虽然物理学家们对什么计算机语言最好和什么计算方法最合适还有争论，但他们已在大量利用计算机来研究小至夸克大至宇宙模型的各种课题了。
如在粒子物理学中，实验者们早就把计算机作为他们必要的设备部件。今天，一些复杂的实验产生大量原始数据，只有通过计算机运算才能使人理解其中的奥妙，而对于理论家来说，需要借助计算机才能解决的问题也是屡见不鲜的。虽然计算机仍是主要用于实验，但近几年来计算机技术已经进入最抽象的理论领域，在一些研究领域中，重大的进展都是只有借助于计算机才得以完成的。
在物质的第五态——凝聚态物质的物理学中，计算机也在实验和理论工作方面发挥重要作用：在实验中用它们来进行控制，以及采集或分析数据；在理论研究方面，它们也提供了根据现实模型作详细预言、研究无法在实验室再现的系统（如四维相变系统、超高压力或温度下的物质）和进行符号处理的手段。计算机可以从很容易获得的大量纷乱的情报中理出有关的资料；使实验者了解问题，使理论家通过模拟模型系统来看它是否显示真实系统的特性和检验他们所做的近似是否正确。此外，计算机可使实验者扩大工作日，昼夜不停地采集数据，且可以通过改变软件重新设计实验，很快地研究新的思想。
又如由于宇宙中几乎所有物质都是处于等离子态，且等离子体物理学有很多重要的实际应用，现在全世界的物理学家都在大力推进等离子体物理学的研究。这一领域的研究者们立即意识到这种带电粒子集合体的复杂性，并通过利用计算机而大大加速了这门科学的成熟。计算模型与计算机硬件的最新进展极大地改善了计算结果与实验数据之间的一致性。现在等离子体实验者和理论家都在应用计算机一从微处理机到最大的主机来监控实验、采集数据和进行计算，并在用几千个复杂的计算机程序或“代码”来设计大型聚变反应堆和从微观方面来理解基本的等离子体现象。
总之，在公众眼里，计算机已由广告上介绍的遥远而难以驾驭和常常引起错误的怪物变成了用途日益广泛的友善的设备。一个毋庸置疑的事实是，它将继续广泛地出现在我们的科学及其他生活领域，我们将走向何方和怎样到达那一目的地是需要深思熟虑的。本文的目的是谈一些物理学家们特别关心的问题，目的是抛砖引玉，激发更深入的讨论。
哲 学
在理论物理学中，关于完成计算的适当方法有两大思想流派。它们都需要一种模型——一组已知的或至少是假定的基本法则来描述所要研究的物理体系。一种看法是，在计算之前就要简化支配所研究的物理体系的行为的关键特性方面的物理原则，然后尽可能地把它们体现到计算机的程序里。计算的目的则是得出可与实验值作比较的定量的预言。通过这种比较，即可确定这些法则的可靠程度、模型的精确性或实验体系的不能直接测量的特性。我们将称这种思想方法为“数值分析”或简称“分析”派。
第二种流派是试图尽可能直接地把模型的基本定律编制到计算机程序中。计算的目的除上述以外，还包括通过观察算得的模型的行为来发现新的简化的物理学原理。因为这派的成员常称他们的计算为模拟（或有时竟大胆地称作实验），因此我们将称他们为“模拟”派。
当然两种方法都需要用简化近似来使问题能够进行计算。这种近似并不带有具体的物理意义。对于由近似引起的误差，在理想情况下可通过分析来限制或通过对简单几类问题的数值计算来检验，在最坏的情况下、则只能在可以得到更大的计算能力时，或通过与现实世界的实验进行比较才能检验所作的近似的效果。在后一种情况下，要区分计算简化的失误与模型或原理的错误是困难的。
