الفصل 432: تطبيقات الحوسبة الفائقة
محرر ترجمات هينيي: ترجمات هينيي
بعد تلقي رد لو شوه ، فقد كارلسون الأمل تماماً. أُجِّلَ حفلُ مسألة جائزة الألفية.
ومع ذلك ربما يكون شخص ما قد سرب الأخبار حول خطط حفل توزيع الجوائز الأصلية لمعهد كلاي.
ثم انتهت الشائعات إلى أن لو شوه رفض الجائزة.
منذ حل معادلة نافييه-ستوكس ، اهتمت وسائل الإعلام بجائزة المليون دولار لحل مسألة الألفية. ففي النهاية ، بالنسبة لمن لم يدرسوا الرياضيات كانت جائزة المليون دولار أكثر إثارة للصدمة من حل معادلة نافييه-ستوكس...
تعليقات مراسل صحيفة أوقات نيويورك.
[... بعد أن رفض بيرلمان ، عالم الرياضيات الروسي ، جائزة المليون دولار ، رفضها أيضاً عالم الرياضيات الصيني لو شوه. حيث يبدو أن هناك لعنة سحرية مرتبطة بمسائل جائزة الألفية ، إذ يبدو أن كل من يحل المسائل يفقد اهتمامه بالمال ؟]
سلم هاردي المقال الصحفي إلى لو شوه ، وبعد أن انتهى لو شوه من قراءته ، ألقاه في سلة المهملات وهز رأسه.
هذا كلام فارغ! متى رفضتُ الجائزة ؟ طلبتُ من معهد كلاي الانتظار قليلاً فقط ، فقد كنتُ مشغولاً جداً مؤخراً. ليس لديّ وقت للسفر إلى باريس.
هاردي "أستاذ ، هل رفضت أموال جائزة معهد كلاي لأنك لا تملك الوقت للذهاب إلى هناك ؟ "
صححه لو شوه "أجلتُ الأمر ، ولم أُصرِف ".
هز هاردي كتفيه وقال "حسناً تم تأجيله... أستاذ ، في الواقع لدي اقتراح ، لا أعرف ما إذا كان يجب أن أقوله أم لا. "
نظر لو شوه إلى هاردي وسأل "ما هو الاقتراح ؟ "
حكّ هاردي رأسه وابتسم وقال "ما أقوله هو: إن لم يكن لديك الوقت ، يمكنني الذهاب إلى باريس وتسلم الجائزة نيابةً عنك. أنت مشغول بالبحث ، لكن لا مانع لديّ من السفر... "
لو شوه "... "
هذا الرجل لديه الكثير من وقت الفراغ!...
كانت الشائعات حول لو شو مجرد اضطراب بسيط.
كان لو شوه مشغولاً بأبحاث اضطراب البلازما ، ولم يكن لديه الوقت لعقد مؤتمر صحفي وتوضيح هذه المسأله المملة.
لم يكن حل معادلة نافيير-ستوكس سبباً في حصول لو شوه على قدر مفرط من الاهتمام الإعلامي وحفل توزيع الجوائز فحسب ، بل تسبب أيضاً في إحداث مشاكل أخرى له.
على سبيل المثال ، منذ عودته إلى أمريكا حاملاً ميدالية فيلدز كان بريده الإلكتروني مليئاً بالدعوات من أماكن مختلفة.
بعضها كان من معاهد بحثية محلية وأجنبية ، وبعضها من أفضل 100 جامعة في مجال الرياضيات ، وبعضها لم يكن حتى من المجال الأكاديمي و وكانت هناك دعوات لبرنامج تلفزيوني وبرنامج حواري...
بمجرد أن غادر لو شوه شياو آي لفرز رسائل البريد الإلكتروني هذه ، شعر براحة أكبر كثيراً.
بالإضافة إلى رفض الناس والتعامل مع الرسائل المزعجة كان شياو آي مساعده الشخصي. وكما هو واضح ، ازداد ذكاء شياو آي شيئاً فشيئاً.
بعد حل هذه المسائل التافهة ، عاد لو شوه إلى أبحاثه حول مشكلة اضطراب البلازما.
ومن الجدير بالذكر أن صعوبة مشكلة الاضطرابات كانت تنقسم إلى قسمين.
الجزء الأول جاء بشكل رئيسي من تعقيد النظام نفسه والبيئة المحيطة بالنظام بالإضافة إلى الصعوبة التي نشأت عن تنوع نظام الحركة المضطربة ككل.
