Cây mô phỏng · những gì chúng ta đã học cách mô phỏng

Giấc mơ (trước khi có ghi chép; được đo từ năm 1953 · Trong tâm trí)

Mô tả sớm nhất được ghi lại về một tâm trí tạo ra một thế giới nằm trong Bṛhadāraṇyaka Upaniṣad (4.3.9–10, khoảng thế kỷ 7–6 TCN, với biên độ học thuật rộng hơn là khoảng 900–600 TCN). Trong giấc ngủ, cái tôi gom chất liệu từ cả thế giới và dựng nên một giấc mơ bằng ánh sáng của chính nó. Ở đó không có xe, không có ngựa, không có đường, nhưng nó tạo ra chúng cho mình, “vì nó là người tạo tác”. Aserinsky và Kleitman (1953) đánh thức người ngủ trong các giai đoạn chuyển động mắt nhanh. Họ thu được những bản tường thuật giấc mơ chi tiết trong 20 trên 27 trường hợp, so với 4 trên 23 khi mắt đứng yên. Revonsuo (2000) lập luận rằng giấc mơ là một mô phỏng thế giới giúp tập dượt việc phát hiện mối đe dọa. Giả thuyết đó vẫn còn đang tranh luận.

Nguồn: Aserinsky and Kleitman, ‘Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep’, Science 118 (1953) 273–274; Revonsuo, Behavioral and Brain Sciences 23 (2000) 877–901

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-dreams

Trò chơi đóng vai của trẻ em (trước khi có ghi chép; được mô tả năm 1945 · Trong tâm trí)

Nghiên cứu của Piaget về trò chơi biểu tượng (1945) mô tả trẻ em coi một vật hay một hành động như đại diện cho thứ khác, trong một cảnh tưởng tượng. Lillard và cộng sự (2013) tổng quan bằng chứng về những gì trò chơi đóng vai đem lại cho sự phát triển. Họ thấy kết quả không thống nhất, và quá mỏng để cho thấy nó thiết yếu cho bất kỳ kỹ năng nào.

Dẫn đến: Glass Town

Nguồn: Lillard et al., ‘The impact of pretend play on children’s development: a review of the evidence’, Psychological Bulletin 139(1) (2013) 1–34

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-pretend

Bi kịch Hy Lạp (khoảng năm 534 TCN (theo truyền thống) · Do con người vận hành)

Theo mốc truyền thống là năm 534 TCN, Thespis được cho là đã thắng cuộc thi bi kịch đầu tiên tại lễ hội City Dionysia. Ông được cho là diễn viên đầu tiên đóng một nhân vật thay vì nói bằng giọng của chính mình. Dàn dựng một câu chuyện hư cấu cho khán giả xem, với những người trình diễn sống bên trong đó, là hình thức do con người vận hành của một thế giới được xây dựng.

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Nguồn: Aristotle, Poetics 1449a (tragedy from the dithyramb; Aeschylus adds the second actor); Brill’s New Pauly, ‘Thespis’ (Parian Marble ep. 43 records him as tragedy’s first inventor)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-greek

Glass Town (1826–1831 · Trong tâm trí)

Ngày 5 tháng 6 năm 1826, cha của họ tặng Branwell Brontë mười hai người lính gỗ. Những đứa trẻ nhà Brontë sau đó bịa ra liên bang Glass Town và viết lịch sử của nó từ tháng 12 năm 1827. Về sau họ tách ra thành các thế giới phái sinh Angria và Gondal. Giới học giả gọi những thế giới hư cấu kéo dài như vậy là paracosm.

Xây dựng trên: Trò chơi đóng vai của trẻ em

Nguồn: Glass Town, Wikipedia (citing Christine Alexander’s edition of the juvenilia)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-bronte

Lịch sử thay thế (1836 (tiểu thuyết đầu tiên); Livy khoảng năm 25 TCN · Trong tâm trí)

Livy (Ab Urbe Condita IX.17–19) từng đặt câu hỏi La Mã sẽ ra sao nếu Alexander Đại đế quay sang phía tây. Napoléon et la conquête du monde (1836) của Louis Geoffroy là tiểu thuyết đầu tiên xây trên một lịch sử bị thay đổi, với một Napoléon thắng ở Nga năm 1812. “P.’s Correspondence” (1845) của Nathaniel Hawthorne thường được gọi là lịch sử thay thế hoàn chỉnh đầu tiên bằng tiếng Anh. Mỗi tác phẩm cho cả một thế giới chạy tiếp trong tâm trí người đọc từ một sự kiện bị thay đổi.

Dẫn đến: The Man in the High Castle; Lịch sử phản thực tế như một phương pháp

Nguồn: Wikipedia, ‘Alternate history’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-althistory

Các ngôn ngữ có trước thế giới (từ 1915 trở đi · Trong tâm trí)

J. R. R. Tolkien bắt đầu ngôn ngữ Tiên đầu tiên do ông tạo ra, Qenya, trong một cuốn sổ vào tháng 3 năm 1915. Ông nói Trung Địa phần lớn được tạo ra để cho các ngôn ngữ của ông một thế giới để sống. Đó là thế giới hư cấu đầu tiên được xây từ ngôn ngữ đi ra. Lịch sử, các dân tộc và bản đồ của nó được hoàn thiện qua năm thập kỷ.

Dẫn đến: Các thế giới truyền thuyết

Nguồn: Tolkien Gateway, ‘Qenya Lexicon’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-tolkien

Link Trainer (1929–1934 · Mô hình tương tự)

Edwin Link nộp đơn xin bằng sáng chế vào tháng 4 năm 1929, và nó được cấp vào tháng 9 năm 1931. Bằng sáng chế mô tả một thiết bị huấn luyện chạy khí nén, làm một buồng lái giả chuyển động theo các cần điều khiển, để phi công có thể tập bay ngay trên mặt đất. Những người mua đầu tiên chủ yếu là các công viên giải trí. Lục quân Hoa Kỳ mua sáu chiếc vào năm 1934. Đến cuối Thế chiến thứ hai, 6.271 chiếc đã đến Lục quân và 1.045 chiếc đến Hải quân.

Nguồn: Guinness World Records, ‘First flight simulator’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-linktrainer

The Man in the High Castle (tháng 10 năm 1962 · Trong tâm trí)

Tiểu thuyết của Philip K. Dick hình dung một nước Mỹ bị chia giữa Đức và Nhật sau chiến thắng của phe Trục. Nó đoạt giải Hugo năm 1963. Dick nêu Bring the Jubilee (1953) của Ward Moore, trong đó Liên minh miền Nam thắng, là điểm xuất phát của mình. Bên trong tiểu thuyết, một cuốn sách bị cấm hình dung chiến thắng của phe Đồng minh. Vậy là một thế giới phản thực tế chứa một thế giới khác.

Xây dựng trên: Lịch sử thay thế

Dẫn đến: Các thế giới phản thực tế

Nguồn: Wikipedia, ‘The Man in the High Castle’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-highcastle

Dungeons and Dragons (1974 · Do con người vận hành)

Bộ hộp của Gygax và Arneson, do Tactical Studies Rules phát hành năm 1974, được mô tả là trò chơi nhập vai đầu tiên được in ấn. Người chơi nói với tư cách các nhân vật trong một thế giới do một người quản trò giữ. Nó kết hợp trò chơi chiến tranh trên bàn với việc nhập vai một nhân vật. Cách bố trí hầm ngục và người quản trò đó là khuôn mẫu mà các trò phiêu lưu văn bản và máy tính về sau đi theo.

Xây dựng trên: Kriegsspiel

Dẫn đến: Colossal Cave Adventure

Nguồn: Dungeons & Dragons (1974), Wikipedia

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-dnd

Colossal Cave Adventure (1975–1976 · Máy tính)

Will Crowther viết một trò chơi văn bản trên một chiếc DEC PDP-10. Người chơi gõ lệnh và đọc mô tả về các căn phòng và vật thể trong một hệ hang động. Don Woods mở rộng nó đáng kể vào năm 1976. Đó là trò chơi phiêu lưu đầu tiên được chơi rộng rãi. Nó biến một thế giới được mô tả thành một nơi một người có thể tự khám phá.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Dungeons and Dragons

Dẫn đến: MUD1

Nguồn: Raph Koster, ‘A Brief History’ of online worlds

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-colossal

MUD1 (1978–1980 · Máy tính)

Roy Trubshaw bắt đầu MUD tại Đại học Essex trên một chiếc DEC PDP-10 năm 1978, và Richard Bartle tham gia cùng ông. Nó cho nhiều người chơi cùng chia sẻ một thế giới văn bản tại cùng một lúc. Nó được đặt tên theo Dungeon, một biến thể của Zork. Nó khiến một thế giới được xây dựng tồn tại lâu dài và mang tính xã hội.

Xây dựng trên: Colossal Cave Adventure

Dẫn đến: Một thế giới truyền thuyết với hàng triệu cư dân; Second Life

Nguồn: Richard Bartle, ‘Early MUD history’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-mud1

Klingon (1985; viện thành lập năm 1992 · Do con người vận hành)

Marc Okrand xây dựng tiếng Klingon như một ngôn ngữ làm việc cho Star Trek. Nó được xuất bản thành The Klingon Dictionary năm 1985, và Lawrence Schoen thành lập Viện Ngôn ngữ Klingon năm 1992. Ước tính số người nói trôi chảy vẫn nhỏ: khoảng một chục người năm 1996, và 20 đến 30 người năm 2009. Nhưng ngôn ngữ này có ngữ pháp, văn học và các vở kịch được dịch.

Dẫn đến: Một đứa trẻ được nuôi lớn bằng tiếng Klingon; Các thế giới truyền thuyết

Nguồn: Wikipedia, ‘Klingon language’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-klingon

Lịch sử phản thực tế như một phương pháp (1991–1997 · Ý tưởng · Do con người vận hành)

Plausible Worlds (1991) của Geoffrey Hawthorn, Counterfactual Thought Experiments in World Politics (1996) của Tetlock và Belkin, và Virtual History (1997) do Niall Ferguson biên tập đã đưa câu hỏi “nếu như” vào ngành sử học và khoa học chính trị hàn lâm. Họ bổ sung các tiêu chí để xét những quá khứ bị thay đổi nào là hợp lý. Altered Pasts (2014) của Richard Evans lập luận rằng những lịch sử như vậy luôn mang theo niềm tin hiện tại của tác giả.

