Применение в физике

Компьютерное моделирование играет в современной физике важную роль и метод Монте-Карло является одним из самых распространённых во многих областях от квантовой физики до физики твёрдого тела, физики плазмы и астрофизики.

Алгоритм Метрополиса

Традиционно метод Монте-Карло применялся для определения различных физических параметров систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Предположим, что имеется набор возможных состояний физической системы . Для определения среднего значения некоторой величины необходимо рассчитать , где суммирование производится по всем состояниям из , — вероятность состояния .

Прямое моделирование методом Монте-Карло

Прямое моделирование методом Монте-Карло какого-либо физического процесса подразумевает моделирование поведения отдельных элементарных частей физической системы. По сути это прямое моделирование близко к решению задачи из первых принципов, однако обычно для ускорения расчётов допускается применение каких-либо физических приближений. Примером могут служить расчёты различных процессов методом молекулярной динамики: с одной стороны система описывается через поведение её элементарных составных частей, с другой стороны, используемый потенциал взаимодействия зачастую является эмпирическим.

Аналогия (др.-греч. соответствие, сходство) — подобие, равенство отношений; сходство предметов, явлений, процессов, величин в каких-либо свойствах, а также познание путём уровневого (по горизонтали и по вертикали сравнения.

Между сравниваемыми вещами должно иметься как различие, так и подобие; то, что является основой сравнения, должно быть более знакомым, чем то, что подлежит сравнению. Различие и подобие вещей должны существовать в единстве (метафизическая аналогия) или по крайней мере не должны быть разделяемы (физическая аналогия). В т. н. атрибутивной аналогии то, что является основанием подобия двух вещей, переносится с первого члена аналогии на второй (когда, напр., по аналогии с человеческим телом поступки, поведение человека рассматривают как «здоровые»). В т. н. пропорциональной аналогии каждый из членов аналогии содержит нечто, в чём он в одно и то же время подобен и не подобен другому.

Модель аналогии (лат. modus — образец, копия, образ) — предметная, математическая или абстрактная система, имитирующая или отображающая принципы внутренней организации, функционирования, особенностей исследуемого объекта (оригинала), непосредственное изучение которого, по разным причинам, невозможно или усложнено. В процессе познавательного мышления, «модель аналогии» выполняет разнообразные функции, для сжатого объяснения (описания по образу аналогии) произведения, теории, учения, гипотезы, интерпретации и так далее. Модели широко используются в математике, логике, структурной лингвистике, физике, для моделирования человеческого сообщества, истории, в аналитике и других областях знаний. Умозаключения за «модель аналогии», являются гипотетическими — истинность или ошибочность которых, в дальнейшем, обнаруживается (подтверждается или опровергается) в ходе проверки (испытаний).

• Аналогия в философии, — умозаключение, в котором от внешней подобности предметов за одними признаками, делается вывод про возможность их схожести по другим признакам. К примеру понятие «аналогично» — употребляется при умозаключении по аналогии, знания, полученные при рассмотрении предмета (объекта, модели), переносятся на другой, менее доступный для исследования (созерцания, диалога).

• Аналогия в квантовой физике — нашла широкое применение, с ее помощью выстраивались обширные абстрактные теории-аналогии, — модели призванные лучше понять природу вещей, спрятанную от человеческого зрения. Модель заменяет этот объект, давая общее представление о нем, или же в процессе целевого изучения оригинала, для получения новой информации о нем. Данные модели применялись при описания атома, или атомарной структуры.

• Аналогия в математике:

  • «Возможно не существует открытий ни в элементарной, ни в высшей математике, ни даже, пожалуй, в любой другой области, которые могли бы быть сделаны без аналогии». Дьёрдь Пойа.

  • «Математик — это тот, кто умеет находить аналогии между утверждениями, лучший математик — тот, кто устанавливает аналогии доказательств, более сильный математик — тот, кто замечает аналогии теорий; но можно представить себе и такого, кто между аналогиями видит аналогии». Стефан Банах.

• Аналогия в биологии — сходство каких-либо структур или функций, не имеющих общего происхождения, понятие противоположное гомологии.

• Аналогия в теологии (аналогия сущего, аналогия бытия, лат. Analogia entis) — один из основных принципов католической схоластики, обосновывает возможность познания бытия Бога из бытия сотворённого им мира.

• Аналогия в лингвистике — уподобление одной единицы языка другой в каком-либо-отношении.

1 Декартовим добутком множин АВ називається сукупність будь-яких пар виду (a, b), така що АВ = ((a, b)| а  А, b  В).