Aktuální číslo:

2026/4

Téma měsíce:

Radioaktivita

Obálka čísla

Když simulace nestačí

 |  30. 3. 2026
 |  Vesmír 105, 187, 2026/4

V posledních desetiletích se zdálo, že se věda definitivně stěhuje do křemíkového světa. Numerické simulace se staly jedním z hlavních nástrojů výzkumu – umožňují modelovat chování materiálů, proudění tekutin i biologické procesy bez nutnosti okamžitého experimentu. S rostoucím výpočetním výkonem se však stále zřetelněji ukazuje, že existují oblasti, kde samotné simulace narážejí na principiální limity.

U složitých systémů, složených z velkého počtu vzájemně interagujících prvků, vznikají jevy, které nelze jednoduše odvodit z chování jednotlivých částí. Malé změny vstupních podmínek, šum nebo lokální poruchy mohou vést ke kvalitativně odlišnému výsledku. Tento jev, označovaný jako emergentní chování, byl popsán již v klasickém článku Philipa W. Andersona „More is Different“ (DOI: 10.1126/science.177.4047.393), který upozornil, že s rostoucí složitostí systému se objevují nové zákonitosti, jež nelze plně zachytit redukcí na základní rovnice.

Podobně R. Laughlin a D. Pines ve své vlivné práci (DOI: 10.1073/pnas.07.1.28) ukazují, že i dokonale známé mikroskopické zákony nemusejí vést k předpověditelnému makroskopickému chování. V praxi to znamená, že u mnoha materiálových a fyzikálních systémů není možné spoléhat pouze na numerické modely, jakkoli detailní jsou.

Z tohoto důvodu se část současného výzkumu znovu obrací k fyzickým prototypům a experimentům. Hmota zde nefunguje pouze jako objekt měření, ale jako aktivní prostředek poznání: experiment umožňuje odhalit chování, které se v simulaci vůbec neprojeví. Výpočty tak slouží spíše jako orientační mapa, zatímco experiment představuje nezastupitelný test reality.

Návrat k hmotě neznamená odmítnutí výpočetních metod, ale jejich zasazení do širšího rámce. Věda se tak přizpůsobuje skutečnosti, že svět je často složitější než naše nejlepší modely – a že některé odpovědi lze získat pouze tehdy, když necháme fyzikální systémy „promluvit samy za sebe“.

Zenil H. Kiani N. A., Tegnér J.: Seminars in cell & developmental biology, 2016, DOI: 10.48550/arXiv.1401.3604.

Nakajima Ko.: Jap. J. Appl. Phys., 2020, DOI: 10.35848/1347-4065/ab8d4f

Fratzl P., Weinkamer R.:, Progress in materials Science, DOI: 10.1016/j.pmatsci.2007.06.001

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Slavka Čubanová

 

Doporučujeme

Ničí ozon choleru?

Ničí ozon choleru? uzamčeno

Iva Hůnová, Libor Elleder  |  30. 3. 2026
Pražská klementinská observatoř patří k těm, které mají nejdelší řadu nepřetržitých hydrometeorologických pozorování na světě. To se všeobecně...
Jak se člověk stává biologem

Jak se člověk stává biologem

Jan Černý  |  30. 3. 2026
Biologem se člověk nerodí, biologem se člověk stává. Ne jednorázovým rozhodnutím nebo náhlým osvícením, ale pomalým vrůstáním do světa, který je...
Patnáct let Fukušimy

Patnáct let Fukušimy uzamčeno

Vladimír Wagner  |  30. 3. 2026
Nejsilnější zemětřesení v dějinách přístrojového měření lokalizovaly seismografy v pátek 11. března 2011 pod mořským dnem nedaleko Japonska....