这两种流派间的区别不仅可用来对计算分类，而且也可用来区分从事者及其评论家们的态度。一派主张，在我们能以列出可通过数值计算很好地回答的问题之前，我们必须充分理解总的问题，对其尽可能多的片段的分析知识将提高程序的效率，且有助于推广数值计算得出的特殊情况。所得结果的定性特征的期待值有助于对程序的检验；非预期的结果将是非常可疑的。无所不知的“黑箱”概念（它可以从一个系统的基本参数准确计算任何要求的特性）被该派的一些成员认为是有害的。在这种箱子的机理中，有很多物理学是使用者无法知道的。
很多人支持另一种观点，认为通过以某种“粗糙”的形式对问题进行模拟，可以得出新见识和检验假设的机理，甚至可得出一些很有用的数据。由此看来，这箱子就不是黑的了，而是透明的，我们可以观察被模拟的系统内部的动力学的细节，这在真实的系统中是不可能实验观察的。幸好，通过添加很多分析构件，可以调节输出来反映先入之见的不完善或不完全之处。该派的一些人建议，计算物理学由于是一种合用的方法学，因此可认为是_门沟通各传统学科的新学科。
在两派的争论中，一股暗流起因于对计算在物理学中的智力尊严的不同理解。无疑在见解上存在不同世代人之间的偏见。那些在计算机科学还未形成时接受教育的人的一些观点可能不会为慎重地认为这是一项可供选择的事业的现代物理学家所接受。那些责难对电视迟钝的一代学者的人在电视终端时代也会受到同样责难。关于这个问题的观点对于大学教育、对于研究经费的分配以及对于科学交流都有重大影响。
虽然计算机不会概念化，能搞物理学的是物理学家；但计算机是一种工具，同其他任何工具一样，可以用得好，也可以用得差。
数值分析
对这类分析计算难以再详细分类。先从一个例子谈起。超导隧道结的电流电压特性包含相当复杂的结构、而在凝聚态物质的多体物理学方面早期的一类计算机计算表明，可以把这种结构与超导体的声子谱定量的相关联。这种计算所依据的物理学原理是超导性的BCS理论。当将此原理体现到用多体理论分析法导出的一组方程式中后，一个近似解与隧道贯穿数据定性吻合，令人鼓舞。
贝尔实验室的威廉 · 麦克米伦（William McMillan）为解这些积分方程提出一种计算程序，经过对这种模型反复提炼，遂使声子谱与隧穿测量值定量符合，结果成功地与中子散射谱法测得的声子谱相匹配，隧穿法成为声子谱法的一种重要的代用法，且麦克米伦的程序广泛传播，用于这类目的计算。这个例子满足上述分析类的条件，因为超导性的基本简化原理集中到了计算之中。若试图用“基本原理”法来模拟超导态显然是无效的。
另一个好的例子是凝聚态物质的相变理论。早就从实验得知，很多系统在接近其相变点时（如铁磁体接近其居里温度Tc时）的所谓临界现象用平均场理论来描述是不正确的，它只是一种近似，仅能定性地给出远离相变区时才正确的分析解。具体地讲，物理特性按(T-Tc)x的指数律变化，面临界指数X难得具有平均场理论预言的“经典”值。拉斯 · 翁沙求（Lars Onsager）精心求得的二维Ising模型的精确分析解表明，即使对于高度理想化的模型，也可能得到非经典的指数。遗憾的是，这种分析解法既不能推广，也不能提炼出一般化的简化原则。
这个理论的发展是通过观察描述一个系统的若干特性的临界指数遵从简单的相互关系。通过设定该系统的自由能在临界点处的一个尺度不变量，可以导出这种关系。更形象地讲，假如有一台能看到这种有序相的序参数（如铁磁体中的磁化）的显微镜的话，则可看出变动的序参数在临界点时不管多大，看起来都是一样的。堪耐斯 · 威尔逊（Kenneth Wilson）出色地用这些概念导出了关于自由能函数的逐次“粗晶化（coarse-grainings）”的递归关系，他为此而获得1982年度诺贝尔物理学奖。为将一种近似的递归关系应用于与铁磁体的三维Ising模型有密切关系的模型，他发展出一种计算机程序，并成功地算得它的非经典临界指数。