Xây dựng trên: Lịch sử thay thế

Dẫn đến: Các thế giới phản thực tế

Nguồn: Tetlock and Belkin (eds.), Counterfactual Thought Experiments in World Politics, Princeton University Press (1996)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-cfhistory

Civilization (1991; 73 triệu bản tính đến năm 2025 · Máy tính)

Sid Meier’s Civilization (1991) cho người chơi điều hành một nền văn minh từ thành phố đầu tiên đến chuyến bay vào vũ trụ, nên mỗi ván là một lịch sử chưa từng xảy ra. Khi phần thứ bảy ra mắt vào tháng 2 năm 2025, series đã bán hơn 73 triệu bản. Con số đó tính số bản giao cho nhà bán lẻ, chưa chắc là số người chơi đã mua. Các trò chiến lược lớn như Hearts of Iron, một Thế chiến thứ hai với kết cục để mở, bán được hàng triệu bản.

Dẫn đến: Các thế giới phản thực tế

Nguồn: 2K press release, ‘Sid Meier’s Civilization VII now available worldwide’ (February 2025)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-civ

Một đứa trẻ được nuôi lớn bằng tiếng Klingon (c. 1996–1999 · Bế tắc · Do con người vận hành)

Nhà ngôn ngữ học d’Armond Speers chỉ nói tiếng Klingon với cậu con trai sơ sinh Alec trong khoảng ba năm đầu đời của cậu bé. Mẹ cậu nói tiếng Anh. Speers muốn xem một đứa trẻ có tiếp nhận một ngôn ngữ hư cấu như tiếng mẹ đẻ không. Alec hiểu một ít và nói được vài từ, nhưng hiếm khi đáp lại bằng thứ tiếng đó.

Vì sao nó bế tắc: Nó bế tắc vì một ngôn ngữ đơn thuần không phải là một thế giới. Cậu bé chỉ có một người nói tiếng Klingon, không có trẻ em nào nói, và không có truyện hay trường học nào bằng thứ tiếng đó. Cậu bắt đầu phớt lờ tiếng Klingon vào khoảng ba tuổi, Speers dừng lại, và đến mười ba tuổi Alec không còn nói chút nào. Muốn nuôi một người bản ngữ của một ngôn ngữ hư cấu, bạn cần cả một nền văn hóa xung quanh đứa trẻ.

Xây dựng trên: Klingon

Dẫn đến: Các thế giới truyền thuyết

Nguồn: HuffPost UK, reporting Wired (1999)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-speers

Rome Reborn (từ 1996 trở đi · Máy tính)

Rome Reborn bắt đầu năm 1996 tại UCLA dưới sự dẫn dắt của Bernard Frischer. Nó mô hình hóa toàn bộ thành Rome như vào năm 320 SCN. Phiên bản 1.0 hoàn thành năm 2007, và phiên bản 3.0 (2018) được dựng lại để bạn có thể đi dạo trong đó bằng kính VR. Đó là một thế giới được dựng lại. Mỗi tòa nhà dựa trên bằng chứng khảo cổ nếu có, và dựa trên suy luận nếu không có.

Dẫn đến: Bằng chứng hay phỏng đoán: Hiến chương London

Nguồn: Wikipedia, ‘Rome Reborn’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-rome

Second Life (2003; đỉnh cao năm 2009 · Máy tính)

Second Life (2003) của Linden Lab là một thế giới do chính cư dân xây dựng, với đất đai, một nền kinh tế và một đồng tiền. Nó đạt đỉnh khoảng 88.200 người trực tuyến cùng lúc vào đầu năm 2009. Đến cuối năm 2010 đã có khoảng 21 triệu tài khoản đăng ký. Đó là thế giới lớn đầu tiên mà mọi người coi là nơi sống thứ hai, không chỉ là một trò chơi.

Xây dựng trên: MUD1

Dẫn đến: Thế giới xã hội trong kính VR

Nguồn: Engadget, ‘Linden Lab says Second Life is huge, shows numbers’ (22 September 2009)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-secondlife

Một thế giới truyền thuyết với hàng triệu cư dân (2004; 12 triệu người đăng ký vào năm 2010 · Máy tính)

World of Warcraft (2004) đặt hàng triệu người vào một thế giới hư cấu, với các chủng tộc, lịch sử và chiến tranh riêng. Nó bắt nguồn từ các thế giới văn bản của MUD. Tháng 10 năm 2010, Blizzard thông báo số người đăng ký đã vượt 12 triệu, con số nổi bật cuối cùng của trò chơi. Người chơi dành nhiều năm trong đó, nhưng những người trong đó không phải người chơi thì theo kịch bản.

Xây dựng trên: MUD1

Dẫn đến: Các thế giới truyền thuyết

Nguồn: Activision Blizzard press release, 7 October 2010

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-wow

Bằng chứng hay phỏng đoán: Hiến chương London (2009 (thuật ngữ ‘khảo cổ học ảo’ ra đời năm 1990) · Ý tưởng · Do con người vận hành)

Paul Reilly đặt ra thuật ngữ “khảo cổ học ảo” năm 1990. Hiến chương London (2009) đặt ra một quy tắc: một hình ảnh hóa phải cho người xem biết phần nào cho thấy cái còn tồn tại, phần nào là sự phục dựng dựa trên bằng chứng, và phần nào là giả thuyết. Đó là tiêu chuẩn đầu tiên về sự trung thực bên trong một thế giới được dựng lại.

Xây dựng trên: Rome Reborn

Dẫn đến: Các thế giới được dựng lại

Nguồn: Wikipedia, ‘Virtual archaeology’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-london

GameNGen (2024 · Máy tính)

Valevski và cộng sự huấn luyện một mô hình khuếch tán trên các bản ghi của một tác nhân chơi DOOM. Không có engine trò chơi thông thường, nó tạo ra từng khung hình kế tiếp từ các khung hình trước và hành động của người chơi, ở khoảng 20 khung hình mỗi giây trên một TPU. Những người đánh giá chỉ phân biệt được các đoạn clip ngắn của trò chơi thật với bản mô phỏng tốt hơn ngẫu nhiên một chút.

Xây dựng trên: Các mô hình thay thế học được

Dẫn đến: Genie 3; Hình ảnh chân thực theo thời gian thực

Nguồn: Valevski, Leviathan, Arar and Fruchter, ‘Diffusion Models Are Real-Time Game Engines’, arXiv 2408.14837 (2024); ICLR 2025

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-gamengen

Genie 3 (2025 · Máy tính)

DeepMind công bố Genie 3 vào ngày 5 tháng 8 năm 2025. Đó là một mô hình thế giới tạo ra các môi trường bạn có thể di chuyển trong đó theo thời gian thực, ở độ phân giải 720p và 24 khung hình mỗi giây. Các thế giới giữ được tính nhất quán phần lớn trong vài phút, và bộ nhớ hình ảnh của nó lùi lại khoảng một phút. Nó chỉ được phát hành dưới dạng bản xem trước nghiên cứu giới hạn, cho một nhóm nhỏ học giả và nhà sáng tạo.

Xây dựng trên: GameNGen; Các mô hình thay thế học được

Dẫn đến: Mô phỏng tổ tiên; Hình ảnh chân thực theo thời gian thực; Các thế giới được dựng lại; Các thế giới truyền thuyết

Nguồn: Google DeepMind, ‘Genie 3: A new frontier for world models’, 5 August 2025

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-genie3

Thế giới xã hội trong kính VR (tháng 2 năm 2026 · Máy tính)

VRChat lập kỷ lục 158.192 người trực tuyến cùng lúc tại một buổi hòa nhạc vào tháng 2 năm 2026. Đỉnh cuối tuần thông thường là khoảng 120.000. Roblox báo cáo 151,5 triệu người dùng hằng ngày trong quý ba năm 2025, chủ yếu trên màn hình, không phải kính VR. Đây là những nhóm người đông nhất sống một phần mỗi ngày trong các thế giới được xây dựng.

Xây dựng trên: Second Life

Dẫn đến: Thế giới nhập vai trong đời sống hằng ngày

Nguồn: Road to VR, ‘VRChat key stats’ (2026)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=w-vrchat

Hình ảnh chân thực theo thời gian thực (2029–2034 · Dự báo)

Trang chủ: Cây công nghệ.

Các nhân vật trong ngành đã dự báo hình ảnh thời gian thực trông giống hệt ảnh chụp. Năm 2024, một nhà cung cấp lớn đưa ra khoảng từ 5 đến 10 năm. Một dự báo năm 2013 cho cùng cột mốc là mười năm đã đến hạn vào năm 2023, mà không có tuyên bố nào rằng nó đã đạt được.

Xây dựng trên: Genie 3; GameNGen

Dẫn đến: VR nhập vai hoàn toàn

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-photoreal

VR nhập vai hoàn toàn (2029–2030s · Dự báo)

Trang chủ: Cây công nghệ.

Chỉ có một nhà tương lai học có tên tuổi công bố các mốc thời gian cho VR ở mức hệ thần kinh. Ông đặt nó vào cuối thập niên 2020 đến thập niên 2030, dùng các nanobot trong não. Chúng tôi không tìm thấy khảo sát chuyên gia hay dự báo độc lập nào về cột mốc này. Chưa có hệ thống nào như vậy được trình diễn.

Xây dựng trên: Hình ảnh chân thực theo thời gian thực; Mô phỏng toàn bộ não

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-fulldive

Thế giới nhập vai trong đời sống hằng ngày (2026–2040 · Dự báo)

Đây là những dự báo rằng một bộ phận lớn dân số sẽ dành một phần mỗi ngày bên trong các thế giới nhập vai. Mốc của Gartner đã đến hạn vào năm 2026. Kỷ lục của VRChat là khoảng 158.000 người cùng lúc, và người dùng hằng ngày của Roblox khoảng 151 triệu, chủ yếu trên màn hình phẳng. Con số đó còn xa một phần tư dân số mà dự báo đưa ra. Một cuộc thăm dò năm 2022 với 624 chuyên gia chia 54 so với 46 về nửa tỷ người vào năm 2040.

Xây dựng trên: Thế giới xã hội trong kính VR

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-immersive

Các thế giới được dựng lại (undated · Dự phóng)

Đây là một nền văn minh đã mất, của chúng ta hoặc của một loài khác, được dựng lại từ những gì nó để lại và chạy để bạn có thể sống trong đó. Bằng chứng không bao giờ phủ hết một thế giới. Vì vậy mỗi bản dựng lại vừa là tư liệu vừa là suy luận, và một nền văn minh ngoài hành tinh đã chết từ lâu sẽ chủ yếu là suy luận. Quy tắc của Hiến chương London là nói cho du khách biết đâu là đâu. Điều đó trở thành đạo đức của cả thể loại này.

