مهندسی کده

مدل سازی کامپیوتر و محاسبه دستی ، مقایسه مدرن و کلاسیک

یک مدل رایانه ای فقط از تئوری کوانتوم و نظریه نسبی گرایی استفاده می کند

امروز یک کامپیوتر برای حل یک معادله دیفرانسیل کلاسیک میلیون ها عمل حسابی را در چند ثانیه انجام می دهد ، در حالی که نیوتن (یکی از پدران حساب دیفرانسیل) حل معادله مشابه را با محاسبه دستی ساعت ها طول می کشد ، حتی اگر کاشف آن مورد خاص باشد معادله

مدل سازی رایانه ای برای فیزیک کوانتوم و نسبی گرایی ضروری است. فیزیک کلاسیک حد مکانیک کوانتوم برای تعداد زیادی ذرات در نظر گرفته شده است. از طرف دیگر ، مکانیک کلاسیک از مکانیک نسبی گرایی گرفته شده است. به عنوان مثال ، در بسیاری از فرمولاسیون های مربوط به نسبیت خاص ، یک عامل تصحیح (v / c) 2 ظاهر می شود ، جایی که v سرعت جسم است و c سرعت نور است. برای سرعتهای بسیار کوچکتر از نور ، می توان از اصطلاحات c2 و بالاتر که ظاهر می شوند غافل شد. سپس این فرمولها به تعریفهای استاندارد انرژی حرکتی و حرکت نیوتنی تقلیل می یابند. این همانطور است که باید باشد ، زیرا نسبیت خاص باید با مکانیک نیوتنی در سرعت های پایین موافقت کند. مدل سازی رایانه ای باید تا حد ممکن واقعی باشد. فیزیک کلاسیک خطایی را در مورد فوق روان بودن معرفی می کند. به منظور تولید مدل های قابل اعتماد در جهان ، نمی توان از فیزیک کلاسیک استفاده کرد. درست است که نظریه های کوانتوم وقت و منابع رایانه ای را مصرف می کنند و می توان معادلات فیزیک کلاسیک را برای ارائه یک راه حل سریع مورد استفاده قرار داد ، اما چنین راه حل فاقد قابلیت اطمینان است.

در مدل سازی رایانه ای فقط معیارهای انرژی برای تعیین اینکه کدام تئوری استفاده شود ، استفاده می شود: نظریه نسبیت یا کوانتوم ، هنگام تلاش برای توصیف رفتار یک شی. یک فیزیکدان قبل از استفاده از مدلهای دقیق تر و ادامه محاسبات ، از یک مدل کلاسیک برای ارائه تقریب استفاده می کند.

در مدل رایانه ای ، در صورت استثنا فیزیک کلاسیک ، نیازی به استفاده از سرعت جسم نیست. اجسام کم انرژی توسط تئوری کوانتوم و اجسام با انرژی زیاد توسط نظریه نسبیت اداره می شوند. [