模拟大脑和地球的设计面临重重挑战

      根据Blue Brain Project(蓝脑计划)咨询理事会主席Robert Bishop的介绍，对人脑以及地球的气候进行仿真是科学上两个最重要的挑战。

      瑞士Ecole Polytechnique的Fdrale de Lausanne以及IBM公司正在就大脑的仿真进行合作，这是一个起始于两年前的项目。NEC的Earth Simulator是后一个项目的主要构成部分。

     “蓝脑计划为期10年，目前尚处于1.5阶段，仍然有很长的路要走，”Bishop这个位于日内瓦的咨询公司的主席说，“它需要6至7个步骤，从哺乳动物链条上的耗子、老鼠、猫向灵长类动物以及最终人类的方向深入研究，每一个步骤要解决的问题会越来越复杂。”

      “如果我们能够精确地掌握人脑的结构和功能，那就相当可能最终在我们的半导体设计中模仿人脑，”Bishop补充说，“如果我们能够掌握地球的所有细节的构造和功能，我们就最终能够预测在自然灾害发生以前对它进行预测。”

       Bishop预测，从现在开始10年内，设计工程师在针对特殊应用的集成电路(ASIC)设计中将分别考虑我们积累的关于人脑和地球的知识。这样的ASIC将被结合进更加广泛的系统，涉及标量、向量、现场可编程门阵列以及图形处理单元，以解决手头上的全盘工作，他说道。

      要仿真的人脑神经细胞有1000亿并且神经突触超过了100万亿。“我们尚未对所有这些神经构建完美的数学模型，”Bishop表示，“尽管在一个小型且重要的构建模块——皮层柱上进行了很好的研究。”

      对地球的仿真也是同样令人畏惧的任务。“无数的物质和材料混合在复杂的结构以及过程之中，构造层的运动、动态磁场、地球自转和公转、空间的天气以及本地的天气，这一切均会同时改变着地球的运行状态，”他说道。

      Bishop表示，研究工作位于科学、仿真和超级计算这个三角形之内。IBM公司安装在加州Lawrence Livermore实验室的BlueGene/L超级计算机提供478Teraflops的峰值速度。Bishop预计，在2008年底，超级计算机将超越Petaflop的标杆，并且将来的超级计算机将在未来十年突破Exaflop的瓶颈。

      大脑和地球的仿真将利用日益增长的计算能力以及软件的进步，Bishop表示，最终产生可以被精确地建模和仿真的新的见识。

      与此同时，各国政府和其它机构需要加快先进仿真技术的应用，这位未来学家表示，“大脑仿真器和地球仿真器最终将创建可商用的知识产权，但是，我们在短期内无法指望商业价值的产生。”