Xây dựng trên: Bằng chứng hay phỏng đoán: Hiến chương London; Một khuôn mặt từ DNA; ‘Sói dire’ chỉnh sửa gen; Genie 3

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-reconstructed

Các thế giới phản thực tế (undated · Dự phóng)

Đây là lịch sử của chính chúng ta chạy tiếp từ một sự kiện bị thay đổi, như chiến thắng của phe Trục hay cuộc chinh phục châu Âu của người Mông Cổ. Tiểu thuyết đã làm điều đó trong tâm trí người đọc từ năm 1836, và các trò chiến lược đã làm với hàng triệu bản. Bước được dự phóng là chạy nó với những con người mô phỏng bên trong. Điều đó biến một thí nghiệm tư duy thành một thế giới có cư dân.

Xây dựng trên: The Man in the High Castle; Lịch sử phản thực tế như một phương pháp; Civilization; Xã hội loài người mô phỏng

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-counterfactual

Các thế giới truyền thuyết (undated · Dự phóng)

Đây là một thực tại hoàn toàn làm từ truyền thuyết, với yêu tinh orc và tiên, hoặc người Klingon của Star Trek. Ngôn ngữ, lịch sử và tôn giáo của họ được coi là thật từ bên trong. Một người có thể sinh ra và lớn lên ở đó. Chính tiểu thuyết của nó thậm chí có thể có một chủng tộc tưởng tượng kỳ lạ gọi là con người.

Xây dựng trên: Các ngôn ngữ có trước thế giới; Klingon; Một đứa trẻ được nuôi lớn bằng tiếng Klingon; Một thế giới truyền thuyết với hàng triệu cư dân; Genie 3

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-invented

Mô phỏng tổ tiên (undated · Dự báo)

Bostrom (2003) không đưa ra mốc nào, và nói lập luận không phụ thuộc vào một mốc cụ thể. Ông ước tính mô phỏng toàn bộ lịch sử tinh thần của loài người cần khoảng 10³³ đến 10³⁶ phép tính. Một máy tính cỡ khối lượng hành tinh có thể cung cấp con số đó trong chưa đầy một giây công suất của nó.

Xây dựng trên: Mô phỏng toàn bộ não; Genie 3; World3

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-ancestor

Cơ cấu Antikythera (khoảng thế kỷ 2 TCN · Mô hình tương tự)

Một thiết bị bánh răng bằng đồng được vớt lên từ một con tàu đắm ngoài khơi Antikythera. Nó mô tả chuyển động của Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh, và dự đoán nhật thực, nguyệt thực bằng các chu kỳ Babylon. Bộ bánh răng Mặt Trăng của nó đúc thành kim loại một lý thuyết được cho là của Hipparchos. Freeth và cộng sự (2021) đã đề xuất một mô hình cho mặt hiển thị các hành tinh ở phía trước.

Nguồn: Freeth et al., ‘Decoding the ancient Greek astronomical calculator known as the Antikythera Mechanism’, Nature 444 (2006) 587–591

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-antikythera

Máy dự đoán thủy triều của Kelvin (1872 · Mô hình tương tự)

Kelvin thiết kế cỗ máy này cùng Edward Roberts cho Hiệp hội Anh, và Alexander Lege chế tạo nó. Nó cộng cơ học mười thành phần thủy triều điều hòa để vẽ ra thủy triều tại một cảng. Hơn ba mươi máy như vậy được chế tạo từ thập niên 1870 đến thập niên 1960. Trong khoảng chín mươi năm, một cỗ máy thể hiện cấu trúc điều hòa của một hệ đã dự đoán tương lai của nó.

Nguồn: Science Museum Group, ‘William Thomson’s Tide Predicting Machine, 1872’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-tide

Dự báo bằng tay của Richardson (1922 · Do con người vận hành)

Lewis Fry Richardson tính bằng tay sự thay đổi thời tiết của một buổi sáng năm 1910. Ông dùng các phương trình sai phân hữu hạn của khí quyển. Ông viết rằng việc lập các biểu mẫu tính toán và tính phân bố mới cho hai cột mất gần trọn sáu tuần. Ông hình dung một đại sảnh khoảng 64.000 người tính toán làm việc đồng bộ để theo kịp thời tiết thật. Đó là một hình ảnh sớm của máy tính song song.

Xây dựng trên: Tích phân số

Dẫn đến: Dự báo đầu tiên bằng máy tính

Nguồn: Lynch, ‘Richardson’s Forecast-factory: the $64,000 Question’, Meteorological Magazine / Weather

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-richardson

Các thiên hà bóng đèn của Holmberg (1941 · Mô hình tương tự)

Holmberg dùng bóng đèn, 37 bóng cho mỗi thiên hà, cùng các tế bào quang điện để đo độ sáng thay cho hấp dẫn. Cả hai đều giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Ông di chuyển các bóng đèn từng bước để mô hình hóa hai thiên hà đĩa tương tác. Thí nghiệm tạo ra các đuôi thủy triều và các cầu nối, khoảng ba mươi năm trước khi máy tính số có thể kiểm tra nó.

Nguồn: Holmberg’s analog computer (University of Oulu repository); Erik Holmberg, Uppsala University history pages

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-holmberg

Dự báo đầu tiên bằng máy tính (1950 · Máy tính)

Charney, Fjortoft và von Neumann giải phương trình xoáy chính áp trên ENIAC. Họ bao phủ một vùng giới hạn, trên lưới 19 nhân 16 với khoảng cách khoảng 600 km giữa các điểm, và đưa ra bốn bản dự báo 24 giờ. Mỗi bản dự báo mất khoảng 24 giờ tính toán, phần lớn là xử lý thẻ đục lỗ bằng tay. Vậy là cỗ máy không nhanh hơn thời tiết.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Sai phân hữu hạn; Dự báo bằng tay của Richardson

Dẫn đến: Lần chạy hoàn lưu của Phillips; Dự báo thời tiết học được

Nguồn: Charney, Fjortoft and von Neumann, ‘Numerical Integration of the Barotropic Vorticity Equation’, Tellus 2 (1950) 237–254

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-eniac

Lần chạy hoàn lưu của Phillips (1955–1956 · Máy tính)

Phillips chạy một mô phỏng số về hoàn lưu chung của khí quyển trên máy của Viện Nghiên cứu Cao cấp, trong khoảng một tháng của mô hình. Nó cho thấy các mô hình tháng và mùa thực tế ở tầng đối lưu. Nó đoạt giải Napier Shaw Memorial đầu tiên. Nó thường được mô tả là mô hình khí hậu thành công đầu tiên.

Xây dựng trên: Dự báo đầu tiên bằng máy tính; Sai phân hữu hạn

Dẫn đến: Đại dương và khí quyển ghép đôi; Mô hình phân giải đám mây toàn cầu

Nguồn: Phillips, ‘The general circulation of the atmosphere: a numerical experiment’, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 82 (1956) 123–164; Norman A. Phillips, Wikipedia

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-phillips

Cụm sao N vật thể (1960 · Máy tính)

Von Hoerner tích phân chuyển động hấp dẫn của 4 đến 16 ngôi sao trên máy tính, với bước thời gian đặt theo cặp gần nhất. Năm 1963 ông mở rộng lên 25. Đó là phép tích phân N vật thể được ghi nhận sớm nhất. Con đường từ đó đi qua các cụm thiên hà đến các mô phỏng vũ trụ.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Tích phân số

Dẫn đến: Millennium Simulation

Nguồn: von Hoerner, ‘Die numerische Integration des n-Koerper-Problemes fuer Sternhaufen. I’, Zeitschrift fuer Astrophysik 50 (1960) 184–214

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-vonhoerner

Đối lưu hỗn loạn của Lorenz (1961–1963 · Máy tính)

Lorenz chạy một mô hình thời tiết mười hai biến trên chiếc Royal McBee LGP-30. Khi ông khởi động lại nó từ các giá trị đã làm tròn trên bản in, kết quả trôi lệch khỏi lần chạy đầu. Năm 1963, ông công bố một mô hình đối lưu có nghiệm không ổn định và phần lớn không tuần hoàn. Nó cho thấy một mô phỏng tất định có thể không dự đoán được sau một khoảng thời gian giới hạn. Điều đó đặt ra giới hạn cho việc một dự báo bất kỳ có thể nhìn xa tới đâu.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Tích phân số

Nguồn: Lorenz, ‘Deterministic nonperiodic flow’, Journal of the Atmospheric Sciences 20 (1963) 130–141

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-lorenz

Đại dương và khí quyển ghép đôi (1969 · Máy tính)

Manabe và Bryan tại Phòng thí nghiệm Động lực học Chất lưu Địa vật lý ghép một khí quyển mô hình với một đại dương mô hình. Họ dùng một dải đại dương và lục địa lý tưởng hóa, với lập luận rằng biển chuyển nhiệt gần bằng khí quyển. Nó được mô tả là mô hình khí hậu đại dương–khí quyển ghép đôi đầu tiên.

Xây dựng trên: Lần chạy hoàn lưu của Phillips; Sai phân hữu hạn

Dẫn đến: Mô hình phân giải đám mây toàn cầu

Nguồn: Manabe and Bryan, ‘Climate Calculations with a Combined Ocean-Atmosphere Model’, Journal of the Atmospheric Sciences 26 (1969) 786–789

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-manabebryan

Millennium Simulation (2005 · Máy tính)

Springel và cộng sự theo dõi hơn mười tỷ hạt vật chất tối khi cấu trúc lớn dần trong một vùng lập phương của vũ trụ. Họ ghép lần chạy đó với các mô hình hình thành thiên hà và quasar, để so sánh cấu trúc quy mô lớn mô phỏng và quan sát. Nó cho thấy các đặc điểm baryon của vũ trụ sơ khai xuất hiện, bị méo, trong phân bố thiên hà ở độ dịch chuyển đỏ thấp.

Xây dựng trên: Cụm sao N vật thể; Máy tính điện tử

Nguồn: Springel et al., ‘Simulating the joint evolution of quasars, galaxies and their large-scale distribution’, Nature 435 (2005) 629–636

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-millennium

Mô hình phân giải đám mây toàn cầu (2007 · Máy tính)

Miura và cộng sự mô phỏng một đợt dao động Madden-Julian trên Earth Simulator. Mô hình toàn cầu của họ phân giải trực tiếp các đám mây thay vì xấp xỉ chúng. Nó tái tạo được sự trôi chậm về phía đông của đợt đó. Cách tiếp cận này về sau được gọi là mô hình hóa phân giải bão toàn cầu.

