大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于模拟电脑的问题,于是小编就整理了2个相关介绍模拟电脑的解答,让我们一起看看吧。
在电脑上装模拟器,模拟器是什么?
模拟器,就是在电脑系统中模拟其它系统或其它运行环境下的状态,可以在模拟器中运行其它平台下的游戏或软件等。
当前比较火的是安卓模拟器,有多种不同名称的软件,运行后,就可以在该软件中安装、运行安卓系统下的游戏或应用。
也就是说,在模拟器中就可以玩手机上才能玩的游戏了,在手机中运行的一些软件也可以在模拟器中运行的了。
不进行核试爆,只靠电脑数据模拟,可以制造出核武器吗?
首先需要明确的是,不论是用于核爆模拟还是其他领域的设计、分析,电脑的角色都是辅助工具,电脑模拟或者计算分析所需的核心算法、基础模型以及边界条件设定等,都需要由人制定。其中,对于类似核爆炸这种特定场景下的模拟,虽然可以通过理论分析建立相应的计算模型,但是所有的计算模型都需要有试验进行验证才能够确保准确性。因此,从根本上来说,如果没有核爆试验相关数据支撑,无法单纯依靠电脑模拟设计、制造核武器。
核爆试验恐怖景象人类第一颗实战核武器是1945年8月6日在日本广岛上空爆炸,直接导致了日本军国主义分子无条件投降;而人类历史上第一台计算机“ENIAC”于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生,比第一颗实战型原子弹玩了半年。由于核反应、核爆炸及核武器设计的复杂性,早期的电子计算根本无法进行核爆模拟,只能提供相关计算辅助,因此,在很长一段时期内核试验是各大国研发核武器进程中的必要条件,直到1998年印度、巴基斯坦先后掌握核武器技术时,核试验仍是不可替代的组成部分。
全球范围内核试验次数分布全球首台计算机“埃尼亚克”随着计算机技术的不断发展以及数值模拟技术在各行业中的应用愈加广泛,采用超级计算机进行核爆模拟进行核武器研发的方式逐渐成为主流,1996年9月10日,联合国大会以158票赞成、3票反对、5票弃权的压倒多数票通过了《全面禁止核试验条约》,至此,大规模的核试验正式退出历史舞台。当然,并不是所有国家都认可《全面禁止核试验条约》,印度、巴基斯坦两国就是在没有签署该条约的情况下于1998年分别进行了地下核试验,正式迈入了拥核国家之列。
《全面禁止核试验条约》1996年正式签署发布包括美、俄等核大国在内的拥核国家之所以同意签署《全面禁止核试验条约》,前提就是这些大国都已经掌握了计算机模拟核爆的相关技术。电脑模拟核爆需要具备两个基本条件,一是有性能足够强大的超级计算机,二是要有充足的核试验数据库。在《全面禁止核试验条约》签订之前,美、俄等核大国进行了数以千计的各种类型的核试验,积累了大量核爆数据,可以基于这些核爆数据库开发出所需的计算模型;另一方面,性能强大的超级计算机技术也掌握在各大国手中,其实,在超级计算机出现的前期,有相当大一部分计算任务都是用于核武器开发这样的军用用途。
美国拥有模拟核爆的超级计算机在电子计算机技术已经高度发达的今天,虽然《全面禁止核试验条约》已经生效20余年,但是仍有部分国家没有签署,其核心因素就是有些国家没有放弃发展核武器的目标,而核试验是实现这一目标的必由之路!从这一点也可以表明,对于一个没有充足核爆数据库的国家而言,不进行核试验而单纯靠电脑模拟核爆无法拥有核武器。
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电脑模拟也是建立在大量数据的基础上的。
2×2=2+2,所以很多人可能会认为3+3=3×3。美国有一次核爆测试就出现了这个错误。核爆导致很多人受到了辐射。
核武器的测试数量还是很少的,所以,数据的可信度都很低。
核武器是人类研制的最精密武器系统。
虽然最原始的原子弹采用核裂变元素,只要超过临界体积就可以完成链式反应。但是因为真正可以使用的核武器,远远没有这么简单。
核武器威力巨大,必须极端可靠,只有扔到敌人的头上,解除保险才会爆炸,在自己家里无论如何都不允许爆炸。
