Fortran 目前仍然是科学计算领域使用的主要语言吗？

Fortran，对于许多经历过科学计算发展历程的人来说，它是一个熟悉甚至怀念的名字。在探讨它是否仍然是科学计算领域“主要”语言这个问题时，我们需要更细致地审视其地位，而不是简单地用“是”或“否”来概括。

Fortran 的辉煌与遗产

Fortran（Formula Translation）诞生于上世纪50年代，是第一门高级编程语言，其核心设计理念就是为了解决科学和工程计算中的数学问题。从最初的FORTRAN I到后来的FORTRAN 77、FORTRAN 90/95，再到现代的Fortran 2003、Fortran 2008、Fortran 2018，Fortran 已经走过了半个多世纪的风雨。

它的强大之处在于：

卓越的数值计算性能： Fortran 在设计之初就高度优化了数值运算，编译器能够生成高度精简、高效的机器码，这对于处理大规模、复杂的数据集和模拟计算至关重要。即使在今天，对于那些对每一毫秒的计算时间都斤斤计较的领域，Fortran 生成的性能仍然难以被轻易超越。
丰富的科学计算库： 长期以来，大量的科学计算库，例如LAPACK（线性代数计算库）、BLAS（基本线性代数子程序）等，都是用 Fortran 编写的。这些库经过了长期的验证和优化，成为许多科学计算应用的基础。
庞大的遗留代码库： 许多至关重要的科学模型、模拟软件和算法，特别是在气象预报、核工程、计算流体力学 (CFD)、量子化学等领域，都拥有庞大且经过充分验证的 Fortran 代码库。这些代码库是数十年研究和开发的心血结晶，它们承载着宝贵的知识和功能，要完全迁移到其他语言上，成本极高且风险巨大。
简单易学的语法（相对而言）： 对于熟悉数学和科学公式的人来说，Fortran 的语法相对直接，易于理解和书写数学表达式，降低了入门门槛。

Fortran 的现状：一个“核心”但非“唯一”的玩家

说 Fortran 是科学计算领域“主要”语言，这需要打个问号，或者说，它是一个“核心”但不再是“唯一”的统治者。

在特定领域依然是“主要”： 在一些对性能要求极致、且拥有深厚 Fortran 传统的高性能计算 (HPC) 领域，Fortran 的地位依然不可动摇。例如：
气象学和气候模型： 许多全球性的气候模型和天气预报系统，例如 ECMWF (欧洲中期天气预报中心) 的 IFS 模型，核心部分仍然是 Fortran。
计算流体力学 (CFD)： 很多成熟的 CFD 软件，如 Fluent、STARCCM+ 等，虽然提供了多种接口，但其底层核心计算模块仍然严重依赖 Fortran。
核能模拟： 核反应堆的安全分析、中子输运模拟等，也广泛使用 Fortran。
天体物理学和天文学： 大规模的宇宙模拟、星体演化模型等，往往也选择 Fortran 作为主要的开发语言。

面临其他语言的强力竞争： 然而，科学计算的边界在不断扩展，新的工具和语言也应运而生，它们在某些方面展现出 Fortran 难以比拟的优势：
Python： Python 凭借其极易上手、丰富的库生态（NumPy, SciPy, Pandas, Matplotlib, Scikitlearn 等）、强大的数据处理和可视化能力，在数据科学、机器学习、人工智能、以及很多新兴的科学研究领域迅速崛起，并且已经成为许多科学家和研究人员的首选语言。Python 的可读性、快速开发能力以及与各种数据源的良好集成，使得它在探索性研究和日常数据分析中占据了主导地位。
C++： C++ 提供了比 Fortran 更强大的面向对象特性和更精细的内存控制能力，尤其在需要高性能、复杂的数据结构和算法的应用中，如游戏开发、操作系统、高性能计算中的某些特定库（例如并行计算框架如 OpenMP、MPI 在 C++ 中也有很好的支持），C++ 的表现也非常出色。许多需要直接与硬件交互或构建大型、模块化系统的科学软件，也会选择 C++。
Julia： Julia 是一门相对较新的语言，它旨在结合 Python 的易用性和 C/Fortran 的性能，特别适合高性能数值计算和科学计算。它已经吸引了相当一部分研究人员的目光，特别是在数学、统计、优化等领域。

混合开发的趋势： 鉴于 Fortran 在数值性能上的优势，以及其他语言在易用性、灵活性、生态系统上的长处，混合开发已成为一种非常普遍的模式。许多科学计算项目会选择用 Fortran 来编写计算密集型的核心模块，以保证性能，然后使用 Python 或 C++ 来编写前端接口、数据预处理、后处理、可视化以及整体的项目管理。例如，你可以看到一个用 Python 写的整个项目流程，而其中一个关键的计算部分，则调用了一个用 Fortran 编译好的库。

总结

Fortran 并非像上世纪那样，是科学计算领域唯一的王者。它不再是“所有”科学计算的“主要”语言。

然而，在那些追求极致数值性能、依赖深厚遗留代码库、或对计算效率有严苛要求的特定领域，Fortran 依然是或者说仍然是“主要”的语言之一，其地位依然稳固，甚至不可或缺。

更准确地说，Fortran 在现代科学计算领域扮演着一个“核心性能引擎”的角色。它与 Python、C++、Julia 等语言共同构成了一个丰富且多元化的科学计算生态系统。它强大的性能遗产和在关键领域的统治地位，确保了它在可预见的未来，仍然是科学计算领域一位极其重要的参与者，尽管它不再是唯一的选择。

看情况：

1.小规模代码fortran多，相对大规模c++多。

2.老代码fortran多，新代码c++多。

3.相对大规模的代码中，陈年软件包fortran多，很多甚至还是77的风格；代码量大，有重用代码需求的计算组，自用代码c++多。

fortran的优势是简单好写，计算效率也很高，非常适合短小的计算程序。但对于很多大规模科学计算来说，核心部分往往是高强度的矩阵运算，不管用什么语言都需要高度优化、甚至拿C或者汇编根据体系结构特点来写。实践中，这一部分一般都要调lapack一类的库，因此用C++和FROTRAN都没有什么区别。而当代码量越来越大，重用代码、多人合作的需求也越来越大的时候，C++就有很多优势了。