Wie hängen Informatik und Physik zusammen? [geschlossen]

Ich bin mir nicht sicher, ob dies eine "echte" Frage ist, aber in welcher Beziehung stehen Physik und Informatik? Viele Physiker sind auch Informatiker und umgekehrt. Mein Professor hat einen Doktortitel in Physik, ist aber Informatiker. Was ist die Beziehung? Warum ist das so üblich?

Warum also stimmen die Leute dafür, ohne einen Kommentar zu schließen?
fair, tut mir leid - ich habe für das Schließen gestimmt, weil ich tatsächlich nicht glaube, dass dies eine "echte Frage" ist. Trotz der möglicherweise nützlichen Antworten unten ist diese Frage viel zu weit gefasst.
Dies scheint mir eher eine Frage über Physiker als über Physik zu sein. Außerdem ist es sehr breit. Trotzdem bin ich etwas zwiespältig, was die Abstimmung zum Abschluss angeht; Ich habe mich bisher zurückgehalten, weil es unmöglich ist, eine knappe Abstimmung zurückzuziehen.
@David Zaslavsky: Eine Abstimmung zum Schließen verschwindet nach einigen Tagen, wenn nicht genügend Stimmen zum Schließen erscheinen, und im Fehlerfall könnte man dann immer noch für die Wiedereröffnung stimmen

Antworten (6)

Zunächst einmal bietet die Physik in der Regel einen sehr guten Hintergrund für Leute, die sich mit Problemen in anderen Bereichen befassen, weshalb es vielleicht viele Übergänge zur Informatik gibt.

Aber auch an der Schnittstelle von Informatik und Physik gibt es einige Bereiche, die Menschen von beiden Seiten anziehen:

  1. Computerhardware (die im Allgemeinen auf Halbleiterphysik basiert).
  2. Simulationen im großen Maßstab
  3. Berechnungsphysik (Quantencomputing, reversibles Rechnen usw.)
  4. Theoretische Informatik etc.

Von diesen scheint vielleicht der letzte (TCS) der überraschendste zu sein. In den letzten Jahren gab es jedoch erhebliche Erfolge bei der Anwendung von Ideen aus der Thermodynamik und der statistischen Mechanik auf Probleme der Rechenkomplexität. Ein Beispiel hierfür wäre der Simulated-Annealing- Algorithmus, der sich hervorragend für Optimierungsprobleme eignet, sowie Arbeiten zu Phasenübergängen in 3SAT .

Und umgekehrt: Ideen, Konzepte und Ergebnisse der Informatik auf physikalische Probleme anwenden. Ich meine nicht zur Simulation, sondern zum konzeptionellen Verständnis des physikalischen Problems?

Ich denke, der Hauptgrund, warum dies so häufig vorkommt, ist, dass viele Menschen, die jetzt im Alter von angestellten Professoren sind (50-60), an der Graduiertenschule waren, bevor die meisten Colleges einen Doktortitel anboten. in Informatik. Damals promovierten also diejenigen, die sich für Theoretische Informatik interessierten, in Mathematik, und diejenigen, die sich für Angewandte Informatik interessierten, in einem naturwissenschaftlichen Bereich. Da die Physik die rechnerisch am leichtesten zu beantwortenden Fragen bietet, insbesondere mit der Rechenleistung, die in den 1950er und 1960er Jahren verfügbar war, landeten viele angewandte Informatiker bei Physikprogrammen. Als die Schulen begannen, vollständige Bachelor-, Master- und Doktorandenprogramme in Informatik anzubieten, kehrten diese Menschen zu ihrer ersten Liebe zurück. (Das meiste davon habe ich aus Gesprächen mit einem CS-Professor gewonnen, den ich im Grundstudium hatte und der genau den gleichen Weg eingeschlagen hat, den Sie beschreiben.) Ich bin mir ziemlich sicher, dass es viel mehr Physik-Doktoranden an Informatik-Professuren gibt als umgekehrt (obwohl Ich bin mir sicher, dass es Ausnahmen gibt, und ich werde mehrere Kommentare erhalten, die darauf hinweisen). Mir ist klar, dass es viele Überschneidungen zwischen den beiden Feldern gibt, aber wenn Sie den wahren Grund dafür wissen wollen, warum es so viele gibtProfessoren für Informatik aus der Physik, deshalb.

