Štúdia odhaľuje, aké obrovské chyby robia počítače pri špecifických simuláciách. Chýba im zásadný prvok
Peter Coveney, jeden z autorov novej štúdie poukazuje na fakt, ako nepresne dokážu počítače simulovať chaotické dynamické systémy, hlási online knihovna a sekcia Advanced Theory and Simulations. Autori tejto štúdie poukazujú, že čo i len malá chyba počas výpočtov v simulácií môže na konci simulácie viesť k obrovským nepresnostiam, píše ScienceAlert.
Hlavným dôvodom týchto reakcií je fakt, že počítače nedokážu rozumieť chaosu. Celý problém dokonale ilustruje teória s názvom „motýlí efekt“. Ako píše portál SimplyCable, motýlí efekt je experiment, ktorý dokonale znázorňuje teóriu chaosu a dynamické systémy. V princípe sa v tomto experimente hovorí o tom, že aj obyčajné mávnutie krídlami motýľa na jednom mieste môže vyvolať tornádo na inom mieste na Zemi.
Teória motýlieho efektu sa pripisuje americkému vedcovi Edwardovi Nortonovi Lorenzovi, ktorý v 60. rokoch robil simulácie počasia. Simulácie počasia pracujú s obrovským množstvom vstupných premenných, s ktorými následne počítať pracuje a Lorenzo si jednu takúto vstupnú premennú zjednodušil a miesto hodnoty 0,506127 do počítača zadal hodnotu 0,506. Aj toto, na prvý pohľad nepatrné zjednodušenie, viedlo vo finále k obrovským zmenám v simulácii, ktorá sa značne líšila od tých predchádzajúcich.
Simulovanie počasia je jedným z príkladov zložitých chaotických dynamických systémov, ktoré vedci simulujú. Problém však nenastáva iba pri „nesprávnom“ zadaní vstupných hodnôt, ale aj pri samotnom simulovaní a počítaní počítačom. Za všetko môže strata presnosti v dôsledku diskrétnej aproximácie reálnych čísel. Táto strata sa prejavuje práve v zložitých dynamických simuláciách.
Aj malé chyby zaokrúhľovania počítačom tak môžu viesť k obrovským chybám v závere simulácie. Základom problému je aritmetika s pohyblivou čiarkou, čo je princíp, akým počítače rozumejú číslam prostredníctvom binárneho kódu. Tieto chyby sa dokonca prejavujú aj v komplexnejšej, 64-bitovej reprezentácii čísel, ktorú používajú dnešné počítače a ktorá sa nazýva „pohyblivá čiarka s dvojitou presnosťou“.
Vedci až doteraz verili, že tieto chyby zaokrúhľovania v 64-bitovej reprezentácii čísel nemajú na výsledok simulácie žiaden vplyv. Nová štúdia však potvrdzuje, že problém, ktorý je spôsobený nerovnomerným rozdelením frekvencií predstavovaných číslami s pohyblivou rádovou čiarkou nebude tak jednoduché odstrániť. Podľa výskumníkov dokonca nepomôže ani navýšenie počtu bitov. Výsledky štúdie boli získané na simulácii pomerne jednoduchého dynamického systému – na Bernoulliho mape.
Vedci pri projektoch však simulujú rôzne a oveľa zložitejšie systémy ako bola Bernoulliho mapa, no aj pri tomto jednoduchom systéme boli odhalené nepresnosti pri výpočtoch, čo teda smeruje k jedinému – zložitejší systém bude obsahovať vo výsledku ešte väčšie nepresnosti.
Tím odborníkov, ktorí pracovali na štúdii, odporúča ostatným výskumníkom prevádzajúcim rôzne simulácie, aby dôkladne kontrolovali priebeh výpočtov. Nestáva sa vraj každý deň, že väčšina počítačových simulácií môže byť chybná.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Zúri na nej vietor s rýchlosťou 9000 km/h. Známa exoplanéta „ukázala” svoju odvrátenú stranu
USA ani Rusko nemajú šancu. Čína chce na Mesiaci urobiť niečo, čo ešte nikto nedokázal
Žiadne rakety, do vesmíru nás dostanú solárne krídla. Ukázali novú družicu s revolučným pohonom
Vedci namierili Webbov teleskop na blízku planétu. Je až 50 % šanca, že tam nájdu život
Legendárne observatórium našlo stratenú planétu. Jedna vec na nej vôbec nesedí
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- České Call of Duty valcuje svet. Je najpredávanejšou hrou na Steame
- EÚ stráca trpezlivosť. Obľúbenej sociálnej sieti Slovákov hrozí zákaz
- Slovensko zapíše do histórie. Naše lietajúce auto má za sebou obrovský úspech
- Odhalili desiatky podvodných e-shopov na Slovensku. Vyskúšali sme ich a neverili vlastným očiam (+zoznam)
- Prelom: Vedci prvýkrát umelo vytvorili čiernu dieru. Padli im sánky, keď začala žiariť
-
- Veľký deň pre ľudstvo: NASA zachytila zašifrovanú správu z hlbokého vesmíru
- Odhalili desiatky podvodných e-shopov na Slovensku. Vyskúšali sme ich a neverili vlastným očiam (+zoznam)
- EÚ stráca trpezlivosť. Obľúbenej sociálnej sieti Slovákov hrozí zákaz
- České Call of Duty valcuje svet. Je najpredávanejšou hrou na Steame
- Prelom: Vedci prvýkrát umelo vytvorili čiernu dieru. Padli im sánky, keď začala žiariť
-
- Veľký deň pre ľudstvo: NASA zachytila zašifrovanú správu z hlbokého vesmíru
- Veľký elektropredajca na Slovensku končí. Toto bude jeho náhrada
- Apple to dokázal. Na iPhone príde zmena, po ktorej už žiadny Android nebude dávať zmysel
- Prelom: Vedci prvýkrát umelo vytvorili čiernu dieru. Padli im sánky, keď začala žiariť
- Zem má druhý mesiac, vieme odkiaľ pochádza. Odhalil ho gigantický kráter
Vedci prinášajú viacero prelomových objavov, týkajú sa žilnatiny listov aj Alzheimera
Vo vlakoch bude o niečo bezpečnejšie. ZSSK spustila nový projekt
iPhone už nie je tak populárny. Apple zaznamenal prepad predajov, chcú to zmeniť
O hlasovací preukaz v eurovoľbách možno požiadať aj cez aplikáciu Voľby.Digital
Podľa novej štúdie môže pacientom s Alzheimerom pomôcť rapamycín
Copyright© 2024 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené