Physikalische Computer-Algebra-Systeme
Physik und Chemie mit Computer-Algebra-Systeme
Computerprogramme, die naturwissenschaftliche Berechnungen durchführen, berechnen meistens "numerische'' Lösungen für Aufgaben, die eigentlich immer in analytischer Form formuliert sind. Probleme mit dem Computer symbolisch zu lösen war lange unvorstellbar: Einerseits durch die fehlende Computerleistung, anderseits durch fehlende informatische Unterstützung für solche Systeme. Mathematica ist ein Beispiel für ein Programmsystem, mit dem man solche Lösungsansätze angehen kann. Programmiersprachen mit integrierter Computeralgebra eignen sich auch für die Implementation von naturwissenschaftlichen Rechnungen. Die Rechenleistung der Computer ist zurzeit ausreichend für die Implementation von Anwendungen, die sowohl numerische als auch symbolische Berechnungen durchführen. Trotzdem basieren weiterhin die Anwendungen, die man im naturwissenschaftlichen Umfeld findet immer noch auf numerischen Berechnungen und Computeralgebra wird meistens nur für die manuelle Lösung spezifischer Probleme benutzt.
Ich beschäftige mich seit meinem Studium mit der Frage, wie man ein "Windows typisches'' Programm schreiben kann mit einer Benutzeroberfläche auf der man symbolische Benutzereingaben eingibt und das Programm dann diese bearbeitet. Mein Ziel ist das vollständig automatische Durchführen von symbolischen Berechnungen ohne Abstürze, das Speichern symbolischer Daten in Dateien und Datenbanken sowie das Darstellen der Ergebnisse auf der Benutzeroberfläche.
Ich habe zu diesem Zweck eine Benutzeroberfläche und ein API System entwickelt, welches das Schreiben solcher Anwendungen erlaubt und gleichzeitig enorm erleichtert: SyMath. Ich habe als Anwendungsbeispiel, - nach meiner Kenntnis zum ersten Mal - ein Programm entwickelt, welches auf einer graphischen Benutzeroberfläche, die Eingabe beliebiger symbolischer Ausdrücke erlaubt und mit diesen Ausdrücken symbolische Berechnungen durchführt um hochaufgelöste Molekülspektren zu simulieren und auszuwerten.
Ich beschäftige mich weiterhin sowohl mit der Weiterentwicklung des SyMath-Programmsystems als Grundlage symbolischer Anwendungen - sowie mit der Entwicklung von weiteren Anwendungen für quantenchemische Berechnungen und im Bereich der chemischen Kinetik.
