molpit
Login:
Password:
remember
DIA00140 Многоуровневое разбиение пространства/материи

Когда программный проект разрастается, то его логично приходится упрощать для восприятия с помощью декомпозиции на отдельные модули.

Один из стандартных проверенных приемов — использование паттерна проектирования «модель-отображение-контроллер». Модель заключает в себе данные о структуре, отображение — о том, как эти данные показывать, а контроллер — как эти данные менять согласно действиям пользователя.

Когда я начал вдумываться, что же является «моделью» в моей многоуровневой модели, то пришел к выводу о нетривиальном разложении пространства, которое было подсознательно использовано нами при описании многоуровневых систем.

А важно ли это? Да, это важно. Если поглядеть на мир с точки зрения квантовой механики, то он представляет из себя взаимодействие протяженных облаков элементарных частиц между собой. Еще глубже — колебания физического вакуума. Но используем ли мы эти истинные представления для многочисленных физических расчетов? Чаще всего нет. Мы пользуемся некими грубыми аппроксимациями. Каждая аппроксимация подходит для решения достаточно широкого круга задач, но ни одна не является универсальной. Модели идеальной решетки, идеального газа, твердого тела, молекулярной динамики и другие аппроксимации реальности не подходят для многоуровневых систем, а следовательно и для моделирования разнообразных форм жизни.

Метод дополнительных частиц предполагает описание молекулярных систем в виде совокупности объектов разных уровней организации, которые аппроксимируют связи и свойства целостности образующихся комплексов. Математически и программно мы задаем это разбиение в виде точек, обладающих тремя уровнями связей: внутри и со смежными уровнями. Точное понимание этого способа разбиения пространства/материи — залог дальнейшего понимания эволюции «беспокойных» тел, аппроксимированных данным разбиением.

pic0000 (36Кб)
Система, представленная 10-уровневой аппроксимацией

Атомная аппроксимация реальности, ставит единицей модели точки со связями в виде атом-атомных потенциалов, порождая аппарат молекулярной динамики. При расчете же динамики системы твердых тел (груда кубиков или песок) будет использована аппроксимация реальности в виде тел с топологическими ограничениями на перемещение. При грубозернистом моделировании, молекулы представляются в виде бус (сфер с голономным связями), что позволяет подойти к описанию динамики надмолекулярных комплексов.

В системах, где связи непрерывно образуются и распадаются на всех уровнях системы, наиболее адекватной аппроксимацией на наш взгляд станет многоуровневое разложение согласно методу дополнительных частиц. Метод заключается в том, что связи и новые свойства комплекса закладываются в отдельную эффективную частицу, меняющую своим полем окружение.

Ivan Denisov 31 Aug 2014 02:41
© International Open Laboratory for Advanced Science and Technology — MOLPIT, 2009–2021