لنأخذ سفينة نجمية كمثال. و مع تغير الارتفاع والسرعة ، أو حتى الموقع ، ودرجة حرارة سطح المادة كانت البيئة الغازية والميكانيكية المحيطة بالسفينة النجمية تتغير باستمرار.
والجزء الثاني جاء من منهجية الفيزياء الكلاسيكية.
انطلقت الاختزالية التقليديه من أبسط مكونات ديناميكيات المواد ، وأرست معادلات الحركة انطلاقاً من قوانين التفاعل الأساسية. بدا هذا الأمر بسيطاً ، فمعظم صيغ الفيزياء الكلاسيكية لم تتطلب حتى فيزياء متقدمة.
ومع ذلك في عالم الفيزياء "كلما كان الأمر أكثر تعقيداً ".
لنأخذ طائرة كمثال ، يحتوي مجال التدفق المحيط بها على 10^15~10^24 سائلاً دقيقاً ، وكان لا بد من تحليل كل سائل دقيق ميكانيكياً على حدة. و كما كان لا بد من مراعاة قوى التفاعل بين السوائل الدقيقة ، ولم يكن من الممكن حل هذه المشكلة حتى باستخدام موارد الحوسبة العالمية.
نظراً لتعقيدها ، اعتمدت معظم نماذج باحثي ديناميكا الموائع الحسابية على الظواهر. لذلك قد يحصل باحثون مختلفون ، باستخدام نفس أسلوب نمذجة ديناميكا الموائع الحسابية ، على نتائج مختلفة.
وبسبب هذا ، فإن نمذجة ديناميكيات الموائع الحسابية المضطربة التي تعتمد على نموذج مغلق كانت تعتبر في كثير من الأحيان فناً وليس علماً صعباً.
السبب وراء هوس الناس بالتوصل إلى حل سلس لمعادلة نافييه-ستوكس لم يكن فقط لأنهم أرادوا معرفة ما إذا كان مثل هذا الحل موجوداً ، بل أرادوا أيضاً معرفة ما سيكتشفه علماء الرياضيات أثناء البحث في هذه المشكلة.
قد يكتشف علماء الرياضيات كميةً بنيويةً بين المنطقة دون الصوتية والمنطقة الصوتية ، أو شكلاً ضعيفاً تقريبياً في نطاق محدود. أو في حالة متشعب L ، يمكن استخدام طريقة الهندسة التفاضلية لمتشعب L في المعادلات التفاضلية الجزئية.
بالنسبة للبلازما داخل الستيلاراتور كان التعامل مع الجزء الأول من التعقيد سهلاً نسبياً. ورغم عدم استقرار البلازما تحت درجات الحرارة والضغوط العالية إلا أن دوران البلازما الكبيرة كان منتظماً نسبياً على الأقل.
أما النوع الثاني من مشاكل التعقيد فكان أكثر صعوبة.
ومع ذلك كان هذا صعباً فقط على الأشخاص العاديين.
بعد أن طبق لو شوه متعدد الشعب L في معادلة نافير-ستوكس وبنى نموذجاً رياضياً يعتمد على بيانات تجريبية للهندسة التفاضلية ، اكتشف أنه على الرغم من صعوبة العملية ، فإن النتيجة النهائية لم تكن معقدة كما تصور.
لقد مر الوقت بسرعة.
أوائل سبتمبر.
كان لو شوه جالساً في مكتبه بمعهد برينحجر للدراسات المتقدمة ، يحدق في شاشة حاسوبه. حيث كان يكتب على ورقة مسودة بين الحين والآخر ، مستخدماً القلم.
وبعد أن أدخل السطر الأخير من الحسابات على الكمبيوتر ، تنهد أخيرا بارتياح ووضع قلمه جانبا.
"منتهي! "
عندما سمع هاردي صوت أستاذه ، نظر إلى أعلى بوجه مرتبك. ثم نظر إلى تشين يوي بعينيه قبل أن يعود إلى النظر إلى أسفل.
كان جيريك وفيرا ينظران إلى لو شو بإجلال. خصوصاً فيرا كانت عيناها تتلألآن كالنجوم.
لكن لم تكن تعلم ماذا يفعل أستاذها إلا أنها شعرت أن أستاذها كان يفعل شيئاً مذهلاً.
أما وي ون ، فكان يكتب أطروحته للسيد متجاهلاً تماماً الضجيج المحيط به. حيث كان ينوي إنهاء السيد هذا العام والبدء بالدكتوراه العام المقبل ، لذا لم يكن مهتماً بعمل لو شوه.
كل ما كان يعرفه هو أن أستاذه كان يبحث في شيء مجنون مرة أخرى...
