ПК в ядерной физике

ПК в ядерной физике
Ядерная физика и ЭВМ, как известно, связаны неразрывно. Область науки, появившаяся
отнюдь не в самом начале века, и машины, созданные в ответ на вызов мировой войны, оказались
как нельзя более кстати подходящими друг для друга. Криптография, которая изначально дала
повод для постройки первых ЭВМ, быстро отошла на второй план с выходом на сцену ядерной
физики с ее циклопическими запросами. Первые десятилетия развития компьютерной техники
прошли под тотальным давлением требований физики.
Дальнейшее развитие двух наук проходило тем же самым параллельным курсом. Возрастающая мощность вычислительных ресурсов как раз находила в физике задачи, соответствующие
своему уровню. Со временем коммерциализация компьютерной отрасли уже не давала возможность прямо диктовать требования, но все же экспериментальная физика являлась одним из
крупнейших стимулов развития вычислительной техники.
Сама специфика эксперимента ядерной физики, принципиально оперирующей понятиями и
величинами, находящимися за гранью возможностей непосредственного человеческого восприятия,
делает ее зависимой от инструмента исследований.
Безусловно, возможности применений компьютерных методов в любой области, в том числе
и в ядерной физике, очень разнообразны, но в силу своего большого прикладного значения
исторически выделилось два направления: компьютерная обработка статистических данных и
моделирование Монте-Карло. В современных экспериментах львиная доля работы относится
именно к этим двум направлениям. И так уж сложилось, что работа среднестатистического
физика-экспериментатора, не задействованного в шлифовке сцинтилляторов и не занятого
плетением фенечек из разноцветных проводов, чаще всего сводится либо к обработке гигантских
массивов данных, идущих с современных детекторов, либо к моделированию этих детекторов.
Вот тут-то и становится понятно, зачем писать это пособие. Стандартные программы, которые традиционно используются в нашей области имеют мало общего с общепринятыми, и могут
шокировать неподготовленного человека своей необычностью и сложностью. Богатая история
применения компьютеров имеет оборотную сторону, заключающуюся в том, что часто программное обеспечение ведет свою родословную из славных времен, если не ламповых компьютеров,
то уж точно тразисторных. Стандартный в физике язык ФОРТРАН в 2006 году отметил свое
пятидесятилетие. Юбиляр находится в отличной форме и не собирается на пенсию, а значит,
вместе с ним остаются актуальными и все старинные, архаичные программы — CERNLIB, EGS
и многие другие повсеместно распространенные пакеты, все больше устаревая с каждым днем,
еще долго будут отпугивать студентов.
Безусловно, от добра добра не ищут, и, конечно, у старых добрых, проверенных годами
безупречной службы инструментов немало достоинств. Какие бы ни были, но они уже есть:
написаны, оттестированны и доступны огромному множеству физиков. Зачем изобретать велосипед, когда несколько поколений исследователей во всем мире вполне успешно пользовались
для анализа данных написанным для рабочих станций 70-х PAW. Много людей знают Фортран,
и он вполне удовлетворяет их потребности; такие люди ни за что не будут тратить время и
переучиваться, скажем, ради каких-то мифических преимуществ Си++.
Физическое сообщество, как и любое другое, консервативно, и вступив в него, нужно играть
по правилам, установленным задолго до нас. Студент или молодой выпускник приходит работать
в лабораторию и сразу начинает изучать программы. Чаще всего со своим знанием Windows
и MS Office они чувствуют себя некомфортно. В свою очередь старые, мудрые физические
аксакалы, понуждающие их осваивать «современные» усовершенствованные технологии, не хотят
отвлекаться от чистой науки, они давно устали объяснять бесчисленной молодежи азбучные
основы и отделываются от нее раздраженными советами почитать что-нибудь самим в интернете.
Часто еще говорят: вот мой код, он говорит лучше любых слов, это самое ценное, что я вам могу
дать, разберайтесь сами как он работает. Все это вызывает ненужное раздражение и вредно для
нервной системы.
СИ++ в Юниксе
GSL
1
GNUPLOT
ROOT
GEANT4
2