现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

[qianlao]

生化用牛顿力学可以模拟很大的分子，完全不考虑波动性。化学键就是弹簧，原子就是小球（甚至是质点）。分子当成耦合振子体系。这个版的说法就是动力系统（dynamical system)。介质那些就说是耗散。用经典力学，H2+O2=H2O这样小的反应完全可以处理。有本书是mathematical biology (各种好听的名称）系列：Tamar Schlick, Molecular Modeling and Simulation。

[弃婴千枝]

唉

你搞bio分子模拟也是半路出家的吧?

真是基础不扎实,墙倒屋塌

化学反应,比如你说的氢氧燃烧,涉及原子外层电子转移,这必须用量子力学来描述,这过程,涉及的能量高达十几个eV,甚至二十几个eV,是非常巨大的,光谱学上是紫外到可见光.

但是生命体内的各种分子过程,比如protein folding,涉及的只是以大分子为基元的大分子间相互作用,能量范围是1eV以下,光谱学上是红外范围.当然只需要牛顿力学,

最后说一个big picture,地球上的碳基生命只能在零点几个eV的能量范围内生存,2-3eV的太阳光照射就会引发癌症,钴60产生的MeV级别的gamma辐射可以立即让人死亡.

最后建议你读一读原子分子光谱课本,你就会对什么时候用量子力学什么时候用牛顿力学有一个清晰概念

生化用牛顿力学可以模拟很大的分子，完全不考虑波动性。化学键就是弹簧，原子就是小球（甚至是质点）。分子当成耦合振子体系。这个版的说法就是动力系统（dynamical system)。介质那些就说是耗散。用经典力学，H2+O2=H2O这样小的反应完全可以处理。有本书是mathematical biology (各种好听的名称）系列：Tamar Schlick, Molecular Modeling and Simulation。

[TheMatrix]

唉

你搞bio分子模拟也是半路出家的吧?

真是基础不扎实,墙倒屋塌

化学反应,比如你说的氢氧燃烧,涉及原子外层电子转移,这必须用量子力学来描述,这过程,涉及的能量高达十几个eV,甚至二十几个eV,是非常巨大的,光谱学上是紫外到可见光.

但是生命体内的各种分子过程,比如protein folding,涉及的只是以大分子为基元的大分子间相互作用,能量范围是1eV以下,光谱学上是红外范围.当然只需要牛顿力学,

最后说一个big picture,地球上的碳基生命只能在零点几个eV的能量范围内生存,2-3eV的太阳光照射就会引发癌症,钴60产生的MeV级别的gamma辐射可以立即让人死亡.

最后建议你读一读原子分子光谱课本,你就会对什么时候用量子力学什么时候用牛顿力学有一个清晰概念

嗯，这个指标很好。

[qianlao]

唉

你搞bio分子模拟也是半路出家的吧?

真是基础不扎实,墙倒屋塌

化学反应,比如你说的氢氧燃烧,涉及原子外层电子转移,这必须用量子力学来描述,这过程,涉及的能量高达十几个eV,甚至二十几个eV,是非常巨大的,光谱学上是紫外到可见光.

但是生命体内的各种分子过程,比如protein folding,涉及的只是以大分子为基元的大分子间相互作用,能量范围是1eV以下,光谱学上是红外范围.当然只需要牛顿力学,

最后说一个big picture,地球上的碳基生命只能在零点几个eV的能量范围内生存,2-3eV的太阳光照射就会引发癌症,钴60产生的MeV级别的gamma辐射可以立即让人死亡.

最后建议你读一读原子分子光谱课本,你就会对什么时候用量子力学什么时候用牛顿力学有一个清晰概念

我自己确实是半路子，不是基础不扎实，是没有。不是墙倒屋塌，是无瓦无砖。但这不是我自己不懂的借口。这里好多人大学念的一科，研究生又一科，薄厚又一科，正常。我自己不行就是不行. 用能量的数量级多少eV决定什么时候用量子和经典，是个方便的量化方式，方便但是不能说是对或错。平面波的能级是连续的可低可高，不是离散的，这跟经典的一样。但是不同于轨迹。氨气分子的伞运动，能级几乎是简并的，但是经典不容许。有的案例，经典力学跟量子力学结果相差不大，像H+HD=D+H2，经典轨迹算出来的散射截面跟波函数算的差别不大。跟多少eV无关。如果量子力学是普适的，不管多少eV，原则上都要用它。算力不够是技术上的原因，今天还达不到，不是原理的问题。最后，用能量来划分，还有一个问题，就是以人类为中心：可见光，紫外，诱发癌症。假如人类缩小好多倍，可能量子效应在比较低的能量上就变得显著了。有一本Herzberg的原子光谱，没有读过几页，是该看看。不过自己不是“系统学习"的好学生，差距很大，总是觉得是懂非懂就够了，不存在真懂。

[resso]

现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应？如氢气在氧气中燃烧变成水，并释放热量。预测反应产物种类，生成率，反应条件和热量大小。

可以，DFT理论

[Caravel]

唉

你搞bio分子模拟也是半路出家的吧?

