Počítačová simulace

Počítačová simulace či digitální prostředky běží na počítačový program na počítači nebo síti , aby simulovaly skutečné fyzikální jev a složité (např padají tělesa na měkkém povrchu, únosnost ropná plošina vlnách, únava materiálu pod vibračního namáhání, opotřebení kuličkového ložiska atd.). Vědecké numerické simulace jsou založeny na implementaci teoretických modelů často pomocí techniky konečných prvků . Jedná se tedy o adaptaci na digitální prostředky matematického modelování a používají se ke studiu fungování a vlastností modelovaného systému i k predikci jeho vývoje. Mluvíme také o numerickém výpočtu . Grafická rozhraní umožňují vizualizaci výsledků výpočtů pomocí syntetických obrázků .

Tyto počítačové simulace se rychle staly nezbytnými pro modelování přírodních systémů ve fyzice , chemii a biologii , ale také lidských systémů v ekonomice a sociálních vědách . Umožňují omezit riziko a vyhnout se nákladům na řadu skutečných testů (např. Testy vozidel). Mohou nabídnout vhled do vývoje systému, který je příliš složitý na to, aby jej bylo možné simulovat pomocí jednoduchých matematických vzorců (např. Hurikán).

Numerická simulace se používá pro:

Ve společenských vědách je počítačová simulace součástí jednoho z pěti úhlů sběru dat v obecnější metodě známé jako perkolace dat, která také společně pokrývá kvantitativní a kvantitativní metody, přehled literatury (včetně vědecké literatury).), a rozhovory s odborníky. V tomto ohledu nabízí perkolace dat úplnější vizi a metodu než triangulace dat během analýzy pozorovaných jevů.

Epistemologická kritika

Numerická simulace by samozřejmě neměla být zaměňována - jak naznačuje termín simulace - s realitou . To, že počítač říká, že se to stane, ještě neznamená, že se ve skutečnosti chová jako ve skutečnosti (např. Numerické simulace předpovědi počasí). Numerická simulace je pouze reprezentací reality na základě základního teoretického modelu . Pokud je takto počítačově zpracovaný teoretický model chybný, jsou vypočítané výsledky nesprávné a mohou vést k chybným rozhodnutím. Konkrétně je model vytvořen pro dané použití a jeho použití v jiném kontextu má velkou šanci generovat falešné výsledky (viz ověření simulací ).

Nejlepší způsob, jak shrnout tuto epistemologickou kritiku, je: „mapa není území! ".

Digitální simulace - která má tendenci se díky své rychlosti implementace stát základním nástrojem pro konstrukci složitých průmyslových objektů (například: simulace dopravních nehod, průzkum oblastí leteckých letů, simulace atomových bomb atd.) - by tedy neměla být používány bez vědeckého zpětného pohledu nebo profesionální opatrnosti.

Kritická analýza výsledků, ověření platnosti použitých teoretických modelů , srovnání předpovězených výsledků s experimentem ... má tolik reflexů, jaké má inženýr, a které jsou pak dokonce součástí etiky profesionálního uživatele, to zejména proto, aby se při logistických a konstrukčních rozhodnutích nepřipravovala neuvážená rizika (například: viz katastrofu spojenou s pečetí posilovače amerického raketoplánu, jehož numerická simulace nezjistila strukturální slabost ) a / nebo investice (například: viz finanční selhání na začátku výnosu velkého pařížského zábavního parku kvůli špatným numerickým simulacím četnosti a předpovědi spotřebitelských výdajů ).

Dějiny

Počítačová simulace se objevila ve stejnou dobu jako počítačová věda pro potřeby projektu Manhattan během druhé světové války , aby bylo možné modelovat proces jaderné detonace. První „civilní“ numerickou simulací v teoretické fyzice byl experiment Fermi-Pasta-Ulam (1953). Od té doby se vyvinul společně s IT.

Kategorie počítačové simulace

Můžeme rozlišit tři kategorie simulací:

Simulační metody

Příklady simulací

Poznámky a odkazy

  1. (in) John Brockman a Steven Pinker (úvod) ( pref.  Richard Dawkins) Jaký je váš nebezpečný nápad? : dnešní přední myslitelé na nemyslitelné , New York, Harper Perennial,2007, 300  s. ( ISBN  978-0-061-21495-0 , OCLC  1030009771 )
  2. (en) Olivier Mesly , Vytváření psychologických modelů ve výzkumu , Cham, Švýcarsko Springer al.  "SpringerBriefs in psychology",2015, 126  s. ( ISBN  978-3-319-15752-8 , OCLC  908117636 )

Podívejte se také

Související články

Externí odkaz

Bibliografie