计算物理学的简介

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物理最早以实验为主。1862年麦克斯韦(maxwell)将电磁规律总结为麦克斯韦方程,进而理论上预言了电磁波的存在,使得人们看到了理论物理思维的巨大威力。从此理论物理学进入研究和成熟阶段,并经历了两次重大的突破:相继诞生了量子力学和相对论。计算机的发展就产生了计算物理。

实验物理是以实验和观测为基础,揭示新的物理现象,探求物理现象后面的原因,为发现新的物理理论提供依据,或者检验理论物理推论的正确性和应用范围。

理论物理是从一系列的基本物理原理出发,列出数学方程,再用传统的数学分析方法求出解析解,通过这些解析解所得到的结论和实验观测结果进行对比分析,从而解释已知的实验现象并预测未来的发展。

计算物理学研究如何应用高速计算机为工具,去解决物理学研究中复杂的计算问题。如今已经发展以下方向,即计算机数值计算方法和计算机符号计算,以及计算机数值模拟和计算机控制。

计算物理所依赖的理论原理和数学方程由理论物理提供,结论还需要理论物理来分析检验。同时所需要的数据是由实验物理提供的,结果也需要实验来检验。对实验物理而言,计算物理可以帮助解决实验数据的分析,控制实验设备,自动化数据获取以及模拟实验过程等。对理论物理而言,计算物理可以为理论物理研究提供计算数据,为理论计算提供进行复杂的数值和接下运算的方法和手段。计算物理学研究如何使用数值方法解决已经存在定量理论的物理问题。