真是基础不扎实,墙倒屋塌

化学反应,比如你说的氢氧燃烧,涉及原子外层电子转移,这必须用量子力学来描述,这过程,涉及的能量高达十几个eV,甚至二十几个eV,是非常巨大的,光谱学上是紫外到可见光.

但是生命体内的各种分子过程,比如protein folding,涉及的只是以大分子为基元的大分子间相互作用,能量范围是1eV以下,光谱学上是红外范围.当然只需要牛顿力学,

最后说一个big picture,地球上的碳基生命只能在零点几个eV的能量范围内生存,2-3eV的太阳光照射就会引发癌症,钴60产生的MeV级别的gamma辐射可以立即让人死亡.

最后建议你读一读原子分子光谱课本,你就会对什么时候用量子力学什么时候用牛顿力学有一个清晰概念

室温是26meV, 能量小依然有量子效应，但是很容易被环境退相干

[verdelite]

我自己确实是半路子，不是基础不扎实，是没有。不是墙倒屋塌，是无瓦无砖。但这不是我自己不懂的借口。这里好多人大学念的一科，研究生又一科，薄厚又一科，正常。我自己不行就是不行. 用能量的数量级多少eV决定什么时候用量子和经典，是个方便的量化方式，方便但是不能说是对或错。平面波的能级是连续的可低可高，不是离散的，这跟经典的一样。但是不同于轨迹。氨气分子的伞运动，能级几乎是简并的，但是经典不容许。有的案例，经典力学跟量子力学结果相差不大，像H+HD=D+H2，经典轨迹算出来的散射截面跟波函数算的差别不大。跟多少eV无关。如果量子力学是普适的，不管多少eV，原则上都要用它。算力不够是技术上的原因，今天还达不到，不是原理的问题。最后，用能量来划分，还有一个问题，就是以人类为中心：可见光，紫外，诱发癌症。假如人类缩小好多倍，可能量子效应在比较低的能量上就变得显著了。有一本Herzberg的原子光谱，没有读过几页，是该看看。不过自己不是“系统学习"的好学生，差距很大，总是觉得是懂非懂就够了，不存在真懂。

Herzberg的书是比较经典的教材，应用广泛，印刷了许多次。我有。他的书里有个图有一个typo，印了许多版也没人发现。刚才记错了，改正一下：错了的是Finkelnburg的书，对应于Herzberg书的图45。Herzberg书对的。

还有比他的书更详细的。

[vitro]

Putnam 说目前为止唯一相对清晰的还原论是光到电磁辐射:
(28:37)
为何要执迷它呢。看了不少反还原论的论证。有点对还原论的动摇了。
题外话，中国教育环境下很容易信仰还原论，比如重数理，少思辨，从众容易觉得还原论是舒适区。

[DollarMore]

看来 物质世界 到了极微观尺度，都是强相互作用，距离越近，作用力越强，
比如从中子里弄出 quack，得用高能物理的对撞机

唉

你搞bio分子模拟也是半路出家的吧?

真是基础不扎实,墙倒屋塌

化学反应,比如你说的氢氧燃烧,涉及原子外层电子转移,这必须用量子力学来描述,这过程,涉及的能量高达十几个eV,甚至二十几个eV,是非常巨大的,光谱学上是紫外到可见光.

但是生命体内的各种分子过程,比如protein folding,涉及的只是以大分子为基元的大分子间相互作用,能量范围是1eV以下,光谱学上是红外范围.当然只需要牛顿力学,

最后说一个big picture,地球上的碳基生命只能在零点几个eV的能量范围内生存,2-3eV的太阳光照射就会引发癌症,钴60产生的MeV级别的gamma辐射可以立即让人死亡.

最后建议你读一读原子分子光谱课本,你就会对什么时候用量子力学什么时候用牛顿力学有一个清晰概念

[TheMatrix]

Putnam 说目前为止唯一相对清晰的还原论是光到电磁辐射:
(28:37)
为何要执迷它呢。看了不少反还原论的论证。有点对还原论的动摇了。
题外话，中国教育环境下很容易信仰还原论，比如重数理，少思辨，从众容易觉得还原论是舒适区。

题外话，你有点跪族啊。

[vitro]

题外话，你有点跪族啊。

批评教育系统不是中国人哦。你有点还原论哦 。有些反还原论的书还是国人写的。

[TheMatrix]

批评教育系统不是中国人哦。你有点还原论哦 。有些反还原论的书还是国人写的。

谁都怕“跪”这个字。

[verdelite]

谁都怕“跪”这个字。

相信了世人皆傻理论的人里面就不存在跪族了。

[jiujianoufu]

有两个著名的软件：高斯，薛定谔。专门计算化学性质，化学反应过度态，生物分子折叠。
用的是无限接近的DFT，不是解方程的精确解。
有些性质计算的结果已经超过实验室测量的结果：根据的是光速普朗克常数这几个非常精确的值。

DFT如果那么牛逼，它能不能代替一些化学实验？特别是在一些极端条件下的化学实验。能不能预测一些新物质的产生以及新物质的性质？能不能搞出催化剂？