现代核武器的安全系数极高,从飞机上掉到地上也不会爆炸,用火烧、炸药炸都不能起爆。在有核国家中,只有5个常任理事国具有核武器的可靠投送能力。而这种投送能力体现在储存安全、事故安全、以及正常起爆等各个方面。
1968年美国一架载有4颗氢弹的轰炸机在丹麦坠毁,氢弹掉到地上,只是引起了弹体破裂造成了核污染。
中国1964年试爆了第1颗原子弹,1967年第1颗实用的氢弹用强5空投成功。到1996年7月29日,中国进行最后1次地下核试验,随后中国政府宣布暂停核试验。
我国一共进行了45次核试验,远少于美国的1054次和前苏联的715次。
1996年之后,我国没有进行过地下核试验。这说明中国已经有能力在计算机上模拟核试验并且进行改良设计,但是这并不意味着不需要进行实物试验。
从物理学的角度,核爆炸的过程是一个流体力学的过程。流体力学是一个半经验和半理论的科学,即使用计算机模拟也要结合实物模型,所以仍然需要进行实际测试。
但是,这种实际测试往往是用低当量装药,或者是常规炸药来模拟核爆炸的过程,来检验核武器的设计以及安全可靠性。
通常情况下,这些爆炸的装药量都很少,从几十公斤到几吨都有。5大常任理事国应该都在做这样的实验。
这些实验往往是秘而不宣的,所以也不知道哪个国家做了多少次,而且也没有办法监测。
用于监测地下核试验的是广布于全球的地震监测网络,因为地下核试验引发的地震波是在地表传播的,而不是在地层深处,就是用这种方法来区分地震和核爆炸。
但是当量太小的情况下,会被各种意外事故的杂波所掩盖。比如说一栋楼房倒塌,一个陨石撞在地上,一个汽车从桥上掉到桥下,甚至一个人跳楼摔在地上,都会引起地震波的传播。
除了用常规炸药模拟核爆炸以外,还有一种检验核武器,并且改良设计的方法是必不可少的。这就是激光核聚变试验。
美国的激光核聚变实验被称为国家点火装置,中国的被称为神光装置。
通常是把一个装有核聚变材料的小玻璃球放在靶室中间,用上百束激光照射这个玻璃球,形成高温高压来点燃核聚变材料,一次释放的当量大概相当于一公斤TNT爆炸。
每一次激光核聚变试验,都是真正意义上的小当量氢弹爆炸。
以上两种试验形成的数据,经过超级计算机处理以后,就可以在计算机上进行仿真的核武器爆炸实验。
5个常任理事国都具备这样的能力,所以很长一段时间里面,这5个常任理事国都没有进行过可被监测到的核试验。
中国和美国是世界上超算最多的国家,超算的水平是在交替领先过程中。目前中国超算排名第一的是神威太湖之光,峰值运算速度是12.5亿亿次。按照核武器设计的通常观点,速度超过10,000亿次的计算机就可以模拟核爆炸。
所以,从目前全球超算的运算速度来看,5个核大国用计算机模拟核爆炸在理论上是完全没问题的。
但是,用小规模爆炸采集的数据,放大到大规模的核爆炸,比如说用5公斤的爆炸来模拟50万吨级别的爆炸,要经过一个雷诺数的转换。这个转换的过程中会出现失真的情况。实验值和设计值相差越大,失真的情况越严重。
这是人类物理学中的一个理论性的问题,是没有办法通过提高计算机的运算速度来弥补的。
这个问题出现在所有的流体力学实验中,如飞机在进行风洞实验的时候,得到的数据只能够在大概的情况下模拟飞机在空中飞行的真实状况。
风洞越大,实验模型的尺寸就越大,准确性就越高。大型的风洞不仅设计和建造非常复杂,而且所耗用的电量也很多。所以只有中、美、俄有大规模的风洞群。
绝大部分真实的飞机尺寸都很大,全尺寸的飞机模型不可能塞进风洞里面。因此,飞机进行过风洞实验以后,仍然要在天上试飞过很久,然后才能够进行装备。
所以,不进行核弹的实爆试验,仅通过小当量的实验加超算模拟的方法来设计核武器,是有问题的。因为5大国都有默契,谁也不首先进行实弹试验,所以这个问题就一直拖在这里。
前一段时间,美国就一直叫嚣要重新进行全当量核试验。但是美国也没有真正的这么做,因为美国一旦这么做,其他几个国家就会跟上来。
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