آیا “دوقلوهای دیجیتال زمین” به واقعیت نزدیکند یا فریب؟

دوقلوی دیجیتال زمین: پیشرفت‌ها و چالش‌ها

اصطلاح دوقلوی دیجیتال زمین به این مفهوم اشاره دارد که یک نسخه مجازی بسیار دقیق از سیاره ما در دسترس است، که به محققان این امکان را می‌دهد تا پیچیده‌ترین تحولات آب و هوایی آینده و رویدادهای طبیعی شدید را پیش‌بینی کنند. در واقع، چنین نسخه‌ای — یا نمایشی مدل از سیستم‌های زمین — هدف پروژه Destination Earth است که توسط اتحادیه اروپا تأمین مالی می‌شود. این ابتکار اصلی در سال 2022 به عنوان یکی از ارکان کلیدی تلاش‌های کمیسیون اروپا برای معامله سبز راه‌اندازی شد، هرچند که با انتقاداتی نیز همراه بوده است.

پروفسور رابرت رینکه از دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینز (JGU) در این باره می‌گوید: “ما اخیراً مقالات و گزارش‌های انتقادی متعددی در این زمینه مشاهده کرده‌ایم و ما نیز به این بحث می‌پیوندیم.” در مقاله‌ای که در مدل‌سازی سیستم‌های اجتماعی-محیطی منتشر شده، رینکه و همکارانش به کمبود یک تعریف روشن از اصطلاح “دوقلوی دیجیتال زمین” اشاره می‌کنند که ممکن است گمراه‌کننده باشد. او می‌افزاید: “تمامی نمایش‌های دیجیتال از سیاره ما، نمایشی مدل هستند. به همین دلیل، آنها همیشه از واقعیت جدا خواهند بود — همان‌طور که یک نقشه هرگز نمی‌تواند به‌طور کامل زمین را که نمایش می‌دهد، بازتولید کند.”

به عنوان یک کارشناس در زمینه مدل‌سازی سیستم‌های زمین، این زمین‌شناس مستقر در ماینز مدل‌های شبیه‌سازی دقیق جدید را به عنوان ابزارهایی برای بررسی و ارزیابی نظریه‌ها درباره جهان می‌داند، به شیوه‌هایی که در غیر این صورت ممکن نیست. با این حال، او تأکید می‌کند که نیاز به روش‌ها و متدولوژی‌های جدیدی برای اطمینان از استفاده و تفسیر مناسب این مدل‌ها وجود دارد.

پروژه Destination Earth برای کمک به سازگاری با تغییرات آب و هوایی

پروژه Destination Earth (DestinE) یک ابتکار کلیدی از کمیسیون اروپا است که هدف آن توسعه یک مدل دیجیتال بسیار دقیق از زمین — یک دوقلوی دیجیتال از سیاره ما — می‌باشد. این پروژه بر اساس کامپیوترهای با عملکرد بالا در اروپا (EuroHPC) از جمله ابرکامپیوتر LUMI در فنلاند و همچنین ظرفیت‌های هوش مصنوعی بنا شده است. DestinE در حال حاضر در حال ایجاد چندین نسخه دیجیتال است که جنبه‌های مختلف سیستم زمین را پوشش می‌دهد. تا سال 2030، یک نسخه دیجیتال کامل از زمین باید در دسترس باشد که به نوبه خود به نظارت و پیش‌بینی دقیق‌تر اثرات تغییرات آب و هوایی و بلایای طبیعی کمک کند و طراحی استراتژی‌های سازگاری و اقدامات کاهش آسیب را پشتیبانی نماید.

مفهوم دوقلوی دیجیتال به سایر حوزه‌ها نیز راه یافته است: سازمان فدرال نقشه‌برداری و ژئودزی آلمان در حال حاضر بر روی یک تصویر دیجیتال و هوشمند 3D از آلمان کار می‌کند و ایالت فدرال راینلند-پالاتینات آلمان نیز در حال اجرای یک پروژه دیجیتال “هیدرو-دوقلو” است.

