Mekhoa ea Monte Carlo ke efe, 'me e amana joang le bomo ea athomo?

La 13 Mots'eanong e tlang e tla ba sehopotso sa mashome a mararo a metso e makatsang lefu la setsebi sa lipalo sa Poland Stanislaw Ulam (1909 - 1984), e mong oa litho tsa morero oa Manhattan, eo, joalo ka ha u tseba, a laetseng, har'a tse ling, ho theha bomo ea pele ea hydrogen historing. Ka bomalimabe, re iphumana re le nakong eo ka eona mathata a tebileng a boitšoaro a ho sebelisa matla a nyutlelie molemong oa merero eo e seng ea khotso hantle a hlahang. Ulam e ne e le e 'ngoe ea ba neng ba le leqe ka ho fetisisa le ba hlokofatsoang ke tsoelo-pele ea ho qetela ea bomo ea athomo. Ho tlohella phehisano eo, ka ho hlaka hore ha ea ka ea hlōloa, ke potso ea hore na setsebi sa lipalo se sa khopiseng (a priori), ka lipalo le lipalo tsa sona, se ka phetha karolo efe tabeng e kang ena.

Ha re shebeng.

Haeba re batla tlhahisoleseding mabapi le Ulam, re tla fumana hore litlatsetso tsa hae tsa lipalo li ajoa mafapheng a fapaneng a kang theory ea linomoro, set theory, ergodic theory le algebraic topology. Ho hlakile hore re ke ke ra hlahloba boitsebiso bo bongata hakana tlhahlobong e le 'ngoe, kahoo re tla tsepamisa maikutlo lekhetlong lena mohlala oo a o hlahisitseng hammoho le setsebi se seng sa lipalo le saense ea k'homphieutha, ea ileng a sebetsa hape Los Alamos Laboratory morerong o boletsoeng ka holimo oa Manhattan, The Hungarian. -Setsebi sa lipalo sa Amerika John Von Neumann (1903 - 1957), ea tsejoang e le mokhoa oa Monte Carlo.

Pele ho tsohle, ho loketse ho hopola mehopolo e meng e hlakisang mofuta oa mathata ao re tla sebetsana le ona. Ha ho tluoa tabeng ea ho etsa mohlala oa ketsahalo efe kapa efe e etsahalang ho re potoloha (teko e ka ba bonolo joalo ka ho akhela chelete ea tšepe moeeng, kapa e rarahaneng joalo ka ho hlalosa phetoho ea metsi ha phala e robeha ka har'a mohaho, kapa mokhoa oa ho etsisa. motsamao wa ho hasana ha dinyutrone nthong ya nuclear fission). Mohlala ona oa se ka etsahalang o etsoa ke algorithm (lentsoe le tsebahalang bophelong ka nako e telele).

Algorithm ha e fokotsehe ho feta melao e tsitsitseng, e lula e tšoana, e hlahisang ts'ebetso. Ka mohlala, ho eketsa, ho tsosolosa, ho atisa kapa ho arola linomoro tse peli tseo re li sebelisang tabeng ka 'ngoe ke algorithm (tseo ba re rutang tsona sekolong), ho etsa kuku, ho tsamaea ha libese ho pholletsa le motse, tlhaloso ea pina, ntho e 'ngoe le e' ngoe eo re e etsang (ka linako tse ling e na le mefuta e sa tšoaneng, moo re fetolang algorithm) e ka hlalosoa ka melao, ka algorithm. Liteko (tseo re li etsang mohlala ho sebelisa li-algorithms tsena) li ka aroloa ka mefuta e 'meli ea mantlha: e ikemiselitseng le e sa reroang (kapa e ka etsahalang). Ke deterministic ha sephetho sa eona se ts'oana ha feela re qala ho tloha maemong a tšoanang (haeba re liha ntho, re tseba hantle hore e qetella e le fatše; haeba re futhumatsa pitsa ea metsi, rea tseba hore e tla fela. ho bela holimo), ha e ntse e le ka linako tse ling ha ho se joalo Re tiisetsoa sephetho se tšoanang leha re ka etsa ntho e tšoanang (ho akhela chelete ea tšepe, ho hula bolo ho tsoa urn, ho tseba moo lehalima le tla otla). Ha e le hantle, ke lintho tsa tlhaho feela tse iketsahallang feela, hobane ka chelete ea tšepe, bolo e ka har'a urn, joalo-joalo, re ithutile boitšoaro ba eona ka ho ithuta chelete ea tšepe, kapa mochine o ntšang bolo. Ke kahoo re buang ka liteko tsa pseudo-random (tse itšetlehileng ka lintho tse entsoeng ke motho) le tse sa reroang feela. Empa re ke ke ra etsa phapang e joalo ho se latelang, ho nolofatsa lintho. Ho etsa mohlala oa liteko kapa liketsahalo tsa deterministic li ipapisitse le mokhoa o tsejoang le o koetsoeng, empa likarolo li ipapisitse le tlhahiso ea linomoro tse sa reroang le tlhahlobo ea menyetla e amanang.

