모의실험

모의실험은 고도의 수학적 과정으로 전개되는 경우가 많다. 이러한 과정은 일련의 규칙·관계식·연산방법 등과 기타 변수들을 함께 지정하는 것으로 출발한 뒤, 각각의 상호작용을 통해 새로운 상태, 심지어는 새로운 규칙을 만들어내는 과정을 계속 진행함으로써 실험의 결과를 도출해낸다.

모의비행 실험

모의실험은 종이와 연필을 이용한 놀이나 체스 등의 게임을 재현하는 간단한 것으로부터 보다 복잡한 컴퓨터 지원 대화식 시스템에 이르기까지 다양한 작업을 수행할 수 있다.

실험 연구자들은 모의실험 기법을 도입함에 따라 희귀한 물질이나 값비싼 장치를 사용하지 않고도 어려운 '모의실험실'(dry lab) 실험, 또는 증명을 실시할 수 있게 되었다. 자동차 산업 부문에서도 새로 제안된 자동차 설계에 대한 풍동시험이 컴퓨터 모의실험으로 가능해져, 과거 원형 제작 및 시험에 투자해야 했던 많은 시간을 절약할 수 있게 되었다. 시간을 압축하는 것 또한 비용 절감이라는 모의실험 기법의 특징 가운데 하나이다. 즉 실제로 몇 시간에서, 길게는 지질학적 시간인 이언(eon)에 이르기까지 오랜 시간에 걸쳐 이루어지는 사건들도 모의실험을 통해 단 몇 분 만에 경험할 수 있는 것이다.

예를 들어 의학 연구자들은 종종 기관을 분리한 뒤에도 인위적인 처치를 이용해 살아 있는 상태를 유지하면서 배양을 시키고 화학 약품을 주입해 그 결과를 기다려야 한다. 그러나 선택된 조직의 정상기능이 모의실험으로 정확히 재현될 수 있다면, 연구자들은 여러 가지 사건들이 그 기능에 미치는 효과를 단 몇 분 내에 관찰할 수 있다. 또한 천문학자들은 두 은하계의 충돌과 같이 수백만 년이 걸려야 이론의 타당성을 시험할 수 있는 현상들까지도 은하 운동의 모의실험을 통해 증명할 수 있게 되었다.

교육에 모의실험을 도입하면 학생들이 선택을 잘못해서 초래하게 될 위험을 우려하지 않고도 중요한 사건들을 실제 상황처럼 다룰 수 있다. 이 기법은 특히 의학 훈련에 유용한 것으로 판명되었다. 그 한 예로 적절한 치료를 하지 않으면 곧 사망하게 될 응급환자의 경우를 가상하여 컴퓨터 모의실험을 통해 치료훈련을 시키는 알버라외과대학을 들 수 있다(→ 전문교육). 유능한 의사가 되기를 꿈꾸는 수련의들은 재빨리 환자의 상태를 진단하여 회생시킬 수 있는 치료법을 배우는 것이다. 항공기 조종사 훈련병도 계기비행 연습기와 같은 정교한 모의실험 장치를 통해 실제와 같은 비상사태를 미리 경험하게 된다(→ 모의비행장치).

모의실험을 통해 학생들은 물리적·사회적 환경 요인들의 복잡한 상호작용을 이해할 수 있다. 예를 들어 다트머스대학의 학생들은 병충해·화재·홍수 등의 위험이 상존하는 조건하에서 품질이 좋은 벼를 재배하기 위한 모의실험 게임을 한다. 또한 노스웨스턴대학교 경영대학원에서는 컴퓨터에 미국 경제의 미시적 모형에 대한 모의실험 프로그램을 넣어 이용한다. 이 과정의 학생들은 휴대용 터미널과 텔레비전 모니터를 사용해 경제 문제에 대한 답을 제시하고, 그들의 예측을 모의실험 모형에서 얻어진 자료와 비교한다.