Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Стварање проблема - моделирајте га или направите га моделабилним

Овог љета имао сам два велика приправника у својој лабораторији. Као и обично, учили су ме више него што сам их научио. Један ми је посебно помогао да усавршим своја размишљања о теми која ми свакодневно прожима.

Када је Геофф први пут стигао у моју канцеларију, описао сам му његов летњи пројекат. Написао сам 2000 линија кода у МАТЛАБ-у да бих моделирао Ацкерманову геометрију управљања нагнутим (нагнутим) возилом. Требало је да узме тај код, да га провери, да га поправи, и да га заврши, а ми ћемо изградити возило као трицикл који се окреће, управља и терети. Рекао је: "Требат ће три дана." Противио сам се, "Кладим се да је потребно шест тједана."

Геофф је ушао у код. Он је само подигао поглед са свог компјутера из два разлога: да чује упутства за коришћење старог ручно извученог апарата за еспресо, и да се загледа у физички прототип нагибне гондоле да се оријентише на проблем. Пропустио је свој тродневни циљ, али је угушио моју шестонедељну процену када ми је поносно показао први радни компјутерски модел за само две недеље.

И то је тема која прожима цео мој живот управо сада: компјутерско моделирање.

Зашто? Ево како ја то видим: Галилео Галилеи је вјероватно учинио више да уведе научну револуцију него било која друга. Њему се приписује цитат "Мјери оно што је мјерљиво и измјери оно што није". По мом мишљењу, наука из 19. и 20. века је урадила управо то, а научна метода - камен темељац промишљеног напретка у знању - у великој мери зависи од доброг мерења.

Мјерили смо све што смо могли о мјерилу свемира. Испитали смо атомску, а затим субатомску структуру елемената са невероватно елегантним, једнопараметарским експериментима који су изоловали ствари као што је маса електрона.

Ова врста науке је била тако успјешна да сада изгледа да праве границе науке постоје мање у проучавању лако редуцибилних, мјерљивих ствари, а више у проучавању сложених, вишепараметарних система - као што су биологија, клима, метаболизам и екологија. У овим системима, разумевање је изграђено са моделима који се могу тестирати за њихову валидност и кореспонденцију са неуредним, сложеним реалним светом.

Као и многи физички системи, нема савршеног одговора на тицикл који се окреће, само је "оптималан". Можете оптимизирати параметре, али због граница физички видљивих машина, он може бити само "готово савршен". скоро савршен од модела других људи.

Али ево прелепе ствари о моделирању. Рачунарски модели су дигитални, што их чини инхерентно подељеним, независно проверљивим и лаким за сарадњу и побољшање.

Док је моја наклоност била да одмах почнемо да градим нешто физичко, Геоффов приступ - приступ нове генерације инжењера и научника - требао је почети са моделом. Почните са битовима. Учините их савршеним, лепим, одбранивим, дељивим деловима, а затим их учините физичким када достигнете оптималну вредност. Наравно, неко би могао смислити бољи оптимум један дан, али зато што могу почети са радним, извршним кодом, брже ће доћи до њега.

Постоји још важнији разлог да се подстакне ова култура заједничких модела. Што више људи који имају искуство симулирају свијет са успјехом и стварају ствари из тих модела, више ће људи имати повјерења у моделе нашег физичког свијета који ће водити како обликујемо нашу будућност.

Једном сам читао о науци о перцепцији и скромној пракси хватања лоптице која пада. Лопта која се креће 60мпх путује скоро 90 стопа у секунди. Једини разлог због којег можемо да га ухватимо је то што имамо ментални модел где ће лопта бити када га наша рука пресреће. Током читавог нашег живота, изградили смо ментални рачунски модел, који смо пречистили хиљадама пута, што нам помаже да предвидимо будућу позицију лопте тако да је можемо ухватити нашим релативно спорим рефлексима.

Имамо огромну веру у способност професионалног бејзбол играча да моделира будућност лопте, у сложеним ветровитим, кишним и бучним условима, и да је ухвати. Било би лијепо изградити сличну јавну вјеру у способност наших професионалних научника да моделирају будућност - будућност океана ако их наставимо загађивати токсинима, атмосфером ако наставимо емитирати угљични диоксид, и другим проблемима. који захтевају да човечанство има брже време одзива од својих културних рефлекса.

Удео

Оставите Коментар