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模拟机

吴昱翔 访问量: 【字号:

“斯泰尔博士,”

一位西装革履的男子向我走来。

“您好,卡西莫夫先生。”

“我们‘公司’对您的‘模拟机’项目非常感兴趣,这次我来是为了参观一下您的原型机,如果可能的话,我们有意愿跟您签一个合作协议。”

“您的意思是?”

“我们出资,你们开发,但我们想要买断成品的销售权——当然,前提是它确实能让上面的人满意的话。”


我大概知道他所说的“上面的人”指的是谁。事实上,我很早以前就大概猜出这位卡西莫夫先生的所谓“公司”是什么机构——国安局,也许。就算不是,也不会差太多。至于他为什么要保密身份来这么一遭,这种事情我并不关心。也许是因为他并不是唯一一个联系我们研究所的人。“模拟机”还处在开发的中间阶段,我们并没有透露多少风声出去。这个时间点鼻子灵光的人,多少都是有些门路的。


“请这边走。”

“这房间真冷,你们把它放在这么深的地方么?”

“是这样的。目前我们的实验装置需要在3开尔文以下的超低温才能正常工作。事实上,离机子比较近的那几间屋子更冷,我可不愿意进去。”


“模拟机”计划,其核心目标,是用部分来模拟整体。这个计划脱胎于一个非常原始的计算机概念,也就是虚拟机。在传统的虚拟机里面,我们能够在一个正常工作的操作系统中划出一部分区域,让它成为一个次级的操作系统,这个操作系统有理论上该有的一切功能,不过由于分配的系统资源有限,它的性能会稍微差一点。

除此之外,用硬件来模拟其他硬件的功能也是既有的技术。最典型的例子莫过于用CPU来模拟显卡的功能。

不过,在我们这个项目初创的时候,我们并不满足于这些原始的功能。事实上,我们想要的是一个完美的“模拟机”——它要和它的本体表现出完全一样的性能、完全一样的功能。

这当然是不可能的,因为硬件限制了它的性能,我们没有办法用半个内存存储一个完整内存那么多的信息,我们也没有办法用半个CPU的性能达到一个完整CPU的处理速度。


“那你们是怎么解决这个问题的?”

“事实上,我们没有去尝试解决这个问题,因为它违背物理学基本原理。除非哪一天早上醒来有人出现在我床头告诉我现在的物理学是假的,否则我们不会去做这些尝试。我觉得这毫无意义。”

“但是您现在这台模拟机?”

“我们确实没有解决在‘外界’看来模拟机与本体的工作效率差距问题,但是对于机器自身来说,它可不会站在我们这儿看它自己的运行结果。”


我打开实验室的主控软件,四个分屏里面四个不同的系统正在运行着。

“先生,您看这几个系统。”

“它们有什么区别吗?”

我指了指右下角跳动着的小数字:“系统时间的流速不一样。”


卡西莫夫先生眯起眼睛,似乎在默数四个系统各自跳秒的速率。

我切进时间管理模式,把显示模式改成毫秒级:“这样能看得更清楚一些。”

“啊……您的意思是?”

我在测试软件里点了一首歌,音乐从四个不同的扬声器里传出来,但四个声音不同步,形成一种诡异的效果。

“这个扬声器里面的声音是正常的。”

“这是主机。而这边这个,播放速度一半的,它是二分之一主机性能的模拟机,我们管它叫二号,主机是一号。”

“那么这个是三分之一主机性能的模拟机,而这一个就是六分之一主机性能的模拟机罗?”

“不完全正确。四号实际上是在二号里面搭建的三分之一性能的模拟机,不过它确实有主机六分之一的性能。您看。”

一分钟的音乐,四号用了正好六分钟时间播完。


“我不是很明白,您的这个模拟机项目,它在技术上有什么独特之处么?”

“实际上,如果仅仅是为了实现时间差的效果的话,几个简单的程序就可以做到。但是我们希望能从物理上来实现这个过程。”

“所以才要用到这么多装置?”

“对,所以我们需要这么多装置。”


“您知道我们在物理上一般是怎么定义时间的么?”

“一秒是铯原子的……”

“在绝对零度下,静止的铯133原子基态的两个超精细能阶之间跃迁时所辐射的电磁波的周期的9,192,631,770倍就是一秒。”

“当然了,我们得不到绝对零度的铯原子,不过这也正是我们可以做文章的地方。我们的装置可以将铯原子加热到不同的温度,这样它们所辐射的电磁波的周期就产生了区别,所以我们就获得了不同频率的原子钟。您看到的这几台系统分别用的是不同的原子钟,主机的原子钟是由我这里的主控软件控制的,模拟机的原子钟是一号控制的。”

“那么四号的原子钟就是二号在控制罗?”

“对。没错,四号的一切参数都要通过二号来决定。”

“可如果我想要再添加一台新的模拟机呢?”

“那就得再加一个铯原子。这也是我们现在想要解决的问题,我们想要摆脱对铯原子的依赖,让模拟机的添加和卸载变得更灵活。但这是个硬件问题,我们得修改我们机器整体的硬件结构——这也是为什么这个项目还处于开发阶段,要是我们解决了这个问题,我们就可以推出成品了。事实上,我们正在攻克这个问题。”


“先不说铯原子的问题,您这个项目还攻克了什么技术难关么?”

“倒也没什么不可以说的。我们最初认为数据存储是一个大问题。”

“您的意思是?”

“您可能听说过信息熵理论,还有香农定理。它想表达的意思是,数据压缩是有限的,我们不能无限压缩一个数据。”

“是的。那么这带来了什么问题呢?”

“设想一下,假设我们在模拟机里面不断地创建新的模拟机,这样无限循环下去——假设我能做得到的话。”

“那么这些数据的存储?”

“我们原本以为这会是个问题。不过事实上吧,2的10次方就已经有1024了,继续乘方会得到大得惊人的数字,我们的机器会变得非常慢,几乎无法操作。”

“但假设我们就这么做到了呢?”

“我打个比方吧。假设我们的主机有10个TB的存储空间,那么我们的模拟机也需要有10个TB,但这不等于我们需要10个TB的真实存在的硬件来支持它工作,它可能实际只有1个TB,但是在存取数据的过程中我们经过了安装在主机上的虚拟机软件的压缩和计算,所以空间不是问题。”

“现在,假设我们往我们这个二号模拟机中再搭建一层模拟机,也就是三号,它并不会让二号占用的存储空间变大,二号还是1个TB,一个字节都没有增加。如果我们把我们的硬件拆开,我们是找不到三号存在的直接痕迹的。因为它被二号压缩了一遍,它的数据实际上是存储在二号所占用的1个TB里面,我们需要花一些时间把它调出来。这也就是为什么从外界看来,我们的虚拟机的运行速度并不和主机一样快。”

“您应该能够注意到,通过我们这种技术,我们在一层系统里面能够架设的模拟机数量是有限的,但是我们能够设置的层数是无限的——只要我们有足够的耐心去设置越来越慢的模拟机。所以,我确实可以说,这不是一个问题。”


卡西莫夫先生从斯泰尔-威兹霍格实验室出来的时候,九月的阳光正洒在他的身上。他哆嗦了一下,突然感觉身后的这座建筑像个千年的冰窟。

他依然不知道这位斯泰尔博士先生究竟是科学先驱还是江湖骗子——不过,这并不重要。上面的人对这个项目很感兴趣,上面的人会决定这个模拟机究竟有没有用,他只不过是一名小小的探员,不需要去考虑那些技术问题。

他打开手机,点开一个“不存在的”软件,并接到了他的下一个任务。