Katalog

BİLGİSAYAR D Ü N Y A S I Bilime yeni olanaklar Benzeşim (simulasyon) teori ve deneyin yanı sıra gerçeği keşfetmenin üçüncü ayağı oluyor. Brian Hayes Özet çeviri: Nezihe Bahar Bilgisayarla benzeşim NASA Araştırmacılar, molekülleri "görmek" ıçın bilgisayarlardan yararlanıyor (yanda) Altı antikor, yabancı hücredeki (kırmızı küreler) mülekülleri ele geçiriyorlar (üstte) mühendisleri akış, kanlar dinamiğinin karmaşık denklemlerini çözmek ve bir uzay gemisi fırlatılırken dayanması gereken basıncı hesaplamak için bir süperbilgisayar kullandılar. Bilim genel olarak teori ile dsney arasında bir diyalog olarak düşünülür. Ancak son yıllarda buna bir üçüncü ayak katılmıştır; simulasyon (benzeri bir model yaratarak incelemeyi model üzerinde sürdürmek). Simulasyon (benzetim), gerçeği keşfetmenin yenl bir yolu, yeniden icat, ederek dünyayı anlama yoludur. 1980'lerde bilimin bu üçüncü ayağı, araştırma alanlarının çoğuna girmiştir. Son 10 yılda bilgisayar simulasyonları yıldız ölümlerinin (patlamayla yok olmalarının) eksik detaylarını araştırmada kullanıldı. Bu simulasyonlarda inceleme, yıldız kütlesini, kimyasal bileşimini ve iç yapısını gösteren bir matematlk model ile başlar. En hızlı bilgisayarda bile simulasyon. gerçek hayatta olayın geçtiği her saniyeye karşılık dakikalar gerektirebilir. Fizik kanunlarının detaylı sonuçlarının incelenmesinde bilgisayar kullanılması, tamamen yeni bir şey değildir. 18. yüzyılda Güneş ve gezegenlerin hareketlerını gösteren aygıtlar, gezegenlerin ve uydularının hareketlerini slmule ediyordu. Bu aygıtlarda manivelayı döndürerek Güneş sisteminin sonraki yıllarda nastl olacağım izlemek mümkündü. Bazı ortaçağ usturlapları da (gökcisimlerinin yüksekliğini tayin etmede kullanılan araç) benzer işe yarıyordu. Evrenin yapısıyla ilgili çalışmalarda çoğu zaman simulasyon tek yoldur. Ama simulasyon yalnız deney olanağı bulunmayan alanlarda değil, yetersiz teorilerin ilerletilmesinde de kullanılıyor. Bilgisayar simulasyonu, deney konu sunda kısıtlamaları olmayan alanlarda da kullanılmakta. örneğin birkaç yıl önce IBM'den Enrico Clementi, ONA dizisini çevreleyen su moleküllerinin durumunu ve gelişmeyi inceleyen bir simulasyon yapmıştır. Geleneksel deneyler bu konuda ancak dolaylı bilgi vermiştir. Bilgisayar simulasyonları biyolojide de kullanılıyor. örneğin 'AlOS'in yayılışı dahil, salgın hastalıkların incelenmesi simulasyon ile yapılıyor. 1980'lerde hepimiz insanoğlunun, dünyanın iklimini değiştirecek güce sahip olduğunu öğrendik. Bu, atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonunun arttırılmasının iklim üzerindeki etkilerini gösteren bilgisayar simulasyonu sayesinde anlaşılmıştır. Simulasyon konusunda tereddütler "Bilgisayar modeli iyi çalışır, detaylı sonuçlar verebilir ama, yine de hatalı olabilir" deniyor. Ancak geleneksel deneylerin de yanıltıcı sonuçlar verebildikleri unutulmamalı. Bir başka sorun da şu: öyle iyi, oyle gerçeğe uygun karmaşık bir model yaratırız ki onu incelemek, gerçeğini incelemek kadar zor olabilir. Simulasyonda böyle bir karmaşıklığa matematıkte ulaşılmıştır. 1976'da VV.Haken'in gelıştirdiği bir bilgisayar destekli ispat programı çok uzun ve karışık hale gelince, kontrol için ayrı bir bilgisayar programı gerekli olmuştur. Bilgisayar simulasyonlarından yeni bilgiler edindiğimiz de oluyor. 1960'larda havayla ilgili bir simulasyon yapan Lorenz, kendi modelindeki atmosferin "kaotik" olduğunu tespit etmiştır. Gerçek atmosferin de tam aynı şekilde "kaotik" olduğu görüldü. Bilgisayar simulasyonu ne teori ne de deneyin yerine geçiyor. Bilgisayar, sadece bilime daha geniş, daha serbest çalışma olanağı sağlıyor. ii Benzeşimler, bazı matematiksel yapıların traktal karmaşıklığını çozümlemeye yardımcı oluyor (sağda) Mach 8 htzında uçan bir jetin kanadındaki ya da kuyruğundaki basıncı gösteren bir benzeşim (solda)