Datasimulering

Den datamaskinsimulering eller digitale midler som kjører et dataprogram på en datamaskin eller nettverk for å simulere en virkelig fysisk fenomen og kompleks (f.eks falle av et legeme på et mykt underlag, motstand på en oljeplattform dønning, tretthet av et materiale under vibrasjons stress, slitasje av et kulelager, etc.). Vitenskapelige numeriske simuleringer er basert på implementering av teoretiske modeller som ofte bruker endelig elementteknikk . De er derfor en tilpasning til de digitale metodene for matematisk modellering, og brukes til å studere driften og egenskapene til et modellert system, samt for å forutsi utviklingen. Vi snakker også om numerisk beregning . De grafiske grensesnittene tillater visualisering av resultatene av beregninger med syntetiske bilder .

Disse datasimuleringene ble raskt avgjørende for modellering av naturlige systemer innen fysikk , kjemi og biologi , men også av menneskelige systemer innen økonomi og samfunnsvitenskap . De gjør det mulig å begrense risikoen og unngå kostnadene ved en serie reelle tester (f.eks. Kjøretøytester). De kan gi innsikt i utviklingen av et system som er for komplisert til å simulere med enkle matematiske formler (f.eks. Orkan).

Numerisk simulering brukes til:

I samfunnsvitenskapen er datasimulering en del av en av de fem vinklene for datainnsamling i den mer generelle metoden kjent som data percolation, som også i fellesskap dekker kvantitative og kvantitative metoder, gjennomgang av litteraturen (inkludert vitenskapelig litteratur). og intervjuer med eksperter. I denne forbindelse tilbyr perkolering av data en mer fullstendig visjon og metode enn trianguleringen av dataene under analysen av fenomenene under observasjon.

Epistemologisk kritikk

Numerisk simulering bør åpenbart ikke forveksles - som begrepet simulering antyder - med virkeligheten . Bare fordi datamaskinen sier at det kommer til å skje på den måten, betyr ikke det at den faktisk oppfører seg som den i virkeligheten (f.eks. Numeriske simuleringer av værmeldinger). Numerisk simulering er bare en representasjon av virkeligheten basert på den underliggende teoretiske modellen . Hvis den teoretiske modellen som dermed datamatiseres er feil, er de beregnede resultatene falske og kan føre til beslutninger som i seg selv er feil. Spesielt er en modell bygget for en gitt bruk, og bruken i en annen sammenheng har stor sjanse for å generere falske resultater (se validering av simuleringer ).

Den beste måten å oppsummere denne epistemologiske kritikken på er: “kartet er ikke territoriet! ".

Dermed bør digital simulering - som har en tendens til å bli et viktig verktøy for å konstruere komplekse industrielle objekter på grunn av implementeringshastigheten (for eksempel: simulering av bilulykker, utforsking av luftfartsdomener, simulering av atombomber osv.) - ikke brukes uten vitenskapelig etterpåklokskap eller profesjonell forsiktighet.

Den kritiske analysen av resultatene, verifiseringen av gyldigheten til de teoretiske modellene som brukes, sammenligningen av de forutsagte resultatene med eksperimentet ... er like mange reflekser av ingeniøren å ha, og som da er en del av etikken til den profesjonelle brukeren, dette spesielt for ikke å ta uoverveide risikoer i logistikk- og designbeslutninger (for eksempel: se katastrofen som ligger i forseglingen til den amerikanske romfergen, hvis numeriske simulering ikke oppdaget den strukturelle svakheten ) og / eller investering (for eksempel: se de økonomiske feilene i begynnelsen av inntektene til en større parisisk fornøyelsespark på grunn av dårlige numeriske simuleringer av frekvenser og forventede forbruksutgifter ).

Historie

Datasimulering dukket opp samtidig som informatikk for behovene til Manhattan-prosjektet under andre verdenskrig , for å modellere prosessen med nukleær detonasjon. Den første "sivile" numeriske simuleringen i teoretisk fysikk var Fermi-Pasta-Ulam-eksperimentet (1953). Siden har den utviklet seg ved siden av IT.

Datasimuleringskategorier

Vi kan skille mellom tre kategorier av simuleringer:

Simuleringsmetoder

Eksempler på simuleringer

Merknader og referanser

  1. (in) John Brockman og Steven Pinker (introduksjon) ( pref.  Richard Dawkins) Hva er din farlige idé? : dagens ledende tenkere på det utenkelige , New York, Harper Perennial,2007, 300  s. ( ISBN  978-0-061-21495-0 , OCLC  1030009771 )
  2. (en) Olivier Mesly , Opprette psykologiske modeller i forskning , Cham, Sveits Springer al.  "SpringerBriefs in psychology",2015, 126  s. ( ISBN  978-3-319-15752-8 , OCLC  908117636 )

Se også

Relaterte artikler

Ekstern lenke

Bibliografi