逐个评论大卫·格罗斯对“物理学的未来”所提25个问题(22)

21计算物理学

(接(21))

围绕计算物理学产生了许多问题。作为理论物理学的一种方法，计算物理学在最近一些年变得非常重要。现在，许多科学家和物理学家，在遇到难题的时候，已经不是在纸上进行计算，而是在计算机上模拟这个问题。第21个问题是：计算机将会替代分析技术吗？如果这成为事实，那么我们需要改变对物理学家的训练吗？数百年来，我们一直使用同样的方法去教导学生。我们很少教导他们如何使用计算机，如何进行数值模拟。我们教导他们如何计算积分，如何解偏微分方程。我们要改变培养物理学家的方法吗？最终，维尔切克（Frank Wilczek）问道：“何时计算机将成为具有创造力的理论物理学家？”注意，他没有问“是否”，而是问“何时”。我们将如何培训它们呢？这是一个非常有趣的问题，在我们拥有一台可以成为具有创造力的理论物理学家的计算机之前，还有时间供我们作长期思考。我们是按照培训一个人的方式培训一台计算机，还是以一种不同的方式？对于人我们从经典力学开始，随后教授电学和磁学，然后是量子力学。对于计算机我们是否一开始就教它们弦理论，随后推导量子场论和作为近似的经典物理学？我不知道。这是一个可以思考的有趣问题。

评论：

所谓“计算物理学”，无非是对复杂系统的一系列物理过程中，反映各相应物理运动规律的数学公式进行计算分析，以求得在特定条件下的状态和运动规律。由于方程的复杂性，不可能给出解析的解，而通常就只能利用计算机数值地求解。

显然，其能进行计算，及其结果的正确可靠性，都首先取决于所给方程、公式是否能充分正确的反映各该物理过程的特性和运动规律？否则，就根本没法计算，也不可能得到正确的结果。

因而，应是在有了能充分正确反映各该物理过程特性和运动规律的方程、公式，并有适当的计算方法和程序，和各相应的常数和初始数据，还要经过实际的分析、检验、验证，才能得出正确的结果。

它们是缺一不可、密切相关的，怎能片面、孤立地，仅强调其一？

(未完待续)