لم يلاحظ لو شوه رد فعل طلابه و فراجع نموذجه الرياضي بسرعة ، ثم نسخ البيانات على وحدة تخزين يوسب. ثم أخذها وغادر المكتب مسرعاً.
إن خصم المعادلات يمكن أن يتم بواسطة العقل البشري ، ولكن عندما يتعلق الأمر بحل عددي ، فإن الحسابات تكون خارج قدرات الإنسان.
ومن أجل التحقق من نموذجه الرياضي وجمع بعض بيانات المحاكاة المباشرة ، احتاج لو شوه إلى حاسوب عملاق.
كلما كان الكمبيوتر أسرع كلما كان أكثر و كلما كان ذلك أفضل!...
وباعتبارها واحدة من أغنى الجامعات في أمريكا الشمالية لم تنعكس ثروة جامعة برينحجر في استعدادها لاستقطاب الأشخاص الموهوبين فحسب ، بل أيضاً في مرافق الأجهزة الموجودة في الحرم الجامعي.
على الرغم من أن برينحجر كانت بلدة صغيرة إلا أنها كانت تحتوي على كل شيء بدءاً من مختبرات البلازما وحتى مراكز أجهزة الكمبيوتر العملاقة.
وقد أظهر هذا مدى أهمية وجود رابطة قوية مالياً لخريجي الجامعة.
كان الحاسوب العملاق التابع لجامعة برينحجر موجوداً في مركز جون فون نيومان و وكان يستخدم بشكل أساسي في عمليات المحاكاة في فيزياء المادة المكثفة ، وفيزياء البلازما ، والميكانيكا الكونية.
كان لو شوه على معرفة باسم كبير في مجال الحوسبة المتوازية - ديفيد شو.
ومع ذلك فإن قدرات أنطون في مجال الحوسبة الفائقة لم تتفوق إلا في مجال الكيمياء الحسابية و ولم تكن مثالية للحوسبة العامة.
ناهيك عن أن ديفيد شو قد لا يكون مهتماً بفيزياء البلازما أو محاكاة ديناميكا الموائع. لذلك لم يرغب لو شو في إزعاجه.
لم ينتظر لو شو طويلاً بعد أن ملأ استمارة التقديم في قاعة ناسو. حصل على موافقة المدرسة بسرعة.
كان لأي مشروع بحثي مرتبط بـ بببل الأولوية القصوى.
ناهيك عن أن الباحث كان حائزاً على ميدالية فيلدز.
أخذ لو شوه الوثائق ذات الصلة إلى مركز جون فون نيومان ومديره ، عامر غرين ، وأخبره بنواياه.
بعد سماع طلب لو شوه كان جرين مليئاً بالمفاجأة.
لا يُصدّق... هل أنت متأكد أنك لا تمزح ؟ لقد نجحت في بناء نموذج رياضي لاضطراب البلازما في ستيلاريتور ؟
رغم أن جرين لم يكن فيزيائياً إلا أنه كان يعلم مدى روعة هذا الإنجاز.
تنهد لو شوه ولوح بوثيقة الموافقة على الطلب في يده وقال "ما زال هناك ستة أشهر حتى كذبة أبريل ، أنا لا أمزح. "
لم يُضيّع البروفيسور غرين ثانيةً. شغّل حاسوب عمله وقال "هل أحضرتَ النموذج ؟ "
وضع لو شوه الـ يوسب على الطاولة وقال "بالطبع. "
وصل غرين منفذ يوسب بالحاسوب وفتح الملفات بداخله. و نظر إلى البيانات والصور على شاشة الحاسوب وفرك لحيته. فكّر قليلاً قبل أن يقول "بصراحة ، هذا صعب. لست متأكداً من قدرة جون نيومان على تحمّل الحوسبة بهذا الحجم. قد تحتاج إلى شيء مثل حاسوب القمة العملاق في مختبر أوك ذروة الجبل الوطني... هل أنت متأكد من عدم قدرتك على تبسيط النموذج ؟ "
هز لو شو رأسه وقال "هذا هو أقصى ما يمكنني تبسيطه ".
حسناً ، لقد طرحتَ علينا مسألةً صعبةً بالنيابة عن بببل. أدار البروفيسور غرين القلم بيده وقال "أستطيع حلَّ جزء الخوارزمية ، لكن لا تتوقعوا النتائج قريباً. "
أومأ لو شوه برأسه وقال "أعلم ، وسأساعدكم أيضاً يا رفاق. "
ابتسم البروفيسور غرين وقال "بالتأكيد! ففي النهاية ، نحن نجري عمليات حوسبة متوازية ضخمة و لسنا فيزيائيي بلازما. "