Aus meiner Argumentation und dem Wissen eines CS-Professors, der in Astronomie promoviert hat:

  • Die Antwort hängt vor allem von Ihrer Definition ab, was ein „Informatiker“ ist.

    • Was meinst du mit "Informatiker"? Jemand, der in einem Fachbereich Informatik forscht? Oder macht vielleicht künstliche Intelligenz, Algorithmenentwicklung oder Grid Computing für ein kommerzielles Unternehmen Sinn?

    • Oder meinen Sie Leute, die dasselbe studieren wie ein "reiner" Informatiker, aber in einem anderen Umfeld (vielleicht Biologie oder Physik)a

  • Der letzte Teil ist mehrdeutig: Sie meinen wahrscheinlich „Warum ist das [Physik promoviert in Informatik] so weit verbreitet?“, könnte aber auch heißen „Warum sind Informatik-Professoren mit Abschlüssen in Physik so weit verbreitet?

    • Der oben erwähnte Informatikprofessor beschrieb das Erlernen der Kosten von Fehlern in einem Programm: Sie (die Doktoranden der Astronomie) schrieben ein komplexes Programm, eine Fortran-Simulation des Sonnenkerns, und druckten es auf Lochkarten. Dann brachten sie den Schuhkarton mit den Karten (alle in einer bestimmten Reihenfolge!) zum Computertisch, der sich in einem „Bunker“ unter dem Hauptgebäude der Universität befand. Vielleicht würden sie ein paar Tage später zurückkommen, um die Ausgabe ihres eingereihten Programms zu erhalten. Wenn etwas mit der Ausgabe nicht stimmte (vielleicht wurde sie wegen eines Fehlers angehalten, was für eine Schande), müssten sie ihr gesamtes Programm durchgehen, um herauszufinden, was schief gelaufen ist. So lernten sie, ihr Programm akribisch auf Papier zu debuggen (zu dieser Zeit wirklich die einzige Möglichkeit, nehme ich an, da sie nur den Mainframe verwenden konnten) und "

    • Dieser Professor (technisch gesehen ein Dozent) unterrichtet jedoch „nur“: Java im ersten und zweiten Semester, einen Kurs zur Webentwicklung, einen Kurs zum Bau von Computern (seufz, ich glaube, Sie haben früher Ihren Build behalten können) und eine Einführung Klasse Datenbanken. Wenn wir also über Professoren (locker gesagt) sprechen, wird ihr Hintergrund wahrscheinlich bestimmen, welche Art von Klassen sie unterrichten.

Tatsächlich sind die Kurse, die Sie letztendlich unterrichten, oft nicht vollständig von Ihrem Fachwissen abhängig. Häufiger geht es darum, welche Kurse unterrichtet werden müssen, wenn Sie in die Fakultät eintreten.
@JoeF Ja, aber ich habe mich selbst überprüft und gesagt "wird wahrscheinlich"; Ich würde nicht erwarten, dass ein promovierter Physiker KI oder andere Spezialfächer unterrichtet, aber ich bin kein Experte.
@JoeF Genauer gesagt, was ich meinte, war, dass man bis zu einem gewissen Grad durch seinen Hintergrund eingeschränkt sein würde.
Ich bin mir da nicht so sicher. Es ist nicht besonders schwierig, die Grundlagen für ein Grundstudium zu lernen, auch wenn es nicht besonders in Ihrer Nähe liegt, vorausgesetzt, Sie haben ausreichende Rechenkenntnisse.