物理学家已推广了这种重正化群法（renormalization-group method），并把它以近似分析解和较精确的数字计算的形式应用于广泛的相变问题。在这个例子中，是新的物理原则使原来无法对付的一类问题能以计算解决了。最初对这一原则的计算检验在确立这一原则的效用方面起了重大作用。
在凝聚态物质物理学和量子物理学中研究的电子结构是最大的计算领域之一。在该领域里委以分析法。例如，假如我们要求解通过库仑力相互作用、以泡利不相容原理确定边界条件的五、六个原子核和几十个电子的薛定谔方程式，并把它提交给一个求解多元偏微分方程的通用程序。则即使计算机的运算能力比今天所能达到的高很多数量级，也很难执行此程序来发现这一系统内原子和电子的存在。
任何实际计算都是建立在大量初始知识的基础上的，如绝热近似，合理的核位置，波函数在各个核附近的有心场形式，以及自持静电势的支配作用等。根据这些原则所作的计算合理地考虑了化学键的几何结构，且已对中等分子进行了大量计算。
对于晶体及类似的扩充系统，我们可以利用晶格的周期性使计算的复杂度正比于单位晶胞内的原子数。但是在量子力学中所用的电子交互作用的系统处理法不能推广到固体，研究者们现在广泛采用一种以局部密度函数法（local-density functional method）为根据的交换能和相关能的近似处理法。对于基态的特性，如内聚能、平衡几何结构和振力常数等，这些计算的结果格外准确。但是在预言方面，譬如预言至空带的激发能，它们却不大成功，且无系统的改进方法。为了大大改进这一领域的现状，我们需要以半局部的方式来处理相关性的新原则，也许是新的理论。
模 拟
主要的模拟法大致分三种：
▲连续模型，广泛地用于等离子体物理学、流体力学和天体物理学。在依据这些模型所进行的模拟中，通常是在引入代表时空变量的离散的网格点后，来求描述有关的力场和物质场的联立的非线性偏微分方程组的数值解。
▲第二种模型是处理按已知的力的法则相互作用的有限的粒子集。根据研究对象是天体物理学、凝聚态物理学、还是等离子体物理学，其粒子可以是星系、分子或电子。这类模拟也叫“粒子码”和“分子动力学”，所作的计算是对每一个在其他粒子的力的作用下运动的粒子的牛顿运动方程式积分。我们可以引进阻尼或粘性，以及正比于一个真实的或假想的热库的阻尼和温度的随机力。正如勃罗斯 · 库恩（Bruce Cohen）和约翰 · 基林（John Killeen）在他们的文章中所说的，等离子体物理学在广泛采用上述二种模拟。
▲第三种模拟是按方法而不是按模型来划分的，这类模拟通过采用所谓蒙特卡洛随机抽样法，可以处理具有多变数的问题。这种在统计力学中所用的蒙特卡洛法利用在一定的温度下实施细致平衡的原则的算法，在模拟系统的配置空间内产生一种随机移动。根据这一原则，系统的各种状态间的转变可能性可用一个玻尔兹曼系数来表示，而这种算法相应地影响每一步随机移动的选择。在系统平衡后，路径的平均值收敛成熟力学的平均值。物理学家们已将这种方法的不同形式应用于像液氦那样的均质的量子体系和几种高度理想化的量子模型，包括最近的几种高能量子场论模型。
所有这些模拟的准确性与计算机的有效能力有关。空间格点或粒子数或自旋愈多，将能更好地近似连续的或热力学的极限、最短的重要空间尺度或最长的相互作用距离也许不能预知，最短的时间步则是由问题中的传播最快的波或振动周期决定的。要可靠地抽样或确保平衡，就必须使最慢的流体动力流或畴壁扩散在系统内巡回几周。要充分接近收敛以从模拟本身来看出其收敛的形式也许是困难的。
