Science Umaasa Sa Computer Modelling - So What Happens When It Goes Maling?

Science Umaasa Sa Computer Modelling - So What Happens When It Goes Maling?

Mula sa pagbabago ng pagtuklas ng penicillin sa mga teorya ng relativity at mekanika ng quantum, umunlad ang agham na may bilis ng pag-iisip kahit na bago nagkaroon ng mga computer. Karamihan sa mga ito ay pababa sa katabaan ng pang-agham na paraan: ang mga pang-agham na resulta ay napatunayan sa pamamagitan ng pagiging replicated at pinalawak ng iba pang mga siyentipiko.

Ngunit ang paraan ng ginagawa natin sa agham ay nagbabago - umaasa tayo ngayon sa masalimuot na mga modelo ng computer upang maunawaan ang kalikasan. At ito ay lumalabas na ang mga modelong ito ay maaaring halos imposible upang magparami - ibig sabihin ay isang mahalagang pagsubok ng agham ay hinamon. Kaya ano ang mga epekto ng tunay na mundo ng pagbabagong ito at ano ang magagawa natin tungkol dito?

Ang pre-modernong agham - na kilala bilang "natural na pilosopiya" - ay isang empirical. Ang agham na agham ay gumagamit ng mga nakaraang obserbasyon upang makagawa ng mga hula tungkol sa hinaharap, na maaaring masuri. Tycho Brahe, isang astronomer ng Danish na 16th-siglo, ay nakapangasiwa ng tumpak at komprehensibong obserbasyon ng kalangitan sa ganitong paraan.

Modern science, gayunpaman, ay manilay-nilay. Theoretical agham din ay gumagawa paghuhula, ngunit ito derives ang mga ito mula mathematical modelo sa halip na mula sa naunang mga obserbasyon. Mag-isip ng Isaac Newton 's mga batas ng paggalaw, tulad ng ang inverse square law of gravitation.

Halimbawa, mayroong isang equation na naglalarawan sa orbita ng Earth sa paligid ng araw. Ang equation na ito ay maaaring gamitin upang bumuo ng isang modelo ng computer kung saan maaari mo lamang i-plug ang ilang mga variable at makita kung paano nagbabago ang solusyon. Maaari mo lamang i-plug sa isang petsa sa hinaharap at magbasa ng posisyon ng Earth sa petsang iyon. Maaari mo ring gamitin ang parehong programa upang mag-modelo ng iba pang mga planeta system - lahat ng ito ay batay sa parehong matematika. Ang kailangan mo lang gawin ay i-plug sa iba't ibang masa at iba pang ibang mga pag-aari ng mga kasangkot na katawan.

Ang ganitong mga matematiko equation ay mahusay na kapag sila ay magagamit - ngunit madalas na sila ay hindi. Halimbawa, alam namin na walang simpleng equation na malulutas ang tinatawag na "problema sa tatlong-katawan", Na naglalarawan ng tatlong katawan orbital sa paligid at pag-impluwensya sa bawat isa sa pamamagitan ng puwersa ng grabidad - tulad ng buwan, Earth at araw.

Karamihan sa kasalukuyang agham ay may kaugnayan sa mas masalimuot na mga sistema, at katulad nito ay walang eksaktong solusyon. Ang mga ganitong modelo ay kailangang "computational" - na naglalarawan kung paano nagbabago ang sistema mula sa isang instant hanggang sa susunod. Ngunit walang paraan upang matukoy ang eksaktong estado sa ilang panahon sa hinaharap maliban sa pamamagitan ng "simulating" ebolusyon nito sa ganitong paraan. Ang pagtataya ng panahon ay isang pamilyar na halimbawa; hanggang sa pagdating ng mga computer sa 1950s, imposibleng mahulaan ang hinaharap na panahon nang mas mabilis kaysa sa aktwal na nangyari.

Ang karaniwang agham ay karaniwang binubuo ng paggawa ng isang matematikal na modelo na naglalarawan ng isang kumplikadong sistema, pagkatapos ay i-on ito sa isang computational kunwa, at pagpapatakbo ng kunwa upang gumawa ng mga hula upang patunayan ang modelo.

