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10/04/06 00:16
예를 들어서 적분을 계산해야 하는데, 일반적인 컴퓨터 계산의 order로는 어느 정도 한계가 있습니다. 따라서 보다 높은 order를 위해서는 특수한 알고리즘이 필요합니다. 주로 적분 또는 미분방적식을 계산하는 데 많이 쓰입니다. 정확하게 식이 풀리는 경우도 있지만 대부분은 손으로 안 풀리기 때문에 컴퓨터를 사용해야 합니다. 따라서 C++ 등을 사용하게 됩니다.(하지만 학부 수준의 계산은 Excel과 mathmatica가 최고..) 그렇지만 교수님들이나 대학원 과정의 연구에서는 본인이 직접 실험 계산을 기본적인 부분부터 다 해주어야죠.
10/04/06 01:45
해석적으로 풀 수 없는 문제들에 대해서 통계적, 수치적으로 풀 때 컴퓨터를 많이 이용합니다. 원리는 간단하면서도 물리학에서 특히 많이 쓰이는 것이 몬테 카를로 방법이 있습니다. 예를 들어 4차원 구의 부피를 해석적으로 푸는 것은 까다롭지만, 몬테카를로 방법을 사용하여 4차원 구의 부피를 구하는 것은(오차가 있지만) 간단하게 구해집니다.
10/04/06 03:44
가설을 만들면 그걸 검증하는 방법이 두 가지가 있습니다. 실험과 시뮬레이션. 시뮬레이션은 편미분방정식(PDE)을 푸는게 목적이구요. 압력이나 온도가 너무 높거나 낮아서 실험으로는 측정을 할 수 없거나, 해석적인(analytical) 해가 없는 복잡한 PDE 를 풀 경우 시뮬레이션이 유일한 검증방법입니다. 말씀하신 언어들은 시뮬레이션할 때 쓰입니다. C, C++ 먼저 배우시구요. 그러면 포트란은 꽁짜랍니다. C에 비해 매우 쉬워요. 그리고 시믈레이션을 본격적으로 하시려면, CPU 를 여러개 쓰는 parallel programming 이란걸 배워야 합니다. MPI 라고 검색해보세요.
10/04/06 05:07
예를 든다면 윗분들이 말씀하신대로 편미분방정식을 푸는데 쓰입니다. 그럼 그 방정식이 어디서 나오느냐?
제가 아는 간단한 예시중 하나는 중력입니다. 천체에는 많은 별들과 행성이 있지않습니까? 서로 질량대로 중력이 작용합니다. 중력으로 인해 서로의 영향을 받는 행성궤도를 풀때 n-body simulation이란 프로그램을 짭니다. n이 개체수이고 n이 늘어나면 늘어날수록 식은 곱절로 풀기 힘들죠. 최근에는 그래픽카드를 통해 이런 시뮬레이션을 돌리기도 하는데 nvidia가 자사 그래픽카드 성능을 나타내기위해 n-body 시뮬레이션을 돌렸답니다. 물론 이외에도 광자의 행동을 설명하기 위해 쓰는 슈뢰딩거 수식등 물리에서야 컴퓨터로 해야할 것이 엄청 많습니다. 이런 복잡한 수식을 슈퍼 컴퓨터에 돌려도 풀리느냐는 또 다른 문제죠. 애초에 시간(=돈)제한때문에 못돌리는 수식도 엄청 많습니다.^^;;;;
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