一个通过模拟取得突破的有重大历史意义的例子贯穿几个领域。在这一发展的初始阶段，安内科、费米（Enrico Fermi），约翰 · 巴斯塔（John Pasta）和斯坦尼斯劳 · 佛兰姆（Stanislaw Vlam）进行了以非线性弹簧耦合的质量键的运动的分子动力学研究，其目的是发展长期存在的固体的有限热导率问题的理论。在他们的计算中，看到作为初始条件而施加的长波干扰如期地衰变成一种较短波型的拟随机混合。但是他们发现，经过足够长时间，系统又回复到与初始条件几乎相同的简单状态。这一惊人的结果激发了进一步的研究，包括将原始问题近似地简化为在流体力学中著名的非线性偏微分方程——Korteweg de-Vries方程。众所周知，这一描述浅水波的方程具有“孤波”解，一种以不变的波形恒速传播的脉冲样的波。在数值求解这一方程的较复杂的解时，马丁 · 克罗斯凯尔（Martin Kruskal）和诺曼 · 萨勃斯基（Norman Zabusky）发现了一个惊人的新原则：我们可以把任何复杂地解分成一组“孤立子”。当将它们很好分离时，它们很像孤波解，且当它们彼此通过时能保持自己的身份。接下来是一个迅速发展时期，通过分析，研究者们证明了这一方程以及在物理学中占重要地位的其他非线性偏微分方程的很多新的特性。萨勃斯基写了一篇关于模拟与分析在这种情况中的“协合”作用的详细报道。
模拟也在紊流领域激起一个重要的概念性的进展。由于与天气预报有关的一个大气物理学的问题的促动，麻省理工学院的爱德华 · 劳伦斯（Edward Lorenz）把有关的流体力学的方程式用一组联立的描述有限模数的非线性常微分方程来近似。他发现这组方程式在一定的参数范围内显示不规则的现象，在进一步减少模数时，继续看到这种意外的现象。最后他发现，出现混乱的紊流所必要的最小模数是三，推翻了过去认为紊流现象要求有无限的自由度的思想。
上述例子表明，对于极简单的系统，通过数学的普遍化，可以得出意想不到的具有广泛含意的结果。模拟一般是比较复杂和比较特殊的，而且至少有些预见性的结果。最近对一个流体力学的问题（所谓Rayleigh-Benard对流）的研究，体现了值得在此讨论的某些特点。—个Rayleigh-Benard箱是一个充有流体的箱子，上下底之间保持固定的温差。当箱子的横向尺寸比高大时，对于不太高于开始对流所要求的温差的温度差，就形成复杂的对流滚动图。研究者们发现，全三维的时间依赖的流体方程式复杂得难以进行数值计算。但是已知在横向无限大的箱子中，开始对流时的流体流的解是一个特定的周期函数。对于接近开始对流时的温差的温差，其解可以表示成这一分析结果乘以一个缓慢变化的幅函数，它在横向二维和时间上服从某种非线性重谐偏微分方程式。
即使这一简化的问题、也只是在对重谐方程式有了一种高度有效的新算法后才得以解决。贝尔实验室的研究者们还在一次模拟中通过产生一系列中心面上垂直速度的等速线图观察了流速从初始随机情况开始的演变。人脑有极好的图像识别能力，可一眼看出该系统的长时间的张弛就像是滚动图形中的缺陷的“退火”一样。这一例子说明，很多成功的模拟具有三个特点：根据已知物理学原理的简化、好的算法和好的图形。
最后一个例子也是贝尔实验室做的，它代表了—种可称为“把钢用在刀刃上”的模拟法。物理学家们想用分子动力学来研究气体与表面的相互作用。为了代表半无限的固体，将需要大量原子，而这些原子的大多数在大部分时间内只是进行不令人感兴趣的微小的热振动。约翰 · 透莱（John Tully）发展了一种方法，以便于分析的调和近似（harmonic approximation）来处理这些原子，而仅对入射分子和表面上离它最近的原子团的轨迹进行详细的数值计算。再动态地把该原子团定义成在表面上横向运动的分子或其成分，于是这种方法就可以处理任何可能发生大的能量传递处的非谐和势的全部影响。除能解出一些感兴趣的量的平均值以与实验值进行比较外，透莱还用精致的计算机制图法拍出了带有背景、彩色、遮蔽和阴影的电影。该电影所提供的麦克斯韦妖的图像显示了在散射和化学吸附过程中动能、振动能和转动能之间的相互关系。
