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1、计算物理学杨清建曹培林季达人浙江大学,计算物理学是伴随电子计算机的出现而发展起来大而浩繁所以艾肯产生了用机器代替人工进行计算的一门新学科,它区别于实验物理学和理论物理学的设想年,他写了《自动设计机的建造》一文,,,实验物理学从事物理现象的观测通过物理实验后获得了公司的赞助于年建成了第一台归纳和总结出一系列的物理定律实验物理学可以发自动序列受控计算机,取名这台计算机按,,,现许多新的物理现象有时所看到的现象用当时的理电动机械方式工作用了大量继电器每做一次加法,,,论,无法解释甚至根本
2、相矛盾这就提供了认识新的运算需秒在当时这是一件了不起的事情它物理规律的窗口同时实验物理学也用来检验各种物对当时美国原子弹的研制也起了一定作用理理论和假定的正确程度,以及它们的适用范围理稍后,美国宾夕法尼亚州莫尔电气工程学院的莫,论物理学总是试图从一些基本的原理和基本假定出克利和他的同事们在第二次世界大战,发寻求描述物理规律的较普遍的数学表述一般为期间,为美国陆军计算火器弹道在编制一张火力表方程组形式如果这种表述是正确的话,它就可以时需要一条弹道,而每条弹道的计算用手摇,,,用来解释物
3、理现象指导工程技术的实践还能作出计算器也要费小时之多所以这是一件非常艰苦而准确的科学预言在整个物理学的发展过程中,实验单调的工作年,莫克利写出了《高速电子管计,,物理和理论物理这两个方面是相辅相成的是互相促算装置的使用》一文提出了电子管计算机的原始实进的,它们构成一个不可分割的整体施方案在美国陆军军械部的资助下,于年制成,,随着科学和技术的发展在当前物理学的领域了世界上第一台电子计算机每秒钟可以做里,出现了与传统的实验物理或理论物理都不尽相同次加法的新的内容,这就是应用当代先进的电子计
4、算机设备对计算机发展作出重大贡献的还有冯·诺依曼,,,和计算数学技术实现过去根本难以设想的庞大的物他奠定了现代计算机的理论基础采用了二进制码理计算而且,进一步发展了一套用计算机模拟物理并且发展了程序的存储功能,可以把程序写成数据形实验,进行统计试验的方法计算物理学的出现,可式放入机器的存储器中,让机器识别程序,从而使计望对今后物理学的发展带来深刻的影响,这就是不少算机的计算按事先编制的程序自动运行在美国,制国内外学者把计算物理学视为物理学的第三大分支的成的电子计算机首先应用于氢弹的研制工作原因回顾这段计算机的发展史,我们
5、看到,由于军事,,工业的刺激计算机获得了飞速的发展而且首先是计算物理学的形成过程用来处理一些军事科学上的物理问题利用机器代替,,,大家都知道物理学的许多运动规律都被总结成人进行工作可节约大量时间但是在处理军事科学,,,微电磁学中的物理问题中,分方程的形式譬如力学中的牛顿方程计算机的价值还远非如此例如在,的麦克斯韦方程,量子力学中的薛定愕方程等等但核武器研制过程中要研究中子的输运现象这可以用,是,,在五彩缤纷的物理对象中仅仅有极少数的情形计算机来作模拟试验模拟单个中子的生命过程来,,,可以求得有关方程的解析解而对大量的问题只是
6、作自源区的中子它的自由程有一定的概率分布中子,,又作,出部分的解析处理我们常常求助于数值计算与核碰撞时可能发生散射或裂变中子可能逃逸也,,,,一定的近似这样做不仅精确度受到限制而且耗费可能被吸收这有一定的概率分布碰撞以后的能谱,和角分布也有一个概率分布利用计算机对给定的概的劳动力相当可观对一些复杂的问题更是无法下手,这种情况几乎在物理学的各个方面都会遇到率分布进行抽样,可以模拟中子的输运过程在跟踪三十年代,美国哈佛大学的艾肯在写了大量的中子后,我们再作统计处理,就可获得中子,,博士论文的时候选择了一个有关
7、空间电荷传导的课输运过程的模拟解显然这样做可以大大缩短核武,,题由于这一课题涉及非线性的微分方程计算量巨器研制的周期和费用把实际试验的次数压缩到最低响多康志卷期·’限度序的掌握这些要求一方面说明对计算物理工作者有,,、计算机和计算技术的发展除了直接应用于和军很高的要求另一方也因为计算物理处于理论物理、“,实验物理计算数学和计算机科学等多学科的接合事有关的物理问题以外也给整个物理学的发展提供了研究手段和方法部”,是一门边缘学科,所以各方面的力址都可以参五加到计算物理的行列中来十年代费米等科学家利用当时的大型电子计
8、算机研究了一个非线性物理问题他们考虑一个由个,计算物理学的内容谐振子组成的系统假定谐振子之间存在三次和四次,非线性棍合相互作用初始态时,全部能量集中在一计算物理学的研究对象非常广泛大到整个宇个谐振子上,其余个谐振子的初态
