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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 其他 » 【求助】第一性原理与密度泛函理论的关系是什么
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number1xu

银虫 (正式写手)

[交流] 【求助】第一性原理与密度泛函理论的关系是什么已有15人参与

我想问一下，第一性原理与密度泛函理论的关系是什么？

[ Last edited by wuli8 on 2010-9-19 at 22:24 ]
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1楼2010-09-18 19:47:58
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

chimegreen

木虫 (正式写手)

Dr.
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zxzj05(金币+1):奖励参与 2010-09-19 13:55:01
发表一些个人见解吧，不对的地方还请批评指正。
我不同意密度泛函与第一性原理等价的说法。
第一性原理面更宽些吧，广义的第一性原理应该也包含，分子动力学，分子力学，蒙特卡罗，密度泛函等方法，而且第一性原理也不单单出现在物理学科，物理上把承认所有主流学科（如牛顿力学，量子力学）的基础上所做的工作都叫第一性原理。

所以第一性原理包含DFT，DFT是第一原理的一个小分支。
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快乐科研，快乐生活。
4楼2010-09-19 08:44:17
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stractor

金虫 (著名写手)
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163.com(金币+1):谢谢参与…… 2010-09-18 21:56:04
密度泛函是第一原理的一种。简单说来，所谓第一就是指预测物性不用试验参数，仅通过电荷，电子质量和普朗克常数解密度泛函理论的Kohn-Sham方程得出。
基于量子力学原理的计算方法都可以称为第一原理，例如HF方法，第一原理分子动力学等。

[ Last edited by stractor on 2010-9-19 at 22:01 ]
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2楼2010-09-18 21:10:49
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linso

银虫 (初入文坛)
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zxzj05(金币+1):奖励参与 2010-09-19 13:55:22
我理解的在材料计算领域的第一原理是，不包含经验参数，基于基本方程的计算。
第一原理(ab init) 包括(共2类)：
1. 基于波函数的计算， 该类程序大都是计算化学(Quantum Chemistry (QC) )用到的，基本理论是CCSD(T)(基团展开),程序有gamess-us, psi-k, gauss, turbomole, ...
2. 基于DFT(密度泛涵的)，程序有abinit, siesta, pwscf(QE, Quantum ESPRESSO), vasp, ...

上面两类在文献中都称自己为第一原理，所以第一原理和密度泛涵是不等价的，密度泛涵只是其中一种:-)
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5楼2010-09-19 11:38:16
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babaleo

木虫 (正式写手)
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zxzj05(金币+1):奖励参与 2010-09-19 13:55:38
偶个人理解第一原理和"ab initio"是等价的,是任何基于物理定理下无须借助经验值而得到解析解. 密度泛函是实现第一原理计算的方发只一.
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6楼2010-09-19 12:41:20
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goldenfisher

金虫 (著名写手)
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aylayl08(金币+2):感谢讨论 2010-09-20 20:08:45
这个貌似讨论了很多次了啊。
密度泛函只是一直特殊的可以用于求解多电子体系的第一原理方法而已。在原子物理中，还有更深的第一原理方法，比如Hartree Fock, Xa方法等等。
另外，上面有同志说的分子动力学等是第一原理方法啊，我也不同意，那最多只是基于第一原理的分子动力学。
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8楼2010-09-19 21:09:55
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普通回帖

sciencemaji

至尊木虫 (文坛精英)
★
zzy870720z(金币+1):谢谢指教 2010-09-19 07:54:21
DFT理论就是第一性原理的基本理论，二者是等价的。由于薛定谔方程没有严格的解析解（H原子除外），于是我们不研究原子坐标，而是将电子密度作为研究对象，相当于在求解薛定谔方程时引入了近似。有点复杂，你看看相关理论。
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3楼2010-09-19 07:28:24
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zxzj05

荣誉版主 (著名写手)
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aylayl08(金币+1):感谢讨论 2010-09-19 15:53:57
如今，第一原理和"ab initio"是被等价

[ Last edited by zxzj05 on 2010-9-19 at 17:28 ]
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储氢家族欢迎储氢研究者！
7楼2010-09-19 13:56:38
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椰浆饭

银虫 (初入文坛)
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aylayl08(金币+4):谢谢阁下的讨论 2010-09-20 20:09:06
首先，第一原理是first principle，不是从头算（ab initio），不是DFT。

分子模拟有两个层面的东西要讨论，就是当使用了BO近似后，怎么分别处理电子和离子实。

处理电子：当用量子力学处理电子的时候就是第一原理方法，密度泛函是一种、半经验也是、HF也是，等等。当我们不想管电子的细节的时候，就直接用势函数描述电子的效果，就是分子力学的方法。

而第一原理中的HF系列是不用任何实验拟和结果的的，所以是从头算；而半经验显然不是从头算。至于DFT，由于XC部分也是用实验拟和的，因此我以为不算从头算。

谈到如何处理离子实的问题时，可以不动，这就是单点计算；可以优化几何结构；可以研究离子实的动力学过程（分子动力学），可以进行随机－统计（monte carlo方法）等等。
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9楼2010-09-19 21:29:23
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zjj760120

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
WDD880227: 金币+1, 鼓励交流 2012-09-26 16:30:10
第一性原理是量子化的相关计算，而分子力学、分子动力学则是基于牛顿力学的宏观理论。
所以，第一性原理和分子力学和分子动力学完全是两码事！
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10楼2012-04-11 17:02:31
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