Creierul Matryoshka este o megastructură ipotetică propusă de Robert Bradbury bazată pe o sferă Dyson care are o putere de calcul enormă. Acesta este un exemplu de mașină stelară de clasa B care folosește întregul potențial energetic al unei stele pentru a alimenta un sistem informatic [1] . Numele conceptului provine de la o păpușă rusă din lemn - matrioșca [2] .
Termenul „creier matryoshka” a fost inventat de Robert Bradbury ca o alternativă la termenul „creier-Jupiter” - un concept similar, dar mai degrabă la scară planetară decât stelară și optimizat pentru o întârziere minimă de propagare a semnalului. Designul creierului matryoshka pune accent pe capacitatea netă și maximizarea energiei primite de la sursă (stea), în timp ce creierul lui Jupiter este optimizat pentru viteza de calcul [3] .
O astfel de structură trebuie să fie formată din cel puțin două (de obicei mai multe) sfere Dyson construite în jurul stelei și cuibărite una în cealaltă. O parte semnificativă a carcasei va consta din nanocalculatoare la scară moleculară. Aceste computere vor primi cel puțin parțial energie din schimbul dintre stea și mediul interstelar. Carcasa va absorbi energia radiată către suprafața sa interioară, o va folosi pentru a alimenta sistemele computerizate și va radia energie spre exterior. Nanocalculatoarele din fiecare carcasă vor fi proiectate să funcționeze la temperaturi diferite.
Ca orice altă sferă Dyson încâlcită, acest design este instabil gravitațional pe termen lung. Din punct de vedere ingineresc, construcția acestei structuri necesită costuri enorme, inclusiv din cauza faptului că construcția de scoici va necesita utilizarea de material dintr-o parte semnificativă a sistemului planetar al stelei și, cel mai probabil, pur și simplu nu are o soluție. în ceea ce priveşte materialele realist posibile. În plus, deoarece în orice calcul energia este disipată sub formă de căldură nu mai mică decât constanta Boltzmann pentru fiecare bit și proporțională cu temperatura conform principiului Landauer , iar în vid, transferul de căldură are loc numai prin radiație, structura multistrat nu crește eficienta sa energetica.
Este destul de greu de imaginat posibilele aplicații ale unor resurse de calcul atât de uriașe. Una dintre ideile propuse de Charles Strauss în romanul Accelerando este că creierul matryoshka poate fi folosit pentru a crea o imitație exactă a realității sau pentru a transfera conștiința umană în realitatea virtuală [4] [5] . Damien Broderick sugerează că creierul matryoshka va fi capabil să modeleze universuri alternative întregi [6] .
Futuristul și transumanistul Anders Sandberg a scris un eseu care examinează implicațiile efectuării unor calcule de această amploare pe mașinile asemănătoare creierului matryoshka, care a fost publicat de Institutul pentru Etică și Noi tehnologii [7] .
Robert Bradbury, autorul conceptului, l-a folosit în antologia Year Million : Science at the Far Edge of Knowledge , care a atras interesul editorialiştilor din Los Angeles Times şi Wall Street Journal [8] [9 ] .
Ideea unor dispozitive de calcul masiv puternice a fost explorată într-un eseu al lui Nick Bostrom în The Philosophical Quarterly . Bostrom susține că, dacă oamenii evoluează în mod voluntar la stadiul postuman , ar fi necesare simulări pe computer la scară largă înainte de fiecare etapă de evoluție , necesitând mașini precum creierul matrioșcă [10] . Raymond Kurzweil menționează această idee de mai multe ori în The Singularity Is Near (2005), urmând o linie similară de raționament. El observă că existența în interiorul unui model computerizat poate fi la fel de „reală” ca și într-o biosferă normală – dacă o astfel de distincție poate fi făcută deloc [11] . Conceptul de creier matryoshka este de asemenea discutat într-un articol publicat în numărul din aprilie 2003 al British Interplanetary Society [12] .
Creierul-Jupiter este o megastructură computațională teoretică de dimensiunea unei planete. Spre deosebire de creierul matryoshka, creierul lui Jupiter este optimizat pentru a minimiza întârzierea de propagare a semnalului și are o structură compactă. Furnizarea de energie și disiparea căldurii într-un astfel de sistem prezintă provocări semnificative.
Deși un obiect solid dens, cu dimensiunea și masa unei planete terestre sau a unui gigant gazos nu poate fi construit din niciun material cunoscut, o astfel de structură poate fi construită ca o rețea de densitate scăzută cu o masă comparabilă cu un satelit mare sau cu o planetă mică, dar cu un volum semnificativ mai mare, fie ca structură densă, dar nu solidă, cu masa și densitatea planetei (necesită controlul gradientului de temperatură intern pentru a preveni convecția ).