Laskennallisella fysiikalla tarkoitetaan tutkimusta, jossa pyritään ratkaisemaanfysiikan ongelmia käyttämällä laskentaantietokoneita. Laskenta voi merkitä esimerkiksi matemaattisten yhtälöiden ratkaisemistanumeerisesti tietokoneella, silloin kun analyyttinen ratkaisu ei ole mahdollista. Nykyään se kuitenkin yhä useammin on hyvin monimutkaista ja suurta tietokonekapasiteettia vaativaa fysikaalisten prosessientietokonesimulointia eli pyrkimistä jäljitellä luonnossa tapahtuvaa prosessia tietokoneella.
Laskennallinen fysiikka eroaa käsitteenä sikäli muista fysiikan osa-alueista että sen määritelmä koskee ongelmien ratkaisutapaa. Tässä mielessä käsite voidaan rinnastaa käsittäisiin "kokeellinen fysiikka" ja "teoreettinen fysiikka". Ei kuitenkaan ole olemassa konsensusta siitä onko "laskennallinen fysiikka" rinnastettavissa samanarvoisena näihin kahteen vanhempaan käsitteeseen, vai onko se nähtävänä osanateoreettista fysiikkaa. Edellistä näkemystä voidaan puoltaa esimerkiksi toteamalla että laskennallisen fysiikan työskentelytapa eroaa nykyään useimmiten hyvin pitkälti perinteisestä puhtaan analyyttisen matemaattisesta ("kynä-ja-paperi") teoriasta. Jälkimmäistä näkemystä voi puolustaa esimerkiksi toteamalla että myös laskennallinen fysiikka perustuu pohjimmiltaan johonkin matemaattiseenyhtälöön taialgoritmiin, eikä siten peruslähtökohdaltaan eroa teoriasta.
Joka tapauksessalaskennallinen fysiikka on sikäli mielekäs käsite, että vaikka sillä tutkitaan hyvinkin erilaisten fysiikan alojen ongelmia, perustuu suuri osa ratkaisumenetelmistä muutamaan perusalgoritmiin, joten menetelmien tuntemus ja kehitys voi luoda hyödyllisiä yhteyksiä eri fysiikan osa-alueiden ja lähitieteiden välillä. Esimerkiksi niin kutsuttuaMetropolis Monte Carlo-algoritmia, joka alun perin kehitettiin tutkimaankiinteän aineensulamista[1], käytetään nykyään eri muodoissa lähes kaikilla fysiikan osa-alueilla, ja sen lisäksi laajaltikemiassa,matematiikassa,tietojenkäsittelytieteessä ja jopataloustieteessä. Vastaavasti pohjimmiltaan samoja algoritmeja käytetäänmateriaalifysiikassa ja kemiassaatomien liikkeen simulointeihin, jatähtitieteessätaivaankappaleiden liikkeen mallintamiseen. Lisäksi lähes kaikkia laskennallisiafyysikkoja yhdistää tietenkin tarve saada käyttöönsä ja osata käyttääsupertietokoneita.
Tietokoneiden kehityksen myötä laskennallinen fysiikka on noussut erittäin merkittäväksi osaksi fysiikan tutkimusta, ja on useilla fysiikan osa-alueilla (esimerkiksimateriaalifysiikka) lähes täysin korvannut perinteisen, puhtaan analyyttisen teorian. Myös kokeellinen tutkimus on tavallaan muuttunut laskennalliseksi: hyvin moni mittausmenetelmä (esimerkiksiatomivoimamikroskopia) toimii järkevästi pelkästään tietokoneistetun datankeräyslaitteistonansiosta.
Suomessa laskennallisia menetelmiä käytetään ja opetetaan kaikilla fysiikan laitoksilla, tosin vaihtelevassa laajuudessa, mutta kokonaisuutena sitä voidaan pitää korkeatasoisena. Tämän mahdollistaa pitkältiopetusministeriön omistamatieteen tietotekniikan keskus (CSC), joka tarjoaa kansainvälisesti hyvin kilpailukykyisen tietokonekapasiteetin tutkijoiden käyttöön.
Kuvia tai muita tiedostoja aiheestaLaskennallinen fysiikkaWikimedia Commonsissa