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.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Astronomická lahôdka: Obloha sa čoskoro zmení na živú mapu vesmíru, takto ju uvidíš zo Slovenska
Zaplatil milióny za úlomok planéty. V USA vydražili kus Marsu, jeho cena prekonala očakávania
S týmto eko palivom musíme v budúcnosti počítať. Vedci ho vyrobili zo špinavej vody a odpadu
Američania stavajú vesmírny maglev. Neuveríš, na čo má slúžiť a ako im ušetrí palivo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prekvapivý zvrat na trhu práce mení rebríček najžiadanejších absolventov vysokých škôl. Jednotkou už nie je IT
EÚ schválila 18. balík sankcií proti Rusku. Fico ustúpil tlaku
Fico otočil, EÚ prijala nový balík sankcií proti Rusku. Takéto majú byť garancie pre Slovensko
Snoop Dogg sa stal spolumajiteľom známeho futbalového klubu: „Príbeh klubu a regiónu ma oslovil“
Analýza miliónov letov šokuje cestujúcich a odhaľuje prekvapivú pravdu o spoľahlivosti európskych aeroliniek
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Najväčší hit Netflixu úplne prehliadli. Toto sú podľa kritikov najlepšie seriály roka
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Krvavý turnaj je späť. Mortal Kombat 2 dostal prvé video, dorazí čoskoro
- Tento pohon áut vôbec nie je taký čistý, ako si mysleli. V novej štúdii ho elektromobily rozdupali
- Záhadný kameň v Egypte nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté 5000 rokov
-
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
- Týmto raketám neunikne nikto. Kórea do nich vložila niečo, čo zlikviduje akýkoľvek cieľ
- Našiel som dokonalé rodinné auto. Na novej Dacii som prešiel 1 400 km do Chorvátska, otvorila mi oči
Svetový úspech vedcov SAV: Slováci vyvinuli zbraň proti vírusu, ktorý môže spúšťať rakovinu
Aplikácia Slovenskej pošty sa mení na digitálnu pobočku: Pribudnú kľúčové novinky
Slováci nakupujú inak, predajcov pribúda. E-shopy u nás prechádzajú premenou
Slovákov masívne ohrozuje nový typ kybernetického útoku. Je horší než phishing
USA zavedú jednotné clá. Zasiahne to vyše 150 krajín naraz
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP