为什么人类已经可以研究比原子还小的基本粒子，却连以分子和细胞为单位的化学、生物学都搞不清楚？ 第1页

两个角度供你参考：

1. 5次以上方程没有通解；
2. 3体以上的运动混沌效应严重，且不能精确求解。

首先，比原子还小的基本粒子，描述它的方程本身就非常复杂，如果我们执意要用这些方程去求解一个粒子集合的精确运动方式，是非常困难的。“5次方程以上没有通解”，只是一个最简单的代表，很多方程事实上都无法计算其中未知数的准确值。前两天看到一个问题问类似这样的问题：“在重力作用下，竖直面上做圆周运动的被绳子拉着的小球，一圈需要多久”，我解了半天发现最后的积分貌似是没办法积出初等解的，除非初速度值比较特殊。这还是非常简单的问题。通常来说，对于大部分实际问题，我们都会忽略其中的一部分对问题没有影响的项，从而简化计算。

然而，另一个问题又衍生出来了：系统复杂度的问题。你可以搜索一下三体运动的相关知识了解一下。当需要计算三个及以上物体相互作用导致的运动时，除了一些非常特殊的情况，否则是无法解出精确解的。而且，当初始值有微小的变化时，会对系统的扰动特别大。这种效应被称为“蝴蝶效应”。在一个足够复杂的系统中，哪怕是检测不到的微小误差，也足以导致系统有差之千里的变化。

因此，当我们试图使用基本粒子的理论计算一个哪怕是水分子团的运动，都会非常困难。一方面，我们需要花大量的时间思考哪些微不足道的效应是可以舍去的，来建立一个足够精确同时也可计算的模型；另一方面，计算出来的结果也很难得到验证，因为无法有完全相同的初值系统供实验检验。

现在，有很多人在做大分子的计算机模拟。我了解到的是，要模拟一个离子通过一小片细胞膜其上的一个离子通道蛋白（应该是微秒级别的通过时间），需要至少以周为单位的程序运行时间。而随着复杂度的提高，运行时间上是指数级递增的。如果想要以同样的条件计算哪怕一个细胞器的运行，我估计以目前的算力，没有几十年是算不出来的。