Forklaring: hvad er en computermodel?
computere bruger matematik, data og computerinstruktioner til at skabe repræsentationer af virkelige begivenheder. De kan også forudsige, hvad der sker — eller hvad der kan ske — i komplekse situationer, fra klimasystemer til spredning af rygter i en by. Og computere kan spytte deres resultater ud, uden at folk behøver at vente år eller tage store risici.
forskerne, der bygger computermodeller, starter med vigtige træk ved de begivenheder, de håber at repræsentere. Disse funktioner kan være vægten af en fodbold, som nogen vil sparke. Eller det kan være graden af Skydække, der er typisk for en regions sæsonbestemte klima. Funktioner, der kan ændre sig — eller variere — er kendt som variabler.
lærere og forældre, Tilmeld dig Cheat Sheet
ugentlige opdateringer, der hjælper dig med at bruge videnskabsnyheder til studerende i læringsmiljøet
derefter identificerer computermodellerne regler, der styrer disse funktioner og deres forhold. Forskerne udtrykker disse regler med matematik.
“matematikken indbygget i disse modeller er ret enkel — for det meste tilføjelse, subtraktion, multiplikation og nogle logaritmer,” bemærker Jon. Han arbejder på Det Tekniske Universitet i Madrid i Spanien. (Logaritmer udtrykker tal som kræfter for andre tal for at hjælpe med at forenkle beregningerne, når du arbejder med meget store tal.) Alligevel er der stadig for meget arbejde for en person at gøre. “Vi taler om sandsynligvis tusindvis af ligninger,” forklarer han. (Ligninger er matematiske udtryk, der bruger tal til at relatere to ting, der er ens, såsom 2 + 4 = 6. 21h-t)
løsning af selv 2.000 ligninger kan tage en hel dag med en ligning hvert 45.sekund. Og en enkelt fejl kan kaste dit svar langt væk.
sværere matematik kan støde op den nødvendige tid til at løse hver ligning til et gennemsnit på 10 minutter. Med den hastighed kunne det tage næsten tre uger at løse 1.000 ligninger, hvis du tog lidt tid til at spise og sove. Og igen, en fejl kan smide alt ud.
i modsætning hertil kan almindelige bærbare computere udføre milliarder af operationer pr. Og på bare et sekund kan Titan supercomputeren på Oak Ridge National Laboratory i Tennessee gøre mere end 20.000 billioner beregninger. (Hvor meget er 20.000 billioner? Så mange sekunder ville komme til omkring 634 millioner år!)
en computermodel har også brug for algoritmer og data. Algoritmer er sæt instruktioner. De fortæller computeren, hvordan man træffer beslutninger, og hvornår man skal foretage beregninger. Data er fakta og statistik om noget.
med sådanne beregninger kan en computermodel forudsige en bestemt situation. For eksempel kan det vise eller simulere resultatet af en bestemt fodboldspillers spark.
computermodeller kan også håndtere dynamiske situationer og skiftende variabler. For eksempel, hvor sandsynligt er det at regne på fredag? En vejrmodel ville køre sine beregninger igen og igen og ændre hver faktor en efter en og derefter i forskellige kombinationer. Derefter ville det sammenligne resultaterne fra alle kørsler.
efter justering for, hvor sandsynligt hver faktor var, ville den udstede sin forudsigelse. Modellen ville også køre sine beregninger igen, da fredag kom nærmere.
for at måle en Models pålidelighed kan forskere få en computer til at køre sine beregninger tusinder eller endda millioner af gange. Forskere kunne også sammenligne en Models forudsigelser med svar, de allerede kender. Hvis forudsigelserne nøje matcher disse svar, er det et godt tegn. Hvis ikke, skal forskere gøre mere arbejde for at finde ud af, hvad de savnede. Det kunne være, at de ikke indeholdt nok variabler eller stolede for meget på de forkerte.
computermodellering er ikke en one-shot-aftale. Forskere lærer altid mere af eksperimenter og begivenheder i den virkelige verden. Forskere bruger denne viden til at forbedre computermodeller. Jo bedre computermodeller er, jo mere nyttige kan de blive.