Ich habe einen M.Sc. in CS und einen M.Sc. in Physik (Astro) entstehen die Schnittmengen meiner Erfahrung nach meist in (mindestens) zwei Bereichen.

Erstens produzieren Experimente und Simulationen in vielen Bereichen der Physik große Datenmengen, z. SDSS (Datensatz besteht aus vielen TBs), Pan-Starrs (wird TB/Tag produzieren) in der Astrophysik, große Collider wie LHC in der Teilchenphysik ( erzeugt 1 PB/s ). Wenn es um die Speicherung und Verarbeitung solch großer Datensätze geht, beschäftigen sich Physiker mit CS und einige von uns haben Spaß daran.

Zweitens gibt es ein Gebiet namens "komplexe Systeme", wie Spingläser oder Aktienmärkte, die sich effektiv am Computer modellieren lassen, wodurch das Computerprogramm zum Experiment selbst wird. Komplexe Systeme sind ein spannendes Gebiet für Physiker, da ziemlich einfache Systeme (z. B. ein Pendel) sehr komplexes Verhalten hervorrufen können, sie relativ billig zu erforschen sind (PCs sind billig, Software ist kostenlos) und sie in vielen Bereichen der Physik zu finden sind .

Ein Großteil der physikalischen Modellierung kann in Computerprogrammen durchgeführt werden. Die Physik basiert auf der Erstellung mathematischer Bilder der Funktionsweise des Universums. Die Physik baut wirklich auf der Logik auf, die integraler Bestandteil der Informatik ist.

Ich finde, dieser Blogbeitrag bringt es auf den Punkt, wenn er sagt: „Ohne Algorithmen gäbe es keine Physik! Die Physik baut auf der Grundannahme auf, dass wir die Welt mit Hilfe von Algorithmen modellieren können. Informatik ist die grundlegendste Naturwissenschaft.“

Blogbeitrag zu Physik und Informatik

Bah! Informatiker und ihre Arroganz. Nach dem gleichen Argument (und Ihrer Wahl der Semantik) könnte die Informatik ohne Mathematik nicht existieren, da Algorithmen auf Arithmetik basieren; oder ohne Physik könnte die Informatik nicht existieren, weil das Universum ein Chaos wäre oder nicht existieren würde.
Tatsächlich ist die Physik nicht auf Algorithmen aufgebaut. Algorithmen sind beweisbar. Naturgesetze können nur durch Beobachtung bestätigt werden.
Physiker verwenden normalerweise mathematische Gleichungen, um die Welt zu modellieren, nicht Algorithmen. Dies ist nicht dasselbe wie Algorithmen, und tatsächlich ist die Existenz eines Algorithmus zur Lösung dieser Gleichungssysteme keine Voraussetzung.
Die Physik existierte lange vor dem, was wir heute Informatik nennen.
@JoeFitzsimons Post ist übertrieben, aber ... Das Interesse an Physik oder anderen Wissenschaften ergibt sich aus einem urzeitlichen Bedürfnis, die umgebende Welt zu modellieren, um effektiver zu überleben, was die Vorhersage von Ereignissen und möglicherweise die Änderung ihres Verlaufs impliziert. Gleichungen zu schreiben, ohne sie zu lösen, ist in dieser Hinsicht weitgehend wertlos. Das Lösen von Gleichungen ist ein algorithmisches Problem. Das Wort Algorithmus kommt vom Namen eines persischen Mathematikers, der Gleichungen löste. Vieles (das meiste?) der Mathematik ist tatsächlich konstruktiv, dh sie basiert auf Algorithmen. Wissenschaftliche Vormachtstellung zu bestreiten ist natürlich albern.

Vieles ist üblich.

  1. Physikalische Prozesse können als Berechnung betrachtet werden.
  2. Beide Bereiche nutzen die Mathematik auf sehr interessante Weise, weshalb sie dieselben Leute anspricht.
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