اصطلاح گمراه‌کننده برای نمایندگی غیرممکن از واقعیت

درک تفاوت‌ها بین جهان و مدل‌سازی علمی

پروفسور رابرت رینکه و دو همکارش، پروفسور فرانچسکا پیانوسی از دانشگاه بریستول در بریتانیا و پروفسور تورستن واگنر از دانشگاه پوتسدام، اصطلاح «دوقلوی دیجیتال زمین» را مشکل‌ساز و نامناسب می‌دانند. آن‌ها در مقاله‌ای که در مدل‌سازی سیستم‌های اجتماعی-محیطی منتشر کرده‌اند، اشاره کرده‌اند که این اصطلاح «این تصور را ایجاد می‌کند که می‌توانیم نمایشی دیجیتال بسازیم که به ما اجازه می‌دهد ویژگی‌های ساختاری سیستم زمین را با هر دقت و صحت دلخواه آزمایش کنیم». اما این‌طور نیست، زیرا «هر مدل یک ساده‌سازی از واقعیت است و ایجاد آن نیازمند فرضیه‌های ساده‌سازی است که به‌طور اجتناب‌ناپذیری منجر به عدم‌قطعیت‌ها می‌شود». رینکه می‌گوید: «بنابراین، ما توصیه می‌کنیم از استفاده از اصطلاح دوقلوی دیجیتال زمین خودداری کنیم.»

سرمایه‌گذاری در روش‌هایی برای استفاده مناسب از مدل‌ها و داده‌ها

رینکه و تیمش در مؤسسه جغرافیا JGU با مدل‌هایی کار می‌کنند که کل سیاره را در بر می‌گیرد و او انگیزه‌های ابتکار اتحادیه اروپا را درک می‌کند. مدل‌های شبیه‌سازی، آزمایشگاه‌های دیجیتال عالی هستند که به محققان اجازه می‌دهند فرضیات خود را درباره جهان به شیوه‌هایی بررسی کنند که در آزمایش‌های دنیای واقعی ممکن نیست. با این حال، به گفته رینکه، ایجاد مدل‌های جدید با وضوح بالاتر لزوماً به بهبود دانش و نتایج منجر نخواهد شد. علاوه بر این، مدل‌های پیچیده جدید به روش‌های جدیدی نیاز دارند که به محققان امکان استفاده مؤثر از آن‌ها را بدهد. مدل‌های شبیه‌سازی معمولاً نیاز به اجراهای مکرر، از هزاران تا میلیون‌ها بار دارند تا بفهمند یک مدل چگونه کار می‌کند و چه عواملی نقش دارند؛ برای مثال، آیا داده‌های ورودی خاصی تأثیر خاصی بر نتایج مدل دارند.

رینکه می‌گوید: «ما باید در روش‌ها و متدهای جدید سرمایه‌گذاری کنیم تا اطمینان حاصل کنیم که به‌طور مناسب از آن‌ها استفاده می‌کنیم. ما ایده‌های اولیه‌ای را ترسیم کرده‌ایم و من و تیمم به کار بر روی این موضوع در آینده ادامه خواهیم داد.»

خطرات دوقلوی دیجیتال زمین

در نهایت، رینکه و همکارانش بیان می‌کنند که آیا دوقلوی دیجیتال زمین می‌تواند خطراتی به همراه داشته باشد، زیرا «نگاه کاهش‌گرایانه به طبیعت به‌عنوان یک ماشین» ممکن است به تضعیف اصول دموکراتیک منجر شود «زیرا ممکن است به‌عنوان ابزارهای سیاسی برای توجیه و کنترل استفاده شوند». در این زمینه، نویسندگان داستان احتیاط‌آمیز نقشه‌کشی را ذکر می‌کنند که مأمور به ایجاد نقشه‌ای کامل است. همان‌طور که در مقاله خود در مدل‌سازی سیستم‌های اجتماعی-محیطی بیان می‌کنند: «چنین نقشه‌ای به اندازه یک نمای دیجیتال کامل از واقعیت غیرممکن است. دانشمندان و تصمیم‌گیرندگان نباید در دام این خطا بیفتند.»