lipapali tsa likarete

Mosebetsing o ileng oa etsa ka mokhoa o hlakileng ho arola likaroloana tsa nyutlelie fission, litsebi tsa fisiks tseo e neng e le karolo ea Manhattan Project li ile tsa lemosa hore e baka boitšoaro bo sa reroang ka ho feletseng. Bakeng sa merero ea bona, ho ka khethoa mekhoa e 'meli: ho rarolla li-equations tse fapaneng tse laolang ho hasana, ho monya le ho fission, kapa ho nka lintlha ho tsoa litekong tsa sebele. Ha ho e 'ngoe kapa e' ngoe e neng e ka khonahala (ea pele hobane ha re tsebe ho rarolla mofuta ona oa li-equation hantle; ea bobeli hobane ho hlakile hore re ke ke ra etsa likarohano tsa athomo). Stan Ulam o ne a rata lipapali tsa likarete le ho bala menyetla ea ho fumana mekhoa e qhekellang ea ho leka ho fumana mohanyetsi.

Hantle-ntle, ho bapala solitaire, ho hlokometsoe hore ho ne ho le bonolo ho fumana khopolo ea sephetho se akaretsang sa solitaire ka ho etsa liteko tse ngata ka lirafshoa le ho bala boholo ba liphetho, ho feta ho kopanya ka mokhoa o hlophisitsoeng menyetla eohle ea ho kopanya. Ena ke teko e mengata ea monyetla oa ho hlahisa linomoro tse sa reroang ka komporo le ho fumana liphetho. Ke ’nete hore motho a ka e etsa ka makhetlo a ’maloa, empa k’homphieutha e ka qeta lihora e bontša linomoro, ’me ka nako eo e etsa lipapiso tse makholo, lik’hilomithara, limillione kajeno. Joale o ile a hlokomela hore ho ka sebelisoa se tšoanang ho thefula boitšoaro ba ntho e itseng ea nama, e kang ho hasana ha li-neutron.

Ulam o ile a hlalosetsa Von Neumann mohopolo ona. Le hoja qalong a ne a sa kholisehe, ha nako e ntse e ea (mme ho ka etsahala hore ebe liteko tse itseng) e ile ea e-ba molateli oa 'nete le ea kholisehileng oa mokhoa ona. Kaha ntho e ’ngoe le e ’ngoe eo ba neng ba e etsa Los Álamos e ne e le lekunutu, ba ile ba fa morero nomoro ea khoutu, eo e mong oa litho tsa sehlopha a ileng a e kolobetsa e le Montecarlo, mabapi le Casino e tummeng ea toropo eo. Ntle le moo, seo roulette e se hlahisang ke linomoro tse sa reroang (joalo ka ha ke boletse pejana, ke leshano, hobane ho ipapisitsoe le mochini o sebetsang, ke pseudo-random; ha e le hantle, libapali tse ngata li bile le melemo e meholo ka ho shebella boits'oaro ba mabili a roulette le. ho etsa qeto ea mokhoa o matla oo ke ileng ka o etsa mohlala oa bona), le hoja ho bonahala eka Ulam o ile a amohela palo eo ka “tlhompho” ea malome oa hae ea sa kang a etsa letho haese ho alima chelete ho bohle ho bapala moo.

Ho sa tsotellehe hore na boemo e ne e le bofe, mekhoa ea Montecarlo e ne e le ea bohlokoa bakeng sa lipapiso tse hlokahalang, le hoja li ne li fokolloa haholo ke lisebelisoa tsa k’homphieutha tsa mehleng eo (ea ENIAC). Ka 1948 liphetho tsa pele tse amohelehang tsa boitšoaro ba khubu ea fission li ile tsa fihleloa. Lilemong tsa bo-1950, mekhoa ea Monte Carlo e ile ea thusa haholo ho hlahisoeng ha bomo ea haedrojene ’me ea tuma mafapheng a phuputso ea fisiks, ea fisiks le ea tšebetso. Rand Corporation le US Air Force e ne e le mekhatlo e 'meli e meholo e neng e qosoa ka lichelete le ho phatlalatsa tlhahisoleseding mabapi le mekhoa ena. Ho tloha ka nako eo ha ba e-s'o khaotse ho ntlafatsa le ho fumana lits'ebetso likarolong tse fapaneng ka ho fetisisa, tseo ho tsona fisiks, meriana (litšoantšo tsa radiographic, ka holim'a tsohle), k'hemistri ea limolek'hule, boenjiniere, moralo oa litšoantšo, moruo le khoebo le, ho hlakile, lipalo.

