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¿Pueden las computadoras modelar con precisión todos los detalles (a nivel subatómico) de objetos macro en colisiones?

Con frecuencia, cuando tratamos de resolver la cosmología preguntas físicos recurrir a las simulaciones por ordenador del universo (aunque simplifica enormemente) con el fin de verificar o refutar sus hipótesis. Esto me puso a pensar.

Mi pregunta es sobre el máximo teórico posible complejidad de estos sistemas.

Permítanme darles un ejemplo, si nos imaginamos una pelota de tenis que rebota en una superficie plana, si queremos simular con precisión y medir los resultados de cada una de las facetas de la colisión a la derecha abajo a la atómica y de los efectos cuánticos en realidad se podría encontrar una pelota de tenis y colóquelo sobre su superficie. En este caso, el universo es "simular" la colisión.

Sería posible simular este mismo evento con la mayor precisión utilizando un ordenador? Hay una razón teórica de por qué el equipo tendría que tener más masa de los dos objetos que colisionan? (en este caso una pelota de tenis y el planeta!)

Ahora yo siempre he asumido que la respuesta a esta pregunta es "sí que hay un más masivo de la computadora para simular cualquier objeto físico total exactitud" porque si ese no fuera el caso no habría ninguna razón para que un equipo menos masiva que el universo no podría simular el universo entero con total precisión, lo que me parece contrario a la intuición.

Espero haber sido claro con mi pregunta! Me gustaría encontrar un duro y rápido contestar a esta pregunta con una razón de preferencia, ha sido preguntada al respecto por un poco de tiempo ahora. Gracias por la ayuda.

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bechira Puntos 826

La respuesta precisa a su pregunta se puede encontrar en la sección 2 de quant-ph/9908043, denominado "la Entropía de los límites de espacio de memoria ".

A partir de ese papel que se puede extraer una heurística resumen para responder a su pregunta - ¿por qué necesitamos de grandes ordenadores para simular masiva cosas:

  1. antes de simular cualquier cosa que involucre la información que describe el universo arbitrariamente alta precisión, usted necesita para almacenar toda esa información.

  2. La cantidad de información que puede almacenar es limitada por el número de grados de libertad de su equipo.

  3. Este número de acceso de los estados puede ser determinado a partir de la entropía de su equipo.

  4. Esta entropía está determinada por la masa de su equipo.

  5. De ahí la cantidad de cosas que se pueden simular y almacenar en una teoría "mejor equipo" está limitado por el equipo de la masa.

Una vez más, usted puede leer acerca de los detalles de cualquiera de estos pasos en el documento citado.

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Dokkat Puntos 270

Más precisamente, la posición se determina, al menos, precisamente, el impulso que se conoce en este instante, y viceversa. --Heisenberg, la incertidumbre de papel, 1927

En el nivel macro (cosas que podemos ver y tocar) es fácil hacer estas predicciones, que es lo que los ingenieros mecánicos a hacer. Sin embargo, como se llega a la atómicas y sub-atómicas de los niveles, las predicciones se hagan más difícil debido a la complejidad del sistema, sino porque a nivel cuántico las partículas no se pueden predecir con precisión o de seguimiento. En su lugar, usted tiene que calcular las probabilidades de dónde se vaya. Stephen Hawking libro "El Gran Diseño" entra en mucho más detalle acerca de cómo funciona esto.

La suma de Feynman sobre las rutas de la teoría cuántica lleva esta idea un paso más allá y dice cosas como los electrones no sigue un solo camino, sino de seguir TODOS los posibles caminos que al mismo tiempo!

"Treinta y un años, Dick Feynman me dijo acerca de su "suma de historias", versión de la mecánica cuántica. "El electrón nada de lo que le gusta", dijo. "Apenas va en cualquier dirección y en cualquier velocidad ,... sin embargo ella le gusta, y luego se suman las amplitudes y le da la onda la función". Yo le dije, "estás loco". Pero no lo era." --Freeman Dyson, 1980

"El electrón es un espíritu libre. El electrón no sabe nada de el complicado postulados o ecuación diferencial parcial de nonrelativistic la mecánica cuántica. Los físicos han conocido durante décadas que la "teoría de las ondas" de la mecánica cuántica no es ni simple ni fundamental. El estudio de la electrodinámica cuántica ~ QED viene de la Naturaleza simple, fundamental de tres palabras de comando para el electrón: "Ex- plore todos los caminos." El electrón es tan libre de espíritu, que se re- los fusibles de elegir que camino seguir-por lo que trata de todos ellos."

De: La enseñanza de la suma de Feynman sobre las rutas de la teoría cuántica Edwin F. Taylor, Stamatis Vokos, y John M. O'Meara Departamento de Física, Universidad de Washington, Seattle, Washington 98195-1560 Nora S. Thornber Departamento de Matemáticas, Raritan Valley Community College, Somerville, Nueva Jersey 08876-1265 (Recibido el 30 de julio de 1997; aceptado el 25 de noviembre de 1997)

Espero que esto ayude

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