計算物理学とは何ですか？

計算物理学は、既存の物理式と数値アルゴリズムの両方を利用して、手作業で実行するのに非常に時間がかかり、面倒なコンピューターで大規模な計算を行う分野です。 基本的に、それはコンピューターとプログラミングを使用して数学モデルとソリューションを作成することに関係する物理学の分野です。 物理学者が作成することを目指す数学的モデルには、多くの場合、非常に強力なコンピューターが処理する必要がある膨大な量の情報が含まれます。 それは理論物理学の枝であると考える人もいます。なぜなら、それはまだ確かな実験的サポートがほとんどなく、まだ深く理論的な物理学の分野に関与する傾向があるからです。 他の人は、使用されるデータは通常実験から来ているため、実験物理学の枝と見なされるべきであると考えています。 しかし、ほとんどの場合、科学者はそれがBのどこかに落ちることに同意します2つの分野の間で、理論的および実験的コンポーネントの両方があります。

現代の物理学は、コンピューターに大きく依存して、実験と理論の複雑な数学的側面の多くを解決しています。 天体物理学、流体力学、加速器物理学などの物理分野はどちらもプログラミングと計算に依存しています。 たとえば、アクセラレータ物理学では、コンピューターは粒子が粒子アクセラレータで衝突するたびに、膨大な量の情報を幅広い量の情報を監視、記録、分析する必要があります。 計算固体物理学は、分子レベルでの固体に関する大量の情報を分析することにより、固体の原子特性とその大規模な特性との間のリンクを発見しようとします。

計算物理学の分野でゆるくグループ化できる計算を通じて他にも多くのタスクが解決されます。 多くの場合、そのようなタスクは、微分を解くなどですテグラル方程式または非常に大きなマトリックスの評価は、物理システムに関する計算を行うために使用されます。 これらのタスクは、数学のために純粋に実行される数学である純粋な数学として簡単に分類できます。 ただし、物理学に関連する情報を識別するために実行されると、それらは計算物理学のカテゴリに簡単に分類できます。

多くの大学は計算物理学のコースを提供していますが、この分野での大学教育前の指導はまれです。 カレッジコースは、基本的なプログラミングの原則と、物理学に関連する問題にそれらを適用する方法を教える傾向があります。 大学院レベルでしばしば教えられる後のコースは、アルゴリズムと高度なプログラミングプラクティスを使用して、大量のデータで構成される大きな問題を操作して解決する方法を教えます。