Kapag nabigo ang pagmomolde

Ang pagmomolde ay ginagamit sa mga siyentipikong larangan - mula sa astrophysics at klima hula sa bioinformatics at economics. Pero meron pagtaas ng debate tungkol sa katotohanan na ang agham na ito ay mahirap patunayan sa pamamagitan ng pagpaparami.

Ito ay lumalabas na ang simpleng paglalarawang mga pang-eksperimentong pamamaraan sa mga salita ay hindi sapat. Iyon ay bahagyang dahil natural na mga wika tulad ng Ingles ay simpleng masyadong malabo para sa naglalarawan ng mga computations tiyak. Mayroong, pagkatapos ng lahat, isang dahilan kung bakit ang mga programmer ay gumagamit ng mga programming language. Ang isa sa mga pinakamalaking hamon sa pagpapaunlad ng software ay ang pag-convert ng mga hindi malinaw na pangangailangan sa tumpak na mga pagtutukoy ng pag-uugali.

Ang mga tao - kahit na ang mga siyentipiko - ay tapos na ang lahat. Ang pagbago ng anumang impormasyon sa isang programa ay halos walang pasubali na nagpapakilala sa mga bug kasama ang paraan. Halimbawa, maraming siyentipiko ang nakasalalay sa mga tool sa paggalaw ng data tulad ng mga spreadsheet, na idinisenyo para sa madaling paggamit at hindi para sa katatagan. Napakadali lamang na lagyan ng maling hanay ng mga cell sa isang spreadsheet, nang hindi nakakakuha ng anumang mga babala. Ito ay isa sa metodolohikal na mga depekto sa isang papel na ginagamit ng Partidong Republikano ng US upang i-base ang kanilang mga patakaran sa pro-austerity.

Katulad ng isang kamakailang pag-aaral sa 15,770 spreadsheets na ginawa pampubliko sa panahon ng pagsisiyasat sa korporasyong US Enron ay nagpakita na ang 24% ng mga spreadsheet na naglalaman ng hindi bababa sa isang formula ay may halatang mga bug, tulad ng pagdaragdag ng mga blangko na selula.

Sa natural na siyensiya, ang Mars Climate Observer, isang espasyo pagsisiyasat na inilunsad sa 1998 upang pag-aralan ang klima sa Mars, ay nawala sa isang taon mamaya dahil ang isang bahagi ng control software na nagkamali ginamit imperyal sa halip ng mga yunit ng panukat. Ang isa pang pag-aaral ng siyam na mga independiyenteng mga pagpapatupad ng parehong geoscience eksperimento - gamit ang parehong dataset, algorithm, at programming language - nagpakita napakakaunting kasunduan sa mga resulta na nakuha.

Ano pa, kahit na ang mambabasa ng isang papel na pananaliksik ay maaaring matagumpay na bigyang-kahulugan ang tumpak na kahulugan ng manunulat, at pagkatapos ay walang kakayahang isalin ito sa isang programa, mayroon pa ring mga pitfalls sa pagsasagawa nito. Ang isang partikular na nakakalito uri ng mga problema ay nagmumula sa kung paano ang mga computer ay may hawak na mga numero: bagaman maaari nilang manipulahin ang mga integer tulad ng 42 at -17 na may perpektong katumpakan, karaniwang mga pamamaraan para sa pagmamanipula ng mga tunay na numero tulad ng π≈3.14 at √2≈1.414 pinahihintulutan lamang ang tinatayang katumpakan. Ang mga pagtatantya na ito ay nangangahulugan na ang mga katumbas na paraan ng pag-compute ng parehong halaga ay maaari magbigay ng iba't ibang mga resulta.

Kaya, ano ang magagawa? Kung kahit na ang mga eksperto sa software developer ay hindi maaaring mapagkakatiwalaan gumawa ng tamang software, anong pag-asa ang mayroon para sa mga amateur programmer tulad ng mga siyentipiko?

Ang isang linya ng trabaho ay upang makagawa ng mga tool para sa pagdisenyo ng "mga domain-tiyak na" programming language, bawat isa ay pinasadya sa isang partikular na uri ng problema, tulad ng pag-uugali ng mga ahente sa mga pang-ekonomiyang merkado o ang pagsasabog ng mga gamot sa mga cell. Ang mga layuning ito ay gawing mas madali para sa mga espesyalista na ilarawan ang mga computation nang direkta sa mga pamilyar na mga termino, sa halip na i-encode ang mga ito nang hindi direkta sa isang pangkalahatang layunin na programming language.

