Simulation der gesamten Menschheit - Wissenschaft oder Fiktion?

Krass, man denkt inzwischen darüber nach, dass Verhalten der gesamten Menschheit in Computern zu simulieren:


Ausgehend von Seuchenmodellen (in dem bereits das Verhalten der Bevölkerung der USA virtuell simuliert wurde) sollen jetzt Modelle für den ganzen Planeten erstellt werden und zwar nicht nur für die Ausbreitung von Seuchen, sondern auch für die Ausbreitung von Finanz- und politischen Krisen.

Der Witz ist, dass dass bei den heute zur Verfügung stehenden Rechen- und Speicherleistungen nicht unrealistisch ist. Wenn man das Verhalten eines jeden Menschen vereinfacht durch 10 Fließkommazahlen (double-precision, 8Byte) beschreibt, braucht man 80 Byte mal 7 Milliarden Menschen also etwa 560 Gigabyte Speicherplatz um die gesamte Menschheit zu beschreiben. Das passt locker in den Hauptspeicher heutiger Supercomputer ( see IBM_Roadrunner : 100 TB Hauptspeicher!!). Mit 100 TB Hauptspeicher könnte man jeden Bürger sogar mit mehr als 1000 Zahlen (8000 Byte) beschreiben.
Wenn wir mal kurz annehmen, dass die Weltbürger sich dynamisch wie ein Fluid beschreiben lassen, könnte man also eine 2D-Simulation mit 90000 x 90000 = 8.1 Milliarden Gitterpunkten ansetzen. Für d-dimensionale Fluidsimulation gilt die Abschätzung (Frisch 1995):

(größte Skala/kleinste Skala)^d = Reynoldszahl^(d*3/4)

Das ergibt eine Reynoldszahl Re = 90000^(2*4/6) = 90000^(4/3) ~ 4 * 10^6 für dieses Fluid aus Weltbürgern. Für eine 3D-Strömung entspräche das Re = (4 * 10^6)^(2/3) ~ 25000 Strömungen mit derartigen Reynoldszahlen treten z.B. beim Vogelflug auf (siehe Wikipedia: Reynolds-Zahl ) und können auf heutigen Supercomputern direkt simuliert werden. Die Abschätzung für die notwendige Anzahl an Rechenoperationen N für eine Zeiteinheit ist

N = (größte Skala/kleinste Skala)^(d+1) = (90000)^3 = 730 * 10^12


d.h. 730 TeraFLOP. Eine Zeiteinheit könnte man definieren als


t = Sqrt(Erdoberfläche)/90000/(durchschnittl. Geschwindigkeit eines Menschen)
= sqrt(510*10^6 km^2) / 90000 / 10 km/h = 0.025 h = 1.5 min


D.h. um 1.5 Minuten zu simulieren bräuchte man 730 TeraFLOP. D.h. eine Simulation von auf einem Rechner mit


730 TeraFLOP/(1.5*60 sek.) = 8.1 TeraFLOP/s


Leistung könnte die Bewegung der Menschheitsflüssigkeit auf der Erdoberfläche in Echtzeit simulieren. Nimmt man an, dass man 1-10% der tatsächlichen Peakleistung von 1 PetaFLOP/s heutiger Superrechner in einer Simulation erreicht, sind das 10 - 100 TeraFLOP/s, die man heutzutage auf Superrechnern schaffen kann. Im besten Fall schafft man heute also bereits 10*Realtime. Man kann also 10 Tage der Menschheit an einem Tag vorausberechnen. Das ist in etwa wie bei der Wettervorhersage.


Werden wir als in Zukunft Nachrichten bekommen wie: Revolutionswahrscheinlichkeit in Ägypten in den nächsten 10 Tagen liegt bei 65%. Wahrscheinlichkeit einer Hungersnot in Somalia bei 85% in der nächsten Woche. Wirtschaftskrise in Lateinamerika zu 25% in den nächsten drei Tagen. Wahrscheinlichkeit für Krieg zwischen Indien und Pakistan bei 45% in den nächsten Tagen.

