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算天、算地、算人……算命?——科學家告訴你超級計算機有啥用

2016年06月20日 20:50 | 來源:新華社
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新華社南京6月20日電(記者蔣芳、蔡玉高)全球超算,唯快不破。但追逐超算的意義不僅僅是贏得速度之爭,更重要的是要以超算“致用”,獲得更多的科學發現。

超算領域世界頂級的“戈登貝爾獎”(GONDON BELL PRIZE)設立30年以來,中國團隊從未入圍。此次,基于“神威·太湖之光”系統研發的三個課題入圍該獎項,占入圍總數一半。

超級計算機是科學家用來解決人類重要問題的工具。有效使用超級計算機,可在更短時間內完成重大研究。算天、算地、算人……嗯,你沒有看錯,科學家說,超級計算機還能算命。

(小標題)算天:風中哪朵雨做的云?

氣象臺的天氣預報準度一直在提升,這背后其實都是超級計算機的功勞。

北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院王蘭寧教授,是中科院軟件所與清華大學、北師大合作的“全球大氣非靜力云分辨模擬”團隊成員之一。他從上世紀90年代從事氣象預報員,到后來轉型成為大氣分析專家,預報天氣的準頭不斷提升。

“下不下雨關鍵看云層運動,在沒有超算之前,觀測云層的精度是按照經緯度。有了超算之后,就可對云層運動進行精確模擬與觀測。”王蘭寧說。

為了提高觀測進度,他十幾年來追逐著超算發展的腳步。   2011年,他在天津的“天河一號”上實現了觀測精度10萬公里的目標;隨后,他又在“神威藍光”實現了1萬公里精度;今年,他在“神威·太湖之光”上實現了9公里精度。如今,他又在向著3公里精度努力。

“如果能夠盯著每一朵云,天氣預報就將萬無一失。”王蘭寧說,當然,這還需要更強的超算能力支撐。

(小標題)算地:既能找飛機,也能抓偷排

尋找MH370,是世界科技角力的戰場。大量的衛星雷達集中對準南印度洋,當這些高科技眼睛采集到信息后,一個必經的環節是數據處理,擔當這一環節的角色即是超級計算機。“只要有足夠精確的相關數據,超算就能找到失事飛機。”清華大學地球系統科學研究中心副教授黃小猛說。

除了找飛機,還有更多接地氣的事情倚仗超級計算機來解決。

建一棟樓對周邊的環境到底有什么影響?如何建設風道便于污染物擴散?中科院深圳先進技術研究院正在國家超算無錫中心進行的一項課題,就是深圳市污染物擴散的模擬。通過超算模擬,可以根據目前污染物的情況,計算出未來一段時間的大氣污染物濃度和分布,進行空氣質量預報。從預報結果還可以計算出哪些污染源“貢獻”最大,了解污染的來龍去脈,為污染防控提供決策指導。

“現在已經可以實現倒推排查究竟是哪個排放點導致了某次大氣污染,未來將能夠實現每個小區、每個居民點空氣質量的準確預報。”中科院深圳先進技術研究院副研究員陳榮亮說。

(小標題)算人:醫療應用前景廣

模擬血流、模擬心臟、模擬人體任何一個部分,有了超級計算機,這些都不再是夢想。

近期,美國科學家利用世界前十的超級計算機,選取一名真人掃描其血管系統,通過3D建模技術建立動脈系統模型,成功地再現了整個人體的動脈系統。任何直徑或寬度在1毫米以上的動脈血管都會出現在模型中,而且模型的分辨率達到了9微米。

只要運算核夠多、速度夠快,醫療工作者的診斷和治療水平將大大提升,而科學的治療手段更容易讓患者接受。

陳榮亮近日也在利用“神威·太湖之光”對人體血流進行模擬與分析,例如可以及時有效地判定一個病人是否會發生腦梗塞的風險。

“過去,對一個可能發生腦梗塞病人,醫院難以判斷是否要進行支架手術,一般都會通過從大腿動脈處放進測壓導絲進行測量,這種方式既危險又痛苦。如今,經過模擬計算,只要血流儲備分數如果小于0.8,就要做手術。”陳榮亮說。

科學解決醫患關系,從超級計算機開始。

(小標題)算命?算你和他人有什么不同

你對自己了解多少?好奇自己究竟是什么樣的人?翻到星座運程時,半信半疑,但還是會瞄瞄和自己相關的那一頁?人類最好奇的永遠是自己本身。

超級計算機,在我們認識自己方面也能派上用場。

該功能的正式名稱叫“個性特征服務”。美國的IBM超級計算機“沃森”近期宣布,通過對每個人2300條最新社交網絡推文的解讀,應用語言學分析方法歸納總結你的社交特性,然后將你與其他幾十萬甚至數百萬用戶進行比較,從而勾勒出你與眾不同的個性。

“沃森”的分析程序如果由“神威·太湖之光”來做,是不是會更加準確?

“理論上是可以實現的,畢竟我國的超算已經達到了足夠的分析能力。”長期從事超算應用的中科院計算機網絡信息中心研究人員周純葆說。只要科學家們的“腦洞”夠大夠好玩,設計禮服、設計創意食譜、設計任何你想得到或者想不到的玩意,超級計算機都有機會搶生意。(完)

編輯:楊嵐

關鍵詞:超級 計算機 超級計算機

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