Ang ikalawang diskarte ay naglalayong mag-disenyo ng higit pang pagpapahayag ngunit gumagamit pa rin ng "mga sistema ng uri" para sa mga programa. Ang mga ito ay gawing mas madali ang mahuli ang mga "nakakatawa" na mga pagkakamali, tulad ng mga blangkong selula sa mga spreadsheet, o paghahalo ng mga halaga sa iba't ibang mga yunit. Hindi nito maaaring mamuno ang lahat ng mga error sa logic bagaman. Ang ikatlong linya ay upang bumuo ng magagamit na mga aklatan ng code para sa eksaktong aritmetika, pag-iwas sa mga problema ng pagtatantya.

Mayroong bawat pagkakataon na ang mga pamamaraan na ito ay maaaring makatulong sa pag-aayos ng problema sa pasulong, o hindi bababa sa alisin ang ilan sa mga panganib. Matapos ang lahat, kailangan ng mundo ang mga siyentipiko at siyentipiko ay nangangailangan ng mga computer - na malamang na hindi magbabago anumang oras sa lalong madaling panahon.

Tungkol sa Ang May-akda

Jeremy Gibbons, Propesor ng Computing, Unibersidad ng Oxford. Ang tema ng pananaliksik ng Pinuno ng Programming ng Wika.

Ang artikulong ito ay orihinal na lumitaw sa Pag-uusap Ang

Mga Kaugnay Book:

InnerSelf Market

Birago

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook icontwitter iconicon youtubeicon ng instagramicon ng pintresticon ng rss

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

Katibayan

Asul na tubig na napapalibutan ng patay na puting damo
Sinusubaybayan ng mapa ang 30 taon ng matinding pagtunaw ng niyebe sa buong US
by Mikayla Mace-Arizona
Ang isang bagong mapa ng matinding snowmelt na mga kaganapan sa nakalipas na 30 taon ay nilinaw ang mga prosesong nagtutulak ng mabilis na pagtunaw.
Puting yelo sa dagat sa asul na tubig na may paglubog ng araw na sumasalamin sa tubig
Ang mga nagyeyelong lugar sa Earth ay lumiliit ng 33K square miles bawat taon
by Texas A & M University
Ang cryosphere ng Earth ay lumiliit ng 33,000 square miles (87,000 square kilometers) bawat taon.
wind turbines
Isang kontrobersyal na aklat sa US ang nagpapakain ng pagtanggi sa klima sa Australia. Ang pangunahing pahayag nito ay totoo, ngunit hindi nauugnay
by Ian Lowe, Emeritus Professor, School of Science, Griffith University
Nadurog ang puso ko noong nakaraang linggo nang makita ang konserbatibong komentarista ng Australia na si Alan Jones na nagwagi sa isang kontrobersyal na libro tungkol sa...
larawan
Ang Hot na Listahan ng mga siyentipiko sa klima ng Reuters ay heograpikal na baluktot: bakit ito mahalaga
by Nina Hunter, Post-Doctoral Researcher, Unibersidad ng KwaZulu-Natal
Ang Reuters Hot List ng "mga nangungunang siyentipiko sa klima sa mundo" ay nagdudulot ng buzz sa komunidad ng pagbabago ng klima. Reuters…
Ang isang tao ay may hawak na isang shell sa kanilang kamay sa asul na tubig
Ang mga sinaunang shell ay nagpapahiwatig na ang mga nakaraang mataas na antas ng CO2 ay maaaring bumalik
by Leslie Lee-Texas A&M
Gamit ang dalawang paraan upang pag-aralan ang maliliit na organismo na matatagpuan sa mga sediment core mula sa malalim na seafloor, tinantiya ng mga mananaliksik...
larawan
Iminungkahi ni Matt Canavan na ang cold snap ay nangangahulugan na ang global warming ay hindi totoo. Pinutol namin ito at ang 2 iba pang mito ng klima
by Nerilie Abram, Propesor; ARC Future Fellow; Punong Imbestigador para sa ARC Center of Excellence for Climate Extremes; Deputy Director para sa Australian Center for Excellence sa Antarctic Science, Australian National University
Nagpadala si Senator Matt Canavan ng maraming eyeballs kahapon nang mag-tweet siya ng mga larawan ng mga snowy scene sa rehiyonal na New South...
Ang mga sentinel ng ekosistem ay nagpapatunog ng alarma para sa mga karagatan
by Tim Radford
Ang mga ibon sa dagat ay kilala bilang mga ecosystem sentinel, na nagbabala sa pagkawala ng dagat. Habang bumababa ang kanilang mga bilang, maaaring ang kayamanan ng…
Bakit Mandirigma sa Klima ang mga Sea Otter
Bakit Mandirigma sa Klima ang mga Sea Otter
by Zak Smith
Bilang karagdagan sa pagiging isa sa mga pinakamagagandang hayop sa planeta, nakakatulong ang mga sea otter na mapanatili ang malusog, nakakasipsip ng carbon na kelp...

