Londra Üniversitesi ve Tufts Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yapılan son bir araştırma; dijital bilgisayarlar “kaotik sistem” davranışını güvenilir bir şekilde yeniden üretemedi. Gelişmiş Teori ve Simülasyonlar bölümünde yayınlanan makalelerinde, dijital bilgisayarların, gerçek dünya sayılarının hatalı temsillerine dayanan sayılar kullandıklarını, moleküllerin, hava sistemlerinin ve akışkanların hareketlerini simüle ederken yanlışlıklara yol açabileceğini açıklıyor.

UCL Hesaplamalı Bilim Merkezi Direktörü Profesör Peter Coveney ve çalışmanın ortak yazarı; “Çalışmamız kaotik dinamik sistemlerin davranışının herhangi bir dijital bilgisayarın yakalayabileceğinden daha zengin olduğunu gösteriyor.

Kaos, birçok insanın fark edebileceğinden daha yaygındır. Çok basit kaotik sistemler için bile, dijital bilgisayarların kullandığı sayılar açık olmayan, ancak büyük bir etkiye sahip olabilecek hatalara yol açabilir. Sonuçta, bilgisayarlar her şeyi simüle edemez.

Dijital Bilgisayar”Ekip, IEEE tarafından standartlaştırılmış ve 1950’lerden bu yana dijital bilgisayarlarda gerçek sayıları yaklaşık olarak belirlemek için kullanılan bir yöntem olan kayan noktalı aritmetik kullanmanın etkisini araştırdı. Dijital bilgisayarlar sadece rasyonel sayılar kullanır. Bunlar kesir olarak ifade edilebilir. Dahası, bu fraksiyonların paydası, 2, 4, 8, 16, vb. Gibi ikisinin gücü olmalıdır. Sorun, bu şekilde ifade edilemeyecek sınırsız sayıda gerçek sayı olması.

Bu çalışmada bilim adamları, artı ila eksi sonsuza kadar değişen bu tek kesinlikli kayar nokta sayısının dört milyarını da kullandılar. Sayıların eşit dağılmadığı gerçeği, bazı yanlışlıklara da katkıda bulunabilir. Gerçek dünyadaki kaotik olayları olduğu gibi taklit edebilmeleri de şaşırtıcı. Ancak bu durumda bile, bu sadeleştirmenin kaotik dinamik sistemlerin karmaşıklığını tam olarak temsil etmediğini ve bu durumun mevcut ve gelecekteki tüm dijital bilgisayarlar için bir sorun olduğunu biliyoruz. ”

Çalışma; 1960’larda basit bir bilgisayar modelini kullanarak hava simülasyonlarının, bilgisayarına beslenen sayılardaki küçük yuvarlama hatalarının, şimdi “kelebek etkisi” olarak bilinen, oldukça farklı tahminlere yol açtığını gösterdi. MIT’den Edward Lorenz’in çalışmasına dayanıyor. Ekip, “genelleştirilmiş Bernoulli haritası” olarak adlandırılan tek parametreli bir kaotik sistemin basit bir formunun bilinen matematiksel gerçekliğini, mevcut tek duyarlıklı kayan noktalı sayıların her biri kullanıldığında tahmin ettiği şeyle karşılaştırdı.

Bu parametrenin bazı değerleri için bilgisayar tahminlerinin tamamen yanlış olduğunu ; diğer seçimlerde ise hesaplamaların doğru görünebileceğini ancak %15’e kadar sapabileceğini buldular.

Yazarlar, bu patolojik sonuçların, üzerinde çizilmesi gereken çok fazla şeyin olduğu çift duyarlıklı kayan nokta sayıları kullanılsa bile devam edeceğini söylüyor.

Profesör Coveney, “Genelleştirilmiş Bernoulli haritasını, fizik, biyoloji ve kimyada görülenler gibi zamanla düzensizce değişen birçok sistem için matematiksel bir temsil olarak kullanıyoruz” dedi. “Bunlar iklim değişikliğindeki, kimyasal reaksiyonlardaki ve nükleer reaktörlerdeki önemli senaryoları tahmin etmek için kullanılıyor. Bu nedenle bilgisayar tabanlı simülasyonların şimdi dikkatlice incelenmesi şart.”

Ekip, keşiflerinin yapay zeka alanı, makine öğrenmesi kaotik dinamik sistemlerin bilgisayar simülasyonlarından elde edilen verilere uygulandığında ve her türlü doğal süreçleri modellemeye çalışanlar için olduğunu söylüyor.

Kayan nokta aritmetiğinin günlük hesaplamalı. Bilim ve modellemede sorunlara ne derece neden olduğunu ? Hatalar bulunursa bunların nasıl düzeltileceğini incelemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.