wish to be.A SMALL WORLD, GROUNDED IN PHYSICS

+ FIELD NOTES / 002 — ARGON

현실의 규칙으로, 아주 작은 세계부터.

실제 물질을 본뜬 원자들의 움직임.
관찰하고, 계산하고, 현실과 비교합니다.Ar · 아르곤 근사 모델 · 256개 · 3차원

관찰 중/첫 번째 아르곤
Ar 256 / SEED 20261010
ARGON / CLASSICAL MD
3D · PERIODIC BOUNDARIES
상자 밖으로 나간 원자는 반대편에서 이어집니다.
점의 크기는 보기 위한 표시입니다.
1 nm
1× = 60단계/초 · 0.12 ps/초실제 속도 측정 중…
흐른 물리 시간0.000ps · 1조분의 1초
현재 온도150.0K · 운동 에너지로 계산
총에너지 / 원자—meV · 운동 + 위치
에너지 보존 오차 ⓘ0.0000% · 가열 시 기준 갱신
운동 — meV/원자위치 — meV/원자한 변 — nm

외부 가열이 없으면 총에너지는 거의 일정합니다. 온도는 상호작용에 따라 변합니다.

CHECK BEFORE BELIEF

움직임에도, 근거가 필요하니까.

아래 수치는 배포 전 고정된 조건으로 실행한 검증 결과입니다.

검증 기록

NIST 기준 계산

공개된 4개 원자 배치의 에너지·비리얼을 비교합니다.

검증 기록

총에너지 보존

150 K · 600 kg/m³ · 2 fs의 고정 조건.

다음 과제

실측 물성과 비교

압력·확산 등 실제 아르곤의 측정값과 오차를 평가해야 합니다.

THE QUESTION WE ARE FOLLOWING

작은 물리에서,
살아 있는 세계까지?

현실의 구성 요소와 상호작용을 컴퓨터 안에 옮길 수 있을까. 그리고 언젠가, 그 안에 쥐가 존재할 수 있을까.

지금은 가장 작은 검증 가능한 실험부터 시작합니다. 각 단계의 성공이 다음 단계의 성공을 보장하지는 않습니다.

  1. 01 / NOW

    원자의 움직임

    아르곤 하나의 근사 모델. 힘, 운동량, 에너지와 물리 단위를 검증합니다.

    현재 구현
  2. 02

    분자와 화학반응

    물·탄소 등의 결합을 다룰 모델을 선택하고, 실제 실험과 비교합니다.

    후속 연구
  3. 03

    세포의 기능

    막·대사·유전처럼 생명에 필요한 기능을 어떤 해상도로 재현할지 탐구합니다.

    미구현
  4. 04

    쥐, 그리고 경험의 문제

    몸과 신경계의 재현, 그 안에서 경험이 생길 수 있는지는 아직 열린 질문입니다.

    장기 질문

MODEL / 001

이 점은 어떤 원자인가요?

실제 원소 아르곤(Ar)을 본뜹니다. 원자 하나의 질량과 원자 사이의 인력·반발력을 사용해 3차원 위치와 속도를 계산합니다. 전자와 원자핵 내부는 따로 계산하지 않습니다.

현재 계산하는 것

뉴턴 운동 법칙 · Lennard–Jones 쌍 퍼텐셜
velocity-Verlet 적분 · 3차원 주기 경계
고정된 원자 수와 부피 · 외부 가열 사이의 에너지 보존

현재 모델의 범위

힘은 3σ 거리에서 부드럽게 끊습니다. 전자·양자 효과, 화학결합과 반응, 생명·의식은 이 모델에 없습니다. 충분히 오래 돌려도 이 아르곤 모델만으로 쥐가 생기지는 않습니다.

설계와 검증의 근거

아르곤 모델 매개변수 · NIST 연구 ↗힘·에너지 기준 계산 · NIST SRD 173 ↗이번 버전의 수치 검증 기록 ↗

기준 계산과의 일치는 구현의 정확성을 확인합니다. 현실 전체의 재현이나 생명 발생을 검증한 것은 아닙니다.

A MODEL, WITH ITS ASSUMPTIONS

현실을 옮기는 일은,
검증에서 시작합니다.

목표는 현실의 구성 요소와 상호작용을 재현하는 것입니다. 첫 단계로, 실제 물질과 연결된 단순한 아르곤 모델을 선택했습니다. 원자들의 경로나 최종 모양을 직접 지정하지 않습니다.

256개 원자를 규칙적인 FCC 배치로 놓고, 씨앗으로 정한 정규분포 속도를 부여합니다. 전체 이동을 제거하고 초기 운동 에너지를 설정한 뒤, 외부 온도 조절 없이 움직이게 합니다. 처음부터 열평형인 상태는 아닙니다.

물리 모델과 수치 계산

질량 m = 39.948 u (자연 아르곤의 대표값으로 고정), σ = 0.3405 nm, ε/kB = 119.8 K. 동위원소의 차이는 구분하지 않습니다. 원자는 고전적인 질점으로 다루며 전자의 효과는 경험적인 쌍 퍼텐셜에 간접적으로 포함합니다.

U(r) = 4ε[(σ/r)¹² − (σ/r)⁶]
V(r) = U(r) − U(rc) − U′(rc)(r − rc)
rc = 3σ, r ≥ rc이면 V = 0

힘 F = −∇V. 주기적인 정육면체 안에서 가장 가까운 주기 이미지를 사용합니다. 상자의 한 변은 항상 차단 거리의 두 배보다 큽니다. 장거리 보정은 하지 않습니다. velocity-Verlet로 위치와 속도를 갱신합니다.

온도 T = 2K / [(3N − 3)kB]. 에너지 보존 오차 = |E − E기준| / (K기준 + |U기준|) × 100. 운동량의 병진 자유도 3개를 제외합니다. 외부 가열은 속도를 √1.1배 하고, 에너지와 기준 시점을 기록합니다.

배치는 3차원이고 화면은 2차원 투영입니다. 점의 크기·색·발광은 가독성을 위한 표현입니다. 시점 회전과 확대는 계산에 영향을 주지 않습니다.

물리 시간, 빨리감기, 저장

1 ps는 10⁻¹²초, 1 fs는 10⁻¹⁵초입니다. 1×는 초당 60단계를 요청하는 화면 재생 기준입니다. 2 fs 간격에서 벽시계 1초당 물리 시간 0.12 ps를 계산합니다. 인간과 같은 시간 속도가 아닙니다.

300×에서도 한 단계의 물리 시간은 그대로입니다. 실제 계산량은 기기 성능에 따라 달라지며 별도로 표시합니다. 다른 탭에서는 계산을 쉬고, 숨겨진 동안의 시간을 나중에 보충하지 않습니다.

저장 파일은 원자 위치·속도·모델 버전·초기 조건·에너지 기준·가열 이력을 포함합니다. 불러오면 정지 상태에서 복원됩니다. 씨앗과 조건이 같으면 같은 계산을 재현하며, 기기 간 부동소수점 차이는 있을 수 있습니다. 이전 Particle Lenia 기록은 보관된 실험에서 열 수 있습니다.

아르곤의 단순한 근사 모델이므로 물질의 모든 성질을 재현하지 않습니다. 양자 효과가 중요한 조건, 복잡한 화학, 생물의 재현은 별도의 모델과 검증이 필요합니다.