LATEST VIDEO

Nagsimula na ang Great Climate Migration
Nagsimula na ang Great Climate Migration
by Super Gumagamit
Ang krisis sa klima ay nagpipilit sa libu-libo sa buong mundo na tumakas habang ang kanilang mga tahanan ay nagiging hindi na matitirahan.
Ang Huling Panahon ng Yelo ay Nagsasabi sa Amin Bakit Kailangan Nating Pangalagaan Tungkol sa Isang 2 ℃ Pagbabago sa Temperatura
Ang Huling Panahon ng Yelo ay Nagsasabi sa Amin Bakit Kailangan Nating Pangalagaan Tungkol sa Isang 2 ℃ Pagbabago sa Temperatura
by Alan N Williams, et al
Ang pinakabagong ulat mula sa Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ay nagsasaad na walang malaking pagbawas…
Ang Lupa ay Nanatiling Habitable Sa Bilyun-Bilyong Taon - Eksakto Kung Paano Kami Nakakuha ng Suwerte?
Ang Lupa ay Nanatiling Habitable Sa Bilyun-Bilyong Taon - Eksakto Kung Paano Kami Nakakuha ng Suwerte?
by Toby Tyrrell
Tumagal ng ebolusyon ng 3 o 4 na bilyong taon upang makabuo ng Homo sapiens. Kung ang klima ay ganap na nabigo nang isang beses lamang sa…
Kung Paano Ang Pagma-map ng Panahon 12,000 Taon Nakaraan ay Maaaring Makatulong Hulaan ang Pagbabago ng Klima sa Hinaharap
Kung Paano Ang Pagma-map ng Panahon 12,000 Taon Nakaraan ay Maaaring Makatulong Hulaan ang Pagbabago ng Klima sa Hinaharap
by Brice Rea
Ang pagtatapos ng huling panahon ng yelo, mga 12,000 taon na ang nakalilipas, ay nailalarawan sa isang pangwakas na malamig na yugto na tinatawag na Younger Dryas.…
Ang Dagat Caspian ay Nakatakdang Bumagsak Ng 9 Meters O Higit Pa Sa Siglo na Ito
Ang Dagat Caspian ay Nakatakdang Bumagsak Ng 9 Meters O Higit Pa Sa Siglo na Ito
by Frank Wesselingh at Matteo Lattuada
Isipin na nasa baybayin ka, nakatingin sa dagat. Sa harap mo ay namamalagi ang 100 metro ng baog na buhangin na parang isang…
Ang Venus Ay Minsan Pa Bang Katulad ng Lupa, Ngunit Ang Pagbabago ng Klima Ay Ginawang Hindi Ito Makatira
Ang Venus Ay Minsan Pa Bang Katulad ng Lupa, Ngunit Ang Pagbabago ng Klima Ay Ginawang Hindi Ito Makatira
by Richard Ernst
Marami tayong maaaring malaman tungkol sa pagbabago ng klima mula sa Venus, ang ating kapatid na planeta. Ang Venus ay kasalukuyang mayroong temperatura sa ibabaw ng…
Five Climate Disbeliefs: Isang Crash Course Sa Maling Impormasyon sa Klima
The Five Climate Disbeliefs: Isang Crash Course Sa Maling Impormasyon sa Klima
by John Cook
Ang video na ito ay isang crash course sa maling impormasyon sa klima, na nagbubuod sa mga pangunahing argumento na ginamit upang magduda sa katotohanan...
Ang Arctic Ay Hindi Naging Ito Warm Sa 3 Milyong Taon at Iyon ay nangangahulugang Malaking Mga Pagbabago Para sa Planet
Ang Arctic Ay Hindi Naging Ito Warm Sa 3 Milyong Taon at Iyon ay nangangahulugang Malaking Mga Pagbabago Para sa Planet
by Julie Brigham-Grette at Steve Petsch
Taon-taon, ang takip ng yelo sa dagat sa Arctic Ocean ay lumiliit sa isang mababang punto sa kalagitnaan ng Setyembre. Sa taong ito sumusukat lamang ito ng 1.44…

