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關(guān)于理論化學(xué)的交流----復(fù)雜的公式 已有4人參與
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【這是我在2009年底，與一位本科生的問答。現(xiàn)在，又到了選課季節(jié)，因此，把冷飯拎出來再炒炒；增加了一點內(nèi)容，算是蔥花吧。 原文在我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_62c35ca70100fgvw.html】 【問】在理論化學(xué)里,既然所有的計算基本都是由高斯來完成的,那么這么多理論中出現(xiàn)的這么多的復(fù)雜的方程有什么實際的應(yīng)用層次的意義嗎？ 【答】我不知道你是否有這樣的體會：對某件事情，或者某種儀器設(shè)備，如果你懂得原理，操作起來就會順理成章，而且能主動開發(fā)新的功能、設(shè)法解決新的問題。如果不懂得原理，那只有依樣畫葫蘆，不可能做出創(chuàng)新性的工作。我可不想你在自己身上掛牌子，寫著“理論化學(xué)”。 工廠的工人，學(xué)歷不高，卻能操作大型設(shè)備；可是，工人也只能操作那些自己被培訓(xùn)的設(shè)備，基本不可能進(jìn)行創(chuàng)造性的工作。你也接觸了網(wǎng)站的開發(fā)。很多網(wǎng)吧的管理員，判斷網(wǎng)絡(luò)故障等，肯定比你強，可是他們根本不懂網(wǎng)絡(luò)原理，更不用說開發(fā)網(wǎng)站了。因此，【作為高斯（或其他軟件系統(tǒng)）的使用者，如果不懂得原理，那就只是一個操作工而已】。 （1）我不太贊同在化學(xué)本科的量化教學(xué)中給出那么多公式 一是大多數(shù)學(xué)生的數(shù)理功夫達(dá)不到（嚴(yán)重點說，選擇化學(xué)、生物的，很多是因為怕數(shù)學(xué)）； 二是這些公式【打擾】了本科生的學(xué)習(xí)過程，喧賓奪主。 【這是針對化學(xué)院絕大多數(shù)本科生而言； 但是，每年都會有極少數(shù)（1名到3名）學(xué)生，善于、樂于自己推導(dǎo)數(shù)學(xué)公式。 對這些學(xué)生，我的建議是趕快找個理論基礎(chǔ)好的老師，吃小灶，有機會接觸真正的研究，而不只是淌淌水。 法拉第（老師：戴維） 比爾蓋茨（老師：IBM+媽媽） 就是這樣的人才�！� 所以，我才會開玩笑說要寫一本“無公式”量子化學(xué)，這是科普中的【量化普】，面向新一代化學(xué)家的，而不是面向未來的量子化學(xué)家的。 （2）要理解公式，而不是推導(dǎo)公式。 這和你的【角色】有關(guān)。一個搞合成的人，不必關(guān)心恒溫控制的電路設(shè)計，只要知道恒溫控制的基本原理以及可能出現(xiàn)什么問題就可以了（這已經(jīng)是很高的要求了）。 如果你想用量子化學(xué)來解釋一個化學(xué)問題，那么有兩個辦法： 一是自己推導(dǎo)公式、編制程序，運行...... 二是從已有的軟件中，尋找能滿足自己要求的，測試其功能，有時還要組合不同的軟件，...... 當(dāng)然，還有第三條路線，那就是自己開發(fā)一個模塊，集成到已有軟件中。那就要考慮，有沒有必要自己開發(fā)模塊？能不能找到可以集成、組合的現(xiàn)成軟件？ （3）公式的用處 公式其實就是理論的外在的形式、可操作的表達(dá)（Operative expression_r）。粗略地說，軟件每個功能，應(yīng)該對應(yīng)著一個公式。 當(dāng)你使用軟件時，心里應(yīng)該清楚，你所選擇的功能（公式）、設(shè)置的參數(shù)是否正確，而這往往【需要用公式作為思考的工具】。在這個過程中，你將發(fā)現(xiàn)，錯誤的結(jié)果一般是由于自己沒有理解公式，或者說面對具體的化學(xué)對象，選錯了功能（公式）或設(shè)錯了參數(shù)。 當(dāng)然，也不能排除軟件本身有錯誤的情況。 （4）角色與目標(biāo) 前面已經(jīng)提到角色的問題。 理論化學(xué)家，我想不外乎兩種： 一、熟練、成功地運用適當(dāng)?shù)睦碚?計算，解釋化學(xué)現(xiàn)象；這是走在實驗后面，至多是與實驗同步； 二、根據(jù)大量的實踐經(jīng)驗，整理總結(jié)出新的理論/計算方法，并成功用于解釋新的化學(xué)現(xiàn)象（或者對以前的化學(xué)現(xiàn)象給出新的解釋）；這可以說是走在實驗的前面了。 當(dāng)然，不可能一口吃成個胖子。因此，只有設(shè)立分步目標(biāo)，然后一步步深入。這些小目標(biāo)的實現(xiàn)過程，你的角色將慢慢地從第二種轉(zhuǎn)化到第一種。 我想，你如果打算搞計算化學(xué)，其含義是【運用和“發(fā)展”理論化學(xué)的原理來“創(chuàng)造性地”解決化學(xué)中的新問題，而不是運用高斯軟件、采用別人用過的參數(shù)來解決一些與別人已經(jīng)解決了的問題相似的問題】。人家算了甲苯，你來算乙苯、丙苯，人家算了乙酸乙酯，你來算乙酸丙酯。當(dāng)然，模仿是必不可少的學(xué)習(xí)、提高的階段，但模仿的目的是為了創(chuàng)新、發(fā)展，而不是機械的重復(fù)。 |
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2樓2011-06-25 14:37:49
cenwanglai
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yyqiao，你好。 想學(xué)反應(yīng)動力學(xué)計算。卻不知道從哪里開始。 似乎要學(xué)統(tǒng)計力學(xué)，但是覺得統(tǒng)計力學(xué)與實際要計算的動力學(xué)之間還有很大差距。 我一直覺得，學(xué)習(xí)困難，原因只在于沒有找對學(xué)習(xí)資料和可以討論的人。 希望提供意見！ 希望可以做出下面帖子里面的那種工作：http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=3290641&page=2#pid1504123 [ Last edited by cenwanglai on 2011-6-26 at 10:08 ] |
3樓2011-06-26 10:04:37
yongleli
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cenwanglai(金幣+3): 謝謝yongleli專家指路 2011-06-26 21:57:45
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cenwanglai(金幣+3): 謝謝yongleli專家指路 2011-06-26 21:57:45
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http://cp2k.berlios.de/quickstep.html http://cp2k.berlios.de/manual/references.html Hutter同志近期好像出了本書，叫ab initio分子動力學(xué)�？梢砸豢�。 |
4樓2011-06-26 18:49:53
5樓2011-06-26 20:36:39
yongleli
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6樓2011-06-27 17:27:51
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