Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

10.2.2 Ο υπολογιστής στις θετικές επιστήμες

Εκτός από τις συνηθισμένες χρήσεις του υπολογιστή από τους επιστήμονες -δηλαδή τη χρήση του υπολογιστή για εκπαίδευση, αποθήκευση και ανάκτηση στοιχείων, αναζήτηση στοιχείων από Τράπεζες Πληροφοριών και από το Διαδίκτυο, στατιστική ανάλυση στοιχείων, κ.ά.- στις θετικές επιστήμες έχουμε και ειδικές εφαρμογές κατά επιστήμη που έχουν καταστήσει τον υπολογιστή το πιο βασικό εργαλείο στο χώρο αυτό. Οι εφαρμογές του είναι πάρα πολλές και καθημερινά προστίθενται νέες. Μερικές από αυτές είναι:

Στα Μαθηματικά ο υπολογιστής βρίσκει πολλές εφαρμογές, καθώς έχει τη δυνατότητα να εκτελεί αριθμητικές πράξεις πολύ γρήγορα και με μεγάλη ακρίβεια. Επίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλες εργασίες, όπως η μελέτη γραφικών παραστάσεων με τη χρήση κατάλληλου λογισμικού, η διερεύνηση γεωμετρικών προβλημάτων, η απόδειξη θεωρημάτων όπου απαιτείται επίλυση πολύπλοκων τύπων, η επίλυση εξισώσεων, η μελέτη προβλημάτων της στατιστικής, η δημιουργία σχημάτων που δημιουργούνται με αναδρομικές διαδικασίες, π.χ. fractals, κ.ά.

Στη Φυσική και στη Χημεία, ο υπολογιστής χρησιμοποιείται ευρέως για την Υποστήριξη των εργαστηρίων. Όλα σχεδόν τα όργανα των εργαστηρίων αυτών ή αποτελούν μέρη ειδικά σχεδιασμένων υπολογιστικών συστημάτων ή συνδέονται με υπολογιστή για τη γρήγορη και ακριβή εξαγωγή αποτελεσμάτων.

Ακόμη ο υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους επιστήμονες των αντίστοιχων ειδικοτήτων : - Για την προσομοίωση πειραμάτων που είναι αδύνατο ή πολύ δύσκολο να μελετηθούν στην πράξη. π.χ. συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, αποτελέσματα πυρηνικής έκρηξης, φαινόμενα που συμβαίνουν σε ιδιαίτερα μεγάλο ή μικρό χρονικό διάστημα. - Για την υποστήριξη συσκευών που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση στοιχείων που δεν είναι άμεσα αντιληπτά από τον άνθρωπο, όπως η ύπαρξη υπεριωδών ή υπερύθρων ακτίνων, άοσμων αερίων, κ.ά.

Ο υπολογιστής στο εργαστήριο

- Για τον έλεγχο διατάξεων που εκτελούν επικίνδυνες λειτουργίες ή επικίνδυνα πειράματα, π.χ. έλεγχος πυρηνικών αντιδραστήρων. - Για τη μελέτη διάφορων φυσικών φαινομένων. - Για τον έλεγχο και τη σωστή λειτουργία πολύπλοκων πειραματικών διατάξεων, π.χ. επιταχυντές σωματιδίων.

Στην Αστρονομία, ο όγκος των πληροφοριών που χρειάζονται για τις μελέτες τους οι αστρονόμοι είναι τεράστιος, ενώ η επεξεργασία τους απαιτεί πολύπλοκους υπολογισμούς. Η συμβολή του υπολογιστή στο πεδίο αυτό είναι ανυπολόγιστη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble

Ο σημερινός ερευνητής του διαστήματος δεν είναι υποχρεωμένος να παρατηρεί συνεχώς τα κοσμικά στοιχεία. Ισχυρά τηλεσκόπια τα οποία ελέγχονται από υπολογιστικά συστήματα ερευνούν τα άδυτα του σύμπαντος και καταγράφουν μέρα και νύχτα παρατηρήσεις, που θα ήταν ίσως και αδύνατο να γίνουν αντιληπτές από τον άνθρωπο. Τα στοιχεία αυτά αναλύονται με τη βοήθεια υπολογιστικών συστημάτων, αρχειοθετούνται σε ειδικές Τράπεζες Πληροφοριών ή μεταβιβάζονται σε άλλες επιστημονικές ομάδες και ερευνητικά κέντρα για περαιτέρω μελέτη. Επίσης, με τη βοήθεια του υπολογιστή οι επιστήμονες μπορούν να διερευνήσουν πειραματικά και με τη βοήθεια προσομοίωσης διάφορες θεωρίες και να επιχειρήσουν να δώσουν απαντήσεις στα ερωτήματα που τίθενται σχετικά με τη γένεση του σύμπαντος κ.ά. Στη Μετεωρολογία, ο υπολογιστής χρησιμοποιείται κυρίως για επεξεργασία στοιχείων. Παρ’ όλο που οι μαθηματικοί τύποι που χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη των καιρικών φαινομένων ήταν γνωστοί εδώ και πολλά χρόνια, μόλις πρόσφατα και με τη χρήση ισχυρών υπολογιστών έγινε δυνατό να τους εκμεταλλευτούμε και να επεξεργαστούμε τα αποτελέσματά τους. Για την ακριβέστερη πρόβλεψη του καιρού πρέπει να πραγματοποιηθεί ένας συνδυασμός ενεργειών του ανθρώπου και επεξεργασίας δεδομένων από τον υπολογιστή, ως εξής: - Επιστήμονες από διάφορες περιοχές της γης συγκεντρώνουν στοιχεία για την κατάσταση της ατμόσφαιρας -π.χ. θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα ανέμων- με τη βοήθεια επίγειων, θαλάσσιων και δορυφορικών σταθμών

Μετεωρολογικός χάρτης

Στην εικόνα αριστερά εικονίζεται το τηλεσκόπιο "ΑΜ" του Εθνικού Αστεροσκοπείου της Εκπαίδευσης "Εύδοξος" που βρίσκεται τοποθετημένο στο όρος Αίνος (1628μ) της νήσου Κεφαλληνίας. Το Εθνικό Αστεροσκοπείο της Εκπαίδευσης "Εύδοξος" δημιουργήθηκε και υποστηρίζεται από το ΕΚΕΦΕ "Δημόκριτος", την Ανωτάτη Σχολή Ναυτικών Δοκίμων (ΣΝΔ), το Υπουργείο Παιδείας, την Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Κεφαλληνίας και Ιθάκης και το Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΠΤΔΕ), με την συμπαράσταση της Πολεμικής Αεροπορίας.

- Τα στοιχεία αυτά μεταβιβάζονται, μέσω γρήγορων τηλεπικοινωνιακών δικτύων, σε ειδικά μετεωρολογικά κέντρα, όπου με τη χρήση πανίσχυρων υπολογιστών γίνεται η επεξεργασία τους και με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων προκύπτει η πρόβλεψη του καιρού για κάθε περιοχή. Μάλιστα τα τελευταία χρόνια με τη χρήση εξελιγμένου λογισμικού η πρόβλεψη γίνεται όλο και πιο ακριβής και καλύπτει μεγαλύτερη χρονική περίοδο. Οι μετεωρολογικοί χάρτες που δείχνουν την πρόβλεψη κάθε περιοχής είναι έτοιμοι μέσα σε μικρό χρόνο και μπορούν να διατεθούν σε κάθε ενδιαφερόμενη αρχή -λιμενικές αρχές, υπηρεσίες αεροδρομίων, μέσα μαζικής ενημέρωσης, υπηρεσίες Διαδικτύου, κ.ά.