当物理定律与高精度计算相遇：我的新开源项目 N-Body

大家好，今天想和大家聊聊我计划投入的下一个开源项目：n-body——一个天体运动模拟程序。
缘起：物理世界的纯粹之美

多年前，我就曾被物理世界的简洁与优雅所深深吸引，尝试用 C++、JavaScript 和 C# 编写过二维的天体运动模拟，特别是经典的三体问题和太阳-地球-月亮系统。
当看着完全由物理定律驱动的代码，在屏幕上描绘出星辰的轨迹时，那种创造的喜悦与成就感，至今记忆犹新。这纯粹是由兴趣驱动的探索，是一种难以言喻的、源自代码与自然规律共鸣的美妙感觉。

昔日的探索与瓶颈

然而，那时的探索充满了遗憾与挑战：

• 数值精度问题：当时的我对高级的数值微分方法（如龙格-库塔法）了解不深，导致模拟的累积误差很大，星辰的轨迹很快便会偏离现实。
  
• 计算工具匮乏：核心的瓶颈在于，C# 生态中缺少一个强大的高精度数值计算库。这直接导致了我后来的开源项目 sdcb.arithmetic 的诞生，但在当时，这块拼图是缺失的。
  
• 开发效率：在那个没有 AI 辅助编程的年代，很多想法的验证和代码实现都相对低效。
  

如今，万事俱备

时过境迁，如今再次审视 n-body 项目，可谓是水到渠成。几块最关键的拼图已经凑齐：

• 理论知识的成熟：我对现代数值求解器，特别是像 ODE45、Cash-Karp 等算法，有了更深入的理解，这为解决误差问题提供了理论基础。
  
• 核心工具的完善：我亲手打造的高精度数值计算库 sdcb.arithmetic（基于底层的 GMP 和 MPFR）已经发布并日趋成熟，它为 .NET 带来了前所未有的计算能力。
  
• 开发效率的飞跃：AI 辅助开发的普及，极大地提升了我的编码和研究效率。
  

这三块重要拼图的完成，让我重新整理和审视 n-body 项目成为了一个自然而然的选择。
挑战与展望：追求极致性能的闭环

当然，这并不意味着前路一片坦途。sdcb.arithmetic 库虽然可以实现方便的调用和极致的性能，但目前还无法两者兼得。在 n-body 项目中，我的选择非常明确：性能优先。
“能跑起来”绝不是胜利，我更关心的是：

• 性能基准：它能跑多快？相比于原生的 double 类型，性能差距究竟有多大？
  
• 结果对比：高精度计算能够带来哪些与 double 截然不同的、更精确的模拟结果？
  

更重要的是，我希望形成一个良性循环：在 n-body 项目中获得的性能优化经验，将直接反哺到 sdcb.arithmetic 库的改进中，让这个基础库变得更加强大。
欢迎围观与加入

目前，n-body 项目的初始框架已经提交到 GitHub，一些敏锐的粉丝可能已经注意到了。感谢大家的关注！

• 项目地址：https://github.com/sdcb/n-body
  

感谢您读到这里。如果这个项目让您感到一丝兴奋或好奇，不妨点个赞、加个 Star，或者加入我的 .NET 骚操作 QQ 群 (495782587)，一起交流探讨，见证这个项目的成长。

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