Das klingt revolutionär, entspricht es doch praktisch einer Umsetzung dessen was als Psychohistorik von Isaac Asimovs im Foundation-Zyklus für die ferne Zukunft der Menschheit bereits angedacht wurde. Und wie von Asimov beschrieben, werden die Vorhersagen natürlich nur dann eintreffen können, wenn die Betroffenen von der Vorhersage nichts wissen, d.h es entsteht eventuell ein Interesse der simulierenden Regierungen niemanden anderen von der Simulation und den Ergebnissen wissen zu lassen, wenn die Vorhersage günstig ist.
Aber eventuell passiert das bereits! Wie wird eigentlich die Terrorwarnstufe der USA berechnet? Was macht eigentlich die NSA in der Freizeit so? Vielleicht Revolutionswahrscheinlichkeiten in Arabischen Staaten ausrechen? Technisch möglich wäre das bereits... (UPDATE: Sowas in der Art macht nicht die NSA, sondern ORSA “Operations Research Systems Analysis”, siehe Krieg nach Zahlen )

Werden die Ergebnisse nicht geheim gehalten sind zwei Effekte denkbar: Eine Beschleunigung, d.h die Hungerkatastrophe kommt aufgrund von Hamsterkäufen bereits in 2 Tagen statt in der nächsten Woche (selbsterfüllende Prophezeiung). Oder zweitens, durch rechtzeitige prophylaktische Gegenmassnahmen der Politik werden die Ereignisse gerade noch verhindert. Ob letzteres immer möglich ist, darf bezweifelt werden. Wie beim Wetter sind manche Dinge unvermeidlich, man kann sich nur durch entsprechende Kleidung oder im schlimmsten Fall Evakuierungen darauf vorbereiten.

Auf jeden Fall ist die Büchse der Pandora bereits weit offen. Die Wahrscheinlichkeit, dass entsprechende Simulationen in der nächsten Dekade durchgeführt werden (ob geheim oder öffentlich) dürfte bei weit mehr als 50% liegen. Das ist das Ergebnis einer Weltsimulation durchgeführt auf meinem privaten Möchtegern-Super-Computer BRAIN.

P.S.: Wer jetzt auch an die Weltmodelle des Club of Rome denkt, für den sind vielleicht auch folgende Anmerkungen interessant: http://lessordinary.wikidot.com/limits-to-growth

P.P.S.: Gerade habe ich noch folgenden Link gefunden: http://www.sueddeutsche.de/wissen/physik-der-menschlichen-gesellschaft-formeln-der-freiheit-1.1061313 . Abgesehen von der Nachhersage, dass einige arabische Staaten (die weniger von Öl abhängen) jetzt reif sind sich zu demokratisieren, sagt er eine Demokratisierung für China bis 2015 voraus. Da dürfen wir also gespannt sein...

Kommentare:

Andreas Maier hat gesagt…

Es ist 2013 und inzwischen werden die ersten Resultate von Geschichtssimulationen veröffentlicht: http://arstechnica.com/science/2013/09/computer-simulations-suggest-war-drove-the-rise-of-civilizations/ . Es ist nur noch eine Frage der Zeit bis man ähnlich wie bei Klimasimulationen versucht, die Zukunft vorherzusagen.

Andreas Maier hat gesagt…

Immer noch 2013 und ich entdecke das hier:
- WardLab creates conflict predictions using Bayesian modeling and network analysis.
- Forecasts of civil and international conflict around the globe.
- Software packages for political scientists.

von http://mdwardlab.com/

Andreas Maier hat gesagt…

In 2016 macht die Firma "Recorded Future" Schlagzeilen: "Das Unternehmen trifft auf der Grundlage im Netz verfügbarer Daten Vorhersagen - über bevorstehende Cyberattacken, Pläne von Wettbewerbern oder drohende politische Unruhen."

Siehe http://www.spiegel.de/netzwelt/netzpolitik/recorded-future-christopher-ahlberg-ueber-zukunftsprognosen-a-1090125.html