27.05.2013
За период от 200 000 до 20 000 лет до н.э. (от неандертальцев до современного человека), по крайней мере, два типа гоминид жили на Земле в одной и то же время. В то время как современные люди в Африке и неандертальцы в Европе произошли отдельно друг от друга, на Ближнем Востоке Homo sapiens и Homo neanderthalensis жили по соседству около 100 000 лет. Только почему неандертальцы вымерли внезапно более 20 000 лет назад, остается невыясненным до сих пор. Несмотря на то, что неандертальцы были приспособлены для проживания в суровом климате, тем не менее, они вымерли во время последнего ледникового периода (рис. 1).
Рис. 1. Homo Neanderthalensis - Homo Sapiens (авторы: Stefan Auf der Maur, Marcia S. Ponce de Leon, Christoph P.E. Zollikofer, 2008)
Потому что все остальные вымерли
Кристоф Цолликофер (Christoph Zollikofer), профессор антропологии в Университете Цюриха, обозначил ключевой фактор в вымирании социума – сокращение популяции индивидуумов. Кроме того, по его мнению, оставшиеся в живых – наиболее сильные особи, все равно не выживают, поскольку все остальные погибли. Для подтверждения своих идей, команда Цолликофера решила построить агент-ориентированную модель, имитирующую эволюцию упомянутых социумов, а учитывая большой объем вычислений, возникла необходимость использовать суперкомпьютер (а именно, суперкомпьютер «Monte Rosa», находящийся в Швейцарии, рис. 2).
Рис. 2. Суперкомпьютер «Monte Rosa» в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре CSCS в Манно (Тичино)
Поддержка со стороны естественных наук
По словам Цолликофера, самая большая проблема заключалась в поиске специалистов для решения поставленной задачи, поскольку требовались исследователи с самых разных областей – антропологии, математики и др. В итоге Кристоф и его коллега Джоди Вейссман (Jody Weissmann) организовали группу, основными участниками которой являются: математик Уэсли Петерсен (Wesley Petersen), астрофизики Джордж Лэйк (George Lake) и Симоне Каллегари (Simone Callegari), а также биофизик Наталья Ткаченко (Natalie Tkachenko). С помощью разработанной модели, учитывающей фауну, климатические условия, а также рельеф и растительности рассматриваемой местности, были реализованы различные сценарии отношений между неандертальцами и людьми с целью выявления причин исчезновения неандертальцев. Для более эффективного отслеживания передвижения неандертальца в пространстве, разработчики модели помещают его в пространственную структуру, имеющую форму пчелиных сот. При этом для каждой сотовой ячейки задаются определенные параметры среды – климатические особенности, питание, потенциальные враги и т.д. Прототип модели, реализующей взаимодействие 1 миллиона «простых» агентов в течение 100 тыс. временных периодов, был запущен на 20 процессорах и при этом расчеты заняли 2 дня. Следует отметить, что один период соответствовал временному интервалу, варьирующемуся от одного дня до недели. Ни рис. 3. показана плотность населения в результате расчетов с использованием прототипа модели.
Рис. 3. Плотность населения земли (расчеты исследовательской группы Цолликофера)
Дальнейшая задача заключается в имитации взаимодействий 10 миллионов и более агентов в течение 1 млн. периодов.
Более подробно про исследование можно прочитать в статье [Simone Ulmer (2012): Solving the Mystery of Neanderthal Man in the Supercomputer. Swiss National Supercomputing Centre, April 2, 2012].
Партнеры
