O trabalho de um cientista
Os cientistas nos ajudam a entender o mundo. Eles olham para os fenômenos ao nosso redor, coletam dados sobre as coisas que veem e analisam esses dados para chegar a leis e regras sobre como o mundo funciona. Se você quer jogar bem, conhecer as regras é muito importante. Da mesma forma, se você conhece as regras do mundo, pode viver melhor nele. Você pode prever os resultados de suas ações, construir coisas e tornar o mundo um lugar melhor para se viver.
Ciência é o estudo da estrutura e do comportamento do universo por meio de observações e experimentos usando um processo sistemático. A palavra ‘processo’ é importante porque a ciência precisa investigar o mundo de forma consistente. Ao fazer algo de forma consistente, os cientistas têm menos probabilidade de cometer erros e mais probabilidade de compreender suas observações e os resultados de seus experimentos.
Quanto mais ferramentas os cientistas tiverem para investigar o mundo, melhores serão suas conclusões e mais poderemos fazer com suas descobertas, como curar doenças, criar tecnologias incríveis e tornar a vida mais fácil e agradável. Algumas das ferramentas mais importantes que os cientistas modernos usam são simulações e modelos. Hoje vamos falar sobre o que são e como são usados.
Simulações e Modelos
Modelos e simulações economizam tempo e dinheiro e nos permitem fazer coisas que seriam impossíveis na vida real. Se você quiser testar um novo medicamento, não pode simplesmente dar para seu amigo. E se você quer descobrir como o universo começou, você não pode pular em uma máquina do tempo e ver por si mesmo. Portanto, as simulações e os modelos são muito úteis.
Uma simulação é uma forma de imitar um processo ou mudança no mundo real para prever o que acontecerá ou explicar o que aconteceu e por quê. Hoje em dia, as simulações costumam ser executadas em computadores. Os cientistas usam simulações para responder a perguntas, ver como sistemas complexos funcionam, testar ideias e fazer previsões. Antes de executar uma simulação, o computador precisa saber como o mundo funciona. Caso contrário, não há como prever o que acontecerá a seguir. As regras que explicam como o universo funciona, as leis da física, precisam ser importadas para o computador. Essas informações são chamadas de modelo.
Um modelo é uma forma de representar um sistema ou parte do mundo e como ele funciona. Um modelo tem duas partes. A primeira parte é uma imagem gráfica ou construção 3D da aparência do objeto que você está modelando. É como quando as pessoas constroem um modelo de aeronave, exceto que atualmente isso geralmente é feito em um computador. Mas um modelo também inclui as equações matemáticas (leis da física) que explicam como o objeto funciona, como é construído e quais regras o objeto segue. Se você largá-lo, como ele cairá? Se você ligar o motor da aeronave, o que acontecerá? Modelos são usados por cientistas para tornar o mundo mais fácil de entender e visualizar.
Exemplos
Existem inúmeros exemplos de como os cientistas usam modelos e simulações. Eles os usam para entender processos que aconteceram há milhões de anos, como a formação do universo, e para desenvolver medicamentos para curar doenças. Eles são usados para prever o clima e projetar usinas nucleares. Qualquer coisa que precise de conhecimento científico para ter sucesso provavelmente envolve um modelo ou simulação.
Um exemplo importante de simulação por computador é chamado de modelagem molecular . Os cientistas podem usá-lo para testar ou descobrir novos medicamentos que podem ajudar a tratar doenças. Esse método permite que os cientistas prevejam o que acontecerá quando eles introduzirem uma molécula, como um novo medicamento, no corpo humano.
Os cientistas também usam simulações de computador para se preparar para desastres, como terremotos. Por exemplo, um supercomputador foi usado para prever o que aconteceria no pior cenário possível: e se houvesse um terremoto de magnitude oito ao longo da falha de San Andreas na Califórnia? Esta simulação levou a um maior conhecimento sobre como funcionam os terremotos e seus efeitos físicos, respondendo a muitas perguntas dos cientistas.
Modelos são usados para explicar todos os fenômenos científicos imagináveis. Por exemplo, nossos modelos da atmosfera terrestre explicam qual energia entra e sai da terra. Ter um modelo científico da atmosfera nos diz que, se mudarmos os gases nela, obteremos resultados diferentes. Por exemplo, quando os humanos adicionam gases de efeito estufa como o dióxido de carbono à atmosfera, a quantidade de calor que permanece dentro da terra aumenta. É por isso que as temperaturas na Terra estão aumentando.
Esses são apenas alguns exemplos das centenas de modelos e simulações que os cientistas executam todos os dias.
Resumo da lição
O trabalho de um cientista é coletar dados sobre o mundo e usar esses dados para criar regras e leis que explicam como isso funciona. Assim que tivermos essa informação, podemos usá-la para fazer modelos ou executar simulações para fazer previsões sobre o mundo. Esses modelos e simulações podem nos ajudar a expandir ainda mais nosso conhecimento científico.
Uma simulação é uma forma de imitar algo no mundo real para prever o que acontecerá ou explicar o que aconteceu e por quê. Um modelo é uma forma de representar fisicamente um sistema ou parte do mundo e como ele funciona. Envolve a aparência do sistema e as regras ou leis da física que o governam. Para executar uma simulação, primeiro temos que inserir um modelo do que estamos tentando simular.
Os cientistas usam simulações todos os dias. Existem centenas de exemplos, incluindo modelagem molecular para descoberta de drogas, terremotos e simulações de desastres, simulações climáticas, simulações para o teste de tecnologias como aviões, simulações de segurança como testes de colisão, simulações da formação do universo primitivo, gráficos CGI e muitos Mais.