新兴技术

我开始怀疑，我越少使用我的电脑，它对世界的贡献就越大。白天，我敲击键盘——写文章、发邮件、浏览我常用的网站。但到了晚上，当我睡得正香时，我的电脑在黑暗中默默地工作，试图找到天花板的治愈方法。

Leo Espinosa 插画

我的PC正在从事一项技术人员称为分布式计算的项目。历史上，当研究人员面临一个需要巨大计算能力来解决的问题时，他们会购买他们能负担得起的最快的电脑，然后让它去寻找解决方案。如果他们有钱烧，他们会购买一系列超级计算机，并指示它们协同工作来解决问题。但就在十多年前，计算机科学家开始探索一个更诱人的设想：一百万台普通的PC协同解决一个问题，其能力可以超越任何最昂贵的超级计算机。

当然，购买和维护一百万台普通的PC成本过高。分布式计算的理念是免费借用计算能力。即使是最繁忙的家庭或办公室电脑，通常每天也会有几个小时处于空闲状态，而大多数日常数字任务——发送电子邮件或浏览网页——只能利用当今机器处理能力的一小部分。几乎每天每时每刻，家里的电脑都在浪费本可以对解决他人问题至关重要的计算周期。多亏了分布式计算，这些周期不再需要白白浪费。就像您旧的冬外套或不用的家具一样，您现在可以将您电脑的空闲时间捐献给一个有价值的事业。

要使分布式计算项目正常运行，您首先需要一个可以分解成许多计算单元的问题，每个计算单元都可以分派到独立的机器上进行并行处理。这项技术最广为人知的应用是SETI@home项目，该项目分析来自阿雷西博望远镜的无线电信号，以寻找外星生命的迹象。在SETI项目中，每台参与的计算机都会下载从天空一小块区域记录的数据，并分析其中可能区分智能生命与宇宙正常背景噪音的异常模式。

然而，如果您的宠物事业更接地气，您无需将您的空闲周期捐献给寻找外星人。自SETI@home启动以来，已经出现了各种其他计算项目，从寻找能够破解致命疾病之锁的分子钥匙，到模拟自然选择过程的协作艺术项目，应有尽有。

注册一个分布式计算项目很简单。您下载一个小的应用程序，它看起来像一个普通的屏幕保护程序。然后，您指示程序在您停止工作后等待多长时间，然后屏幕保护程序才会启动并请求中央计算机提供工作。根据您电脑的速度以及它花费多少时间进行兼职工作，这些微型谜题可能需要几分钟或几周才能解决。从中央计算机的角度来看，这种差异不是问题；在此期间，数千或数百万台其他机器将同时处理相关的微型谜题。

只要您正确安装了程序，到了晚上，您将不仅仅是保护您的屏幕。不费吹灰之力，您可能真的在帮助拯救世界。我的电脑参与的天花板研究项目由一家名为United Devices的营利性公司主办，该公司将其网格计算专业知识出售给企业。但该公司也与大学和政府机构合作，在grid.org网站上开展了许多慈善项目。迄今为止，已有250万台计算机被纳入一项综合性工作中，以发现治疗癌症、炭疽病和天花板的有望药物配方。

United Devices的总裁兼创始人Ed Hubbard表示，迄今为止，天花板研究是最有成效的。“想象一下一个方形的孔。那就是我们希望将一个小分子对接到的天花板病毒的表面位点，”Hubbard解释说。“因为如果你做到了，你就能阻止它繁殖。那将是一种很好的口服药物，因为现在天花板唯一的治疗方法就是幸存下来，除非你在没有症状的潜伏期感染它。”对接该分子的难点在于实现完美匹配所需的相互作用数量。正在研究的每种化合物都具有复杂的三维结构，该结构以独特的方式与天花板病毒中的靶向蛋白相互作用。“我们至少正在筛选大约3.5亿次相互作用，”Hubbard说。“所以这是一个巨大的数字。”

随着250万台电脑在睡眠中处理问题的各个方面，巨大的数字也会随之缩小。迄今为止，天花板网格已经产生了“44个非常有趣的线索——可能转化为药物的小分子，”Hubbard说。该项目的合作伙伴们现在正着手合成这些分子并在现实世界中测试它们的有效性。

分布式计算也有美学的一面。考虑一下Electric Sheep项目，这是由旧金山艺术家兼程序员Scott Draves构思的。该程序具有“万花筒”的特质。它是一个生成新屏幕保护程序的屏幕保护程序：炽热的分形动画以脉动的强度在计算机屏幕上旋转。Draves在十多年前就为他称之为分形火焰算法的图形编写了原始代码。它能够生成令人着迷的动画，但有一个问题。他需要一台高端计算机群和几个月的时间来渲染，才能生成一个10秒的序列。

Draves的软件代码最终被整合到一款名为After Effects的流行视频编辑程序中。1999年的一天，他收到了一盘录像带，上面展示了一系列有人用顶级机器渲染的分形火焰。“我对它印象深刻，”Draves说。“太美了。一天晚上，我和我的朋友一起看，我想，‘哇，我希望我能自己做这个，但我只有这台破旧的小电脑。’渲染它需要几个月，更不用说设计它了。SETI@home刚刚宣布，分布式计算的想法正在酝酿之中。所以我想，‘让我们把这个想法应用到渲染分形火焰上吧。’”

Draves增加了一个达尔文式的扭曲。不仅个人将贡献其个人电脑的未使用处理周期来渲染动画，他们还将投票选出单个动画的美学价值。Draves将这些动画称为“羊”，以向经典菲利普·K·迪克小说《仿生人会梦见电子羊吗？》（后来成为电影《银翼杀手》的基础）致敬。获得不成比例多正面投票的“羊”会将它们的一些视觉特征传递给下一代“羊”，而受欢迎程度较低的序列则会使其特征消失。结果是一个双重正反馈循环。随着越来越多的准艺术家参与该项目，渲染时间减少，动画在视觉上也越来越令人愉悦。

第一代“羊”与最新一代的变化，生动地说明了进化的力量。最初的渲染看起来像雪花或水晶：优雅但结构固定。最新的渲染看起来像是珊瑚礁和烟花表演的迷人融合。它们看起来栩栩如生。

Draves甚至出售他最成功的“羊”的高分辨率DVD。以一种奇怪的方式，您可以将他的所作所为视为数字时代的耕作：他利用宝贵的未利用资源（阳光、处理器周期），与一群愿意的合作伙伴（种植水果的植物、投票选择吸引人“羊”的电脑用户）合作，并说服人们为他收获的商品付费。

花点时间看看那些电子羊和天花板分子，您就会对慈善的未来有一个迷人的瞥见。在未来的几年里，我们仍然会把支票寄给自然保护协会和救世军，但我们最重要的贡献可能将是我们未使用的处理器周期。

想想您的电脑在您悠闲放松时能做多少好事。支持实验艺术或医学研究仅仅是个开始。最终，您将拥有更广泛的选择，例如分析全球变暖影响的项目，或模拟第三世界债务问题的解决方案。科幻书架上充满了关于机器联合起来毁灭人类的书籍。但是，一种新的未来正在涌现，计算机将携手合作，让人类得以生存。当然，如果一个分布式计算网络偶然发现了治疗癌症的方法，不可避免地会产生一个问题：您能将诺贝尔奖分成250万份吗？