Xây dựng trên: Lần chạy hoàn lưu của Phillips; Đại dương và khí quyển ghép đôi

Dẫn đến: Các bản sao số Destination Earth; Bản sao số toàn Trái Đất

Nguồn: Miura, Satoh, Nasuno, Noda and Oouchi, ‘A Madden-Julian Oscillation Event Realistically Simulated by a Global Cloud-Resolving Model’, Science 318 (2007) 1763–1765

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-miura

Dự báo thời tiết học được (2023 · Máy tính)

GraphCast là một mạng nơ-ron được huấn luyện trên dữ liệu tái phân tích. Nó dự đoán hàng trăm biến thời tiết cho 10 ngày tới ở độ phân giải 0,25 độ, trong chưa đầy một phút. Nó chính xác hơn hệ thống tất định vận hành của Trung tâm châu Âu trên 90% trong 1.380 mục tiêu kiểm chứng. Nó thay việc tích phân từng bước các phương trình của khí quyển bằng một ánh xạ đã học từ trạng thái này sang trạng thái kế tiếp.

Xây dựng trên: Các mô hình thay thế học được; Dự báo đầu tiên bằng máy tính

Dẫn đến: Các bản sao số Destination Earth

Nguồn: Lam et al., ‘Learning skillful medium-range global weather forecasting’, Science 382 (2023) 1416–1421

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-graphcast

Các bản sao số Destination Earth (2024 · Máy tính)

ECMWF đã xây dựng hai bản sao số Destination Earth đầu tiên, về thích ứng với biến đổi khí hậu và các hiện tượng cực đoan do thời tiết. Giai đoạn hai của chương trình bắt đầu vào ngày 10 tháng 6 năm 2024. Chương trình nêu mục tiêu là một bản sao số của hệ Trái Đất vào năm 2030.

Xây dựng trên: Mô hình phân giải đám mây toàn cầu; Dự báo thời tiết học được; Máy tính điện tử

Dẫn đến: Bản sao số toàn Trái Đất

Nguồn: ECMWF, ‘Destination Earth system launched’, 10 June 2024

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-destine

Bản sao số toàn Trái Đất (2030 (mục tiêu chương trình tự đặt ra, không phải dự báo độc lập) · Dự báo)

Chương trình Destination Earth nêu mục tiêu là một bản sao số của hệ Trái Đất vào năm 2030. Hai bản sao đầu tiên của nó đã hoạt động vào năm 2024. Nguồn duy nhất khác mà chúng tôi tìm thấy là một bài tổng quan về các mô hình khí hậu ở quy mô kilômét. Bài này kêu gọi một nỗ lực phối hợp và không nêu mốc thời gian.

Xây dựng trên: Các bản sao số Destination Earth; Mô hình phân giải đám mây toàn cầu

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-earthtwin

Diễn tập của quân La Mã như một buổi tập dượt (khoảng năm 75 SCN · Do con người vận hành)

Trong The Jewish War, Josephus viết rằng mỗi người lính La Mã được luyện tập hằng ngày như đang ra trận. Ông tóm tắt cách làm ấy như sau: các buổi tập là những trận đánh không đổ máu, còn các trận đánh là những buổi tập đổ máu. Diễn tập một trận đánh với cùng các đơn vị và bài tập như trận thật là một hình thức mô phỏng chiến tranh được ghi nhận từ sớm.

Nguồn: Josephus, The Jewish War 3.5.1 (Whiston translation, sections 3.70–3.75)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-josephus

Chaturanga, trò chơi quân đội (thế kỷ 6–7 SCN · Do con người vận hành)

Chaturanga có nghĩa là bốn thành phần của một đạo quân: bộ binh, kỵ binh, voi và xe chiến. Nó được chơi ở Ấn Độ trên bàn tám nhân tám. Lần nhắc tên sớm nhất bằng tiếng Phạn là trong Harshacharita của Bana, viết vào thế kỷ 7. Trò chơi này là tổ tiên của cờ vua, và nó truyền sang Ba Tư với tên chatrang vào khoảng năm 600 SCN. Nó cô đọng một đạo quân cùng địa hình của nó thành vài quân cờ và luật chơi. Đó là một mô hình chiến tranh sơ khai, do con người vận hành.

Dẫn đến: Trò chơi chiến tranh cờ vua của Hellwig

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘chess’ (history section); see also Murray, A History of Chess (Oxford, 1913)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-chaturanga

Trò chơi chiến tranh cờ vua của Hellwig (1780 · Do con người vận hành)

Năm 1780, Johann Hellwig, giáo sư toán tại Collegium Carolinum ở Braunschweig, công bố một trò chơi chiến thuật xây trên cờ vua. Hai người trở lên chơi trên một bàn cỡ khoảng 49 nhân 33 ô, có núi, đầm lầy và mặt nước. Mục tiêu là chiếm một pháo đài của địch thay vì bắt vua. Đây là trò sớm nhất trong các trò chơi chiến tranh Đức dựa trên cờ vua có trước Kriegsspiel của Reisswitz.

Xây dựng trên: Chaturanga, trò chơi quân đội

Dẫn đến: Kriegsspiel

Nguồn: Hellwig, Versuch eines aufs Schachspiel gebaueten taktischen Spiels (Leipzig: Crusius, 1780), as described in Peterson, Playing at the World (Unreason Press, 2012) p. 213

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-hellwig

Kriegsspiel (1812–1824 · Do con người vận hành)

Năm 1811, các hoàng tử Phổ được cho xem một bàn địa hình bằng cát ẩm và các mô hình. Nó được trình lên nhà vua năm 1812. Năm 1824, Reisswitz con công bố những quy tắc dùng bản đồ địa hình và gán con số cho hiệu quả của chiến đấu. Kriegsspiel được mô tả là hệ thống mô phỏng chiến tranh đầu tiên mà một quân đội áp dụng như công cụ nghiêm túc để huấn luyện và nghiên cứu.

Xây dựng trên: Trò chơi chiến tranh cờ vua của Hellwig

Dẫn đến: Dungeons and Dragons

Nguồn: Kriegsspiel, Wikipedia; Georg von Reisswitz, Wikipedia

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-kriegs

Nền kinh tế thủy lực của Phillips (1949 · Mô hình tương tự)

Bill Phillips chế tạo MONIAC, một máy tính tương tự chạy bằng thủy lực. Nước chảy qua các bể và ống tượng trưng cho dòng thu nhập và chi tiêu của nền kinh tế Vương quốc Anh. Ông trình diễn nó tại Trường Kinh tế London vào ngày 29 tháng 11 năm 1949. Ít nhất mười hai chiếc đã được chế tạo, và chiếc gốc chạy cho đến năm 1992.

Dẫn đến: World3

Nguồn: Computing History, ‘Professor Bill Phillips unveils MONIAC at the LSE’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-moniac

The People Machine (1959–1960 · Máy tính)

Simulmatics do Ithiel de Sola Pool cùng Robert Abelson lãnh đạo. Nó chia cử tri Mỹ thành 480 kiểu cử tri và 52 cụm vấn đề, dựng từ các cuộc thăm dò trước đó. Sau đó nó mô phỏng cách mỗi kiểu sẽ phản ứng với các lựa chọn vận động tranh cử. Trước hết nó làm việc cho Ủy ban Quốc gia Đảng Dân chủ rồi cho chiến dịch của Kennedy. Lepore đếm có ba báo cáo cho chiến dịch và nói ảnh hưởng của nó là không rõ.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử

Dẫn đến: Mẫu silicon

Nguồn: Lepore, ‘Which category have they put you in?' (on Simulmatics), New York Review of Books, 8 October 2020

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-simulmatics

Mô hình phân tách của Schelling (1969–1971 · Do con người vận hành)

Trong mô hình của Schelling, hai loại tác nhân chuyển đi khi tỷ lệ hàng xóm giống mình thấp hơn một mức định sẵn. Nó cho thấy sự phân tách mạnh trong nhà ở có thể xuất phát từ những ưa thích chỉ ở mức nhẹ. Ông tính nó bằng tay với đồng xu trên bàn cờ ca-rô, nên đó là một mô phỏng do con người chạy. Về sau nó trở thành ví dụ đầu tiên chuẩn mực của mô hình hóa dựa trên tác nhân.

Nguồn: Schelling, ‘Dynamic Models of Segregation’, Journal of Mathematical Sociology 1 (1971) 143–186

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-schelling

World3 (1971–1972 · Máy tính)

Meadows và cộng sự xây World3 trên nền mô hình World2 của Forrester. Nó nối dân số, nông nghiệp, công nghiệp, tài nguyên và ô nhiễm thành các vòng phản hồi. Lần chạy chuẩn của nó cho thấy vượt ngưỡng rồi sụp đổ. Nó được xuất bản thành The Limits to Growth năm 1972, và đặt một mô phỏng của cả hệ thống nhân loại trước mắt độc giả bình thường.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Nền kinh tế thủy lực của Phillips

Dẫn đến: Mô phỏng tổ tiên

Nguồn: World3, Wikipedia; Meadows, Meadows, Randers and Behrens, The Limits to Growth (1972)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-world3

Mô phỏng những tâm trí khác (1978–1986 · Ý tưởng · Trong tâm trí)

Năm 1978, Premack và Woodruff đặt câu hỏi liệu tinh tinh có thuyết tâm trí không. Năm 1986, Gordon và Heal, làm việc riêng rẽ, lập luận rằng con người dự đoán người khác bằng cách mô phỏng họ. Họ chạy quá trình ra quyết định của chính mình trên hoàn cảnh của người kia. Theo cách giải thích này, hiểu người khác là một mô phỏng tinh thần về họ.

Xây dựng trên: Mô hình trong đầu của Craik

Nguồn: Gordon, ‘Folk Psychology as Simulation’, Mind and Language 1 (1986) 158–171; Heal, ‘Replication and Functionalism’ (1986)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-gordon

Thị trường chứng khoán nhân tạo (1994 · Máy tính)

Palmer, Arthur, Holland, LeBaron và Tayler mô phỏng một thị trường của một cổ phiếu. Các chương trình nhà giao dịch thích nghi giữ những chiến lược khác nhau, và một chuyên viên đặt giá, nên giá cả hình thành từ sự tương tác giữa các nhà giao dịch. Mô hình không nhất thiết ổn định ở một điểm cân bằng. Nó có thể cho thấy bong bóng, sụp đổ và khối lượng giao dịch cao dai dẳng.

Xây dựng trên: Mô hình dựa trên tác nhân

Nguồn: Palmer, Arthur, Holland, LeBaron and Tayler, ‘Artificial economic life: a simple model of a stockmarket’, Physica D 75 (1994) 264–274

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-santafe

Sugarscape (1996 · Máy tính)

Epstein và Axtell đặt các tác nhân có trao đổi chất và thị lực khác nhau lên một lưới đường. Sự hình thành nhóm, truyền văn hóa, chiến đấu và buôn bán đều nảy sinh từ những quy tắc cục bộ đơn giản. Cuốn sách của họ mô tả phương pháp này là phát triển một xã hội từ dưới lên.

