大语言模型(LLM)已经验证了 AI 的巨大潜力,而行业普遍认为,AI 的下一个关键方向就是世界模型。AI 专家李飞飞就提出,世界模型有三大核心支柱:渲染器、规划器、仿真器,其中仿真器是重中之重,是世界模型的核心。
简单理解:渲染器负责 “画面显示”,规划器负责资源调度,而仿真器则负责在数字空间里模拟真实世界的运行。过去几十年,仿真技术一直用来推演、预测和验证,精度已经被大量工程实践证明。如今 AI 从大模型走向世界模型,人们终于重新发现了仿真的真正价值 —— 它能为 AI 补上最关键的一课:物理规律。
大语言模型再强,也不懂重力、摩擦力、物体运动规则;而世界模型要想真正理解现实,就必须把物理世界的规则嵌进去。仿真从诞生起,就是基于物理规律构建的,这让它顺理成章站上了世界模型的 C 位,从一个小众技术,一跃成为 AI 时代的热门赛道。
人类一直想预测未来,而世界本身就是按规律运行的,只要有规律,就能被计算、被模拟。天气预报越来越准、光伏电站要预判云的移动避免发电量骤降,背后都是物理模型和定律在支撑。四大基本力、四大物理场(固体、流体、电磁、热力),几乎构成了我们理解世界的全部基础。
牛顿定律解释了宏观运动,小到人的摔倒,大到天体运行;麦克斯韦方程组则让看不见的电场、磁场变得可计算、可模拟。可以说,世界的底层逻辑是物理规律,而数学方程就是把规律 “显影” 的工具。只要算力足够,能解出足够精确的方程,我们就能近乎完美地模拟现实世界。甚至有观点认为,宇宙本身就是一台极致的计算机,一直在进行着海量计算。
世界模型本质上,就是对物理规律的多重计算,而这恰恰是仿真技术追求了几十年的目标。仿真早已渗透到航空航天、汽车、船舶、电力、医疗、材料等行业,因为这些领域背后都是工程物理规律在起作用。理论上,只要算力足够强,仿真就能无限逼近真实世界。
但现实最大的瓶颈就是算力不够。仿真是工业领域最吃算力的技术之一,算力不足就只能做近似计算,工程师要在精度和速度之间反复权衡,这也是仿真行业从业者格外耗心力、压力大的原因。
早期算力稀缺,超算只用于天气预报、核模拟等国家级项目,企业仿真基本靠 CPU。直到 AI 爆发带动 GPU 普及,算力才真正放开。而随着芯片进入先进制程,Chiplet 3D 封装带来发热、形变等问题,多物理场仿真一下子变得至关重要。于是出现了一个标志性现象:全球头部的 EDA 芯片设计软件公司,纷纷收购老牌 CAE 仿真厂商,因为芯片设计已经离不开多物理场仿真。
仿真行业门槛一直很高。开发仿真软件需要同时精通数学、物理、编程,人才稀缺;使用仿真软件也需要长期训练,企业里设计人员多、仿真人才少。加上软件界面习惯一旦养成,用户很难切换软件,导致仿真软件生态非常固化。
但 AI 的到来,正在改变这一切。未来软件界面不再重要,人们可以直接用自然语言下达指令,由智能体(Agent)自动调用仿真工具,大大降低使用门槛。甚至会出现 “月抛软件”“日抛软件”,界面不再是束缚。不过,仿真的核心 —— 物理规律与方程 —— 并没有变,真正理解物理的人依然不可替代,这也是仿真受 AI 冲击相对较小的原因。
更大的突破是:大模型为仿真解决了算力与速度难题。传统仿真靠硬解方程,慢且耗时;AI 大模型通过海量数据预训练,能快速用概率判断最优路径,相当于 “捷径”。比如传统超算算天气预报要 6 小时,用上 AI 大模型后几分钟就能出结果,让实时仿真成为可能。
有了 AI 加持,仿真从 “算力缺血” 变成 “算力充沛”,应用场景也从研发设计,向前延伸到训练、控制等环节,形成了物理 AI—— 带有物理规则的 AI。仿真开始和具身智能、机器人深度结合,在数字世界和现实世界之间自由穿梭。这也正是黄仁勋强调 “仿正是英伟达几乎所有工作的核心” 的原因。
仿真的价值远不止提供数据,它能为 AI 构建一个完整的虚拟训练世界,让智能体在里面安全、高效、低成本地试错成长。物理 AI 可以看作一个金三角:训练、仿真、执行。仿真实现实时化之后,物理 AI 就能真正走向现实应用。
回顾 AI 发展,从感知 AI,到生成式 AI,再到代理 AI,下一个时代就是物理 AI。而支撑它的,正是以物理方程为根基的仿真技术。世界模型想要落地,必须拥抱物理规律,而仿真,就是打开这扇大门的钥匙。
这是一个靠算力驱动的时代,背后是万亿美元级的世界模型市场。在这场浪潮里,仿真不再是幕后配角,而是真正的主角,用最基础的物理规律,撑起 AI 的下一代未来。
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