预测未来，是人类一种非常朴素的需求。

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远古时代，社会生产力低下，人类对于自然、社会乃至自身现象不能做出科学解释，从而产生对“神”的崇拜，希望借助“神迹”预知祸福，趋利避害。几千年前，传说伏羲画八卦图，周文王在此基础上演绎出中国诸经之首《易经》，用简洁明了的符号和卦图阐述了天地世间万象变化的规律。

在西方，古老的占星学在文艺复兴时期重新获得青睐。占星术士兼天文学家第谷（1546-1601）穷其一生进行天文观测，记录了大量观测资料。他的弟子开普勒（1572-1630）继承衣钵，认真钻研这些资料，发现了行星运动定律，被后人总结为“开普勒三大定律”。

现代科学始于仰望星空。人类对未来的预测，也开始从哲学/玄学走向科学。

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站在巨人的肩膀上，牛顿（1643-1727）总结出万有引力和三大运动定律，奠定了物理世界观点和现代工程学的基础。牛顿之后，飘忽不定的世事变得有迹可循。

十八世纪中叶，现代数学家们开始用偏微分方程准确描述自然界物理场的变化规律——拉普拉斯方程、泊松方程、亥姆霍兹方程、傅立叶方程、波动方程、麦克斯韦方程组、欧拉方程组及纳维-斯托克斯方程组、薛定谔方程、爱因斯坦方程……从物体的运动到热量的传递，从声波的传播到量子力学的演化，偏微分方程打开了世界的大门，揭示了宇宙的奥秘，改变了人类的生活。

然而，在计算机出现之前，这些方程无法得到有效求解。

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1946年，20世纪最先进的科学技术发明之一电子计算机诞生，并以强大的生命力飞速发展，从军事科研应用扩展到社会生活的各个领域。

同时，有限元法等数值计算方法的发明，让人们可以利用计算机有效求解偏微分方程，这个过程就是仿真（科学计算）。于是，人们可以在计算机中模拟飞机在空中的飞行、核武器的爆炸、地震波在地球内部和地表的传播、传染病在人群中的扩散等复杂场景，工业界一切皆可预测。

但由于偏微分方程求解过程复杂，计算机算力有限，在很长一段时间里，仿真技术只能应用于航空航天、装备制造等高端制造业领域，难以普及。

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随着预测工具的革新，人类对于预测的范围、效率、精度等也不断追求突破。

探索更广阔宇宙空间中星体的运动规律，获得更精准的天气预报，设计出更完美的火箭发动机，享受更快速稳定的通信互联……大到宇宙天体，小到个人生活，模拟如此复杂的系统，对算力提出了更高要求。

时间来到21世纪，云计算的出现极大解放了算力，PaaS化与SaaS化为降低仿真技术应用门槛提供了技术支撑，普惠仿真（仿真大众化）将成为大势所趋。

从《易经》到科学计算，人类预测未来的方式天翻地覆，但二者之间又有着本质上的相似性。曾经的算命大师精研《易经》，为普通人算命；如今的“算命大师”（仿真工程师）基于“易经”（仿真PaaS平台）开发出更有针对性的“算命工具”（仿真APP），供更多不了解“易经”的人“算命”使用。

当前高速非线性发展的社会，人类预测未来的未来又在哪里？

以量子计算机、可控核聚变、室温超导等为代表的新一代技术或将对仿真产生颠覆性影响。量子计算机超快的运行速度和超强的信息处理能力，将从根本上改变算力，曾经需要数百万个CPU小时才能得出结果的计算或许瞬间就能求解，仿真将实现实时化。

科学计算的成熟形态是数字孪生。

未来，以偏微分方程为基础，在足够算力的支持下，人类将可以在计算机中模拟出和真实世界几乎无差别的虚拟世界。

我们期待这一天早日到来。