Вопрос по теории поля





Добрый день!

После изучения раздела по теории поля я понял, что задать поле (хоть векторное, хоть скалярное) можно, если его удаётся описать функцией. Но ведь в случае с реальными объектами значения величин в каждой точке далеко не всегда укладываются в одну красивую формулу.

Возьмём тот же пример с глубиной озера из вводной лекции. Вряд ли в природе встретится озеро, у которого дно представляет собой идеальный параболоид. Выходит, что, даже зная детально глубины в каждой точке, теорию поля к этому объекту применить нельзя, просто потому что значения не подчиняются закону какой-либо функции, по крайней мере такой, с которой можно работать без привлечения супермощных ЭВМ.

Получается, что "на бумаге" всё выглядит красиво, но как только нужно сделать вычисления для объекта некой "неправильной" формы, вся теория поля оказывается неработоспособной?

Хотелось бы усвоить этот момент - всегда ли применима данная теория и если да, то как определить поле в случае с природными объектами с неровным рельефом?


Всего: 5 комментариев.
Добавить комментарий

Александр Емелин    23.07.2021 в 06:20
Здравствуйте!
Теория, теоретические методы и объекты - есть фундаментальная основа практики. Да, в теории поля мы имеем дело с единой функцией. Но это некая "идеальная" модель, которая позволяет понять суть происходящего (как, например, "идеальный газ" в физике). В условиях природы описать полЯ конкретными функциями , конечно, проблематично, но это можно вполне эффективно сделать, например, на промышленных объектах. И для этого не нужны супермощные компьютеры.
Вообще, в большинстве практических моделей как раз используются не теоретические, а приближенные методы (приближенные матричные вычисления, интегрирование, стат. методы и т.д.).

Александр Емелин    23.07.2021 в 06:27
Кстати, на счёт сложности - представьте некий сканер, который каждый момент времени делает "снимок" русла реки и "рисует" векторные и скалярные поля. Это вполне под силам даже бытовым ЭВМ (вспомните хотя бы современные "навороченные" игры)

Alximik13    23.07.2021 в 11:17
Благодарю за ответ! По сути, вопрос возник из необходимости решить практическую задачу как раз с природными, географическими объектами, а именно - с рельефом местности. Мне известен уровень высоты рельефа в каждой точке интересующей меня местности. По сути, в идеале это была бы функция двух переменных H (х; у), где (х) и (у) - географические координаты, Н - высота. Изобразить такую поверхность, конечно, не составляет труда. Но вот, например, я хочу вычислить наиболее крутой подъём на данном участке через дивергенцию, а вид функции не знаю (да и, скорее всего, такую функцию нельзя подобрать, хорошо, если подойдёт что-то приближённое). Конечно, для небольшого набора данных такой подъём можно найти и "на глазок". Но у меня на одной карте 625 точек, а таких карт 7 штук, и вручную анализировать более 4 000 точек - не очень заманчивая перспектива.

Александр Емелин    23.07.2021 в 16:26
В данной задаче удобно составить цветную (плоскую) карту дивергенции, на которой каждой географической координате (х, у) ставится в соответствие цветная точка, условно говоря:
- точку с div от - 50 до - 40 отмечаем синим цветом;
...
- точку с div от - 5 до 5 отмечаем серым цветом;
...
- точку с div от 30 до 40 отмечаем желтым цветом;
- точку с div от 40 до 50 отмечаем красным цветом.

В результате будут хорошо видны области повышенной, пониженной и околонулевой дивергенции.

Александр Емелин    23.07.2021 в 16:29
Да, и цветную поверхность (рельеф) тоже можно изобразить