Физика в моей профессии

Быстродействующие ЭВМ стали применять в физике в начале 50- х годов. Первое время с их помощью численно решали задачи, у которых нет аналитических решений. Например, в 1955 г. специалисты по вычислительной математике, работавшие в Лос - Аламосе, попросили Энрико Ферми поставить задачу, удовлетворяющую трем условиям : она должна представлять интерес для физики, не иметь аналитического решения и быть по силам существовавшим в то время ЭВМ.

Ферми предложил выяснить, как возникают статистические свойства в цепочке из 100 связанных нелинейных осцилляторов. Считалось, что любая нелинейность автоматически порождает статистические свойства. Вопреки ожиданиям машинный эксперимент дал отрицательный результат и положил начало многочисленным работам, посвященным попыткам понять это явление, получившее название проблемы Ферми Паста Улама.

Таким образом, уже первый машинный эксперимент поставил под сомнение один из разделов статистической физики ( эргодическую теорию ), согласно которой экспериментально наблюдаемые макровеличины возникают в результате некоего усреднения микро величин, характеризующих отдельные частицы.

Статистическая физика позволяет связать макроскопический уровень объяснения с микроскопическим, однако при этом создатель статистической теории вынужден постулировать способ усреднения. Используемые постулаты, как правило, проверить невозможно, поэтому время от времени возникают сомнения в их достоверности.

В результате, несмотря на большие успехи статистических теорий в механике и физике, вопрос правильно ли мы понимаем и описываем макроскопические явления часто остается без ответа. И здесь ЭВМ, как мы уже видели, играет роль арбитра.