ฟิสิกส์การคำนวณคืออะไร?

ฟิสิกส์การคำนวณเป็นฟิลด์ที่ใช้ทั้งสูตรฟิสิกส์ที่มีอยู่และอัลกอริทึมเชิงตัวเลขเพื่อทำการคำนวณขนาดใหญ่กับคอมพิวเตอร์ที่ใช้เวลานานและน่าเบื่อมากในการดำเนินการด้วยมือโดยพื้นฐานแล้วมันเป็นสาขาของฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และโซลูชันโดยใช้คอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรมแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่นักฟิสิกส์มุ่งมั่นที่จะสร้างข้อมูลจำนวนมากที่ต้องใช้ข้อมูลจำนวนมหาศาลที่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากในการประมวลผล

การจำแนกประเภทที่แน่นอนของฟิสิกส์การคำนวณในสาขาฟิสิกส์โดยรวมมักจะถกเถียงกันบางคนคิดว่ามันเป็นสาขาของฟิสิกส์เชิงทฤษฎีเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับพื้นที่ของฟิสิกส์ที่ยังคงเป็นทฤษฎีอย่างลึกซึ้งด้วยการสนับสนุนการทดลองที่แข็งแกร่งเพียงเล็กน้อยคนอื่นเชื่อว่าควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ทดลองเนื่องจากข้อมูลที่ใช้โดยทั่วไปมาจากการทดลองแม้ว่าส่วนใหญ่นักวิทยาศาสตร์ยอมรับว่ามันอยู่ที่ไหนสักแห่งระหว่างสองสาขาและมีทั้งส่วนประกอบทางทฤษฎีและการทดลอง

ฟิสิกส์สมัยใหม่ต้องอาศัยคอมพิวเตอร์อย่างหนักเพื่อทำงานด้านคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนของการทดลองและทฤษฎีฟิสิกส์ฟิสิกส์เช่นดาราศาสตร์ฟิสิกส์กลศาสตร์ของไหลและฟิสิกส์เร่งความเร็วทั้งสองขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรมและการคำนวณในฟิสิกส์เร่งความเร็วเช่นคอมพิวเตอร์จะต้องตรวจสอบบันทึกและวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากในแต่ละครั้งที่อนุภาคถูกชนกันในเครื่องเร่งอนุภาคการคำนวณฟิสิกส์ของโซลิดสเตตในการคำนวณการเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติอะตอมของของแข็งและคุณสมบัติขนาดใหญ่ของพวกเขาโดยการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับของแข็งในระดับโมเลกุล

มีงานอื่น ๆ อีกมากมายที่แก้ไขผ่านการคำนวณที่สามารถจัดกลุ่มได้อย่างหลวม ๆภายใต้สาขาฟิสิกส์การคำนวณบ่อยครั้งงานเช่นการแก้สมการเชิงอนุพันธ์และอินทิกรัลหรือการประเมินเมทริกซ์ขนาดใหญ่มากใช้ในการคำนวณเกี่ยวกับระบบทางกายภาพงานเหล่านี้สามารถจำแนกได้อย่างง่ายดายทั้งคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ซึ่งเป็นคณิตศาสตร์ที่ดำเนินการอย่างหมดจดเพื่อคณิตศาสตร์อย่างไรก็ตามเมื่อดำเนินการกับข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์พวกเขาสามารถตกอยู่ในหมวดหมู่ของฟิสิกส์การคำนวณได้อย่างง่ายดาย

วิทยาลัยหลายแห่งมีหลักสูตรในวิชาฟิสิกส์การคำนวณหลักสูตรวิทยาลัยเบื้องต้นมีแนวโน้มที่จะสอนหลักการการเขียนโปรแกรมขั้นพื้นฐานและวิธีการนำไปใช้กับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์หลักสูตรต่อมามักจะสอนในระดับบัณฑิตศึกษาสอนวิธีจัดการและแก้ปัญหาขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยข้อมูลจำนวนมากผ่านการใช้อัลกอริทึมและแนวทางปฏิบัติการเขียนโปรแกรมขั้นสูง