当算力发展到一定程度，游戏是否可以突破“多边形”的框架，进而模拟粒子，从而达到复刻现实的程度？ 第1页

先举个栗子，和知友 @小侯飞氘的回答类似。我几个月前刚刚模拟了单个细胞在不同能量粒子/光子下的辐射损伤^[1]，因为细胞损伤模拟只需要考虑DNA损伤，也就是模拟：

• 粒子/光子与DNA的物理反应，得到能量沉积（对应直接电离DNA化学键的物理损伤）。
• 粒子/光子所产生的电子与水反应，产生自由基。
• 自由基随时间扩散，并与其他自由基以及DNA分子发生化学反应（对应间接破坏DNA化学键的化学损伤）。

而人体细胞中，单个细胞的DNA含有约60亿个碱基对。模拟中的单细胞，包括其中的DNA，都是填充液态水的对应几何结构，而非原子。就是这样的“部分模拟现实”，在超算里跑几千个质子，花了我两天时间。而这，还只是模拟了2.5纳秒的化学阶段。要知道，在实际情况中，自由基的寿命至少是以微秒计。且人体，有大约几十万亿个细胞。

所以，游戏中的复刻现实，可就不是单个细胞与单个粒子的相互作用问题了，那至少得有“是兄弟就来砍我”的效果。这一刀下来，所涉及到的“现实”包括但不限于：

• 人体组织/细胞中的海量化学键，由于应力集中而被破坏（说人话版：捅/砍出了伤口）
• 多个神经细胞通过细胞膜两侧离子浓度变化，产生电位差（说人话版：NPC/主角要感觉到疼了）
• 原子级别下，金属的受力形变^[2]和破损（说人话版：刀变形了，有缺口了）

此外，“模拟粒子的全部性质“，也不是件容易的事。很多时候，一些细微的差别，就会造成你无法“复刻现实”。

再举个栗子，金纳米颗粒。因为相比人体组织，金对X光的吸收系数更大，所以，金纳米颗粒被作为造影剂用于临床。也因此，其放射增敏效果，也被考虑到放疗中^[3]。在很多动物实验中，通过研究吸收了金纳米颗粒的癌细胞的死亡率，以及患癌小鼠的存活曲线，确实发现有相当明显的效果。

然而，在计算机模拟中，其模拟出来的效果却相当有限，远小于动物实验中的效果。所以，直到目前为止，对金纳米颗粒放射增敏机制的理解，还有太多空白。微观的物理相互作用知道了，宏观一点的自由基扩散和化学反应也知道了，可DNA的修复呢？细胞溶酶体主动吸收金纳米颗粒而造成的簇团效果呢？这些都可能是造成模拟无法“复刻现实”的原因所在。这种情况下，可就不单纯是算力的问题了。

因此，通过模拟微观粒子已知的性质，目前只能用来辅助基础科学研究。在粒子物理实验中，这种用途早已不是新鲜的事情。比如欧洲核子中心（CERN）的ATLAS和CMS实验组，就通过Geant4的模拟结果，来设计探测器，并优化重建算法等等^[4]。

所以，要我说，如果算力真的发展到这种近乎无穷的地步，咱们的第一反应，应该是：

先给搞基础科学的小伙伴们爽一爽！

（掩面逃

参考

1. ^DNA辐射损伤与粒子物理实验模拟 https://zhuanlan.zhihu.com/p/89851695
2. ^小侯飞氘的回答 https://www.zhihu.com/question/416933099/answer/1440334779
3. ^黄金等贵金属除了用来作为货币，还有什么用途吗？ https://www.zhihu.com/question/314475039/answer/620214105
4. ^Simulation in the 21st century https://news.fnal.gov/2014/10/simulation-in-the-21st-century/