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#22 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 12日 22:40
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。

#23 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 13日 11:29
弃婴千枝


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





qianlao 写了: 2023年 12月 12日 22:40 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。

#24 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 13日 11:42
TheMatrix
弃婴千枝 写了: 2023年 12月 13日 11:29

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。

#27 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 13日 22:34
qianlao
弃婴千枝 写了: 2023年 12月 13日 11:29

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。

#28 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 14日 02:44
resso
jiujianoufu 写了: 2023年 12月 1日 10:24 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

#29 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 14日 17:10
Caravel
弃婴千枝 写了: 2023年 12月 13日 11:29

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

#33 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 06:43
verdelite
qianlao 写了: 2023年 12月 13日 22:34 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。

#34 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:05
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。

#35 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:19
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

弃婴千枝 写了: 2023年 12月 13日 11:29

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

#36 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:28
TheMatrix
vitro 写了: 2023年 12月 15日 11:05 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。 :D

#37 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:43
vitro
TheMatrix 写了: 2023年 12月 15日 11:28 题外话,你有点跪族啊。 :D
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。

#38 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:47
TheMatrix
vitro 写了: 2023年 12月 15日 11:43 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。 :D

#39 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 11:51
verdelite
TheMatrix 写了: 2023年 12月 15日 11:47 谁都怕“跪”这个字。 :D
相信了世人皆傻理论的人里面就不存在跪族了。

#41 Re: 现代的量子力学能否模拟一个最简单的化学反应

发表于 : 2023年 12月 15日 19:26
jiujianoufu
mitbbs2013 写了: 2023年 12月 15日 06:17 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?