為什麼人類不能用計算機模擬出來生物個體(比如人)?

時間 2021-05-29 23:28:21

1樓:Pepsi王

問題1,現階段不太可能。

問題2,即使問題1解決了,仍然會有計算可靠性,人群體質多樣性等問題只有依靠臨床才能獲得可靠資料。

問題3,現在就可以,但是思路和你所想的是不太一樣的。

從空間尺度上來說,量子化學計算規模目前還是停留在多肽和小蛋白階段,而且現有的量化是屬於力學的,不是動力學的。分子動力學計算目前最強的De Shaw的實驗室計算的也只是較複雜的蛋白的構型變化。不要說模擬生物個體,僅僅是模擬單個細胞的計算量就遠大於現有超算的計算能力。

從時間尺度上來說,分子動力學所涉及的時間尺度在納秒到微秒尺度,算力較大的可以達到微秒尺度。而量子化學所涵蓋的範圍是皮秒甚至飛秒尺度,遠遠達不到題中所說的模擬「發育」等過程的要求。

不過個人來講,我倒是對量子計算機的發展抱一點期望 :)

可以參考下圖。

涉及鹼基對的表達需要體現原子尺度的精細結構,分子動力學在往上的計算方法都達不到這一精度要求。

第二個問題因為我的領域和臨床開發比較遠,所以不太好回答。(其實就是不懂=_=##)

第三個問題比你想的簡單一些。在藥物開發的時候我們並不必然需要跟蹤病毒/細菌感染致病的發展過程。現有的方法是查明某種病毒表面蛋白的作用位點,然後尋找能和這一位點特異結合的藥物。

這種方法叫分子對接,也是分子模擬的乙個細分區域。

例如HIV,上圖這個就是HIV的capsid,已經在2023年由伊利諾大學香檳分校的研究人員在該大學的Blue Waters超級計算機上實現,其中包含了超過1300的蛋白,總原子數超過6400萬。

有人看的話更新一點分子對接(Molecular Docking)的內容

2樓:骷髏森

且不說計算機的速度問題,首先,生物的執行機制我們根本沒有全部了解,肌肉動力都只是猜想理論,更不用說神經腦科學了,我們的身體不是設計出來的,而是大自然用試錯法試了46億年才試出來的,你想幾十年就全弄懂嗎?

3樓:Gordon

題主,先不說計算能力的問題,我們本身對人體各種生理、化學反應的機理就還沒弄清楚,更別提用計算機直接編寫程式來從最小粒度開始模擬了好吧。如果真如題主所說,科學家們就用計算機模擬整個宇宙的任何的東西算了,其他科學家都不需要了,這個世界是程式設計師的天下了,哈哈哈哈~

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