区块链维护科学新范式,还是只是把我们的手?

1957年,贝尔尼桤木和汤姆·温赖特首次报道分子动力学计算,使用相对较新的技术的时候“电子计算机”。1笨重的Univac机器上,他们进行计算以高达每小时300碰撞。一个可以被原谅造型与电子计算机的前景持悲观态度。但这是开创性的工作,现代分子动力学奠定了基础。

类似的悲观情绪可能表面最近的一项研究亚历山大安石和马格努斯Hanson-Heine。桤木和温赖特在他们面前,安石Hanson-Heine取得了一个突破性的第一个使用电脑是新的,缓慢,在1950年代随着Univac: Ethereum区块链。2使用400年,总计步伐0.1 fs的增量,这对塑造一个一氧化碳分子的振动超过40 fs。而现代计算系统模型数以百万计的原子在纳秒时间尺度安石的数字和Hanson-Heine的研究看起来出众,至少可以说。为什么认为这是开创性的吗?

类似的悲观情绪可能表面最近的一项研究亚历山大安石和马格努斯Hanson-Heine。桤木和温赖特在他们面前,安石Hanson-Heine取得了一个突破性的第一个使用电脑是新的,缓慢,在1950年代随着UNIVAC: Ethereum区块链。2使用400年,总计步伐0.1 fs的增量,这对塑造一个一氧化碳分子的振动超过40 fs。而现代计算系统模型数以百万计的原子在纳秒时间尺度(必威体育 红利账户,2020年6月,pXX),这个数字在安石和Hanson-Heine的研究看起来出众,至少可以说。为什么认为这是开创性的吗?

从来没有打破链

“区块链技术”一词指的松散的电脑网络可以保持数据库合作,或执行计算,不需要一个中心管理员。这个想法是首先介绍Satoshi纳库姆托在他的数字货币,比特币。当时,Nakamoto限制了允许计算简单的命令被认为有用的金融交易,但几年后一个加拿大科学家,Vitalik Buterin,发达Ethereum规定了没有这样的限制(“图灵完整”,在计算机的语言理论)。

的Ethereum区块链因此能够函数作为一个大型的、大规模分布式计算机,持有、管理和经营的:没有人。这种分散管理的直接结果是,没有人有能力删除或修改数据一旦被上传到网络——通常被称为一个特征不变性。因此,担心信息审查、数据篡改,或甚至只是失去数据,通过使用blockchains可以减轻。这使得它吸引各种各样的应用程序数据在哪里都很重要,但也可能有争议的(例如,专利,土地所有权,医疗记录,碳信用额和供应链)。

你可以想象未来社区要求所有模拟使用blockchains化学

计算化学家,区块链技术提供了几个优势。再现性:首先,它提供了无与伦比的改善不仅是仿真代码由安石和Hanson-Heine及其产生的数据公开永远,但他们使用的硬件运行代码也将是相同的永远。许多计算化学界所知,几十年前编写的代码运行在硬件上的,现在是过时的或不存在的,比在实践中更可再生的原理。其次,由于计算和数据上传到blockchains是时间戳,不可能有争论谁先进行模拟,如果各方blockchains使用。一个密切相关的好处是增加了信任模型的预测实验现象;健壮的时间戳使它清楚实验结果或“预测”是第一位的。最后,当科学数据成为焦点在有争议的政治问题,如气候变化、blockchains可以作为安全港的信息可能被审查或抹去其他地方。

计算化学家,区块链技术提供了几个优势。再现性:首先,它提供了无与伦比的改善不仅是仿真代码由安石和Hanson-Heine及其产生的数据公开永远,但他们使用的硬件运行代码也将是相同的永远。许多计算化学界所知,几十年前编写的代码运行在硬件上的,现在是过时的或不存在的,原则上可再生的比在实践中(见p10)。其次,由于计算和数据上传到blockchains是时间戳,不可能有争论谁先进行模拟,如果各方blockchains使用。一个密切相关的好处是增加了信任模型的预测实验现象;健壮的时间戳使它清楚实验结果或“预测”是第一位的。最后,当科学数据成为焦点在有争议的政治问题,如气候变化、blockchains可以作为安全港的信息可能被审查或抹去其他地方。

链式法则?

然而,我们还有很长的路从日常区块链计算化学,因为这些好处和一些重要的成本。,Ethereum虚拟计算机是许多数量级低于传统计算机(和对比更加鲜明相比传统的分布式计算系统)。尽管改善区块链技术可以显著提高其速度,它总是会比传统电脑慢。这是因为分布式计算机在一个区块链必须复制每一计算,而不是传统的分布式网络一样分享它们之间的工作负载。这种冗余是关键blockchains的可靠性和鲁棒性,但也基本约束他们的效率。

还有的问题是否这些激进的透明度是甚至期望——考虑到模拟包含错误代码和错误不能修改一次上传区块链。我们的学术文化需要变得更宽容的人为错误之前,社区将进入一个范式,我们永恒的基本错误是展出。

然而,我们还有很长的路从日常区块链计算化学,因为这些好处和一些重要的成本。其一,Ethereum虚拟计算机是许多数量级低于传统的电脑。尽管改善区块链技术可以显著提高其速度,它总是会低于传统的电脑,而不是共享工作负载,因为在Ethereum分布式计算机和其他blockchains必须每个复制每一个计算。这大量冗余复制至关重要blockchains的可靠性和鲁棒性,但也基本约束他们的效率。还有的问题是否这些激进的透明度是甚至期望——考虑到模拟包含错误代码和错误不能修改一次上传区块链。我们的学术文化需要变得更宽容的人为错误之前,社区将进入一个范式,我们永恒的基本错误是展出。

Blockchains也可能是一种不必要的复杂的解决我们的问题。遗留代码和再现性问题,例如,被众多的其他解决方案解决。这些天,软件工程师去广泛的长度,以确保代码是可再生的即使在不同的硬件,和云基础设施的出现——不同的计算硬件可以根据需要立即召见,加速了这一趋势。软件“集装箱”方法也可以打包代码,这样应用程序在任何计算环境中可靠地运行,就像集装箱抽象从它如何被发运。

安石和Hanson-Heine出于“复制危机”在科学和引用一个荟萃分析表明“大约2%的受访科学家承认捏造,伪造或修改数据或结果至少一次。3通过追溯篡改以其他方式不可行,提高再现性,blockchains承诺帮助至少某些方面的危机。最终,然而,任何复制危机解决方案将需要一个文化的转变。

不过,一个人可以想象未来,也许受到过多的丑闻后,化学界和我们出版的期刊要求所有的数据和模拟使用blockchains,就像今天我们上传新的化合物数据库。也许安石和Hanson-Heine已经开始可能最终成为计算机科学的一个新的标准。

克里斯威尔默是副教授和丹尼尔鲑鱼在匹兹堡大学的研究生,我们

引用

1 B J桤木和T E温赖特,j .化学。理论物理。,1957,27,1208 (DOI:10.1063/1.1743957)

2 M W D Hanson-Heine和P安石,化学。科学。,2020,11,4644 (DOI:10.1039 / D0SC01523G)

3 D把《公共科学图书馆•综合》,2009,4e5738 (DOI:10.1371 / journal.pone.0005738)

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