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lihb734
铁杆木虫 (职业作家)
站在计算化学入门的门槛上
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4楼2010-10-09 12:10:07
yalefield
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2楼2010-10-09 10:58:14
风间的记忆
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3楼2010-10-09 11:21:23
yalefield
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（1）http://chem.scu.edu.cn/professor/lixiangyuan.htm （2）成都日报2005年7月7日报道： 事件提要 “擂主”：马尔古斯（美国化学家１９９２年诺贝尔化学奖获得者） 目标： 非平衡溶剂化理论 挑战者：李象远、傅克祥（四川大学教授） 攻关：非平衡溶剂化理论违背了热力学基本原理，错误地对非可逆途径使用了可逆功积分方法，得到的非平衡自由能表达式是错误的。 结论：我国理论化学研究取得重大原创性突破，达到了国际领先水平 日前从四川大学传出一惊人消息，该校化工学院计算化学研究室博士生导师李象远教授与物理学院傅克祥教授已证明目前国际上流行的非平衡溶剂化理论存在重大基础错误！这不仅动摇了传统非平衡溶剂化理论的基石，而且建立起了全新的非平衡溶剂化理论新体系和一系列相关的理论模型，并对历史上一些理论预测和实验结果互相矛盾的重要遗留问题给予了圆满解释。据悉，这是我国在理论化学基础研究领域近年来取得的一项重大原创性成果，达到了国际领先水平。 该理论的主要创立者、美国化学家马尔古斯（Ｒ．Ａ．Ｍａｒｃｕｓ）正是凭借在电子转移及其溶剂效应理论方面的贡献获得１９９２年诺贝尔化学奖的。 昨天下午，记者获得这一消息后，第一时间赶往四川大学采访。几经周折，我们终于见到李象远教授，但他的第一句话就给我们泼了冷水：“我们搞基础理论研究的，不追求新闻效应，只想踏踏实实地弄清科学问题，还原科学事件的本来面目。”他认为，搞技术开发才需要引起公众的注意，因为那将有助于工作的开展。几经“游说”，李象远在他的办公室接受了记者的“非正式”专访。 挑战的起因 偶尔“误差”让他们大胆质疑 李象远教授在川大化工学院计算化学研究室工作，而傅克祥却是物理学院的教授，他们怎么会走到一起？ 李象远说，一个偶然的机会促成了他们的“理化搭配”：研究化学的李象远２０多年前就注意到了非平衡溶剂化理论，并时时为该理论应用在实验中偶尔出现的“误差”感到困惑。而一般科学家的做法是自己调整参数，以使实验“适应”国际上流行的研究模式、曾获得诺贝尔化学奖的非平衡溶剂化理论。 但李象远却敏锐地意识到，该理论有缺陷，只是自己也不清楚缺陷究竟在什么地方。傅克祥了解到李象远的困惑后，以一个“外行”的身份和他进行了探讨，并从电动力学的角度进行了分析，进而从热力学的角度大胆猜想：马尔古斯在建立非平衡溶剂化理论时，是不是一开始便违背了热力学基本原理，错误地对非可逆途径使用了可逆功积分方法，因而得到的非平衡自由能表达式是完全错误的呢？ 挑战的进程 ６年时间枯燥乏味中艰苦攻关 “猜想”出来后，甚至连他们自己都吓了一跳。毕竟这是一项获得过诺贝尔化学奖的成果，况且在学界多年的应用中，尽管存在一些小的问题，但总体来说还是成功的。对科学真理的追求却让他们不能停步——１９９９年，李象远和傅克祥开始了艰苦攻关，后来连李象远读研究生时的导师也感到“这个课题很有意思”，而主动加入其中。 理论研究是枯燥甚至乏味的，反复地推算，不断地反驳……不像实验科学家还有实验室，他们只有纸、笔和电脑。他们发挥学科交叉的研究优势，从物理、化学两个方面进攻，通过大量细致的基础理论工作，最终证明了非平衡溶剂化理论存在重大基础错误，从而对这套理论体系提出了挑战，动摇了非平衡溶剂化理论的基石，并建立起了全新的非平衡溶剂化理论新体系和一系列相关的理论模型，对历史上一些理论预测和实验结果互相矛盾的重要遗留问题给予了圆满解释。 理化联动动摇原有理论基石 原有理论体系是由以诺贝尔化学奖获得者马尔古斯教授为代表的众多著名理论化学家在近５０年的时间里建立起来的。