为什么说「量化穷三代,计算毁一生」?
计算化学是一门相对成熟的学科。计算化学是以理论物理为基础的。与化学、轨道有关,包括健康微观问题,如电子构型可以从量子物理学中解释,与宏观的分子运动有关,分子力学有一个很好的解决办法。许多获得诺贝尔化学奖的科学家都是为化学理论奠基的物理学家。量子力学和分子力学经过多年的测试和发展,很难想象一个新的、颠覆性的理论被提出。近几十年来,即使是最流行的密度函数方法也有所减缓。因此,在现有理论计算方法的限制下,普通研究人员在计算化学领域取得了突破性的发现。
由于实际环境的局限性,计算化学的预测能力有限。说到计算化学是一个笑话,可能是被爆炸感染的鸡鸡,农场的主人为理论化学家提供了解决方案,但在做了所有死鸡之后,论文发现“只适用于真空中的球形鸡”。读这个笑话,只能说又好笑又无奈。这是一本经典的计算化学教科书,里面充满了理想的模型,如刚性球碰撞,或近似二阶导数。很难建立一个模型来调整参数,并发现可用的范围非常有限。目前,很多计算模型都可以算你自己的好,但什么学科发展趋势,不做我自己的模型生物材料不好意思说他们自己的研究有多好。所以计算化学的领域越来越窄,越来越少的东西具有广泛的实用价值。
计算机,特别是计算机的计算能力,极大地制约了计算化学的发展。在一个没有电脑的时代,人们会在薛定谔方程中摇头。后来,摩尔定律的魔力把量子化学推向了学术前沿,人们开始无休止地追求计算精度。因此,计算机的计算水平开始跟不上计算系统的复杂性。
今年的文章,动力学往往需要更像几十纳秒的轨迹分析,定量计算而不是大陆科学钻探(大陆科学钻探(CCSD, T),它们是准确的,做半经验的条件可以改变DFT。
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