计算物理学的重要性

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在物理学中,大量的问题是无法严格求解的。有的问题是因为计算过于复杂,有的问题则根本就没有解析解。比如,经典力学中,三体以上问题,一般都无法求解。量子力学中,哪怕是单粒子问题,也只有在少数几种简单势场中的运动可以严格求解。因此,在现代物理中,数值计算方法已变得越来越重要。

计算物理学在八十年代还只被作为沟通理论物理学与实验物理学之间的桥梁。但是最近几年,随着计算机技术的飞速发展和计算方法的不断完善,计算物理学在物理学进一步发展中扮演着越来越重要的不可替代的角色,计算物理学越来越经常地与理论物理学和实验物理学一起被并称为现代物理学的三大支柱。很难想象一个21世纪的物理系毕业生,不具备计算物理学的基本知识,不掌握计算物理学的基本方法。

它主要包括在传统物理课题中常用的数值计算方法(如偏微分方程的数值求解方法、计算机模拟方法中的随机模拟方法—蒙特卡罗方法和确定性模拟--分子动力学方法以及神经元网络方法)以及计算机符号处理等内容。