¿Por qué se deben calcular las simulaciones? Cuando dejo caer una pelota, sucede sin ningún cálculo. ¿Es posible simular miles de millones de partículas sin ese paso adicional de cálculo?

Cuando los científicos observan cosas en el universo, a menudo intentan crear un modelo matemático que pueda aproximar ciertas propiedades del evento.

Por ejemplo, cuando levantas una pelota y luego la dejas caer, todos vemos que cae al suelo. A través de la observación, los científicos han podido determinar que la bola está acelerando hacia la tierra a aproximadamente 9.8 m / s². Debido a esto, podemos hacer simulaciones por computadora que pueden calcular cómo debe actuar un objeto de acuerdo con los modelos matemáticos que se han desarrollado (como el que representa la gravedad).

Incluso si pudiéramos simular la existencia de miles de millones de partículas, nuestra simulación aún tendría que dar algún tipo de instrucciones a cada partícula sobre cómo debería actuar. Entonces, si tuviéramos que simular cada átomo en el universo, aún tendríamos que hacer cálculos para determinar cómo debe moverse cada átomo en relación con los otros átomos. ¿Serán atraídas o repelidas dos partículas? ¿Con qué fuerza debería tener lugar esta interacción? Todas estas preguntas deben ser respondidas para que una simulación funcione como lo hace nuestro universo.

Otro punto interesante es que cuando se cae una pelota, en realidad puede haber cálculos que no conocemos. En realidad, sabemos muy poco acerca de por qué el universo funciona de la manera que lo hace. Todo lo que sabemos es que funciona y que podemos modelar su comportamiento utilizando la observación y las matemáticas.

Las simulaciones tienen que calcularse porque estamos usando las matemáticas para describir la realidad física. Si la realidad está realmente gobernada por las matemáticas, o si las matemáticas son solo una expresión de cómo piensan los humanos, esa es una pregunta filosófica profunda, para la cual no tengo una respuesta.

Ahora bien, hay una manera de “simular” miles de millones de partículas sin un cálculo. Eso se llama un experimento. El problema es que un experimento suele ser incluso más complicado que la simulación numérica, y en algunos casos puede llevar más tiempo y costar más. Por eso, la simulación numérica es una cosa en primer lugar, a menudo es más fácil y / o más barata. En casos extremos, un experimento directo es imposible incluso.

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