知乎问答

为什么在虚拟现实技术等用物理和数学规律模拟世界需要耗费大量的计算？

问题描述:

需要复杂计算的情况有什么共性？为什么真实世界里无论简单还是复杂的物理过程发生得都毫不费力？
是不是因为虚拟现实都是对大量量子尺度事件的简化表现？

回答 (2015)

我认为「需要复杂计算的问题的共性是什么」其实等价于「如何判断复杂计算的必要性」。关于这个问题我想补充一下自己的理解。

从系统的视角来看，在我们所要研究的问题的边界内，只要同时满足以下三个条件，复杂计算就是必要的：

1. 系统内存在的个体数量达到一定量级；
2. 系统内个体之间存在相互作用，且相互作用的复杂度（包含作用种类的多少和作用机制的复杂程度）达到一定程度；
3. 研究该问题时所需建立的模型系统必须完全达到真实问题系统中个体的量级和相互作用的复杂度，才能还原出问题系统真实的宏观特征；

如果只是要做出某种模拟，那么只要如 @王霄池 所说，使模拟能够具有足以欺骗人眼（或者说是人眼无法区分模拟与真实场景的明显差异）的宏观特征即可。这样我们可以通过各种算法对模拟进行近似简化（视觉、听觉等等），而无须在模拟系统中实现与真实系统等价的个体量级及作用机制的复杂度，从而使计算变得没有那么复杂。