实验：计算机今天在实验物理学中是一种重要的工具，这是毋庸置疑的。从仪器的设计、实验的控制，到数据的采集和分析，计算机已用于实验的所有方面。应用的规模与实验的规模相一致：大型高能加速器中心可拥有好几台强大的主机和几百万行的专业化的程序码，单人的半导体实验室一般用一个微机和几个小程序。其任务有些与理论计算相类似，如模拟粒子在加速器中的行为，或解算所研究的系统的模型以求出与已知事实相符合的参量值。
关于控制和数据采集的任务，涉及实时程序设计，常常要像在分时系统中那样同时处理很多输入和输出。所要求的技能高于应用程序设计员，相近于系统程序设计员。且需要了解机器结构和系统级的语言。计算机已使实验中很多否则办不到的事现在可以办到了，譬如同时检测几个变量、数据的实时预处理和实验过程中的交互数据分析等。遗憾的是所有这些在物理学文献中描写得极其简短。
软 件
当在物理学杂志上报道计算结果时，很少给出产生这些结果所用的软件。对于想评价这些结果的可靠性并重复它们，进而推广这些方法或把它们用于其他问题的读者，这是个重大问题。这与通常发表实验程序和分析计算详细得可以验证的做法是不一致的。在计算专业杂志上发表这些方法在某些情况下是适当的，但不是满意的代用办法。事实上任何复杂计算的设计是激人努力去克服的困难工作，包含着一项研究的创造性的很大一部分。此外，计算机程序也含有所要解决的问题的大量情报，其中很多在一般期刊文章中是不报道的。要解决这一问题，就必须改变编辑和审稿人的态度，更主要的是改变作者本人的态度。
当然这并不意味着发表完整的程序是有用的。但是图解描述程序的每一主要步骤，标注和讨论所用的数值算法，并对影响程序设计的问题的物理学的特殊考虑加以讨论，将会增加物理学期刊的利用价值。训练这种描述具有与在文学记录任何研究的文章中阐明思路相同的作用。环绕程序安排的讨论，有很多可以代替传统的文章中的正文，因此不一定会使杂志篇幅大增。
FORTRAN语言：若问用什么语言来编译物理问题最好，通常总是回答是FORTRAN。虽然自五十年代开始采用的这第一个高水平的程序设计语言在模拟科学计算上无疑地起了重大作用，但今天一些人感到它是一个祸因。这主要是因为从那时以来我们不仅在程序设计语言上，而且在对计算模型的理解和如何应用计算机方面已取得巨大进行，而FORTRAN却没有反映出这一进步。对FORTRAN的缺陷谈得最多的是它的控制流向差，没有结构数据功能和不能递归。控制流向是指执行程序的各个部分的顺序，很多FORTRAN程序在这方面就像是一碗面条，使得要了解、改进或应用由别人写的或他自己几年前写的FORTRAN程序非常困难，甚至完全不可能。递归是子程序的极其有用的自我调用能力。现在，像ALGOL、PASCAL和C等较现代化的语言已经纠正了这些缺点，然而这些语言在物理学家当中还不大普及。
计算机科学家们普遍认为，只知道FORTRAN，是难以写出有效的算法和可以理解的程序的。物理学家们保留FORTRAN的原因有二：它产生的机器语言代码比较有效；在很多领域里都有很有用的FORTRAN子程序库。但效率问题实际上涉及的是编译程序而不是语言。由于FORTRAN的编译程序已精炼多年，因此其中有些编译程序可产生极其有效的代码。但是更好的语言的编译程序正在改善中，特别是在对这些语言的需要提高时，它们将会大大改进。从一项研究计划的效率来看，在编制程序上节省的人工时间可以很轻易地补偿编译程序所产生的代码的效率，即使其效率降低一半也不一定有什么质的差别。这是假定算法相同，如果其他语言能得到更有效的算法的话，则机器时间费是可大大减少的。
