Mis títulos fueron en EE, CS y MBA, pero he trabajado con algunos de los mejores laboratorios y universidades de física del mundo porque me especialicé en modelado por computadora y simulación y análisis de decisiones. Independientemente de lo que la gente diga que se puede y no se puede hacer en la ciencia, todo se puede explorar en un modelo de computadora. Aquí hay un ejemplo:
En una universidad estaba trabajando en un contrato gubernamental de I + D relacionado con la simulación del clima y la aviación (financiado por la FAA y la NTSB). Mientras estaba allí, un profesor de física planteó un desafío a cualquiera que pudiera llegar a un experimento realista, práctico y factible que lograra el 1% de C. Ofreció $ 100 por 1%, $ 200 por 2%, $ 300 por 3%, etc. El experimento no tenía que realizarse realmente, pero tenía que ser posible realizarlo y tenía que haber alguna evidencia de que funcionaría. Gané el premio una hora después de que se publicara el desafío, pero me negué a aceptar el dinero; de lo contrario, me habría debido más de $ 2,200. Esto es lo que hice:
Hice una simple simulación de hoja de cálculo, imaginé un motor capaz de 50,000 RPM, fácilmente alcanzable con la tecnología actual en motores. Puse este motor en el espacio y conecté una longitud de dos millas de varilla rígida pero muy delgada con el centro en el eje del motor. Ahora gírelo a 50,000. La punta exterior de la varilla viajará a 2.36% de C. Si sube el motor a 80,000 y la varilla a 5 millas, alcanzará el 22.52% de C.
- ¿Cuál es la velocidad del tiempo o cómo se decidió el lapso de un segundo?
- De las ecuaciones de Maxwell, toda la luz tiene la misma velocidad. ¿Por qué, entonces, la luz azul y la luz roja tienen velocidades diferentes en un medio como el vidrio?
- ¿Cuál es la forma más fácil / barata de medir la velocidad de la luz?
- ¿Cómo es que las ecuaciones de Maxwell tratan el fenómeno micro y macro?
- ¿Deberían arrojarse a la basura nuestras observaciones del universo?
Esto hizo algunas suposiciones: que el cable era lo suficientemente rígido como para mantenerse recto sobre su longitud, pero lo suficientemente pequeño y delgado como para evitar que su cambio de masa detuviera o dañara el motor. La aceleración del motor también fue lo suficientemente lenta como para no doblar el cable. La falta de gravedad y resistencia al aire hizo posible utilizar un cable (varilla) tan delgado. Hay defectos en el concepto, pero la idea era realista, práctica y factible.
También descubrí algo totalmente nuevo que incluso el profesor no sabía. Hice los cálculos para simular colocar una cámara en el centro y en los extremos mirando a lo largo del cable y calculando con las cámaras que vería.
En realidad, la presión de giro y la falta de resistencia tirarían de la barra recta y apretada, PERO la simulación de la cámara en el centro indicaba que la cámara vería una barra curva. ¿por qué? Porque a medida que avanza hacia afuera a lo largo del cable, el tiempo se ralentizaría y la imagen de la varilla se retrasaría en su vista desde la perspectiva del centro, por lo tanto, parecería que se originó desde un punto ligeramente detrás de donde realmente estaba. A medida que avanza en la barra, el cambio de tiempo es mayor, haciendo que parezca doblarse como si tuviera resistencia al viento. Mirando desde el extremo de la barra hacia el cubo, el cable se dobló en la dirección de desplazamiento (giro).
Nada de esto se hizo realmente, pero a partir de este modelo simple construido en Excel, ahora sabemos cómo se vería y qué se podría hacer. ¿Qué pasa si modelamos una barra de 20 millas a 80,000 RPM … obtendríamos 90.08% C. ¿Qué pasa si ponemos un motor de iones en el extremo del cable o lo hacemos girar a 200,000 RPM con 20 millas de cable?
La investigación de la ciencia tiene pocos límites en modelos matemáticos y simulaciones. He analizado cientos de sistemas, dispositivos y experimentos que demostraron que un dispositivo o proceso real funcionaría o no. En algunos casos, mis modelos en realidad sustituyeron las pruebas reales de prototipos para ahorrar dinero al pasar directamente a producción. En otros casos, mis modelos demostraron que un diseño en particular tenía fallas y que se hicieron cambios de diseño antes de que fuera producido o construido.
Debe comprender el modelado informático, la lógica, las matemáticas y la física, pero lo suficiente como para poder comunicarse de manera inteligente con los científicos o ingenieros para los que está trabajando.
Un beneficio adicional es que el modelado y la simulación son una herramienta independiente que se puede aplicar a cualquier problema científico, de ingeniería o humano. He modelado el comportamiento humano, sistemas de juego, evolución, geología, clima, cosmología, sistemas de energía, construcción de edificios, diseño de automóviles y aviones, sistemas de armas y sus efectos, sistemas biológicos humanos, robótica, comunicaciones, balística, interacciones y efectos de drogas, campo de batalla tácticas, estrategia de guerra y docenas de otros. Nunca me aburrí y valió la pena.
