе знания структуры белка и структуры исходного соединения.
В природе никогда ничего не бывает строго и линейно. Все природные явления базируются на нескольких фундаментальных законах. Молекулярная механика, вообще механика Ньютоновская, – это взаимодействие масс. Квантовая механика – это взаимодействие электронов и ядер, это другие законы. Любой из этих законов имеет известный вероятностный характер. Поэтому 100% предсказаний ожидать трудно, но если детерминированное начальное условие, граничное условие и есть строгий закон, то вы с очень высокими вероятностями предсказываете поведение системы.
Вот эти вероятности определяются точностью предсказаний. Вот сейчас методы квантовой химии и квантовой механики имеют точность, я приведу энергетическую единицу, порядка полкилокалории на измерение. В то время как измеряемые и вычисляемые реальные величины измеряются десятками килокалорий. Т.е. вот такая статистическая ошибка около 5-10%. И это высокая степень доказательности. Подавляющее большинство задач требует гораздо меньшей точности.
Надо сказать, что здесь эволюция идет так быстро, что, в общем, трудно ощутить пределы этого процесса. Я написал недавно книжку, которая называется «Биокинетика» по динамике биологических явлений. И в качестве эпиграфа к одной из глав придумал вот такое вот выражение: «Когда скорости вычислений превысят скорости реальных событий – у человечества исчезнет будущее». Потому что все остальное станет достаточно понятным. Вот где-то эти волны исследований и волны предсказаний по скоростям должны достичь скоростей реальных процессов. Тогда возникает очень непонятная ситуация. Непонятно, что мы будем думать о будущем, потому что мы его уже заведомо будем знать.
Надо сказать, что отголоски вот этих событий и сейчас проявляются, потому что предрасположенности к болезням, это достаточно адекватно предсказывается структурой молекулы ДНК. Конечно, суперкомпьютеры большей частью нужны для теоретических работ. Человечество давно отказалось, например, от проведения ядерных испытаний, а математическое моделирование позволяет это сделать достаточно адекватно, в зависимости от условий, структур, веществ, оболочек и всего остального. Переход от физического, тяжелого, грязного, опасного эксперимента к простому нажатию кнопок на компьютере. Видите, как оно качественно меняет ситуацию.
И таких примеров можно привести десятки и сотни. Человечество отказывается от проведения экспериментов большей частью, потому что многие можно предсказать из теоретических соображений. Но надо сказать, что очень ограниченное число людей может пока, к сожалению, освоить эти области. Слава богу, что в нашей стране есть Московский университет, который изначально людей ориентирует на такого рода задачи. И студенты, которых мы получаем, они, конечно, вполне адекватные. И они вполне активно все эти технологии начинают использовать и, конечно, будут использовать в будущем.
Смотрите также:
Суперкомпьютеры моделируют будущее
- Опубликовал: Energy
- Дата: 26-01-2012, 03:34
- Категория: Видео » Суперкомпьютеры моделируют будущее
Московский университет и Академия наук являются лидерами в области создания супервычислителей. Московский университет в январе этого года ставит машину, которая будет иметь скорости счета измеряемую в 500 терафлопс. И это качественно меняет ситуацию. Области применения этих суперкомпьюетров самые разнообразные.
Сергей Варфоломеев, член-корреспондент РАН, директор Института биохимической физики:
Надо сказать, что мы с вами переживаем несколько революций в области современного понимания мира. Вот одна из них – это создание вообще компьютерных систем, компьютерных цепей и Интернета, в которых вы себя позиционировали. А последние несколько лет довольно серьезные усилия человечество затрачивает на создание супервычислителей. Супервычислитель отличается от обычного персонального компьютера тем, что он решает задачи с гигантскими скоростями.
Московский университет и Академия наук являются лидерами в этой области. Но Московский университет в январе этого года ставит машину, которая будет иметь скорости счета, измеряемую в 500 терафлопс, т.е. это 500 на 1012 операций в секунду. И это вообще качественно меняет ситуацию.
Так складывается современная наука, что очень многие явления могут быть математически моделированы, основываясь на фундаментальных законах физики и химии, трансформируя эти законы в уравнения, которые требуют решения. И вот суперкомпьютер отличается тем, что он с гигантскими скоростями находит эти решения. Область применения этих супервычислений самые разнообразные.
Есть, как крайне понятные технические применения,- как будет вести себя самолет или ракета, как будет вести себя какая-то техническая конструкция, например, инженерный дом, построенный из 150 этажей. А есть применение суперкомпьютеров для решения молекулярных задач. Одна из таких задач, с которой мы не связаны, – это задача вычисления описания поведения биомакромолекул. Наши с вами организмы состоят из белков и нуклеиновых кислот, липидов, клеток. И современный уровень понимания науки позволяет это все экспериментально изучить, смоделировать и предсказать свойства поведения.