程序库的问题比较重大。从长远的观点来看，我们可以期望用由一种新的优越的语言写成的程序库来代替FORTRAN的程序库，而目前可行的办法则是采用一种可以自动转译成FORTRAN的程序设计语言。属于这类语言的EFL和PATFOR就既提供了其他现代化语言的很多特点，又可以利用FORTRAN的编译程序和程序库。
专用语言：尽管它们对FORTRAN作了许多改进，但是即使较新的语言也不能使我们以类似于所要解决的问题的方式编写程序。在理论上，可以把一些概念上不同的片段如基本方程式、边界条件和变量的离散化等组合进源代码的独立的程序块里。堪耐斯 · 威尔逊等人把发展这样的程序语言视作科学计算的一个重要目标。由于“编译程序的编译程序”的发展，结构这些专用语言的编译程序变得容易多了。然而为设计越出定义得极其狭窄的专用领域仍然有用的语言，将需要物理学家和计算机科学家们广泛的努力。
现在在物理学方面已有很多执行其他种任务也极其有效的专用语言：如符号处理（或更通俗地称作代数学）。一个例子是由麻省理工学院数学实验室小组发展的MACSYMAO它是一种强大的语言，可使使用者进行微分、积分、取极限、解线性方程组或多项式方程组、因式分解多项式、展开罗朗特或泰勒级数、解微分方程式、计算泊松级数、画曲线和处理矩阵与张量。
对于一种电子结构的计算，唐纳特 · R · 哈曼（Donald R. Hamann）曾需集合几百个积分。虽然这些积分都能分析计算，且可表示成一个相当简单的含12个变数的“中心”函数的多重偏微商的和，但是要完成这样的计算几乎是不可能的，更莫要说都计算正确了。但是后来只要一个月的时间就充分地学会了一种当时可得到的代数语言ALTRAN，完全靠手列出了可直接加进FORTRAN程序的代数表达式。MACSYMA本身是用表处理语言LISP写的，而ALTRAN偏偏是用FORTRAN写的。
甚至在接触到选定的语言之前，使用者就必须研究另一部分软件——操作系统。操作系统完全没有主要的程序编制语言的标准化，对任何想使用不同的计算机的人来说，这是个恼人的障碍。在很多小型、中型、甚至几种大型计算机上迅速普及的UNIX操作系统是朝向真正的标准化的有希望的一步。UNIX是贝尔实验室的商标，对于程序编制和文本处理，以及计算，这种操作系统有很多优点。例如通过打印几个类似UNIX的指令，你就可从本地的用UNIX操作的VAX计算机通过网络向计算机中心的Honeywell和它们的巨型计算机Cray发送程序和输入数据。在适当地捣弄数字后，Cray就将输出送至你的VAX的文件空间供你仔细阅读，而你可以全然不理会Honeywell和Cray的操作系统实际完成这些任务所必要的控制语句。UNIX本身是用C语言写的，因此我们可以使用这种高级语言来处理与实验应用有关的实时控制和数据采集。
算法：计算机科学家已充分了解算法领域的发展的意义，但物理学家们了解得却很差。
例如都很熟悉1965年开始采用的快速傅利叶变换的Cooky-Tukey算法，对于N个网络点，可将简单算法的N2次运算减少到N log N次。其它不大为人了解的是，两个N位数相乘所需的运算为N log N loglog N次，不需要我们读书时所学到的N2次。而两个N×N矩阵可经过N2.81次运算相乘。
