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¿Hay algún aspecto de una explosión resultante de un ensayo de armas nucleares que no puede ser simulado con super equipos?

Este Washington Post el artículo de noticias de los estados que con el advenimiento de la simulación por computadora de los ensayos nucleares, pruebas vivas no son necesarios.

En general se habla de que hay 3 aspectos de una explosión resultante de un ensayo de armas nucleares que son probados:

(a) la eficacia, (b) ceder el paso, y (c) capacidad de fabricar explosivos.

Rusia llevó a cabo su última prueba nuclear en 1990, el reino unido en 1991,los estados unidos en 1992, Francia y China, en 1996, la India Y Pakistán en 1998.

Lista De las pruebas de armas nucleares

Por lo tanto, esto significa que todos los aspectos de una explosión nuclear puede ser simulado con super equipos, o es que hay algún aspecto de una explosión nuclear que no puede ser simulado por la super computadoras?

36voto

blowdart Puntos 28735

Todo esto puede ser simulado a un cierto nivel de precisión suficiente poder de cómputo Y corregir los valores experimentales para todos los parámetros. El truco sin pruebas es obtener valores experimentales, por ejemplo. la conductividad térmica de Plutonio en TPa de presión.

Las pruebas experimentales se puede sólo validar algo a un cierto nivel de precisión, dependiendo de la instrumentación y la repetibilidad del dispositivo.

edit: Sí, hay efectos cuánticos que no puede ser predicho - que se concreta átomo se fisión de primera, pero que en realidad no es importante desde una perspectiva de la ingeniería.

23voto

Floris Puntos 54054

En cierta medida, esta respuesta es haciéndose eco de las cosas que @Martin dijo... pero desde mi propio punto de vista.

En mi experiencia de (Monte Carlo), la simulación, el modelo de implementar la captura de su conocimiento de la física de la situación; y si su conocimiento es "perfecto", su cálculo, con suficiente poder de cómputo al alcance de tu mano, también será "perfecto".

Se plantean varios problemas:

  1. Incompleta física conocimiento: si usted no sabe que ciertos aspectos de la conducta de su sistema (propiedades de los materiales tiene una manera divertida de ir no lineal a muy altas velocidades de deformación, por ejemplo), entonces usted no puede poner el conocimiento en el modelo. Esto me pasó a mí hace años: un modelo asume comportamiento lineal e hizo ciertas predicciones; cuando las observaciones subsecuentes no está de acuerdo con las predicciones, se fue en busca de la discrepancia y se encontró una desconocida no-linealidad.
  2. Condiciones de contorno: para sistemas con comportamiento caótico (como el clima), los pequeños cambios en las condiciones iniciales se cambio la evolución del sistema. Hasta cierto punto esto puede ser aliviado mediante la repetición de la simulación miles de veces con pequeños cambios en la entrada - esto daría una idea de la variabilidad que se puede esperar en la salida en base a este conocimiento incompleto
  3. Incompleta de los sistemas de conocimiento: tan pronto como usted tiene varios sub-sistemas que co-existen en una gran escala de simulación de las interacciones, puede parecer que usted puede no haber considerado. Algunos componentes pueden ser descritos en una forma paramétrica ("cuando la corriente en la base del transistor se va de alta, el colector de corriente aumentará por la beta veces la corriente de base"). Pero si la radiación de neutrones viene, puede cambiar las propiedades del transistor en formas que no fueron consideradas en el modelo. En un sistema de cualquier complejidad, el potencial y el impacto de tales interacciones se convierte en significativo.

Todo lo anterior, dice que las simulaciones sólo puede ir tan lejos: y que la confianza en el rendimiento de un sistema que sólo puede ser obtenida mediante la prueba (componentes).

Que dijo - no me gustaría ser el uno lo que sugiere que hagamos más pruebas nucleares. Yo sería muy feliz si estas cosas no funcionan en absoluto.

12voto

Duza Puntos 16

Creo que cualquier persona que dice "no hay necesidad de hacer experimentos, se puede simular todo!":

  1. No sé de qué están hablando
  2. Está tratando de vender el aceite de la serpiente
  3. Es un fraude científico tratando de empujar a la pseudociencia como la ciencia

Nunca he visto un trabajo serio, honesto científico de la afirmación de que la simulación es suficiente sustituto de la evidencia empírica, incluso para los muy simples experimentos.

El Washington Post, artículo de noticias

Parece un excelente ejemplo de #1.

Hay una razón por la que un componente fundamental del método científico es la verificación experimental de la hipótesis. A la afirmación de que la simulación es tan buena como la de un experimento es ridículo: ¿y si la simulación está mal? Lo que si hay errores en el código? ¿Qué pasa si la hipótesis se basa en que son falsas? ¿Qué pasa si las aproximaciones inherentes en su teoría (científica de la teoría por necesidad implica una aproximación de la realidad) causa catastrófica divergencia entre el mundo real resultado? Lo que si hay variables ocultas que nadie era consciente de?

