جو آن كوشيرا يقدم ألوسفير (AlloSphere)

آلوإسفير. أنها قصة مخروط معدني من ثلاث طبقات في غرفة خالية من الصدى. فكّر في ألوسفير (AlloSphere) كمنظار رقمي ، ضخم متغير دايناميكيا موصول بحاسوب عملاق. يستطيع عشرون باحثاً الوقوف في الجسر معلقين داخل المخروط، ويكونوا مغمورين تماماً في بياناتهم.

تخيل أن بمستطاع فريق من الفيزيائيين الوقوف داخل ذرّة ويسمعون ويشاهدون دوران الإلكترون. تخيّل لو بإمكان مجموعة من النحاتين الدخول في شبكة من الذرّات والنحت بإستخدام موادهم. تخيّل لو بإمكان فريق من الجراحين التحليق داخل الدماغ، كما لو كان ذلك في العالم، ويروا الأنسجة كالمناظر الطبيعية، ويسمعون مستويات كثافة الدم كالموسيقى. هذه بعض البحوث التي سنراها والتي تعهدنا بها في ألوسفير.

لكن بداية خلفية قليلة عن هذه المجموعة من الفنانين، العلماء، المهندسين، الذين يعملون سوياً. أنا مؤلف، متدرب على الأوركسترا، ومبتكر الآلوإسفير. مع زملائي الفنانين التشكيليين، نجسّد خوارزميات رياضية معقدة لا تظهر في الزمان والفراغ، بصرياً وصوتياً. زملاؤنا العلماء يجدون أنماط جديدة في المعلومات. وزملاؤنا المهندسين يصنعون أحد أكبر الحواسيب المتغيرة دايناميكيا في العالم لهذا النوع من إستكشاف البيانات. سأقوم بجولة حول خمس مشاريع بحثية في الألوسفير التي تطوف بكم من البيانات الحيوية المجهرية طوال الطريق حتى دوران الإلكترون.

هذا المشروع الأول يسمى ألوبرين. (AlloBrain) وهو محاولتنا لقياس الجمال بمعرفة أي أجزاء من الدماغ تتفاعل عندما نشاهد شيئاً جميلاً. أنتم تحلقون عبر قشرة زميلي الدماغية. ترجمتنا هنا هي بيانات للرنين المغناطيسي الوظيفي الحقيقية التي تجسّدت بصرياً وسمعياً. الدماغ الآن هو عالم يمكن التحليق عبره والتفاعل معه. تشاهدون 12 وكيلاً لحواسيب ذكية، المثلثات الصغيرة التي تحلّق معكم في الدماغ. أنها تنقّب مستوى كثافة الدم. وتقوم بإرسال تقرير لكم صوتياً. مستويات كثافة عالية تعني نشاط أكثر من وجهة نظر الدماغ. في الواقع أنهم يغنون هذه الكثافات لكم مع درجات موسيقية مرتفعة مجسّدة للكثافات الأعلى.

سنغادر الآن من البيانات الإحيائية الحقيقية الى خوارزميات التوليد الحيوي التي تخلق طبيعة مصطنعة في تنصيبنا الفني والعلمي القادم. في هذا التنصيب الفني والعلمي، خوارزميات التوليد الحيوي تساعدنا في فهم التوالد الذاتي والنمو. مهم جداً للمحاكاة في علوم حجم النانو. بالنسبة للفنانين، نصنع عوالم جديدة تمكنك من الكشف والإستكشاف. و خوارزميات التوليد هذه تنمو بمرور الوقت، إنها تتفاعل وتتواصل كسرب من الحشرات. باحثونا يتفاعلون مع هذه البيانات بحقن شفرة بكتيرية، التي هي برمجيات حواسيب، و التي تتيح لهذه المخلوقات بالنمو مع مرور الوقت. سنقوم بالمغادرة الآن من عوالم الأحياء والمايكروسكوب، أسفل الى العالم الذري، كما نحلق في شبكة من الذرات. هذه بيانات حقيقية لـ(AFM) قوى الذرة المايكروسكوبية، من زميلي في مركز إضاءة الجمادات والطاقة. لقد اكتشفوا رابط جديد، مادة جديدة لخلايا الطاقة الشمسية الشفافة.

نحن نحلق عبر 2000 شبكة من الذرات -- أوكسجين، هايدروجين وزنك. تشاهدون الرابط في المثلث. إنها أربعة ذرات زنك زرقاء مرتبطة بذرة هايدروجين أبيض. تشاهدون تدفق الإلكترون مع خطوط الإنسياب و التي أنتجناها نحن كفنانين من أجل العلماء. يسمح لهم هذا بالعثور على العقد الروابط في أي شبكة ذرات. نعتقد نحن بأن هذا يشكل هيكلا فنيا جميلا. الصوت الذي تسمعونه حقيقي و هو عبارة عن أطياف الانبعاثات لهذه الذرات. جسدّناها الى مجال للصوت. اذاً فأنهم يغنون لكم. لدى ذرات الأوكسجين، و الهايدروجين والزنك بصماتها الخاصة. سنقوم بالمغادرة الى أسفل أكثر بينما تذهبون من هذه الشبكة من الذرات إلى ذرة هايدروجين واحدة.

نعمل مع زملائنا الفيزيائيين الذين قدموا لنا الحسابات الرياضية للوقت الذي فيه تعتمد على معادلة شرودنغر ثلاثية الأبعاد. ما ترونه هنا الآن هو تراكب الالكترون في المدارات الثلاث الأدنى لذرة الهايدروجين في الواقع أنكم تسمعون وتشاهدون سريان الإلكترون مع الخطوط. النقاط البيضاء هي موجة إحتمالية التي ستبين لكم أين هو الإلكترون في أي نقطة معطى للزمن والفراغ في هذا التكوين الخاص للمدارات الثلاث في دقيقة سنقوم بالمغادرة الى تكوينات مدارين. وستلاحظون وجود نبض. وستسمعون تموّج بين الصوت. هذا في الواقع باعث الضوء. وبينما يبدأ الصوت في النبض والإنقباض، يمكن لعلماء الفيزياء لدينا تحديد متى سيشع الفوتون.

لقد بدأوا في إيجاد أسس رياضية جديدة في حساباتهم. ويفهمون أكثر حول الرياضيات الكمّية. سنقوم بالمغادرة الى أسفل أكثر، ونذهب لدوران إلكترون واحد. سيكون هذا آخر مشروع أعرضه لكم. زملاؤنا في مركز حسابات الكمّ والإلكترونيات المحورية، يعملون بقياس الليزر في الواقع عدم التماسك على مستوى محور إلكترون واحد. أخذنا هذه المعلومات وقمنا بعمل نموذج رياضي لنجسده منه. تسمعون وتشاهدون في الواقع كمّية إنسياب المعلومات هذا مهم جداً للخطوة القادمة في محاكاة الحاسوب الكمّي وتكنولوجيا المعلومات.

وهذه أمثلة مقتضبة عرضتها عليكم لإعطاءكم فكرة لهذا النوع من العمل الذي نقوم به في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربارا، لنجمع سوياً، الفنون، العلوم، والهندسة، في حقبة جديدة من الرياضيات، و العلوم، والفنون. نأمل أن تأتوا جميعاً لرؤية ألوسفير. وتلهمونا للتفكير بطرق جديدة يمكن أن نستخدمها هذا الجهاز المتفرد الذي صنعناه في سانتا باربارا شكراً جزيلاً لكم. (تصفيق)