Werkzeuge oder ``Es geht auch einfacher''

Beim Lösen von Problemen in der Physik und beim Programmieren sollte man stets bemüht sein ``das Rad nicht neu zu erfinden''. Damit ist gemeint, daß  man versucht, bereits vorhandene Werkzeuge für wiederkehrende Aufgaben zu benutzen. Für viele handwerkliche Aufgaben, die in der Computerphysik vorkommen, gibt es bereits fertige Programmpakete. Beispiele für mathematische Programmpakete mit Benutzeroberfläche sind MATHEMATICA oder MAPLE.

Abbildung: Graphische Darstellung der Lösung mit Hilfe des Programmpaketes MAPLE.

Demenstprechend hätte sich die Aufgabe Gleichung () auch einfacher lösen lassen. Dazu tippt man einfach den Befehl xmaple ein, und anschliessend in das erscheinende Fenster des Programmpakets MAPLE den Befehl

plot(cos(3*s),s=0..2);

ein (den Strichpunkt am Ende nicht vergessen !), und schon erscheint dasselbe Ergebnis. Mehr noch, MAPLE enthält fertige Algorithmen zum Loesen von algebraischen und oder Differentialgleichungen und man hätte damit direkt die Bewegungsgleichung für den harmonischen Oszillator lösen können.

Es gilt jedoch die Regel: Je leistungsfähiger ein Werkzeug, umso komplexer ist im allgemeinen die Handhabung. Deshalb kann es manchmal schneller gehen ein einfaches Programm zu schreiben, als die Handbücher für ein komplexes Werkzeug aufzutreiben und zu lesen. Ausserdem bekommt man es häufig mit Problemen zu tun, für die es keine Werkzeuge gibt, oder von denen man nicht weiß , ob es dafür bereits Werkzeuge gibt. Deshalb, und um zu verstehen, was die Werkzeuge leisten, wird in dieser Vorlesung auf die typischen Probleme und Algorithmen der Physik auf dem Computer näher eingegangen. Es soll aber an dieser Stelle ausdrücklich dazu ermutigt werden, sich über soviele Werkzeuge als nur möglich zu informieren.