因此今天的物理系大学生应当有一些与FORTRAN程序编制课不同的计算机科学课，最好为物理系或理科的大学生特别安排一、二个学期的课程。已经参加工作的也开始感到必须学习计算机科学了。
硬 件
计算机硬件设备在突飞猛进地发展。现在最高级的通用巨型计算机是Cray 1（Cray研究公司制造）和Cyber（控制数据公司制造），对于可处理向量的算法，分别可达每秒80和400兆浮点运算，Cray1的实用速度据报道约为20兆浮点运算/秒。但这些机器数少，难以使用。易于得到的是平均速度为每秒2兆浮点运算的CDC7600和IBM360/195。
具有800兆浮点运算/秒的Cray2计划W83年底到1984年初投用。日本政府宣布的巨型计算机计划，打算于1989年制成100亿浮点运算/秒的巨型计算机。为达此目的，必须发展新的用于高速逻辑和存储元件的硅半导体技术的代用技术和高级并行处理系统。美国国防部和国家科学基金会最近也发起了研究科学和工程中的大型科学计算的小组委员会，试图保持美国的领先地位。
专家们认为，运算速度提高十倍对科学计算的影响可能还不大，但103倍的提高则能引起质的变化。一个例外是实时控制用途，运算速度较小的提高就能使我们更好地紧跟物理过程。计算机的总计算能力是其运算速度与使用时间的乘积，因此运算速度的提高实际上就是缩短了取得结果所需要的时间。我们还必须考虑另一个因素，现有的巨型计算机的一个很大的优点是来自向量或平行处理，然而这种运算方式一般是用于执行“明确的”数值算法，因此需要为把现在的优化策略推广到高度的平行处理而做大量研究。
受电子学发展影响最大的是中、小型或袖珍型计算机3中型的如数字设备公司的VAX11/780，平均运算速度为每秒0.2兆浮点运算。硅超大规模集成电路技术使这一性能范围内的计算机的体积和价格迅速降低。计算机工业的发展可在今后五年内以一万美元的价格提供台式VAX计算机（包括一个硬盘），同时价格在五十万美元内的向量处理机添加件可使中型计算机对于适当的数字捣弄问题（number-crunching problems）有大型主机的能力。
光辉的前景：展望将来，巨型计算机的使用将扩大。利用今天的Cray-1计算机，已能在设计飞行器时用现有的空气动力学算法一部分一部分地使其空气动力学性能最佳化了，而在第二代的Cray计算机问世后，将能一下子使整机最佳化。而且通过扩大计算机网络，巨型计算机的存取将迅速扩大。最可能的变化则是分布式计算机能力的提高，这对物理学研究将有重大影响。自己拥有带有图像显示器和相当于VAX计算能力的计算机，将促进更加自由和更富有创造性的应用。克罗斯凯尔和萨勃斯基发现他们的非线性偏微分方程解和威尔逊发现他的第一个临界指数就是应用中等计算能力的计算机。这种计算机的应用依然有着光辉的前景。
在今后十年内，当能看到大学基础研究的科学计算能力有惊人的增长，威尔逊说总的增长可能超过107倍，主要的使用者是进行计算机模拟的理论科学家和工程师。之所以会有如此惊人的增长，主要原因有三：首先是基础理论科学的研究对象已由氢原子那样的可以分析解决的模型系统转到了具有真实的复杂性的问题，如化学键、紊流、一级相变（first-order phase transitions）、天体的生命史和夸克的约束等。所有这些课题都需用计算机模拟提供定量的例证来证实（或否定）定性的理论概念；其次，工业界也在想扩大应用计算机模拟，原材料、工艺过程和设计方面的变化将促进利用基础科学通过模拟来解决工业问题，特别是那些还没积累经验的问题。第三，计算技术现在惊人的发展将为工业和基础科学所需要的可靠而精确的计算机模拟开辟新的机会。
[Physics Today，1983年5月]