Mehlala

Hangata o bua ka teko ea nale ea Buffon ho hakanya lipalo tsa palo ea Pi e le selelekela sa mekhoa ea Monte Carlo. Haeba re nka pampiri eo ho eona re tšoaeang mela e meng e bapileng sebaka se hole d lipakeng tsa tsona (sheba setšoantšo), ebe re akhela nale ea bolelele l.

Monyetla oa hore nale e boemong ba

Hamorao, Pierre Simon de Laplace (1749 - 1827) o ile a hlalosa kamano ena e le mokhoa oa ho fumana likhakanyo tsa lipalo tsa Pi. Joang? Ho hula nale ka makhetlo a mangata le ho bala palo ea linale tse setseng boemong a. Boleng boo bo arotsoe ka kakaretso ea palo ea ho lahlela e lekana le boleng ba monyetla oa p, ka hona e thusa ho baloa ha Pi:

Ha e le hantle, tekanyo e fumanoeng ha e sebetse haholo: kahoo ho finyella libaka tse 5 tse nepahetseng tsa li-decimal ka li-tosses tse 3400 li ka tlase ho 1.5%. Buisanang feela ka mohopolo oa mekhoa ea Monte Carlo: ho lahlela tse kae, mekhoa e mengata.

Ha re bapala likepe, qalong, ho fihlela re "hlalosa" libaka tseo sepheo se leng sona, re boetse re sebelisa leano la Monte Carlo: re "hlahisa" li-volleys tse sa reroang, 'me ho feta moo, re hlalosa haholoanyane sebaka seo likepe li leng ho sona. mohanyetsi. Mokhoa o ts'oanang o sebelisoa ke balebeli ba lebopong ho fumana batho bao mohlomong ba lahlehileng kapa likepe tse soahlamaneng (sheba software ea SAROPS, mohlala) nakong ea ts'ebetso ea ho batla le pholoso. Ketsiso ena e ka hlahisa lintlha tse ka bang sekete tsa data tse abuoang ka mokhoa o sa reroang ho latela mefuta e lekanang. Mekhoa ea ho batla e ipapisitse le tlhahlobo ea datha tsena ho tiisa hore ho ka ba le likhang le monyetla oa ho fumanoa, tse kopantseng ho lekana le monyetla o akaretsang oa katleho. Qetellong, sena se tla sebetsa e le ts'ebeliso e sebetsang ea kabo ea monyetla ho fana ka mokhoa o potlakileng le o bonolo oa pholoso, o kanna oa sebetsa ho pholosa Bophelo le ho ntlafatsa lisebelisoa.

Lipalong, ho na le libaka tse ngata tseo mekhoa ena e sebelisoang ka eona, ho tloha ho likhakanyo tsa litharollo tsa lipalo tse ke keng tsa rarolloa ka mokhoa o nepahetseng, ho fihlela ho fumana hore na palo ea linomoro tse lekholo ke ea mantlha kapa che.(primality test).

liketsahalo tsa setsebi sa lipalo

Likhoeli tse 'maloa tse fetileng, ho ile ha lokolloa filimi ea 'Adventures of Mathematician' (Thor Klein, Jeremane, Poland le United Kingdom, 2020) ka Stanislaw Ulam le mosebetsi oa hae le bo-rasaense ba bang Los Alamos. Ho boletse ho feta, e ile ea lokolloa linaheng tse fetang leshome le metso e 'meli, tseo har'a tsona e seng tsa rona. Lumellana hore ha se filimi ea liketso tse potlakileng, kapa bahale, leha e le hore ke papali ea metlae sehlopheng se sebetsang sa bomo ea athomo le bomo e latelang ea hydrogen, e leng lintlha tseo batsamaisi ba bang ba ke keng ba li bonahatsa kajeno pele ba bua ka thabo hakana ka libetsa tsa nyutlelie. ; ka mokhoa o makatsang, Russia e lokollotsoe).

Filimi ena e ne e thehiloe bukeng ea Ulam ea lebitso le le leng, e hlophisitsoeng ka 1984, e hatisitsoeng ka Sepanishe ka bobeli (lihlooho tsa saense li bonahala li re khama, hammoho le lipuo, kahoo tabeng ena, e na le tsohle). Leha ho le joalo, ke e khothaletsa haeba u na le monyetla oa ho e tšoara. Mabapi le filimi, mona u na le k'haravene. Setšoantšong, ketsahalo eo Ulam a rutang liithuti tsa hae maqheka a mang mabapi le lipapali tsa likarete ho latela palo ea monyetla.

Ha ho pelaelo hore re tla bua ka mesebetsi e meng ea Ulam litlhahlobong tse latelang, tse kang spiral eo ka sebele u utloileng ka eona.

Alfonso Jesús Población Sáez ke moprofesa Univesithing ea Valladolid le setho sa Komisi ea Phatlalatso ea Royal Spanish Mathematical Society (RSME).

ABCdario ea Mathematics ke karolo e hlahang ho tsoa ho tšebelisano 'moho le Khomishene ea Phatlalatso ea RSME.