Xây dựng trên: Mô hình dựa trên tác nhân

Dẫn đến: Anasazi nhân tạo

Nguồn: Epstein and Axtell, Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up, Brookings Institution Press / MIT Press (1996)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-sugarscape

Anasazi nhân tạo (2002 · Máy tính)

Axtell và cộng sự đã mô hình hóa người Kayenta Anasazi ở thung lũng Long House, với các tác nhân chọn nơi canh tác và định cư. Mô hình tái tạo được những biến động dân số và sự thay đổi mô hình định cư của một xã hội từ khoảng năm 1800 TCN đến năm 1300 SCN. Điểm lệch chính của nó là thung lũng trong mô hình vẫn có thể nuôi được nhiều người vào năm 1300, khi dân số thật đã rời đi.

Xây dựng trên: Sugarscape; Mô hình dựa trên tác nhân

Dẫn đến: Xã hội loài người mô phỏng

Nguồn: Axtell, Epstein, Dean, Gumerman et al., ‘Population growth and collapse in a multiagent model of the Kayenta Anasazi in Long House Valley’, PNAS 99 (suppl. 3) (2002) 7275–7279

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-anasazi

Mẫu silicon (2022–2023 · Máy tính)

Argyle và cộng sự đưa cho một mô hình ngôn ngữ tiểu sử nhân khẩu học xã hội của hàng nghìn người trả lời khảo sát thật. Với chính trị Hoa Kỳ, họ thấy kết quả đầu ra của nó có thể thay thế cho những nhóm người cụ thể. Họ gọi đặc tính này là độ trung thực thuật toán. Họ đề xuất dùng những “mẫu silicon” này để khám phá các giả thuyết trước khi bắt tay vào công việc tốn kém với đối tượng là con người.

Xây dựng trên: Các mô hình thay thế học được; The People Machine

Dẫn đến: Xã hội loài người mô phỏng

Nguồn: Argyle et al., ‘Out of One, Many: Using Language Models to Simulate Human Samples’, Political Analysis (2023), doi 10.1017/pan.2023.2

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-argyle

Một nền văn minh của các tác nhân (tháng 10 năm 2024 · Máy tính)

Dự án Sid của Altera chạy từ 10 đến hơn 1.000 tác nhân mô hình ngôn ngữ cùng nhau trong Minecraft. Báo cáo cho biết chúng nhận các vai trò chuyên biệt, thay đổi luật chung của tập thể và truyền lại văn hóa. Các tác giả gọi kết quả là sơ bộ. Đây là nỗ lực đã công bố lớn nhất về một xã hội gồm những con người phần mềm sống trong một thế giới trò chơi.

Xây dựng trên: Tác nhân sinh tạo

Dẫn đến: Cư dân theo kịch bản

Nguồn: Altera, ‘Project Sid: many-agent simulations toward AI civilization’, arXiv:2411.00114 (2024)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=soc-sid

Xã hội loài người mô phỏng (Không có dự báo kèm mốc thời gian; chỉ có tham vọng được nêu · Dự báo)

Nhóm hàng đầu xây các mô phỏng tác nhân sinh tạo đã nêu tham vọng mô phỏng tám tỷ người. Họ chưa đưa ra mốc thời gian. Các lần chạy đã công bố hiện nay nhỏ hơn nhiều: 25 tác nhân trong bài báo năm 2023 và 1.052 cá nhân trong nghiên cứu tiếp theo năm 2024.

Xây dựng trên: Tác nhân sinh tạo; Mẫu silicon; Anasazi nhân tạo

Dẫn đến: Các thế giới phản thực tế

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-society

Mô hình trong đầu của Craik (1943 · Ý tưởng · Trong tâm trí)

Trong The Nature of Explanation, Kenneth Craik đề xuất rằng một sinh vật mang trong mình một mô hình thu nhỏ của thế giới bên ngoài và của những hành động có thể có của chính nó. Nhờ đó nó thử các phương án thay thế trước khi hành động. Ông so sánh điều này với việc thử một thiết kế tàu trên mô hình trong bể nước. Điều đó khiến hệ thần kinh là một bộ mô phỏng, theo nghĩa mà cây này dùng.

Dẫn đến: Phát lại ở hồi hải mã; Hình dung tương lai; Mô phỏng những tâm trí khác

Nguồn: Craik, The Nature of Explanation, Cambridge University Press (1943), p. 61 (as quoted in Williams 2018)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-craik

Hodgkin–Huxley tính bằng tay (1952 · Do con người vận hành)

Huxley tích phân các phương trình Hodgkin–Huxley cho sợi trục khổng lồ của mực trên một máy tính cơ học quay tay, vì máy tính ở Cambridge đang ngừng hoạt động. Một điện thế hoạt động lan truyền mất khoảng ba tuần. Kết quả khớp với hình dạng và tốc độ của xung thần kinh. Việc mô phỏng nơ-ron sau này được xây dựng trên mô hình này.

Xây dựng trên: Tích phân số; Phương trình vi phân

Dẫn đến: Mô hình tế bào tim; Mạng nơ-ron mô phỏng; Vi mạch tân vỏ não; OpenWorm; Dự án Bộ não Con người

Nguồn: Physiological Society, ‘Hodgkin and Huxley’s modelling of the action potential’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-hh

Mạng nơ-ron mô phỏng (1954–1956 · Máy tính)

Farley và Clark mô phỏng một mạng tự tổ chức trên một máy tính số tại MIT (1954). Năm 1956, Rochester, Holland, Haibt và Duda dùng một chiếc IBM 704 để mô phỏng một mạng nơ-ron và kiểm tra lý thuyết cụm tế bào của Hebb. Các cụm tế bào hình thành từ một mạng chưa tổ chức, dù chúng chưa hành xử đúng như lý thuyết cần.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Hodgkin–Huxley tính bằng tay

Dẫn đến: Vi mạch tân vỏ não; Dự án Bộ não Con người

Nguồn: Rochester, Holland, Haibt and Duda, ‘Tests on a Cell Assembly Theory of the Action of the Brain, Using a Large Digital Computer’, IRE Transactions on Information Theory 2(3) (1956) 80–93; Farley and Clark, IRE Trans. PGIT-4 (1954) 76–84

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-rochester

ELIZA (1965–1966 · Máy tính)

ELIZA của Weizenbaum chạy trên hệ chia sẻ thời gian của MIT. Nó trả lời các câu gõ vào bằng cách khớp từ khóa với các quy tắc phân rã, rồi dựng lại câu đầu vào bằng các quy tắc tái lắp ráp. Đó là một vật thay thế theo kịch bản cho một phía của cuộc trò chuyện, không có mô hình nào về ý nghĩa. Nó đánh dấu sự khởi đầu của các chương trình thay chỗ một người trong cuộc đối thoại.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử

Dẫn đến: Tác nhân sinh tạo

Nguồn: Weizenbaum, ‘ELIZA: A Computer Program for the Study of Natural Language Communication between Man and Machine’, Communications of the ACM 9(1) (1966) 36–45

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-eliza

Phát lại ở hồi hải mã (1994 · Trong tâm trí)

Wilson và McNaughton ghi lại các nhóm tế bào vị trí ở hồi hải mã của chuột. Những tế bào cùng phát xung ở một nơi trong lúc làm nhiệm vụ thì phát xung cùng nhau nhiều hơn trong giấc ngủ sau đó. Đây là một minh chứng được trích dẫn rộng rãi rằng não chạy lại trải nghiệm trước đó khi ngoại tuyến. Đó là một mô phỏng tinh thần của những sự kiện đã xảy ra.

Xây dựng trên: Mô hình trong đầu của Craik

Dẫn đến: Hình dung tương lai

Nguồn: Wilson and McNaughton, ‘Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep’, Science 265(5172) (1994) 676–679

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-replay

Xác sống triết học (1996 · Ý tưởng · Trong tâm trí)

David Chalmers trình bày lập luận thây ma trong The Conscious Mind (1996). Một sinh thể có thể giống hệt một con người về mọi mặt vật lý và hành vi, nhưng hoàn toàn không có trải nghiệm. Điều đó có thể hình dung được. Nếu vậy, một người được mô phỏng có thể cư xử y hệt chúng ta mà không có ai ở bên trong.

Dẫn đến: Người bóng; Cư dân có ý thức

Nguồn: Stanford Encyclopedia of Philosophy, ‘Zombies’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-zombie

Người bóng (2003 · Ý tưởng · Trong tâm trí)

Lập luận mô phỏng của Bostrom ước tính cần 10³³ đến 10³⁶ phép tính để chạy trọn vẹn toàn bộ lịch sử loài người. Ông lưu ý có thể cắt giảm sức mạnh tính toán cần có bằng cách chỉ mô phỏng đầy đủ một số tâm trí: ‘Phần còn lại của nhân loại khi đó sẽ là những thây ma hoặc “người bóng”’. Đây là phát biểu đầu tiên rằng một thế giới được mô phỏng có thể chứa cả hai loại cư dân.

Xây dựng trên: Xác sống triết học

Dẫn đến: Cư dân theo kịch bản

Nguồn: Nick Bostrom, ‘Are You Living in a Computer Simulation?’, Philosophical Quarterly 53 (2003)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-shadow

Hình dung tương lai (2007 · Trong tâm trí)

Schacter và Addis đề xuất rằng trí nhớ tình tiết tồn tại một phần để dựng nên những sự kiện tương lai được tưởng tượng. Nó tái tổ hợp linh hoạt những mảnh trải nghiệm quá khứ thành các mô phỏng về những tương lai có thể có. Theo quan điểm này, việc nhớ lại và lập kế hoạch thông thường là một dạng mô phỏng do não dựng nên.

Xây dựng trên: Phát lại ở hồi hải mã; Mô hình trong đầu của Craik

Nguồn: Schacter and Addis, ‘The cognitive neuroscience of constructive memory: remembering the past and imagining the future’, Phil. Trans. R. Soc. B 362 (2007) 773–786

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-episodic

Dự án Bộ não Con người (2009–2023 · Bế tắc · Máy tính)

Năm 2009, Markram hứa sẽ mô phỏng bộ não người trong vòng mười năm. Dự án Bộ não Con người của châu Âu ra đời sau đó. Tháng 7 năm 2014, một bức thư ngỏ của hơn 800 nhà khoa học phản đối cách tiếp cận từ dưới lên. Sau một cuộc rà soát hòa giải, dự án bỏ việc mô phỏng toàn bộ não và chuyển sang tập trung vào các công cụ tính toán cho khoa học thần kinh. EBRAINS là nền tảng kế tục của nó.

