A Matryoshka Brain egy Robert Bradbury által javasolt hipotetikus megastruktúra , amely egy óriási számítási teljesítménnyel rendelkező Dyson-gömbön alapul. Ez egy példa egy B osztályú csillaggépre , amely egy csillag teljes energiapotenciálját használja fel egy számítógépes rendszer táplálására [1] . A fogalom neve egy orosz fababától - matrjoskától származik [2] .
A "matryoshka agy" kifejezést Robert Bradbury találta ki az "agy-Jupiter" kifejezés alternatívájaként – ez egy hasonló koncepció, de inkább bolygó-, mint csillagskálán, és minimális jelterjedési késleltetésre optimalizálva. A matrjoska agy kialakítása a nettó kapacitásra és a forrásból (csillagból) kapott energia maximalizálására helyezi a hangsúlyt, míg a Jupiter agy számítási sebességre van optimalizálva [3] .
Egy ilyen szerkezetnek legalább két (általában több) Dyson-gömbből kell állnia, amelyek a csillag köré épülnek, és egymásba vannak ágyazva. A héjak jelentős része molekuláris méretű nanoszámítógépekből áll majd. Ezek a számítógépek legalább részben energiát kapnak a csillag és a csillagközi közeg közötti cseréből. A héj elnyeli a belső felületére kisugárzott energiát, számítógépes rendszerek táplálására használja, és energiát sugároz kifelé. Az egyes héjak nanoszámítógépeit úgy tervezik, hogy különböző hőmérsékleteken működjenek.
Mint minden más összegabalyodott Dyson-gömb, ez a kialakítás is gravitációs szempontból hosszú távon instabil. Mérnöki szempontból ennek a szerkezetnek a felépítése óriási költségeket igényel, többek között abból a tényből adódóan, hogy a kagylók megépítéséhez a csillag bolygórendszerének jelentős részéből származó anyagot kell felhasználni, és nagy valószínűséggel egyszerűen nincs megoldás. reálisan lehetséges anyagok tekintetében. Ezen túlmenően, mivel minden számítás során az energia a Landauer-elv szerint a Boltzmann-állandónál nem kisebb hő formájában disszipálódik, és arányos a hőmérséklettel a Landauer-elv szerint, és vákuumban a hőátadás csak sugárzással történik, a többrétegű szerkezet nem növekszik. energiahatékonyságát.
Elég nehéz elképzelni az ilyen hatalmas számítási erőforrások lehetséges alkalmazásait. Charles Strauss egyik ötlete az Accelerando című regényben az, hogy a matrjoska agy segítségével pontos valóságutánzatot lehet létrehozni, vagy át lehet vinni az emberi tudatot a virtuális valóságba [4] [5] . Damien Broderick azt sugallja, hogy a matrjoska agya teljes alternatív univerzumok modellezésére lesz képes [6] .
A futurista és transzhumanista Anders Sandberg egy esszét írt, amely az Etikai és Új Technológiák Intézete [7] gondozásában jelent meg az ilyen nagyságrendű számítások matrjoska-agyszerű gépeken történő végrehajtásának következményeiről .
Robert Bradbury, a koncepció szerzője a Year Million : Science at the Far Edge of Knowledge című antológiában használta , amely felkeltette a Los Angeles Times és a Wall Street Journal [8] [9] rovatvezetőinek érdeklődését .
A hatalmas teljesítményű számítástechnikai eszközök ötletét Nick Bostrom esszéjében tárta fel a The Philosophical Quarterly -ben . Bostrom azzal érvel, hogy ha az emberek önként fejlődnek a poszthumán stádiumba, akkor az evolúció minden szakasza előtt nagyszabású számítógépes szimulációkra lenne szükség , amelyekhez olyan gépekre lenne szükség, mint a matrjoska agy [10] . Raymond Kurzweil többször is megemlíti ezt a gondolatot a The Singularity Is Near (2005) című könyvében, hasonló gondolatmenetet követve. Megjegyzi, hogy a számítógépes modellen belüli létezés ugyanolyan „valóságos” lehet, mint egy normál bioszférában – ha egyáltalán lehet ilyen különbséget tenni [11] . A matrjoska agy fogalmát a British Interplanetary Society 2003. áprilisi számában megjelent cikk is tárgyalja [12] .
A Brain-Jupiter egy bolygó méretű elméleti számítási megastruktúra. A matrjoska agytól eltérően a Jupiter agyat úgy optimalizálták, hogy minimalizálja a jelterjedési késést, és kompakt szerkezetű. Az áramellátás és a hőelvezetés egy ilyen rendszerben jelentős kihívásokat jelent.
Bár egy földi bolygó vagy gázóriás méretű és tömegű szilárd, sűrű objektumot semmilyen ismert anyagból nem lehet megépíteni, egy ilyen szerkezetet kis sűrűségű rácsként lehet felépíteni, amelynek tömege egy nagy műholdhoz vagy egy kis bolygóhoz hasonlítható, de lényegesen nagyobb térfogattal, akár sűrű, de nem szilárd szerkezetként a bolygó tömegével és sűrűségével (a konvekció megakadályozása érdekében a belső hőmérsékleti gradiens szabályozását igényli ).