02MFK | Moderní fyzika pro výpočetní techniku a kybernetiku | Rozsah výuky: | 2+2 | ||
---|---|---|---|---|---|
Přednášející (garant): | Jelen J. | Typ předmětu: | F | Zakončení: | KZ |
Zodpovědná katedra: | 302 | Kreditů: | 4 | Semestr: | L |
Anotace:
Předmět rozebírá problémy a pojmy z hraničních oblastí mezi fyzikou, výpočetní technikou, informatikou a kybernetikou. Zdůrazňuje živé fyzikální souvislosti pojmu informace. Klíčová slova: deterministický chaos, fraktály, matematická logika, kvantové jevy, kvantové počítání, entropie, informace, samoorganizace, život.
Osnovy přednášek:
1. | Problémy na styku fyziky, informatiky, počítání a kybernetiky | |
2. | Dynamické systémy, konzervativní a disipativní | |
3. | Analytické metody mechaniky, kanonické souřadnice | |
4. | Deterministický chaos, nepredikovatelnost, základní pojmy, atraktory | |
5. | Fraktály v matematice a v přírodě, neceločíselné dimenze | |
6. | Axiomatická výstavba matematiky, její meze (Gödel) | |
7. | Základní pojmy kvantové teorie, kvantová struktura látek | |
8. | Kvantová teorie měření, její informační aspekty | |
9. | "Kvantové počítání ", možnosti a perspektivy | |
10. | Entropie ve fyzice a v teorii informace | |
11. | Disipace energie při počítání. "Maxwellův démon" | |
12. | Počítání jako přírodní proces, informace jako fyzikální pojem | |
13. | Otevřené systémy, samoorganizace, struktury, složitost | |
14. | Synergetika, možnost života, evoluce |
Osnovy cvičení:
1. | Příklady dynamických systémů ve vědě a v technice | |
2. | Lagrangerovy a Hamiltonovy rovnice | |
3. | Chaotické systémy, konkrétní příklady | |
4. | Počítačové obrazy fraktálů | |
5. | Reálná čísla, množiny, matematika a věda | |
6. | Algoritmická nahodilost a její souvislosti | |
7. | Příklady kvantových jevů | |
8. | Řešení vybraných úloh kvantové fyziky | |
9. | Kvantové paradoxy, interpretace | |
10. | Entropie a její různé souvislosti | |
11. | Szilardův "dobře informovaný tepelný stroj", diskuse | |
12. | Simulace "života na okraji chaosu", umělý život | |
13. | Informace jako fyzikální pojem | |
14. | Perspektivy |
Literatura Č:
[1] | Doporučené přehledné články z odborné literatury | |
[2] | Horák, J., Krlín, L.: Deterministický chaos. Academica, Praha 1996 | |
[3] | Zurek, W. H. (Ed.): Complexity, Entropy and the Physics of Information. Addison- Wesley, 1990 | |
[4] | Schuster, H. G.: Deterministic chaos (An Introduction). Weinheim, 1988 |
Literatura A:
[1] | Recommended review articles in journals | |
[2] | Horák, J., Krlín, L.: Deterministický chaos. Academica Praha 1996 | |
[3] | Schuster, H. G.: Deterministic chaos (An Introduction). Weinheim, 1988 | |
[4] | Zurek, W. H. (Ed.): Complexity, Entropy and the Physics of Information. Addison- Wesley, 1990 |
Požadavky:
|
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
|
Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů | Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |