Начальник отдела НИЦ «Курчатовский институт», кандидат физико-математических наук Денис Александрович Шкаровский рассказал о том, что общего у азартных игр и ядерной энергетики.
— Что такое метод Монте-Карло?
— Метод Монте-Карло – это наиболее универсальный метод, применяемый для расчета переноса излучений. По сути, он похож на игру в рулетку, когда дело решает случай. Название методу дал американский математик Николас Константин Метрополис, дядя которого был азартным игроком и постоянно занимал у него деньги. Когда крутится рулетка, шарик попадает на определенную клеточку случайным образом. Фактически рулетка является генератором случайных чисел, где в основе лежит вероятность выпадения числа. Это стало поводом для создания метода. Его применение сокращает до минимума количество используемых при расчете приближений, что позволяет говорить о Монте-Карло как о численном эксперименте, способном дополнить и в какой-то степени заменить эксперимент реальный.
— Почему метод случайных чисел используется для расчета такой точной системы, как ядерный реактор?
— Потому что частица взаимодействует с веществом в нашем реальном мире таким образом, что это можно описать, используя две базовых вещи: вероятность взаимодействия и случайное число. Почувствуйте красоту идеи. Используя эти критерии, можно математически рассчитать очень многие процессы в нашей жизни, в том числе встречу с соседом, вероятность падения на голову кирпича и многих других.
Метод работает при наличии хорошего алгоритма или прибора, способного генерировать случайные числа. Интересно, что в механизме создания рандомных плейлистов на музыкальных сервисах также используется этот метод. В отличие от ядерной энергетики в программу музыкальных платформ внесены дополнительные проверки, позволяющие избежать повторяемости песен.
— Насколько сейчас этот метод востребован в отрасли?
— Он получает все большее распространение, благодаря своей универсальности и увеличению мощностей вычислительной техники. Двадцать лет назад не было таких вычислительных возможностей, и поэтому метод применялся в основном для модельных задач, с помощью которых проверялись и настраивались другие коды, которые считают с приближениями, зато быстро. В настоящее время нам доступны компьютеры, которые позволяют использовать метод Монте-Карло для расчетов практически любых установок, связанных с переносом частиц.
— Насколько сложно использовать эту программу?
— Студенты и молодые сотрудники осваивают программу очень быстро. Простые системы они могут задавать уже практически сразу после знакомства с программой. Если они посещают какой-либо из курсов обучения, которые периодически проводятся различными организациями с привлечением разработчиков, то уже на второй день они, в принципе, могут самостоятельно решить какую-нибудь совсем простую модельную задачу.
— Какие прогнозы вы могли бы дать относительно будущего метода Монте-Карло с точки зрения его практического использования?
— В ближайшем будущем стоит ожидать широкого использования метода Монте-Карло, его объединения с другими направлениями атомной отрасли, что позволит создать универсальный код, разработкой которого занимаются ученые всего мира.
Σχόλια