Компьютерный эксперимент

9

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

ПОНЯТЬ

Знания, как правило, не являются человеку в готовом виде. Их приобретение есть долгий и трудоемкий процесс.

Общий метод познания, выработанный наукой, может быть назван гипотетико-теоретическим методом.

Суть его заключается в следующем.

На основе наблюдения, теоретических рассуждений и экспериментов формируется гипотеза, т.е. предположение о природе или о закономерности какого-либо явления.

Эта гипотеза проходит всестороннюю проверку: теоретическую - на соответствие модели, с которой оно соотносится (см. главу Моделирование и формализация, в учебнике информатики для 10 – класса) и экспериментальную – на отсутствие противоречий в ее следствиях известным экспериментальным фактам.

Таким образом, в этой схеме понятие эксперимента встречается в двух качествах:

• как средство формирования гипотез (рис 1):

• как средство проверки гипотез (рис 2).

Гипотеза

Рис. 1

Гипотеза

Рис. 2

Существенным отличием эксперимента от наблюдения является:

• наличие контролируемых и управляемых условий проведения эксперимента;

• явная формулировка цели эксперимента.

ПРИМЕР Знаменитым экспериментом, положившим начало современным физическим представлениям о мире, был эксперимент А. Майкельсона – Морли по определению относительной скорости света. На основе этого эксперимента была выдвинута фундаментальная гипотеза, что скорость света постоянной величиной, которая не зависит от скорости движения источника света.

ПРИМЕР. Выдающийся швейцарский психолог Жан Пиаже, в течение долгого времени проводивший эксперименты по установлению законов формирования человеческого интеллекта, высказал предположение, что маленький ребенок воспринимает скорость движения иначе, чем взрослые, не как расстояние, пройденное за данное время.

Подтверждением этой гипотезы служит следующий эксперимент.

Рис. 3

ПРИМЕР. В начале ХХ века математик С.Рамануджан, вычисляя число

e^π√163 , где е = 2,81... показал, что оно равно 262537412640768743, 999 999 999 999... Можно предположить что это число целое. Последующие вычисления

( по сути – эксперимент), показывают, что после группы девяток идет 2, т.е. число не является целым.

ПРИМЕР Эксперименты можно ставить и с геометрическими объектами.

Например, используя пластелин, можно показать, что из «бублика» (в математике он называется «тором») можно сделать чашку с ручкой (рис.4). В то же время попытка сделать такую же чашку из «кренделя» (рис. 5) не удается. Можно сформулировать гипотезу, что это сделать невозможно. Доказать ее довольно сложно – для этого нужно использовать методы специальной математической дисциплины, которая называется топологией.

Рис. 4 Рис.5