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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 計算模擬區(qū) » 量子化學 » 其他 » 關于理論化學的交流----復雜的公式
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[交流]
關于理論化學的交流----復雜的公式 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�，F(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)的這么多的復雜的方程有什么實際的應用層次的意義嗎？ 【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”。 工廠的工人，學歷不高，卻能操作大型設備；可是，工人也只能操作那些自己被培訓的設備，基本不可能進行創(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)絡故障等，肯定比你強，可是他們根本不懂網(wǎng)絡原理，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）我不太贊同在化學本科的量化教學中給出那么多公式 一是大多數(shù)學生的數(shù)理功夫達不到（嚴重點說，選擇化學、生物的，很多是因為怕數(shù)學）； 二是這些公式【打擾】了本科生的學習過程，喧賓奪主。 【這是針對化學院絕大多數(shù)本科生而言； 但是，每年都會有極少數(shù)（1名到3名）學生，善于、樂于自己推導數(shù)學公式。 對這些學生，我的建議是趕快找個理論基礎好的老師，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，這是科普中的【量化普】，面向新一代化學家的，而不是面向未來的量子化學家的。 （2）要理解公式，而不是推導公式。 這和你的【角色】有關。一個搞合成的人，不必關心恒溫控制的電路設計，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來解釋一個化學問題，那么有兩個辦法： 一是自己推導公式、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（Operative expression_r）。粗略地說，軟件每個功能，應該對應著一個公式。 當你使用軟件時，心里應該清楚，你所選擇的功能（公式）、設置的參數(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)，錯誤的結果一般是由于自己沒有理解公式，或者說面對具體的化學對象，選錯了功能（公式）或設錯了參數(shù)。 當然，也不能排除軟件本身有錯誤的情況。 （4）角色與目標 前面已經(jīng)提到角色的問題。 理論化學家，我想不外乎兩種： 一、熟練、成功地運用適當?shù)睦碚?計算，解釋化學現(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，整理總結出新的理論/計算方法，并成功用于解釋新的化學現(xiàn)象（或者對以前的化學現(xiàn)象給出新的解釋）；這可以說是走在實驗的前面了。 當然，不可能一口吃成個胖子。因此，只有設立分步目標，然后一步步深入。這些小目標的實現(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，其含義是【運用和“發(fā)展”理論化學的原理來“創(chuàng)造性地”解決化學中的新問題，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。當然，模仿是必不可少的學習、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。 |
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yongleli
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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。可以一看。 |
4樓2011-06-26 18:49:53
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yyqiao，你好。 想學反應動力學計算。卻不知道從哪里開始。 似乎要學統(tǒng)計力學，但是覺得統(tǒng)計力學與實際要計算的動力學之間還有很大差距。 我一直覺得，學習困難，原因只在于沒有找對學習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
5樓2011-06-26 20:36:39
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