Белок – это молекула, состоящая из 10 000 атомов, из 20 000 атомов. Это гигантская такая примерная машина, которая определяет все наше с вами существование. Все химические реакции в организме идут с помощью белков, которые называются ферментами. Они являются катализаторами, ускоряют превращение одной молекулы в другую. Когда химики, физики изучают структуру белка, они получают такую большую, гигантскую молекулу, состоящую из 50 000 атомов. Но в кристалле, а она у нас с вами работает в живом организме. Химические реакции в кристалле она не производит.
И гигантская задача была, и она сохраняется, вообще как они реально функционирует, как они преобразуют. Зная структуру, вы можете вообще предсказать все поведение системы. Вот она – это макромолекулярная структура взаимодействует с низкомолекулярным соединением, например, с глюкозой, которую мы потребляем. Происходят некие движения атомов, которые определяют, с какими скоростями глюкоза превращается, например, в конечный продукт.
Вот это движение может быть получено только с помощью суперкомпьютеров. И вот для того, чтобы это посчитать, например, компьютер работает около двух недель (не персональный компьютер, а суперкомпьютер). Работает около двух недель, чтобы увидеть только одну структуру из десятка, которые есть на поверхности потенциальной энергии. И вот появление таких удивительных возможностей позволяет реально понимать, как структура одного вещества превращается в структуру другого вещества. С какими скоростями? Какие особенности белковые молекулы должны иметь для того, чтобы это произошло? Какие особенности изменений белковых молекул вы должны заведомо видеть для того, чтобы эти химические реакции протекали вот с теми скоростями, о которых мы с вами говорим.
И это, в общем, абсолютная революция в этой области. У нас в Московском университете есть несколько выдающихся, на мой взгляд, исследователей, которые это делают высокопрофессионально, но я назову только два имени – это профессор Немухин и доктор физико-математических наук Белла Григоренко. Назову еще фамилию Сони Лущекиной, которая первая в мире научилась предсказывать реакционную способность вещества, которое называется субстрат, для фермента, который называется холинэстераза, который определяет интеллектуальную деятельность в нашем организме.
Это очень интересный фермент, на который направлены все яды мира. Если вы знаете, что-нибудь про химическое оружие, то зарин, зоман, VX (ви-икс) – это все ингибиторы этого фермента. Т.е. вещества, которые затыкают и блокируют активный центр. Вот, Соня, значит, разобралась, как это все происходит и может предсказывать реакционную способность на основе знания структуры белка и структуры исходного соединения.
В природе никогда ничего не бывает строго и линейно. Все природные явления базируются на нескольких фундаментальных законах. Молекулярная механика, вообще механика Ньютоновская, – это взаимодействие масс. Квантовая механика – это взаимодействие электронов и ядер, это другие законы. Любой из этих законов имеет известный вероятностный характер. Поэтому 100% предсказаний ожидать трудно, но если детерминированное начальное условие, граничное условие и есть строгий закон, то вы с очень высокими вероятностями предсказываете поведение системы.
Вот эти вероятности определяются точностью предсказаний. Вот сейчас методы квантовой химии и квантовой механики имеют точность, я приведу энергетическую единицу, порядка полкилокалории на измерение. В то время как измеряемые и вычисляемые реальные величины измеряются десятками килокалорий. Т.е. вот такая статистическая ошибка около 5-10%. И это высокая степень доказательности. Подавляющее большинство задач требует гораздо меньшей точности.
Надо сказать, что здесь эволюция идет так быстро, что, в общем, трудно ощутить пределы этого процесса. Я написал недавно книжку, которая называется «Биокинетика» по динамике биологических явлений. И в качестве эпиграфа к одной из глав придумал вот такое вот выражение: «Когда скорости вычислений превысят скорости реальных событий – у человечества исчезнет будущее». Потому что все остальное станет достаточно понятным. Вот где-то эти волны исследований и волны предсказаний по скоростям должны достичь скоростей реальных процессов. Тогда возникает очень непонятная ситуация. Непонятно, что мы будем думать о будущем, потому что мы его уже заведомо будем знать.
Надо сказать, что отголоски вот этих событий и сейчас проявляются, потому что предрасположенности к болезням, это достаточно адекватно предсказывается структурой молекулы ДНК. Конечно, суперкомпьютеры большей частью нужны для теоретических работ. Человечество давно отказалось, например, от проведения ядерных испытаний, а математическое моделирование позволяет это сделать достаточно адекватно, в зависимости от условий, структур, веществ, оболочек и всего остального. Переход от физического, тяжелого, грязного, опасного эксперимента к простому нажатию кнопок на компьютере. Видите, как оно качественно меняет ситуацию.
И таких примеров можно привести десятки и сотни. Человечество отказывается от проведения экспериментов большей частью, потому что многие можно предсказать из теоретических соображений. Но надо сказать, что очень ограниченное число людей может пока, к сожалению, освоить эти области. Слава богу, что в нашей стране есть Московский университет, который изначально людей ориентирует на такого рода задачи. И студенты, которых мы получаем, они, конечно, вполне адекватные. И они вполне активно все эти технологии начинают использовать и, конечно, будут использовать в будущем.
Смотрите также:
Также рекомендуем:
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.