Vì sao nó bế tắc: Dự án không đạt được mô phỏng toàn bộ não. Nó được tái cấu trúc quanh các công cụ cho khoa học thần kinh.

Xây dựng trên: Hodgkin–Huxley tính bằng tay; Mạng nơ-ron mô phỏng

Nguồn: Scientific American, ‘Scientists Tried to Re-create an Entire Human Brain in a Computer. What Happened?'

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-hbp

OpenWorm (từ 2011 trở đi · Ý tưởng · Máy tính)

OpenWorm là một hợp tác mở nhằm mô phỏng loài giun tròn Caenorhabditis elegans, có hệ thần kinh với 302 nơ-ron. Nó làm việc từ các nơ-ron và cơ lên đến chuyển động của cơ thể. Sarma và cộng sự (2018) mô tả các dự án con và kết quả của nó là chưa đầy đủ. Không báo cáo nào mô tả một mô phỏng hoàn chỉnh về một con giun đang hành xử.

Xây dựng trên: Hodgkin–Huxley tính bằng tay

Dẫn đến: Mô phỏng toàn bộ não

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Nguồn: Sarma et al., ‘OpenWorm: overview and recent advances in integrative biological simulation of Caenorhabditis elegans’, Phil. Trans. R. Soc. B 373 (2018) 20170382

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-openworm

Vi mạch tân vỏ não (2015 · Máy tính)

Markram và cộng sự dựng lại và mô phỏng khoảng 0,29 milimét khối vỏ não giác quan thân thể của chuột non. Nó có khoảng 31.000 nơ-ron và 37 triệu synapse. Mô phỏng tái tạo được một loạt thí nghiệm mà không phải chỉnh các tham số. Đó là bản dựng lại số chi tiết của một mảnh nhỏ vỏ não, không phải của cả bộ não.

Xây dựng trên: Hodgkin–Huxley tính bằng tay; Mạng nơ-ron mô phỏng

Dẫn đến: Mô phỏng toàn bộ não

Nguồn: Markram et al., ‘Reconstruction and simulation of neocortical microcircuitry’, Cell 163(2) (2015) 456–492

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-markram

Tác nhân sinh tạo (2023–2024 · Máy tính)

Park và cộng sự đặt 25 tác nhân mô hình ngôn ngữ vào một thị trấn giống The Sims. Mỗi tác nhân có trí nhớ, khả năng suy ngẫm và lập kế hoạch, và mỗi phần đó làm hành vi của các tác nhân đáng tin hơn. Một nghiên cứu tiếp theo năm 2024 dựng các tác nhân từ những cuộc phỏng vấn hai giờ với 1.052 người. Chúng khớp với các câu trả lời khảo sát của người tham gia khoảng 85% số lần so với việc chính những người đó khớp với câu trả lời của mình hai tuần sau. Những tác nhân này thay thế cho từng cá nhân, giống như ELIZA thay thế cho một phía của cuộc trò chuyện.

Xây dựng trên: Các mô hình thay thế học được; ELIZA

Dẫn đến: Xã hội loài người mô phỏng; Một nền văn minh của các tác nhân

Nguồn: Park et al., ‘Generative Agents: Interactive Simulacra of Human Behavior’, UIST 2023; Park et al., ‘Generative Agent Simulations of 1,000 People’, arXiv 2411.10109 (2024)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=min-park

Cư dân theo kịch bản (undated · Dự phóng)

Đây là những thế giới mà người trong đó hành động thuyết phục dù không có ai ở bên trong. Họ là những người bóng của Bostrom. Họ cần ít sức mạnh tính toán hơn nhiều, và không ai bị tổn hại. Nhưng thế giới đó gần với sân khấu hơn, và du khách không bao giờ chắc mình đang nói chuyện với loại nào.

Xây dựng trên: Người bóng; Một nền văn minh của các tác nhân

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-scripted

Mô phỏng toàn bộ não (2050–2075 · Cầu nối)

Cũng có trong Cây công nghệ và Trở thành tổng hợp.

Lộ trình của FHI năm 2008 nhận định mô phỏng toàn bộ não có thể thực hiện trước giữa thế kỷ, nhưng chỉ khi các mô hình ở mức điện sinh lý là đủ. Mức chi tiết mịn hơn sẽ đến muộn hơn. Một mô hình Monte Carlo năm 2014 cho trung vị là năm 2064, nếu nó xảy ra. Trung vị của cộng đồng Metaculus là khoảng năm 2073.

Xây dựng trên: Vi mạch tân vỏ não; OpenWorm

Dẫn đến: Mô phỏng tổ tiên; VR nhập vai hoàn toàn; Tải tâm trí; Cư dân có ý thức

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-wbe

Tải tâm trí (2060s–2100+ · Dự báo)

Cũng có trong Trở thành tổng hợp.

Tải tâm trí là bước sau mô phỏng. Bạn quét não của một người cụ thể và chạy nó. Các nhà dự báo xếp nó sau mô phỏng toàn bộ não. Các mốc đã công bố trải từ thập niên 2060 đến khoảng một thế kỷ nữa, và có người nói nó nằm ngoài chân trời AI gần hạn.

Xây dựng trên: Mô phỏng toàn bộ não

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-upload

Cư dân có ý thức (undated · Dự phóng)

Đây là những thế giới mà con người trong đó có trải nghiệm riêng. Mỗi người cần sức mạnh tính toán của một tâm trí đầy đủ để chạy. Mỗi người đều có giá trị về mặt đạo đức, và một thế giới tăm tối trở thành nỗi đau thật. Đây là nhánh mà các thế giới mô phỏng là những xã hội, không phải những câu chuyện.

Xây dựng trên: Mô phỏng toàn bộ não; Xác sống triết học

Địa chỉ: /trees/simulations?n=p-conscious

Hình nộm sinh nở của Du Coudray (1756 · Mô hình tương tự)

“Cỗ máy” của Angelique du Coudray là một mô hình cỡ người thật của phần thân dưới phụ nữ, làm bằng vải, da và vật nhồi. Các dây đai thay cho sự giãn nở của ống sinh. Bà dùng nó để dạy các nữ hộ sinh về ca sinh thường, ngôi ngược và ca sinh phức tạp. Trường Phẫu thuật đã phê chuẩn vào ngày 1 tháng 12 năm 1756, và nó được giảng dạy khắp nước Pháp.

Nguồn: UCLA Center for the Study of Women, summary of research on eighteenth-century French midwifery

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-coudray

Phản ứng–khuếch tán của Turing (1952 · Máy tính)

Turing chỉ ra rằng hai chất hóa học phản ứng và khuếch tán có thể biến một trạng thái đồng đều thành các đốm, sọc và sóng. Ông dùng máy tính của Đại học Manchester cho một số phép tính. Đó là một mô hình máy tính về cách hình dạng sinh học bắt đầu, và nó có trước sinh học phân tử của sự phát triển.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Sai phân hữu hạn

Nguồn: Turing, ‘The Chemical Basis of Morphogenesis’, Philosophical Transactions of the Royal Society B 237 (1952) 37–72

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-turing

Tiến hóa trên máy IAS (1953 · Máy tính)

Tháng 3 năm 1953, Nils Barricelli nạp đầy các số ngẫu nhiên vào máy tính của Viện Nghiên cứu Cao cấp. Ông theo dõi những “sinh vật” bằng số sinh sản, đột biến và hình thành các nhóm cộng sinh. Ông muốn kiểm tra xem tiến hóa có thể xảy ra trong một vũ trụ nhân tạo không. Đó là thí nghiệm máy tính về tiến hóa được ghi nhận sớm nhất. Bản tường thuật đầu tiên được công bố là một bài báo năm 1954 bằng tiếng Ý.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Automata tế bào

Nguồn: George Dyson, ‘An Artificially Created Universe’, Institute for Advanced Study; Barricelli, Acta Biotheoretica 16 (1962) 69–98

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-barricelli

Mô hình tế bào tim (1960 · Máy tính)

Noble điều chỉnh các phương trình Hodgkin–Huxley để tái tạo, trên máy tính, điện thế hoạt động và điện thế nhịp của một sợi Purkinje ở tim. Nó cho thấy một mô hình màng được xây cho sợi trục của mực có thể được chỉnh lại cho một mô khác. Đó là bước đầu tiên hướng tới các mô hình tính toán về tim.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Hodgkin–Huxley tính bằng tay

Nguồn: Noble, ‘Cardiac Action and Pacemaker Potentials based on the Hodgkin–Huxley Equations’, Nature 188 (1960) 495–497

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-noble

Life, chơi bằng tay (cuối thập niên 1960–1970 · Do con người vận hành)

Conway và cộng sự thử các quy tắc sinh và tử ứng viên bằng tay trên bàn cờ vây. Họ chọn ra những quy tắc mà Martin Gardner đăng trên Scientific American vào tháng 10 năm 1970. Sau đó độc giả chạy Life bằng tay trên giấy kẻ ô, cũng như trên máy tính. Điều đó biến automata tế bào thành một thú tiêu khiển bên cạnh vai trò là mô hình của sự tăng trưởng giống sự sống.

Xây dựng trên: Automata tế bào

Nguồn: Conway’s Game of Life, Wikipedia (history section); Gardner, Scientific American, October 1970

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-life

Động lực học protein (1977 · Máy tính)

McCammon, Gelin và Karplus mô phỏng chất ức chế trypsin tuyến tụy bò, một protein nhỏ. Họ giải các phương trình chuyển động của các nguyên tử của nó dưới một hàm năng lượng kinh nghiệm. Họ thấy bên trong protein hành xử như một chất lỏng, với các chuyển động cục bộ lan tỏa. Điều đó thay thế hình ảnh về một protein gấp cứng nhắc.

Xây dựng trên: Động lực học phân tử

Dẫn đến: Mô hình toàn bộ tế bào; Cấu trúc protein học được

Nguồn: McCammon, Gelin and Karplus, ‘Dynamics of folded proteins’, Nature 267 (1977) 585–590

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-protein

Bộ gen Neandertal (tháng 5 năm 2010 · Máy tính)

Green và cộng sự công bố một bản bộ gen Neandertal nháp với hơn 4 tỷ base, từ ba cá thể (Science 328, 710–722). Họ phát hiện người Neandertal từng lai với tổ tiên của những người ngoài châu Phi. Công trình này khiến một quần thể người đã tuyệt chủng có thể đọc được từ DNA của nó.

