Капсулы времени – это интересный и проверенный временем способ сохранять фрагменты прошлого. В большинстве случаев в них входят фотографии, памятные записи и другие ценные личные вещи, то, что даёт будущим поколениям представление о жизни, которая была в их прошлом. Но что, если мы захотим сохранить память и опыт целого вида за тысячи лет? Что бы мы выбрали для того, чтобы заныкать это, и где бы мы это поместили?

Именно это задумали исследователи из Лаборатории молекулярных информационных систем из Вашингтонского университета и Microsoft, когда объявили о своём проекте #MemoriesInDNA [воспоминания в ДНК]. Этот проект приглашает людей отправлять фотографии, которые будут закодированы в ДНК и сохранены на тысячелетия. И, благодаря партнёрству с фондом Arch Mission, эта капсула отправится на Луну в 2020 году!

Лидеры проекта хотят включить в этот архив 10000 оригинальных фотографий и полный текст 20 важнейших книг (а также и другие материалы), и сохранить его в синтетическом ДНК, дав доступ к нему исследователям всего мира. ДНК обеспечит компания из Сан-Франциско Twist Bioscience, создающая синтетические ДНК для коммерческих партнёров, проводящих биотехнологические исследования.



Участников поощряют делиться фотографиями в соцсетях с хэштегом #MemoriesInDNA, и описывать, почему данная фотография важна для них. Как сказал Луис Цезе, профессор Школы информатики и инженерного дела имени Пола Аллена при Вашингтонском университете, по поводу данного проекта:

Теперь ваша очередь показать нам, что нужно сохранить в ДНК навечно. Мы хотим, чтобы люди сделали фотографию чего-либо, что они хотят сохранить в памяти мира – это интересная возможность отправить сообщение будущим поколениям и одновременно помочь нашим исследованиям.

По сравнению с дата-центрами, которым требуются гектары земли и ощутимые объёмы электричества, ДНК предлагает способ хранения данных на молекулярном масштабе. Это носитель для хранения данных, который на несколько порядков плотнее, в миллионы раз компактнее, и может храниться гораздо дольше обычных аналогов.

В основу процесса положено превращение последовательностей нолей и единиц в цифровые данные, хранящиеся в четырёх базовых строительных блоках последовательностей ДНК – аденине, гуанине, цитозине и тимине. В коллекции проекта уже находится более 3000 изображений, среди которых – физические фотографии, цифровые фотографии, и страницы, хранящиеся на аналоговых микрофишах, представляющих собой тончайшие листы никеля.



«В ДНК природе удалось сохранить информацию на молекулярном уровне, — сказал Цезе. – Наша цель – изучить то, как на этом основании создать революционные системы. „Воспоминания в ДНК“ дают каждому возможность участвовать в проекте и сохранить ценные воспоминания. А теперь ещё и за пределами планеты Земля! Мы польщены быть частью этого невероятного проекта».

Естественно, встаёт вопрос того, как этот архив ДНК будет защищён, находясь на Луне, вне защитного магнитного поля Земли. Хорошо известно, что космические лучи пагубно влияют на ДНК, увеличивают риск рака среди космонавтов. В случае с архивом космические лучи могут поломать молекулярные цепочки ДНК, и сделать их нечитаемыми.

Чтобы справиться с этим, Цезе с командой работали над методами, позволяющими обеспечить расшифровку информации даже при деградации части ДНК. Первый метод, физическая избыточность, состоит в добавлении нескольких копий (возможно, даже миллионов копий) каждой цепочки ДНК в архив, чтобы справиться с деградацией.

Второй метод, логическая избыточность, был разработан Цезе и другими членами команды в содружестве с Microsoft. В этот метод входит присоединение информации о данных к самой ДНК. Тогда, даже если все копии цепочек ДНК исчезнут, исследователи всё равно смогут восстановить утерянное.