Y lo que es más importante, ¿cómo diablos va a saber que los resultados son reales, a menos que hayas fue y lo intentó? Incluso con un competente simulador hay problemas, y los académicos producir notoriamente de mala calidad de código. Sin la validación experimental, que bien podría ser lo que es. Desde el artículo:

Pero un ex armas nucleares diseñador, quien habló en condición de anonimato debido a que todavía está en el gobierno, ofreció una visión más cautelosa. "Decir que los cálculos son mejores que los ensayos subterráneos es una tontería", dijo. "Si quieres saber si algo funciona, tienes que probarlo. Los cálculos son buenas, pero el problema es de riesgo. Cómo bueno creo que los cálculos son?"

Y:

El Senador Jon Kyl (R-Ariz.), que durante mucho tiempo se opuso al tratado, dijo: "la simulación por Ordenador es una parte de la pila de acopio programa de administración, que los científicos dicen que ha sido de gran ayuda. Uno me dijo que era producida buenas y malas noticias. La buena noticia es que nos dice mucho más acerca de estas armas que nunca sabía antes. La mala noticia es que nos dice las armas tienen problemas más grandes que nos dimos cuenta. Mientras que los ordenadores son útiles, no son un sustituto para la prueba. Por eso, aunque no estamos probando ahora mismo, no debemos renunciar al derecho a la prueba".

Y:

Jeffrey G. Lewis, una de las armas nucleares de expertos y el director de la región de Asia Oriental no Proliferación Programa en el Monterey Institute of International Studies, dijo que los años de ensayos nucleares subterráneos ayudó a mostrar las armas de los diseñadores que las bombas trabajado bajo ciertas condiciones, "pero que nunca pudo explicar cómo o por qué."

El énfasis es mío - aunque Jeffrey Lewis es, al parecer, en favor de la política, su comentario ilustra el punto crucial: El universo funciona en el complejo de leyes. No todas estas leyes son conocidas. Es imposible garantizar que una simulación basada en las leyes conocidas estará de acuerdo a la realidad. En algunos casos, el desacuerdo puede ser insignificante, pero no hay manera de saber a priori que va a ser para un caso dado.

EDITAR para añadir aún más el problema de basarse en simulaciones: Si nos fijamos en el pasado se llevan a cabo experimentos para validar las simulaciones, se puede ver que se ajustan muy de cerca, y la idea de que las posibles fuentes de error que menciono son insignificantes, y que estoy haciendo una montaña de un grano de arena. Sin embargo, usted estaría haciendo caso omiso de ciertas importantes matices.

El momento en que inicie la abstención de validación empírica, el carácter del trabajo de investigación: es mucho más fácil hacer predicciones cuando usted sabe que en realidad nadie se la comprobación de las predicciones y la captura se si te equivocas. Por otra parte, se cae en una extraña trampa similar a la de saltarse los controles: Usted tiene algunas simulaciones que valide, y a veces resultan falsas y se han desecho de su manuscrito, pero tiene otras simulaciones en las que no validar, y nunca deben ser re-hecho. ¿Cuál es el punto de la validación entonces, si todo lo que hace es más lento? (Para conectarse con la analogía - "¿cuál es el punto de hacer los controles, si lo único que hacen es hacer experimentos trabajo con menos frecuencia?")

Por supuesto, la respuesta es evidente: El experimento es inútil sin los controles (esto se mantiene incluso si a lo largo de su carrera científica ha realizado 1000 experimentos controlados, y nunca una vez que se tienen los controles dado ninguna información nueva). Asimismo, la simulación es inútil sin la validación empírica. Pero si uno acepta que la validación empírica es prescindible, a continuación, una contradicción que surge es: ¿por Qué no prescindir de validación incluso más? Después de todo, usted sólo gana y que "no se puede perder". Debido a esto, y junto con varios de los vicios a que todos los científicos están sujetos, una vez que la validación empírica deja de ser un "siempre es obligatorio, no hay excusas", no pasará mucho tiempo antes de que todo el mundo está viniendo para arriba con las teorías que no tienen nada que ver con la realidad y no hay rastro de la verdadera ciencia permanece en la comunidad. Este es el gran peligro de que "realmente" hace que sea importante para hacer la validación empírica de las simulaciones.

Esto no debe interpretarse como una "tenemos que hacer las pruebas nucleares o toda la ciencia será arruinada para siempre". Yo personalmente no la mente que la prueba se detiene. Sin embargo, una vez que la decisión de detener la prueba se detiene, una persona seria, deben admitir a sí mismos de que ciertos conocimientos científicos, que iba a ser obtenidos de estas pruebas es ahora inaccesible, y no puede ser obtenida. Diciendo: "estamos parando a los exámenes... pero bueno, que podemos hacer simulaciones!" es como pedirle a tener su pastel y comérselo también. No está sucediendo, y se están engañando a sí mismo si usted piensa que es.