Dẫn đến: Một khuôn mặt từ DNA; ‘Sói dire’ chỉnh sửa gen

Nguồn: Green et al., ‘A draft sequence of the Neandertal genome’, Science 328 (2010)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-neandertal

Mô hình toàn bộ tế bào (2012–2022 · Máy tính)

Karr và cộng sự ghép 28 mô hình con thành một mô hình của Mycoplasma genitalium, một loài vi khuẩn có 525 gen. Họ so sánh các dự đoán của nó với nhiều hành vi tế bào đã quan sát. Macklin và cộng sự xây một mô hình tương tự cho E. coli (2020). Thornburg và cộng sự xây một mô hình động học không gian cho JCVI-syn3A, một tế bào tối thiểu có 493 gen (2022). Các tác giả gọi phiên bản đầu là bản nháp đầu tiên, và chưa mô hình nào bao phủ một tế bào nhân thực.

Xây dựng trên: Động lực học protein; Tích phân số

Dẫn đến: Mô hình toàn bộ tế bào người

Nguồn: Karr et al., ‘A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype’, Cell 150 (2012) 389–401; Macklin et al., Science 369 (2020) eaav3751; Thornburg et al., Cell 185 (2022) 345–360

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-wholecell

Một khuôn mặt từ DNA (2019 · Máy tính)

Gokhman, Carmel và cộng sự dùng các mẫu methyl hóa DNA để dự đoán giải phẫu của người Denisova. Họ là một nhóm người chỉ được biết đến qua một đốt xương ngón tay và vài chiếc răng. Nhóm nghiên cứu vẽ một cái đầu và khuôn mặt mà không hóa thạch nào cho thấy (Cell, 2019). Nó dựng lại cơ thể của cả một dân tộc chỉ từ bộ gen của họ.

Xây dựng trên: Bộ gen Neandertal

Dẫn đến: Các thế giới được dựng lại

Nguồn: Gokhman et al., ‘Reconstructing Denisovan anatomy using DNA methylation maps’, Cell (2019)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-denisovan

Cấu trúc protein học được (2020–2021 · Máy tính)

AlphaFold là một mạng nơ-ron được huấn luyện trên các cấu trúc đã biết. Trong đợt đánh giá CASP14 (2020; Jumper và cộng sự, Nature, 2021), trong đa số trường hợp nó dự đoán cấu trúc protein chính xác gần bằng thí nghiệm. Nó dự đoán thẳng kết quả đã gấp lại. Nó không mô phỏng quá trình gấp, nên đó là một mô hình về protein, không phải mô phỏng chúng.

Xây dựng trên: Các mô hình thay thế học được; Động lực học protein

Dẫn đến: Mô hình toàn bộ tế bào người

Nguồn: Jumper et al., ‘Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold’, Nature 596 (2021) 583–589

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-alphafold

‘Sói dire’ chỉnh sửa gen (ra đời 2024–2025; công bố tháng 4 năm 2025 · Mô hình tương tự)

Colossal Biosciences công bố ba con sói xám với khoảng 20 chỉnh sửa ở 14 gen, 15 trong số đó dựa trên DNA sói dire. Họ giới thiệu chúng như những con sói dire được hồi sinh. Nhóm chuyên gia về họ chó của IUCN nói chúng không phải sói dire và cũng không phải một bước tiến tới việc đưa chúng trở lại. Là một sự tái dựng, nó vừa là bằng chứng vừa là sự thay thế. Đó là vấn đề trung thực mà Hiến chương London đã đặt ra cho hình ảnh, nay áp dụng cho động vật sống.

Xây dựng trên: Bộ gen Neandertal

Dẫn đến: Các thế giới được dựng lại

Nguồn: Wikipedia, ‘Colossal Biosciences dire wolf project’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=life-direwolf

Mô hình toàn bộ tế bào người (Không có dự báo kèm mốc thời gian · Dự báo)

Năm 2018, Szigeti và cộng sự lập luận rằng mô hình toàn bộ tế bào người đang trở nên khả thi. Họ đề xuất một Dự án Mô hình hóa Toàn bộ Tế bào Người, nhưng không nêu năm nào. Họ lưu ý mô hình vi khuẩn đầu tiên mất hơn mười người-năm để xây dựng.

Xây dựng trên: Mô hình toàn bộ tế bào; Cấu trúc protein học được

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-humancell

Dây xích treo của Hooke (1675 · Mô hình tương tự)

Năm 1675 Hooke công bố một câu đảo chữ cái mà chỉ được giải sau khi ông qua đời. Nó nói rằng một sợi dây mềm treo thế nào thì một vòm cứng, khi lật ngược, sẽ đứng vững thế ấy. Vậy một sợi xích mô hình treo mô phỏng một vòm chịu tải, dùng chính trọng lực. Gaudí dùng các mô hình treo để thiết kế hầm mộ Colonia Güell từ 1888 đến 1890.

Nguồn: Funicular curve (with Heyman’s scholarship on Hooke’s anagram), Wikipedia

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-hooke

Bể thử kéo của Froude (1871–1872 · Mô hình tương tự)

William Froude kéo các mô hình tàu thu nhỏ qua một bể nước do Bộ Hải quân tài trợ. Ông dùng các định luật tỷ lệ để dự đoán lực cản của thân tàu cỡ thật. Một nguồn cho rằng thử nghiệm đầu tiên, trên mô hình của HMS Greyhound, diễn ra vào ngày 3 tháng 3 năm 1872. Mô hình là mô phỏng, còn định luật tỷ lệ là quy tắc để đọc nó.

Nguồn: Royal Institution of Naval Architects, ‘William Froude: the father of hydrodynamics’

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-froude

Tính tay vụ nổ nén (1944 · Do con người vận hành)

Tháng 3 năm 1944, Frankel, Nelson và Feynman tính một bài toán nổ nén bằng tay. Mỗi người tính toán chuyển kết quả trung gian cho người kế tiếp trên các thẻ chỉ mục, trong khi các máy thẻ đục lỗ IBM vẫn đang trên đường đến Los Alamos. Thử nghiệm cho thấy một chuỗi người làm theo các quy tắc cố định có thể thay thế một cỗ máy. Sau đó hoạt động thẻ đục lỗ chạy thủy động lực học của vụ nổ nén ở quy mô lớn.

Nguồn: Trinity by the Numbers: The Computing Effort that Made Trinity Possible (arXiv 2103.06211)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-losalamos

Chất lỏng cầu cứng (1953–1957 · Máy tính)

Năm 1953, MANIAC tính phương trình trạng thái của các đĩa cứng bằng Monte Carlo. Năm 1957, Alder và Wainwright theo dõi các quả cầu cứng qua thời gian và tìm thấy một chuyển pha lỏng–rắn. Lúc đầu hai phương pháp không khớp nhau. Wood và Jacobson chạy lại phép Monte Carlo năm 1957 và thấy hai bên khớp tốt. Đây là một trường hợp sớm của việc một mô phỏng kiểm tra một mô phỏng khác.

Xây dựng trên: Thuật toán Metropolis

Nguồn: Alder and Wainwright, J. Chem. Phys. 27 (1957) 1208; Wood and Jacobson, J. Chem. Phys. 27 (1957) 1207

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-hard

Monte Carlo trên mạng cho trường chuẩn (1979–1980 · Máy tính)

Creutz áp dụng Monte Carlo kiểu Metropolis cho các trường chuẩn trên một mạng của không thời gian. Ông bắt đầu với SU(2), một lý thuyết lực mạnh đơn giản hóa không có quark, trong một Physical Review Letter năm 1979, rồi đến một bài đầy đủ hơn năm 1980. Việc tính các tính chất của hadron từ QCD đầy đủ, có quark, đến sau.

Xây dựng trên: Thuật toán Metropolis

Nguồn: Creutz, ‘Confinement and the Critical Dimensionality of Space-Time’, Phys. Rev. Lett. 43 (1979) 553; ‘Monte Carlo study of quantized SU(2) gauge theory’, Phys. Rev. D 21 (1980) 2308

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-lqcd

Bộ mô phỏng lượng tử của Feynman (1981–1982 · Ý tưởng · Máy tính)

Feynman lập luận rằng máy tính cổ điển không thể mô phỏng hiệu quả vật lý lượng tử, vì khối lượng việc cần làm tăng theo cấp số nhân với kích thước của hệ. Ông đoán rằng một máy tính làm từ các bộ phận lượng tử có thể mô phỏng bất kỳ hệ vật lý nào. Bài báo này là điểm khởi đầu của mô phỏng lượng tử như một lĩnh vực.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Thuật toán Metropolis

Dẫn đến: Mô phỏng lượng tử bằng nguyên tử lạnh; Mô phỏng hóa học lượng tử

Nguồn: Feynman, ‘Simulating Physics with Computers’, International Journal of Theoretical Physics 21 (1982) 467

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-feynman

Động lực học phân tử ab initio (1985 · Máy tính)

Car và Parrinello di chuyển các nguyên tử dưới những lực được tính ngay tại chỗ từ lý thuyết phiếm hàm mật độ. Nhờ vậy không còn cần một mô hình lực giữa các nguyên tử được điều chỉnh cho khớp. Chất lỏng, khuyết tật và phản ứng hóa học giờ có thể được mô phỏng từ cơ học lượng tử, chứ không phải từ một thế năng đã chỉnh.

Xây dựng trên: Động lực học phân tử

Dẫn đến: Mô phỏng hóa học lượng tử

Nguồn: Car and Parrinello, ‘Unified Approach for Molecular Dynamics and Density-Functional Theory’, Phys. Rev. Lett. 55 (1985) 2471

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-abinitio

Mô phỏng lượng tử bằng nguyên tử lạnh (2002 · Mô hình tương tự)

Greiner và cộng sự nạp một ngưng tụ Bose-Einstein vào một mạng quang học. Khi họ làm mạng sâu hơn, họ quan sát thấy một chuyển pha lượng tử từ chất siêu chảy sang chất cách điện Mott. Một hệ như thế là phiên bản vật lý của một mô hình hạt tương tác, nên nó tính toán bằng cách chính là mô hình đó. Các nghiên cứu sau coi những mạng như vậy là bộ mô phỏng lượng tử tương tự.

Xây dựng trên: Bộ mô phỏng lượng tử của Feynman

Dẫn đến: Mô phỏng hóa học lượng tử

Nguồn: Greiner, Mandel, Esslinger, Haensch and Bloch, ‘Quantum phase transition from a superfluid to a Mott insulator in a gas of ultracold atoms’, Nature 415 (2002) 39–44

Địa chỉ: /trees/simulations?n=mat-qanalog

Mô phỏng hóa học lượng tử (Không có dự báo kèm mốc thời gian; chỉ có ước tính tài nguyên (khoảng 4 triệu qubit vật lý và dưới 4 ngày trong ước tính năm 2021) · Dự báo)

Các công trình đã công bố đưa ra ước tính tài nguyên để mô phỏng đồng yếu tố sắt–molypden của nitrogenase trên một máy tính lượng tử chịu lỗi. Chúng không nêu thời điểm nào một máy như vậy sẽ ra đời. Các con số duy nhất là ước tính về sức mạnh tính toán cần có, và chúng đã giảm nhiều bậc độ lớn giữa năm 2016 và 2021.

