Számítógépes statisztikus fizika: modellek és szimulációk

Kertész János

BME Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék

A számítógépek elképesztő fejlődése átalakította gondolkodásunkat, új távlatokat nyitott a fizikában. A hagyományos mószertani ágak, az elméleti és a kísérleti fizika mellett megjelent és mára egyennrangúvá vált a száműtópes fizika, vagyis az a megközelítési mód, amelynél a természet megértésének fő eszköze a számítógép. A statisztikus fizikában a számítóépek hatása különösen nagy. A sokrészecske rendszerek szimulációja a kutatás mindennapos eszközévé vált. Számos problémánál alapvetően fontos, hogy a vizsgált rendszerek méretét a lehetőségek határáig növeljük, pl. ha nincsen karakterisztikus méret a rendszerben, mint a kritikus rendszerekben, vagy nagyon sok ilyen van, mint a szemcsés anyagoknál. Az utóbbi évtizedek fontos tanulsága, hogy a hatékonyságot a fizikai megértésre alapozott algoritmus-fejlesztéssel legalább olyan mértékben lehet javítani, mint a hardver kapacitás növelésével. Nagyon fontos módszertani előny, hogy a modellalkotáskor nem kell az analitikus megoldhatóság szempontját figyelembe venni. A számítógépes szimulációk mellett az utóbbi időben nagy szerepet kapott az adatkutatás (data mining) is, amikor valamilyen forrásból (DNS szekvencia, tőzsdei árfolyamok) nyert adatokat elemzünk statisztikus fizikai eszközökkel. Ezek a technikák nagy mértékben hozzájárultak a statisztikus fizika tárgykörének meghökkentő kiszélesedéséhez, kémiától a biológián keresztül a gazdasági és társadalomtudományokig. Az előadásban megkíséreljük a számítógépes statisztikus fizika néhány érdekes vonatkozását, újabb eredményét áttekinteni.