Метод, используемый для расчёта свойств физических систем с помощью компьютерного моделирования.Вычислительный метод — это способ решения физических задач с помощью численных алгоритмов и компьютерного моделирования. Такие методы необходимы для изучения систем, слишком сложных для аналитических решений, например, многочастичных квантовых систем, турбулентных жидкостей или эволюции крупномасштабной структуры Вселенной. Они позволяют исследователям проверять теории, предсказывать явления и интерпретировать экспериментальные данные.
Активное применение вычислительных методов в физике началось в 1940-х годах в рамках Манхэттенского проекта, когда Стэнли Улам и Джон фон Нейман разработали первые методы Монте-Карло. С появлением цифровых компьютеров в 1950-х и 1960-х годах эта область стала стремительно развиваться.
Вычислительные методы, как правило, дискретизируют физические уравнения — такие как уравнение Шрёдингера или уравнения Навье-Стокса — в конечный набор алгебраических уравнений, которые можно решать итерационно на компьютере. Среди методов — моделирование Монте-Карло, молекулярная динамика, метод конечных элементов, а в последнее время и подходы машинного обучения, которые позволяют строить эффективные модели на основе данных. Выбор метода зависит от масштаба задачи, требуемой точности и доступных вычислительных ресурсов.
Вычислительные методы используются практически во всех разделах физики: от моделирования квантовых материалов и разработки лекарств до моделирования климата и формирования галактик.
Первое моделирование методом Монте-Карло было использовано для расчёта диффузии нейтронов в атомной бомбе, а название метода навеяно знаменитым казино в Монако, что отражает его опору на случайную выборку.
