Software para cálculos físicos [cerrado]

¿Cuál es un buen software gratuito para hacer cálculos de física?

Estoy principalmente interesado en la computación simbólica (algo así como Mathematica, pero gratis).

Publicación relacionada con Mathoverflow: mathoverflow.net/q/19046/13917
El software: gnu.org/software/octave el sitio para preguntas similares: softwarerecs.stackexchange.com

Respuestas (8)

Algunos programas que he usado o me han recomendado para trabajos relacionados con la física:

  • WolframAlpha : cuando no tengo a Maple cerca, lo uso para cálculos simbólicos simples
  • Maxima : alternativa gratuita de código abierto a Maple/Mathematica
  • DataMelt : otro software gratuito y de código abierto que se ejecuta en la plataforma Java en todos los sistemas operativos compatibles con Java.
  • Sage : un paquete simbólico/numérico de código abierto bastante interesante, puede probarlo en línea en sagenb.org
  • Scilab / GNU Octave : alternativas a Matlab, mejor si desea realizar cálculos numéricos
  • R : poderoso lenguaje de programación utilizado para el análisis estadístico
  • OpenOffice Calc : lo pondré aquí para completar, ya que Excel y sus variantes parecen ser el software de elección para la mayoría de los cálculos experimentales.
Maxima tiene un paquete de unidades, al igual que los sistemas de software comerciales.
¿Quizás incluir Gnuplot en la mezcla? Me encanta para gráficos rápidos y fáciles de funciones y series de datos, y cuando necesito algo más pulido, puedo reutilizar fácilmente el código gnuplot de otros ejemplos. Mejor que apuntar y hacer clic para obtener resultados.
SymPy probablemente también debería agregarse a esta lista.

Probablemente valga la pena comprar Mathematica, Maple o Matlab, según sus necesidades. Ojalá no fuera así, pero esta es un área en la que las herramientas comerciales siguen siendo mucho mejores que sus contrapartes gratuitas.

Si eres estudiante, puedes comprarlos a precios bastante asequibles. Maple 14 Student Edition cuesta solo $ 99. Mathematica para estudiantes cuesta $ 140 y Matlab/Simulink $ 99 para estudiantes. También es posible que su escuela o departamento ya tenga una licencia de sitio, lo que le permite obtener y usar este software sin costo adicional.

Para los cálculos simbólicos, desea Mathematica o Maple, siendo Maple más fácil de usar y Mathematica más frecuente (según mi experiencia) en entornos de investigación reales. El enfoque de Matlab está en los cálculos numéricos.

Sin mencionar que su institución probablemente pueda proporcionarle licencias compartidas (servidor de licencias) de Mathematica o Matlab.

Recientemente descubrí Cadabra .

Un enfoque motivado por la teoría de campos para el álgebra computacional

Estoy realmente impresionado.

no lo sabia, +1
Cadabra usa muchos de los mismos algoritmos de índice que el paquete xAct de Mathematica . Aunque xAct está más centrado en los cálculos de la Relatividad General, mientras que Cadabra está más orientado a la teoría de campos.

Sage es un sistema basado en Python (incluidos Numpy y Scipy ) que incluye un módulo de cálculo simbólico.

Desde la página de inicio de Sage :

Sage es un sistema de software matemático gratuito de código abierto con licencia GPL. Combina el poder de muchos paquetes de código abierto existentes en una interfaz común basada en Python. Misión: Crear una alternativa viable y gratuita de código abierto a Magma, Maple, Mathematica y Matlab.

¿Tienes alguna experiencia con ello? Si es así, ¿cómo se compara en utilidad con Mathematica?
Tiendo a usar Python con Numpy barebones por así decirlo, sin el entorno Sage a su alrededor. Prefiero la combinación de metodologías interactivas y de secuencias de comandos que puedo usar con Python en lugar de la metodología de cuaderno de Mathematica. Sage (al menos a través de la interfaz web) se parece más a Mathematica y cubre muchas de las cosas que puede hacer en Mathematica. A veces pongo en marcha Mathematica para trazar un gráfico rápido (Manipulate es una gran herramienta de exploración), pero tiendo a agravarme con cosas que sabría hacer fácilmente en Python.
Si le gusta Python, la combinación de NumPy, SciPy y matplotlib cubrirá cualquier necesidad de computación o gráficos numéricos o científicos que pueda tener. También hay un SymPy para cálculos simbólicos, pero nunca lo he usado. Un amigo mío tiene su propia biblioteca Python de código abierto para la gestión de unidades: juanreyero.com/open/magnitude

Me gustaría agregar que GNU Octave es una muy buena alternativa gratuita a Matlab.

A diferencia de Scilab, que no pretende ser compatible con Matlab, prácticamente puedes ejecutar tus scripts de Matlab con Octave con muy pocas modificaciones (al menos con su última versión).

GiNaC es un marco de manipulación simbólica de C++ orientado a cálculos de física de alta energía. Tiene un par de interfaces interactivas, aunque su uso principal es como parte del marco raíz en el CERN.

Un derivado de GiNaC es Pynac , que forma el backend de las expresiones simbólicas en Sage .

¿Puede proporcionar enlaces/descripciones de sus interfaces?
creo que el más usado es "gTybalt" wwwthep.physik.uni-mainz.de/~stefanw//gtybalt.html aunque no puedo evaluar su usabilidad porque he usado ginac principalmente como una biblioteca en mi propio código
Gracias, le echaré un vistazo. Pasé un tiempo jugando con GiNaC hace aproximadamente 1 año, pero nunca lo usé realmente , ya que no podía justificar aprenderlo para mi cálculo único. En cambio, tomé la ruta computacionalmente lenta pero familiar de usar Mathematica.

Usé este software en mis cursos de transferencia de energía, nunca lo usé para simbólica, así que no sé si puedes hacer cálculos simbólicos, sin embargo, es muy bueno para resolver ecuaciones. Así como para las conversiones. No es gratis, sin embargo puedes descargar una versión para estudiantes, la cual usé todo el semestre sin problemas. Se llama ee. La empresa creo que se llama f chart. Sé que no es exactamente lo que pediste, sin embargo, es un software útil, especialmente cuando se trabaja con muchas ecuaciones, ya que el software te advierte sobre cualquier inconsistencia en las unidades.

También es útil si desea calcular, por ejemplo, la entropía, el software puede hacerlo por usted si tiene la presión o la temperatura.

http://www.mhhe.com/engcs/mech/ees/download.html http://www.fchart.com/ees/

Creo que DataMelt (Entorno de computación y visualización) es uno de los mejores programas de software libre para la física.

  • Fue desarrollado para física de alta energía en DESY (Alemania) y luego en el laboratorio de física ANL (EE. UU.)
  • Se ejecuta en Linux y Mac, que es el entorno habitual en física.
  • Tiene módulo Java de "física" para cálculos.
  • Tiene un manual muy detallado (pero mucho material es totalmente gratuito)
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