Xây dựng trên: Bộ mô phỏng lượng tử của Feynman; Động lực học phân tử ab initio; Mô phỏng lượng tử bằng nguyên tử lạnh

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Địa chỉ: /trees/simulations?n=f-quantum

Phương trình vi phân (1684–1687)

Leibniz công bố phép tính vi tích phân năm 1684. Năm 1687, Principia của Newton viết chuyển động của các vật thành những định luật nối tốc độ thay đổi với các lực. Mọi mô phỏng động lực học trên cây này đều là một cách giải những phương trình như thế khi bạn không giải được chúng trên giấy.

Dẫn đến: Tích phân số; Máy phân tích vi phân; Sai phân hữu hạn; Hodgkin–Huxley tính bằng tay

Nguồn: Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-calculus

Tích phân số (1768–1901)

Euler đưa ra quy tắc từng bước để đẩy một phương trình vi phân tiến lên trong Institutionum calculi integralis (1768–70). Runge (1895) và Kutta (1901) làm cho các bước đó đủ chính xác để dùng trong thực tế. Dù làm bằng tay hay bằng máy, gần như mọi mô phỏng trên cây đều đi từ khoảnh khắc này sang khoảnh khắc kế tiếp theo cách đó.

Xây dựng trên: Phương trình vi phân

Dẫn đến: Máy tính điện tử; Động lực học phân tử; Mô hình toàn bộ tế bào; Hodgkin–Huxley tính bằng tay; Dự báo bằng tay của Richardson; Đối lưu hỗn loạn của Lorenz; Cụm sao N vật thể

Nguồn: Runge, ‘Ueber die numerische Aufloesung von Differentialgleichungen’, Mathematische Annalen 46 (1895) 167–178

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-numint

Sai phân hữu hạn (1928)

Courant, Friedrichs và Lewy thay các phương trình đạo hàm riêng bằng những phương trình trên một lưới. Họ cũng chỉ ra điều kiện để việc tiến từng bước vẫn ổn định. Mô phỏng thời tiết, đại dương, chất lưu và sóng đều dựa trên thủ thuật này. Richardson đã dùng nó bằng tay từ năm 1922, trước khi có kết quả về tính ổn định.

Xây dựng trên: Phương trình vi phân

Dẫn đến: Phản ứng–khuếch tán của Turing; Dự báo đầu tiên bằng máy tính; Lần chạy hoàn lưu của Phillips; Đại dương và khí quyển ghép đôi

Nguồn: Courant, Friedrichs and Lewy, ‘Ueber die partiellen Differenzengleichungen der mathematischen Physik’, Mathematische Annalen 100 (1928) 32–74

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-fd

Máy phân tích vi phân (1931)

Chiếc máy phân tích vi phân của Bush tại MIT giải các phương trình vi phân bằng trục quay và các bộ tích phân bánh xe–đĩa. Các bộ phận của nó hoạt động giống các số hạng của phương trình, nên chính cỗ máy làm việc mô phỏng. Các bản sao được chế tạo ở Vương quốc Anh, Hoa Kỳ, Canada, Na Uy và Nhật Bản, trong đó có một chiếc do Hartree dựng tại Manchester.

Xây dựng trên: Phương trình vi phân

Dẫn đến: Máy tính điện tử

Nguồn: Bush, ‘The Differential Analyzer: A New Machine for Solving Differential Equations’, Journal of the Franklin Institute 212 (1931) 447–488

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-diffan

Máy tính điện tử (1945–1946)

Eckert và Mauchly chế tạo ENIAC để tăng tốc việc tính lại các bảng bắn pháo binh. Nó hoàn thành vào năm 1946, và Britannica gọi nó là máy tính điện tử đa dụng đầu tiên. Các mô phỏng số lớn đầu tiên, gồm khuếch tán neutron và thời tiết, đã chạy trên nó hoặc trên các máy cùng thế hệ.

Xây dựng trên: Tích phân số; Máy phân tích vi phân

Dẫn đến: Phương pháp Monte Carlo; Thuật toán Metropolis; Động lực học phân tử; Automata tế bào; Mô hình dựa trên tác nhân; Mạng nơ-ron; Bộ mô phỏng lượng tử của Feynman; Tiến hóa trên máy IAS; Phản ứng–khuếch tán của Turing; Mô hình tế bào tim; Mạng nơ-ron mô phỏng; ELIZA; The People Machine; World3; Dự báo đầu tiên bằng máy tính; Đối lưu hỗn loạn của Lorenz; Cụm sao N vật thể; Millennium Simulation; Các bản sao số Destination Earth; Colossal Cave Adventure

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘John Mauchly’ (ENIAC)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-computer

Phương pháp Monte Carlo (1946–1949)

Ulam nghĩ ra phương pháp này năm 1946 khi suy nghĩ về cơ hội thắng một ván bài solitaire. Von Neumann nhận ra vào tháng 3 năm 1947 rằng nó phù hợp với máy tính điện tử, và Metropolis cùng Ulam công bố nó năm 1949. Nó đổi một phép tính bạn không thể làm chính xác lấy nhiều thử nghiệm ngẫu nhiên. Điều đó mở đường cho vận chuyển neutron và, về sau, cơ học thống kê đi vào mô phỏng.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử

Dẫn đến: Thuật toán Metropolis

Nguồn: Eckhardt, ‘Stan Ulam, John von Neumann, and the Monte Carlo Method’, Los Alamos Science 15 (1987) 131–141

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-montecarlo

Automata tế bào (1940s–1960s)

Trong thập niên 1940, Ulam và von Neumann phát triển automata tế bào: các lưới gồm những ô đơn giản được cập nhật theo quy tắc cục bộ. Von Neumann dùng một hệ như vậy để chỉ ra rằng một cỗ máy về nguyên tắc có thể tự sao chép. Các quy tắc cục bộ trên một lưới trở thành mô hình tối thiểu chuẩn của sự tăng trưởng, khuôn mẫu và tự tổ chức.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử

Dẫn đến: Mô hình dựa trên tác nhân; Tiến hóa trên máy IAS; Life, chơi bằng tay

Nguồn: Berto and Tagliabue, ‘Cellular Automata’, Stanford Encyclopedia of Philosophy

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-ca

Thuật toán Metropolis (1953)

Metropolis, các Rosenbluth và các Teller lấy mẫu các trạng thái cân bằng của những hạt tương tác. Họ chấp nhận hoặc từ chối các bước đi ngẫu nhiên bằng trọng số Boltzmann, và chạy nó trên MANIAC cho các đĩa cứng hai chiều. Phương pháp này nay là nền tảng của mô phỏng trong vật lý, thống kê và sinh học.

Xây dựng trên: Phương pháp Monte Carlo; Máy tính điện tử

Dẫn đến: Chất lỏng cầu cứng; Monte Carlo trên mạng cho trường chuẩn; Bộ mô phỏng lượng tử của Feynman

Nguồn: Metropolis, Rosenbluth, Rosenbluth, Teller and Teller, ‘Equation of State Calculations by Fast Computing Machines’, J. Chem. Phys. 21 (1953) 1087

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-mcmc

Động lực học phân tử (1957–1959)

Alder và Wainwright dùng máy tính điện tử nhanh ở Livermore để tích phân các phương trình chuyển động cổ điển cho vài trăm quả cầu cứng. Họ tìm thấy bằng chứng về một chuyển pha giữa chất lỏng và chất rắn. Monte Carlo lấy mẫu các cấu hình. Cách này thì theo dõi các hạt qua thời gian, nên cho phép nghiên cứu dòng chảy, khuếch tán và hồi phục.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Tích phân số

Dẫn đến: Các mô hình thay thế học được; Động lực học phân tử ab initio; Động lực học protein

Nguồn: Alder and Wainwright, ‘Phase Transition for a Hard Sphere System’, J. Chem. Phys. 27 (1957) 1208

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-md

Mô hình dựa trên tác nhân (1971–1996)

Mô hình nhà ở năm 1971 của Schelling cho mỗi tác nhân một quy tắc cục bộ và để một khuôn mẫu tự xuất hiện. Boids (1987) của Reynolds và Sugarscape (1996) của Epstein và Axtell làm điều tương tự trên máy tính, với nhiều tác nhân khác nhau. Cách tiếp cận này dựng nên cái toàn thể từ các quyết định của các bộ phận. Đó là cách đám đông, thị trường và xã hội đi vào mô phỏng.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Automata tế bào

Dẫn đến: Thị trường chứng khoán nhân tạo; Sugarscape; Anasazi nhân tạo

Nguồn: Epstein and Axtell, Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up, Brookings Institution Press / MIT Press (1996)

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-abm

Mạng nơ-ron (1986)

Rumelhart, Hinton và Williams mô tả lan truyền ngược. Nó điều chỉnh trọng số kết nối của một mạng để thu hẹp khoảng cách giữa đầu ra và điều bạn muốn, và nó cho phép các đơn vị ẩn tự hình thành các đặc trưng. Điều đó biến các mạng thành những bộ xấp xỉ hàm có thể huấn luyện. Chúng là nền tảng của các bộ mô phỏng học được ở đầu mỗi dải.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử

Dẫn đến: Các mô hình thay thế học được

Nguồn: Rumelhart, Hinton and Williams, ‘Learning representations by back-propagating errors’, Nature 323 (1986) 533–536

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-neural

Các mô hình thay thế học được (2007)

Behler và Parrinello huấn luyện một mạng nơ-ron trên các năng lượng từ lý thuyết phiếm hàm mật độ. Sau đó nó mô tả bề mặt thế năng của silicon nhanh hơn phép tính lượng tử mà nó sao chép vài bậc độ lớn. Thay một mô phỏng tốn kém bằng một xấp xỉ đã học là bước về sau đã đi tới cấu trúc protein, thời tiết và các thế giới tương tác.

Xây dựng trên: Mạng nơ-ron; Động lực học phân tử

Dẫn đến: Cấu trúc protein học được; Tác nhân sinh tạo; Mẫu silicon; Dự báo thời tiết học được; GameNGen; Genie 3

Nguồn: Behler and Parrinello, ‘Generalized neural-network representation of high-dimensional potential-energy surfaces’, Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 146401

Địa chỉ: /trees/simulations?n=m-learned