Впервые о проекте объявили в январе 2018 года, и Вашингтонский университет совместно с Microsoft с тех пор организовали партнёрство с фондом Arch Mission. Этот некоммерческий фонд из Техаса посвящён созданию архивов при помощи различных методов хранения данных, которые смогут пережить долгое пребывание в космосе или удалённых местах мира (пещеры, под водой, под землёй, и т.д.).

«Миссия Microsoft – дать каждому человеку и каждой организации на Земле возможность достигать большего», — сказала Карин Страус, главный исследователь в Microsoft. «Сотрудничество с фондом Arch Mission по проекту лунной библиотеки – естественное продолжение этой миссии за пределы границ планеты. Этим мы демонстрируем значимость человеческих знаний и невероятную плотность, доступную при хранении цифровой информации в ДНК. Эта работа продолжает раздвигать границы возможного всё более интересными способами и во всё более примечательных направлениях».

Фонд, пользуясь развитием системы хранения данных и появлением коммерческих космических полётов, старается сохранять и распространять наиболее важные знания человечества. Храня их в космосе, фонд надеется, что эти архивы (известные, как Arch Libraries), станут наиболее длительно хранящимися записями человеческой цивилизации из когда-либо созданных.

В этом году фонд объявил о создании "лунной библиотеки", которая к 2020 году разместит на Луне Википедию и другую архивную информацию. Теперь к этому архиву добавится и архив #MemoriesInDNA, и вся эта информация станет крупнейшим объёмом данных, когда-либо записанных в синтетической ДНК. Как сказала Нова Спивак, сооснователь фонда, в недавнем пресс-релизе компании:

Мы стараемся создать крупнейшую библиотеку в ДНК – и она продолжит свой рост вместе с ростом наших возможностей в будущем, по направлению к петабайтным масштабам. Мы гордимся тем, что это дополнение к «лунной библиотеке» – наша первая особая коллекция – основана на нашей миссии сохранения данных, охраняющей как классические работы так и драгоценные воспоминания. Эти данные – потрясающее начало наших особых коллекций для «лунной библиотеки» и достойное продолжение миссии фонда, открывающего новые рубежи в области сохранения данных.

Эта фотография луны также включена в проект #MemoriesInDNA

На случай, если у того, кто найдёт «библиотеку», не окажется необходимых технологий для доступа к ней, Arch Mission приложит к ней инструкции по секвенированию ДНК и получению информации. Благодаря новому партнёрству команда учёных работает над завершением всех процессов по упаковке и хранению, чтобы успеть к дедлайну 2020 года.

Карин Страус, главный исследователь из Microsoft, адъюнкт-профессор Вашингтонского университета по информатике и инженерному делу, описала это так:

Мы гордимся тем, что партнёрское взаимодействие с фондом продолжает расширять границы возможного всё более интересными способами и во всё более примечательных направлениях. Это невероятно интересный проект, и над ним у нас работает замечательная команда специалистов из разных областей: теоретики кодирования, компьютерные архитекторы, инженеры, молекулярные биологи – все они совместно превращают эту новую технологию в реальность.

Интересно, что «лунная библиотека» будет не первым архивом, запущенным в космос. В феврале фонд Arch Mission совместно со SpaceX запустили «солнечную библиотеку», кристалл, содержащий трилогию Айзека Азимова «Основатели», которая миллиарды лет будет находиться на орбите вокруг Солнца. В будущем они надеются отправить библиотеки на низкую околоземную орбиту и в различные места по всему миру, на Марс и в другие места Солнечной системы.

Кто знает – возможно, когда-нибудь человечество станет межпланетным видом и откроет бесчисленное количество капсул времени, описывающих жизнь в XXI веке. Или, возможно, наши ДНК-архивы станут чем-то вроде золотой пластинки «Вояджера», и в конце концов попадут в руки внеземного разума. Так или иначе, будущие поколения, которые откроют эти архивы, наверняка будут заинтригованы своей находкой!