Y tampoco estoy tratando de reclamar que hacer simulaciones es un sentido de negocio. Es muy útil el trabajo que puede producir valiosos resultados científicos. Pero es importante recordar que los resultados de una simulación sólo se aplican a la simulación, no de la realidad, porque la realidad no es la simulación, no necesariamente se asemejan a la simulación, y lo más probable es que se diferencia a partir de la simulación de maneras impredecibles. Uno no puede tomar los resultados de una simulación, y dicen que se aplican al mundo real: Uno sólo puede hacer que el argumento de la realización de una propuesta de experimento en el mundo real, con base en los resultados de la simulación.

Pero si los experimentos no son una opción, a continuación, la simulación no puede ser conectado a la realidad. En ese punto, el investigador está atascado sólo investiga los fenómenos de su mundo simulado, no la real. Una vez más, no hay nada de malo con eso, y podría decirse que el conjunto de la disciplina de las matemáticas se refiere a la investigación de un mundo imaginario, sin embargo, que ha producido muchos resultados útiles en el mundo real. Sin embargo, con la palabra "ciencia", uno es la costumbre de asociar la investigación de el mundo real, en lugar de un imaginario, el mundo simulado.


También, como se puede ver a partir de la lectura del artículo, la decisión de detener la prueba está políticamente motivado. Diciendo que usted decidió dejar de pruebas es conveniente en el clima político actual (aunque no es científico). La eliminación de la prueba estricta de la validación empírica es conveniente porque permite que sea más fácil la manipulación de los resultados. Ni En la otra mano, un incondicional devoción a los principios científicos es raro para ser apreciado por una gran parte del electorado, y puesto que la guerra nuclear es poco probable que durante la actual administración, la pérdida de la capacidad para el diseño eficaz de las armas nucleares (y también para las plantas de energía nuclear) no es visto como un gran problema. Por lo tanto, la administración hace un [políticamente] decisión correcta para detener la prueba, y la afirmación de que las simulaciones son suficientemente buenos de todos modos.

5voto

Harsh Vardhan Puntos 31

Usted puede simular todo a cierta precisión, pero hay al menos un aspecto que sigue siendo unsimulated: la realidad.

A lo que me refiero son los siguientes puntos:

  • Cuando se desea calcular algo un poco más complicado, en algún momento, usted va a utilizar aproximaciones. Siempre hay buenas razones para hacer ciertas suposiciones, dejando de lado los términos y efectos, etc. - pero a veces alguien echa de menos algo. Esto también es cierto para la fabricación de bombas atómicas. Dudo que esto es un gran problema una vez que la reacción en cadena se encuentra en su camino, pero podría influir si la bomba explota.

  • Cuando usted hace una simulación, usted está asumiendo que el dispositivo que construir ve exactamente como lo planeaste. En realidad, esto nunca va a suceder. Obviamente, usted puede tratar de simular esto, si usted sabe lo que puede equivocarse y simular estos indebidamente construido dispositivos, pero si hay graves errores sistemáticos, su simulaciones no se les coge.

Por lo tanto, dudo de que en el fin de conocer verdaderamente lo que va a suceder, usted puede depender sólo de las simulaciones. Sin embargo, sí puede reducir la necesidad de realizar pruebas experimentales mucho.

Eche un vistazo a la exploración del espacio. Que están haciendo simulaciones extensas, debido a la construcción de la nave espacial es muy caro, pero a veces las cosas van terriblemente mal...

2voto

Vicfred Puntos 123

Me encanta la cita: "Nadie cree que un análisis a excepción de la persona que lo hizo. Todo el mundo considera una prueba, excepto la persona que lo hizo." Tanto la simulación y prueba de la existencia de graves deficiencias. Usted no puede hacer muchas pruebas porque son caros. Las simulaciones no incorporan todas las de la física. Es fácil decidir incorrectamente de que algún efecto no es importante, y a ignorar o a tener algún aspecto del proceso de fabricación de ser importante cuando no pensar en ello. Lo ideal (desde un punto de vista de ingeniería, no presupuestarios), te hacen un montón de ambos. Cuando las simulaciones no pueden reproducir las pruebas, usted averiguar lo que está mal con las simulaciones. Luego de actualizar la simulación y decidir qué prueba a hacer a continuación. Cuando el presupuesto es limitado, como siempre lo es, usted tiene que decidir qué combinación de simulación y prueba a comprar. Como simulaciones de mejorar, es racional para comprar más de ellos y hacer menos pruebas. A continuación, le preocupa que la simulación perdió algún punto importante. No es fácil.

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