7、计算机预测、混沌理论与人工智能的发展历程

计算机预测、混沌理论与人工智能的发展历程

蒙特卡罗方法的诞生

在早期的研究中，科学家们尝试用随机数来表示中子轨迹和屏蔽原子的位置，通过计算每条轨迹和屏蔽配置下的穿透距离，并对大量随机试验进行平均，以此估算现实世界中典型的中子穿透距离。乌拉姆（Ulam）将这个想法告诉了冯·诺伊曼（von Neumann），并建议在ENIAC上运行中子穿透计算。冯·诺伊曼对该方法表现出浓厚兴趣，ENIAC很快被用于测试乌拉姆的新方法，结果非常理想。洛斯阿拉莫斯的牌手们以摩纳哥著名的赌场为名，将这个新算法命名为蒙特卡罗方法。1949年，梅特罗波利斯（Metropolis）和乌拉姆发表了关于蒙特卡罗方法的第一篇论文，如今该方法已成为计算机模拟的常用手段，广泛应用于物理、生物、化学、工程、经济、商业和法律等多个领域。

计算机气象预报的开端

二战后，冯·诺伊曼回到普林斯顿高等研究院，发起了一个建造新型电子计算机（IAS计算机）的项目。这台计算机从1952年运行至1958年，更重要的是，冯·诺伊曼将其设计方案分享给了众多研究团队和企业，使其成为全球计算机的蓝图。同时，冯·诺伊曼考虑到计算机在气象预报方面的应用。受20世纪30年代流体力学研究的启发，他意识到理查森（Richardson）在数值天气预报方面的工作，于是从美国海军获得资助，成立了第一个计算机气象研究小组。为推动这一计划，他组织了一次会议，召集了顶尖的气象学家。

该小组承担了用计算机进行首次天气预报的挑战。朱尔·查尼（Jule Charney）加入了冯·诺伊曼所在的IAS，他简化了气体方程，使其适合计算机运算。由于IAS计算机尚未准备好，冯·诺伊曼再次申请使用ENIAC。1950年3月的第一个周日，五名气象学家来到阿伯丁的弹道