تأثير البيانات الضخمة على حياتنا... بروفيسور روسي: نمتلك أجهزة تجري تريليونات العمليات في الثانية
© Photo / OlgaMerzlyakova
تابعنا عبر
ذكر البروفيسور غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف، الأستاذ في الأكاديمية الروسية للعلوم، ونائب مدير معهد الأبحاث النووية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، أنه "أصبحنا الآن نتعامل مع بيانات ضخمة ومعقدة لدرجة أن معالجتها لم تعد مجرد عمل تقني".
وأضاف روبتسوف أنه "في نهاية عام 2018، وبدعم من وزارة العلوم والتعليم العالي في الاتحاد الروسي، تم إنشاء مختبر معالجة البيانات الضخمة في فيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية في المعهد الروسي للأبحاث النووية، وتوليتُ رئاسته. بدأ كل شيء بتوظيف عشرة علماء شباب. ومنذ ذلك الحين، شهد المختبر تطورًا ملحوظًا، وتم الحصول على العديد من النتائج العلمية. ينضم إلينا باحثون جدد".
ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف
© Photo / OlgaMerzlyakova
وقال البروفيسور: "في الواقع، حدث تحوّل جذري في الفيزياء، فبينما كان العالم في السابق يُسجّل الملاحظات، ثم يُجري حسابات بسيطة، ويحصل على نتيجة، أصبحنا الآن نتعامل مع بيانات ضخمة ومعقدة لدرجة أن معالجتها لم تعد مجرد عمل تقني، بل أصبحت مجالًا معرفيًا منفصلًا. علاوة على ذلك، تؤثر جودة معالجة البيانات على جودة النتيجة. فإذا عالجنا البيانات باستخدام خوارزميات أكثر قوة، سنحقق دقة تجريبية أعلى. ينشأ خيار: إما أن نبني تجربة أكثر تكلفة، أو تجربة أصغر قليلاً، ولكن في نفس الوقت نعمل على تحسين الأساليب بحيث نتمكن بمساعدتها من تحقيق دقة أكبر في إعادة بناء المعلومات حول الجسيمات المسجلة في هذه التجربة".
ووفقا لروبيتسوف، "لدينا مجموعة واسعة من التجارب. على سبيل المثال، يمكنني التحدث عن تجارب الفيزياء الفلكية للجسيمات في مرصد باكسان للنيوترينو التابع للمعهد الروسي للأبحاث النووية، أو عن منشأة كاربت-3 أو تلسكوب أراي في الولايات المتحدة الأمريكية. كما نعمل مع منشأة تايغا في جمهورية بورياتيا".
ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف
© Photo / OlgaMerzlyakova
ويُجري المعهد الروسي للأبحاث النووية، بالتعاون مع المعهد الروسي للأبحاث النووية ومنظمات علمية أخرى، تجربة علمية ضخمة تُسمى تلسكوب بايكال للنيوترينو، والذي يسجل النيوترينوات عالية الطاقة، وفقا للبروفيسور.
وقال أيضا: "في منهجيتها، فهي تشبه التجارب التي تسجل الأشعة الكونية، ولكنها أكثر تعقيدًا، لأنها في هذه التجربة، وُضع نظام ثلاثي الأبعاد من الوحدات البصرية تحت الماء. وعادةً ما تُغطي المنشآت التي تُسجّل الأشعة الكونية الأرض، وتحتوي على نظام ثنائي الأبعاد من وحدات التسجيل على السطح. وضعنا لأنفسنا مهمةً على الفور: لجميع التجارب التي نُجريها في معهدنا، وربما لتجارب أخرى (نعمل تحديدًا مع معهد JINR)، سيتم تطوير خوارزميات تُحسّن الدقة الحالية".
ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف
© Photo / OlgaMerzlyakova
وحول البيانات الضخمة، أضاف روبيتسوف، أن "المشكلة هي أن البشر ليسوا ماهرين في الحاسبات. يمكنني ضرب رقمين من رقمين في ثانية، وحتى ذلك صعبٌ جدًا في ذهني. لكن الآلة قادرة على إجراء مليار عملية حسابية في ثانية واحدة حتى باستخدام أبسط معالج موجود في الهاتف المحمول. لدينا الآن أنظمة حديثة تعتمد على بطاقات الفيديو، والتي صُممت في الأصل للرسومات ثلاثية الأبعاد. ولكن هناك أيضًا أجهزة متخصصة، يمكنها إجراء تريليونات العمليات في الثانية. عندما تكون هناك كمية كبيرة من البيانات، يكون من المستحيل تمامًا القيام بهذا العمل يدويًا".
ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف
© Photo / OlgaMerzlyakova
وحول أهمية النيوترينوات القادمة من المجرات البعيدة، قال البروفيسور: "النيوترينوات هي الجسيمات الوحيدة التي يمكن أن تأتي من أماكن معينة دون أن تُمتص، مثل المناطق المجاورة للثقب الأسود أو انفجار المستعر الأعظم. يمكنها أن تحمل معلومات حول الانفجار نفسه، وليس ما حدث بعده، من مناطق تكون فيها كثافة المادة والإشعاع عالية جدًا بحيث لا تمر عبرها جسيمات أخرى. لا يمكننا معرفة الكثير من الظواهر الطبيعية إلا من خلال تسجيل النيوترينوات، وإنها وسيلة فريدة لنقل المعلومات. على الأرض، حجم المسرعات محدود. وهناك أجسام أكبر بكثير في الفضاء تُعدّ في الواقع مسرعات. إذا أصبحت هذه المسرعات جزءًا من تجاربنا، فسنصل إلى مستوى جديد من المعرفة".
ورئيس مختبر الشباب لمعالجة البيانات الضخمة، غريغوري إيغوريفيتش روبتسوف
© Photo / OlgaMerzlyakova
أما عن أنواع الجسيمات الموجودة في الفضاء، أضاف الخبير: "إنها أحداث كارثية متنوعة، مثل انفجار مستعر أعظم أو اندماج نظام ثنائي، أو ثقوب سوداء فائقة الكتلة، أو نفثات بلزار، أي تدفقات كبيرة من الجسيمات المشحونة التي تتشكل بالقرب من ثقوب سوداء فائقة الكتلة. هذه الظواهر هائلة من حيث الطاقة والحجم. بعضها لا يستمر إلا لفترة قصيرة، لذا إذا اعتبرنا كل هذا تجاربنا ومختبراتنا، فإن قدراتنا ستمتد إلى أبعد مدى".
وعبر البروفيسور عن وجهة نظره حول آلية وجود الكون، قائلا: "الحقيقة هي أننا نرصد الكون بالعديد من التلسكوبات ونفهم عمومًا آلية عمله. يبلغ عمره الحالي نحو 13-14 مليار سنة. منذ أن بلغ عمر الكون 300 ألف سنة، أصبح شفافًا نسبيًا، ويمكننا رؤيته. خريطة الإشعاع المتبقي هي في الواقع صورة فوتوغرافية للكون في ذلك العمر. إذا تحدثنا عن عصور سابقة، فباستخدام خصائص الإشعاع الأثري المرصود، نفهم ديناميكيات البلازما وكيف ترتّب كل شيء في "الدقائق الثلاث الأولى" التي حدث فيها التخليق النووي، أي تخليق العناصر الأولية من النيوترونات والبروتونات، وتشكّل الهيليوم. نحن نفهم هذا جيدًا".
