计算机模拟，又称计算机仿真，是通过建立数学模型并在计算机上执行程序模拟特定系统的技术。其核心是将研究对象转化为可执行程序，通过输入参数获得运算结果以预测系统行为，涵盖离散事件模型、连续系统模拟等多种类型 。
该方法需经过数学模型构建、程序验证等步骤，广泛应用于工程研发、经济决策、军事研究、自动驾驶仿真测试、气候建模、地球磁场演变模拟、材料科学、药物非临床评价等领域 。现代技术结合多模态模型与AI模拟，形成精细化的仿真工具链 。有观点认为，计算模拟致力于“理解”系统运作方式，而人工智能更侧重于基于数据的“预测” 。在材料科学领域，计算机模拟与机器学习技术结合，可用于从原子结构中筛选催化活性最高的原子，为新材料设计提供支持 。在天体物理学领域，计算机模拟被用于探索极端宇宙环境中的潜在宜居性，例如模拟围绕流浪行星的系外卫星维持液态水的可能性、银河系的演化历史以及黑洞的分布与数量 。
在计算机硬件发展的推动下，超级计算机已实现全球1公里分辨率气候模拟、高精度物理过程数值仿真以及过去2.65亿年地球磁场的演变模拟 。该技术始于20世纪40年代曼哈顿计划中的蒙特·卡罗方法核爆炸模拟，现正扩展到天体物理模拟等高复杂度场景 。
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