LATEST ARTICLES

berdeng enerhiya2 3
Apat na Green Hydrogen Opportunities para sa Midwest
by Christian Tae
Upang maiwasan ang isang krisis sa klima, ang Midwest, tulad ng ibang bahagi ng bansa, ay kailangang ganap na i-decarbonize ang ekonomiya nito sa pamamagitan ng...
ug83qrfw
Ang Pangunahing Hadlang sa Pagtugon sa Demand ay Kailangang Wakasan
by John Moore, Sa Lupa
Kung gagawin ng mga pederal na regulator ang tamang bagay, ang mga customer ng kuryente sa buong Midwest ay maaaring kumita ng pera habang...
mga punong itinatanim para sa klima2
Itanim ang Mga Puno na Ito Para Umunlad ang Buhay sa Lungsod
by Mike Williams-Rice
Itinatag ng isang bagong pag-aaral ang mga live oak at American sycamore bilang mga kampeon sa 17 "super tree" na tutulong sa paggawa ng mga lungsod...
hilagang dagat sea bed
Bakit Kailangan Nating Unawain ang Seabed Geology Para Magamit ang Hangin
by Natasha Barlow, Associate Professor ng Quaternary Environmental Change, University of Leeds
Para sa anumang bansang biniyayaan ng madaling pag-access sa mababaw at mahangin na North Sea, ang hangin sa labas ng pampang ay magiging susi upang matugunan ang net…
3 mga aralin sa wildfire para sa mga bayan sa kagubatan habang sinisira ng Dixie Fire ang makasaysayang Greenville, California
3 mga aralin sa wildfire para sa mga bayan sa kagubatan habang sinisira ng Dixie Fire ang makasaysayang Greenville, California
by Bart Johnson, Propesor ng Landscape Architecture, Unibersidad ng Oregon
Isang napakalaking apoy na nagniningas sa mainit at tuyong kagubatan sa bundok ang tumagos sa bayan ng Gold Rush ng Greenville, California, noong Agosto 4,…
Matutugunan ng China ang Mga Layunin sa Enerhiya at Klima na Nililimitahan ang Coal Power
Matutugunan ng China ang Mga Layunin sa Enerhiya at Klima na Nililimitahan ang Coal Power
by Alvin Lin
Sa Leader's Climate Summit noong Abril, nangako si Xi Jinping na "mahigpit na kontrolin ng China ang coal-fired power...
Asul na tubig na napapalibutan ng patay na puting damo
Sinusubaybayan ng mapa ang 30 taon ng matinding pagtunaw ng niyebe sa buong US
by Mikayla Mace-Arizona
Ang isang bagong mapa ng matinding snowmelt na mga kaganapan sa nakalipas na 30 taon ay nilinaw ang mga prosesong nagtutulak ng mabilis na pagtunaw.
Isang eroplano ang naghulog ng red fire retardant sa isang sunog sa kagubatan habang ang mga bumbero na nakaparada sa kahabaan ng kalsada ay tumingala sa kulay kahel na kalangitan
Ang modelo ay hinuhulaan ang 10-taong pagsabog ng napakalaking apoy, pagkatapos ay unti-unting pagbaba
by Hannah Hickey-U. Washington
Ang isang pagtingin sa pangmatagalang hinaharap ng mga wildfire ay hinuhulaan ang isang paunang humigit-kumulang na dekada na pagputok ng aktibidad ng wildfire,...

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

New Attitudes - New Possibilities

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Karapatang magpalathala © 1985 - 2021 InnerSelf Lathalain. Lahat ng Mga Karapatan.