SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence — Поиск внеземного разума) — это масштабная научная инициатива, опирающаяся на гигантские радиотелескопы. Эти антенны действуют подобно спутниковым приемникам, сканируя небо в поисках радиосигналов. Цель проста, но одновременно пугающа. Ученые надеются поймать радиоволны, просачивающиеся из других цивилизаций. Или, возможно, они надеются обнаружить преднамеренный маяк, направленный специально на Землю.
Логика этого поиска базируется на трех шатких предположениях. Во-первых, мы предполагаем, что разумная жизнь существует где-то еще. В Млечном Пути миллиарды солнц. Во Вселенной миллиарды галактик. Если жизнь могла возникнуть здесь, она должна возникать повсюду. Во-вторых, мы предполагаем, что цивилизации «протекают» радиоволнами. Люди делали это на ранних этапах развития. Мы транслировали AM и FM радио. Мы отправляли в космос телевизионные сигналы. Даже радары и спутниковая связь излучают в пространство. Открытие гаражных ворот выдает в пустоту крошечный радиосигнал. В-третьих, мы предполагаем, что более развитые существа могут попытаться выйти с нами на связь. Люди тоже отправляли сообщения. Книга Карла Сагана «Шепот Земли» (Murmurs of Earth ) подробно описывает эти усилия. Мы отправляли радиоэфиры. Мы прикрепляли фонографические пластинки к спутникам.
Если эти предположения неверны, SETI — пустая трата времени. Если они верны, обнаружение неизбежно. Проблема заключается в масштабе. Вам нужно слушать каждую частоту одновременно. Телевидение, радары, спутники, открыватели гаражей. Один компьютер не справится с такой нагрузкой. Ему нужно отфильтровать шум от разума. Для этого требуется колоссальная вычислительная мощность.
SETI@home решил эту проблему с помощью хитрости. Он использует время простоя вашего компьютера. Большинство заставок ничего не делают. Они потребляют электричество, но не выполняют никаких задач. SETI@home меняет это. Программа устанавливается как заставка. Когда ваш ПК простаивает, вместо рыб или летающих тостеров на экране ничего не показывается. Вместо этого происходит обработка данных. Программа скачивает «рабочую единицу» (work unit) радиосигналов. Она выполняет необходимые вычисления. Затем она отправляет результаты обратно. После этого она загружает следующую партию.
Цифры поражают воображение. Одна антенна записывает 35 гигабайт данных ежедневно. Программа разбивает этот объем на 140 000 рабочих единиц. Средний домашний ПК обрабатывает одну единицу за 30 часов. Чтобы обработать данные за один день, требуется 4,2 миллиона часов вычислительного времени. Покупка такого оборудования слишком дорога. Донинг простаивающих циклов — бесплатен.
Чтобы присоединиться к поиску, нужно выполнить три шага. Во-первых, скачайте программное обеспечение SETI@home. Файл небольшой, около 800 килобайт. Он скачивается быстро. Во-вторых, установите его. Процесс занимает примерно 30 секунд. Это необычно просто для инструментов ИТ. В-третьих, присоединитесь к группе HowStuffWorks. Посетите страницу отображения команды и введите ID группы. Ваш компьютер начнет свою работу. Вы можете наблюдать за процессом в реальном времени.
Почему распределенные вычисления важны для науки
Главное новшество здесь — не сама наука. Это инфраструктура. SETI@home стал пионером в области распределенных вычислений для гражданского использования. Он превратил миллионы персональных компьютеров в один суперкомпьютер. Эта модель позволяет исследователям решать задачи, требующие большей мощности, чем может купить любое отдельное учреждение.
Техническая проблема заключается в обработке сигналов. Радиотелескопы улавливают фоновый шум. Звезды тоже излучают радиоволны. Галактики тоже. Чтобы отличить естественный сигнал от техносигнатуры, требуются сложные алгоритмы. Компьютер проверяет каждую частоту на наличие паттернов. Паттернов, которые указывают на модуляцию или разум. Рабочие единицы изолируют небольшие фрагменты данных. Каждый фрагмент независим. Это упрощает параллельную обработку. Ваш ПК работает изолированно. Ему не нужно общаться с другими ПК. Он отправляет только окончательный ответ на сервер.
Как оптимизировать свой вклад
Если вы планируете запускать программу, настройки имеют значение. Конфигурация по умолчанию балансирует между производительностью и удобством. Она приостанавливает обработку, если вы переключаетесь на другую программу. Это предотвращает задержки во время работы или игр. Однако вы можете изменить эти параметры. Некоторые пользователи отдают приоритет скорости. Они оставляют заставку активной даже при использовании мыши. Это позволяет быстрее завершать рабочие единицы. Другие отдают приоритет времени автономной работы. Они ограничивают обработку только периодом работы от сети.
Сами данные поступают с реальных телескопов. Проекты, такие как Массив телескопов Аллена (Allen Telescope Array), питают этот поток. Они сканируют определенные диапазоны радиоспектра. Эти диапазоны менее зашумлены. В них с большей вероятностью содержатся искусственные сигналы. Программа фильтрует помехи. Она ищет узкополосные сигналы. Естественные источники обычно широкополосные. Искусственные — концентрированные. Это различие помогает снизить количество ложных срабатываний.
Будущее гражданских наук
SETI@home доказал, что обычные люди могут вносить вклад в крупные исследования. Он породил аналогичные проекты. Моделирование климата. Сворачивание белков. Поиск лекарств. Все они используют ту же распределенную модель. Оригинальная работа SETI продолжается, хотя программное обеспечение эволюционировало. Текущая версия работает как фоновая служба. Это больше не просто заставка. Она лучше интегрируется с современными операционными системами.
Поиск внеземного разума остается спекулятивным. Мы еще не нашли сигнала. Тишина оглушительна. Но инфраструктура готова. Миллионы компьютеров стоят на страже. Они слушают статический шум. Они ждут паттерн, который не должен там быть. Когда он появится, он, вероятно, будет тонким. Всплеск в шуме. Ритм в хаосе. Ваш простаивающий процессор может быть первым, кто его увидит.
