OSP 英文原文：Open-Source Physics on Linux

我的比来几篇文章引见了非常多科学研讨相干的软件。不外有一个主要范畴我没有具体引见，那就是关于讲解下一代盘算科学的相干资本。为了弥补这一部分的空缺，你可以看一下 开源物理学项目 供给的代码。这个项目由美国物理教员协会 (AAPT) 和国度科协基金会(NSF)供给支撑，它包含一些用于模仿和剖析的软件包。

开源物理起首供给了可用于分歧的物理系统仿真的Java顺序的全部套件。由于这些仿真顺序是用Java写的，因此可以在Linux之外的系统中运转。掩盖到的种别包含地理学、电磁学、经典力学、量子力学、光学和绝对论。在项目标主站点，你可以经过搜刮或许按主题阅读来找到一个仿真顺序。仿真顺序打包成.jar文件，你可以下载它们，然后容易的用下面的号令去运转：

java -jar filename.jar

如许可以在你的桌面上运转仿真顺序。不外因为这些是Java顺序，所以你也能够把他们放到web站点上，使得它们在阅读器中运转。这意味着你可以在你的科学网站中包括它们，在你说明某个系统的时分可让用户看响应的仿真。

图 1. 示例：Start模仿沿斜面下滑，同时弹出相干的引见材料。

有的仿真顺序可让你修正参数来改动仿真运转时的细节。这些参数多是质量、速度或许磁场强度等。假如你用到的仿真顺序有可以修正的参数，那末会有一个选项让你把模子的细节保管到一个数据文件。你可以经过点击File→Save Model来保管。数据文件是一个XML文件，所以用文本编辑器间接修正的话仍是绝对比拟明晰的。以后你可以经过点击File→Load Module来加载这些参数到仿真顺序。如许，你就能够经过把XML数据文件同享给他人来同享你开发的模子。

图 2. 保管运转模子，用来分享给其别人

当你熟习完预打包的那些仿真顺序以后，你可能想了解另有哪些你可以建模和剖析的系统。开源物理为此供给了一个叫做Easy Java Simulations (EJS)的系统。这个Java顺序供给了一个美丽而容易的界面，让你去完成原型、测试和分发你本人的仿真顺序。EJS关于讲授十分实用，由于它可以完成绝对庞杂的仿真顺序，而对编程其实不需求了解太多。

EJS 比我上面提到的仿真器要大一点，所以除下载一个jar文件以外，你还要下载一个zip文件。zip文件下载完成以后，你需求把它解紧缩到你的机械上。进入方才解压出来的文件夹然后运转：

java -jar EjsConsole.jar

它会弹出一个终端窗口。在终端窗口中你可以设置一些初始化变量并启动一个或许更多的EJS实例。以后会翻开一个供建模和编辑的Tools，你可以用它来界说你的物理系统和你想模仿的细节。你可以在编辑Tools中运转这些模子，因而你可以将你的设法模仿出来看看后果能否与你所想的一致。假如你对模仿后果觉得称心，编辑Tools还供给了答应你将全部仿真情况打包为一个包来和其别人分享的选项。这是很棒的功用，特殊当你是在为一个班级编写代码的时分。由于你可认为你的仿真定制你所要传授的特定物理系统情况，然后将其打包分发给你的先生。

其它翻译版本 (1) 加载中

开源物理努力于为讲授的各个方面供给协助，所以它供给了一个叫做启动器的顺序。启动器是一个中心顺序，它能获得一系列的仿真并供给文档支撑和讲授参考。你可以点击课程链接来搜刮与之相干的题材聚集。就像运用单个仿真器一样，你可以搜刮一个特定的项目或许阅读启动器已有的某个主题列表。固然，你不会被仅限于此，你完整可使用启动器来创立你本人的材料聚集。该Tools让你可以界说你想放到一同的资料，然后它会生成一个可以分发给别人的jar文件。实践上，资料列表是被存储为XML文件的，因而假如你想在生成该文件之前从头界说任何内容，你都可以用文本编辑器来编辑修正。

图4. 数据处置Tools为你的数据供给根本的统计协助。

当你曾经预备好了更进一步时，开源物理项目还供给了一整套的基于 Eclipse IDE 的编程情况。该 IDE 包括了运用各类仿真和 EJS 代码时需求用到的函数库。因而，在碰到普通性的Task时，你可以用它来开发你本人的顺序而不用从头创造轮子。你还可以获得非常多文档，包含《开源物理：用户实例指南》、《盘算机仿真办法导论》这两本行将出书的旧书的部分章节。

开源物理还供给了别的的两个Tools：数据处置Tools和跟踪器。起首我们来看看数据处置Tools。数据处置Tools供给了数据绘制和数据拟合函数来协助你剖析试验数据。你可以经过在主窗口当选择参数来互动地改动所画图形的外观。一旦数据加载完成，数据处置Tools还可以对数据聚集实行根本的统计。因而，你可以疾速地失掉一些数据项，比方均匀数、中位数、规范差等。在所画图形中你可以获得坡度和曲线下的面积。凡是你会搜集数据来测验考试阐明输出与输出间的某种关系。为了证实这类关系，你试图让你的数据拟合某些函数。数据处置Tools供给了非常多预界说的函数，你可以对数据挪用它们来测验考试拟合。或许你也能够运用拟合创立器来界说你本人的函数并将其用于拟合顺序。你也许会发明在对数据实行绘制或许测验考试拟合之前需求为它们添加一些信息，而这也许会激发对你数据的一系列分歧类型的数学转化。在凡是的数据剖析中，这一转换进程就是一个与输出数据相***的操纵步调，但在数据处置Tools中，它供给了一个叫做数据创立器的函数来让你能在此时实行这步操纵。

最初我们来看看Tracker这个Tools。经过运用开源物理库的功用，Tracker可以做图形和视频剖析。Tracker可以对视频中的目的实行跟踪，并反应其地位、速度和减速度给你。它可以供给掩盖和图形，殊效过滤器，多参考帧和校准点，乃至可以用来剖析光谱和搅扰形式，让您剖析试验室丈量。例如，你可以在一个视频剪辑上掩盖容易的静态粒子模子。这让你可以拍下试验录相然后用它完成你的丈量和剖析。在收集上有非常多如许的例子，人们用这类办法模仿各类事情，包含愤恨的小鸟的物理建模。疾速谷歌搜刮就可以让你看到甚么是可能的。

图5。Tracker经过工具跟踪处置视频剖析

这篇连续的文章只触及开源物理的一些表皮。假如你正教物理或进修物理，那将值得你花工夫去探究开源物理项目。

Joey Bernard有物理和盘算机科学布景。在新不伦瑞克大学担负盘算研讨参谋，这让他在平常任务中熟能生巧。他也教盘算物理学和并行编程。

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