من به شخصه علاقه‌ی زیادی به انواع شبیه سازی ها دارم. البته احتمالا نتوان به این زودی از شبیه سازی های کامیپوتری برای بررسی پدیده های جهان در سطوح بنیادین استفاده کرد. یکی از مهم‌ترین دلایل این مساله این است که در شبیه سازی های کامپیوتری، ما ابتدا قوانین حاکم بر اجزای سیستم را تعریف می‌کنیم و سپس، شبیه سازی کامپیوتری به ما خواهد گفت که این سیستم، با گذشت زمان (time evolution)، چه تغییری نشان خواهد داد.
مثلا فرض کنید می‌خواهیم واکنش تعدادی دانش‌آموز به یک نقطه‌ی داغ در کلاس، مثلا یک شوفاژ، در زمستان را شبیه سازی کنیم. اولین چیزی که نیاز داریم این است که شرایط اولیه (initial condition) را برای این سیستم تعریف کنیم و بگوییم هرکدام از دانش آموزان و معلم در زمان صفر شبیه سازی، در کجای کلاس قرار دارند.
نکته‌ی بعدی تعریف کردن شرایط مرزی (boundary conditions) این سیستم است. یعنی تعریف کنیم که کسی نمی‌تواند از دیوارها و پنجره‌ی این کلاس خارج شود و دمای شوفاژ چقدر است. آنوقت باید قوانین حاکم بر اجزاء را نیز تعریف کنیم. مثلا اینکه معلم فقط در این قسمت‌ها می‌تواند حرکت کند. یا مثلا سعید سرما خورده و دوست دارد به شوفاژ نزدیک شود. یا نرگس از گرمای زیاد بدش می‌آید و همینطور برای سایر دانش آموزان. البته این سیستم بسیار پیچیده تر از این حرف‌هاست و شرایط گفته شده، ساده انگاری است. اما با این شرایط اولیه و شرایط مرزی و قوانین حاکم، ما شبیه سازی را آغاز می‌کنیم. شبیه سازی می‌تواند به ما بگوید که در پایان روز، این دانش آموزان به شکلی در کلاس نشسته اند. مشخصا در پایان روز، نرگس در نقطه‌ای دور از شوفاژ و سعید کنار شوفاژ نشسته است و معلم نیز همچنان پشت میزش قرار دارد. اما این شبیه سازی نمی‌تواند خود قوانین حاکم بر اجزای سیستم، مثلا نرگس را پیش بینی کند. ما برای شبیه سازی قوانین حاکم بر نرگس، باید به یک سطح پایین تر برویم و شبیه سازی را روی سلول‌ها و ذهن و روان خود نرگس انجام دهیم.
اما دوباره این شبیه سازی نیز نمی‌تواند قوانین حاکم بر سلول‌های نرگس را پیش‌بینی کند. بلکه ما باید به یک سطح پایین‌تر برویم و خود سلول را شبیه سازی کنیم. در سطح پایین‌تر، ما بایستی با قوانین حاکم بر مولکول‌ها، رفتار سلول را پیش‌بینی کنیم. در سطح پایین‌تر از آن، ما باید با شبیه‌سازی اتم‌ها، خود رفتار مولکول‌ها را پیش‌بینی کنیم. اما رفتار خود اتم‌ها، تنها با دانستن و شبیه سازی رفتار ذرات زیر اتمی، قابل پیش‌بینی‌ست. ما در نهایت به جایی می‌رسیم که برای سطح پایین‌تر از آن، هنوز قوانینی نیافته ایم. این سطح سدی‌ست که مانع کشف قوانین بنیادین به کمک شبیه سازی می‌شود.
پس اگر شبیه سازی نمی‌تواند قوانین بنیادین را کشف کند، پس فایده‌ی آن چیست؟
شاید مهم‌ترین فایده‌ی شبیه سازی های کامپیوتری این باشد که ما به کمک آن‌ها می‌توانیم رفتار سیستم‌های بسیار پیچیده را به خوبی پیش‌بینی کنیم. چرا که سیستم‌های بسیار پیچیده، اجزای زیادی دارند و صرف دانستن قوانین حاکم بر هریک از اجزاء، وضعیت حاکم بر کل سیستم را به دست نمی‌دهد. این کارکرد شبیه سازی می‌تواند پلی باشد برای پیش‌بینی رفتار سیستم‌های آشوبناک (chaotic) که مسائل بسیار پیچیده‌ای را شامل می‌شود. البته اکنون نیز بسیاری از این مسائل با این شبیه سازی ها حل می‌شود.
مثلا پیش‌بینی آب و هوا که تماما به کمک شبیه سازی‌های کامپیوتری‌ست و دقت بسیار بالایی نیز دارد. راستی به نظر شما، ما در یک شبیه سازی بسیار بزرگ قرار داریم؟
– اَبا اِباد