李象远、傅克祥的最新研究表明，当年年仅３２岁的马尔古斯在建立非平衡溶剂化理论时，一开始便违背了热力学基本原理，错误地对非可逆途径使用了可逆功积分方法，因而得到的非平衡自由能表达式是完全错误的。这一发现从根本上动摇了整套非平衡溶剂化理论的基石，使得基于此自由能表示建立起来的所有理论模型和计算方法失去了合理性。他们的理论推演表明，从定量角度看，目前流行的非平衡溶剂化理论高估溶剂效应一倍左右，这样的差别会在反应速率计算上产生达两个数量级的误差，从而在历史上遗留下很多理论预测和试验结果大相径庭的问题。 挑战的结果 多次受挫论文曾屡屡被“毙” 非平衡溶剂化理论从发展到广泛应用经历了半个世纪，质疑这样一套完整的理论体系，需要从不同角度进行论证，弄清不同科学家所发展的理论中存在的错误以及其相互联系。此外，新理论本身首先必须完美自洽，同时还应能圆满解释实验事实。李象远、傅克祥的攻关直到２００４年才算有了眉目，但他们并没有如释重负般的轻松感，他们还需要将新理论介绍出去，让全球化学界了解中国人的贡献。 他们没想到的是，论文寄出去后，几乎没有发表的可能。原因是国际权威学术刊物刊登论文，总是会找本领域的权威专家审稿，而化学界的“大腕”多数都对非平衡溶剂化理论有贡献。曾为非平衡溶剂化理论作出过重要贡献、目前在国际化学界炙手可热的美国科学家牛顿（Ｍ．Ｄ．Ｎｅｗｔｏｎ）后来告诉李象远，他就曾５次“毙”了李象远、傅克祥的论文，因为他认为“这样的论文不值一看”。 苦尽甘来论文“荣登”顶级刊物 据介绍，李象远、傅克祥等建立新理论体系的约１０篇研究论文已在重要国际期刊《计算化学学报》（《ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ（ＩＦ＝３．２）》）、《化学物理》（《ＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ》）等连载发表，研究成果也多次应邀在美国化学会全国会议等国际会议上报告。国际刊物《理论与计算化学学》（《ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ》）更是邀请李象远教授等就此新理论体系撰写综述文章在该刊发表，审稿人认为这项成就“是中国科学家对整个理论化学界的重大贡献。”据悉，《理论与计算化学学报》今年９月号将以８０多页的篇幅刊载李象远等详细介绍新理论的文章。 挑战的延伸 学术争论网上“敌人”成朋友 学术的争论永远不会停止。牛顿、费沃德尔霍夫（Ｕ．Ｂ．Ｆｅｌｄｅｒｈｏｆ美国）等国际溶剂化理论权威科学家同李象远等开展了大量平等而友好的多方学术讨论和争论。通过论文发表、学术报告和学术讨论，计算化学研究室发展的新理论体系已经得到了国际同行越来越广泛的认可。著名溶剂化理论专家、德国科学家凯尔特（Ａ．Ｋｌａｍｔ）教授专门向李象远致信承认自己“对非平衡化的处理是不合适的。”今年初，牛顿主动找到李象远索取更详细的资料，并计划近期来川大与李象远、傅克祥等进行面对面的交流。 新的问题 原创者要携手挑战者 通过学术交流，马尔古斯与李象远、傅克祥成了好朋友，并在北京和韩国等地多次会面进行探讨。另外，牛顿、费沃德尔霍夫、凯尔特等权威专家与李象远等在网上建立了密切的联系，常常“群发”电子邮件进行深入探讨，希望更加完善新理论。 现年已８０多岁的马尔古斯承认了新理论的观点，但他还有一点没有想通的是，１９５９年前苏联科学家曾用量子场论的方法做过类似研究，也得出了类似结论，“他们又错在哪里？”他也正积极与李象远一道进行分析，希望能得出一个最终结论。 挑战的心态 非为获奖望由此给中国人争光 最近，李象远、傅克祥更忙了！“不断地介绍，不断地完善，我们必须找出其他暗藏的问题。”他们还需要在学术界不断地争论，“现在几乎干不了其他事！” 按照推理，李象远、傅克祥“摧毁”了一个曾经获得诺贝尔奖的成果，他们是否可以因此获得诺贝尔化学奖？李象远说：“想都没想过！”他还打了一个形象的比喻——杀害肯尼迪的人并不能因此成为美国总统。李象远说，自己只满足于追求科学真理过程中的快乐，并希望由此能给中国人争光，仅此而已！ 真情寄语强国须发展基础理论 李象远多次告诉记者：“我们运气比较好！”尽管国际上有人曾怀疑过旧理论体系，但最终没有做。他还将成功归功于“遇见了傅克祥这样的好伙伴！”有人曾给李象远开玩笑：“马尔古斯都８０多岁了，你干吗要折磨好人？”——马尔古斯在学术界不仅威望极高，而且是公认的“好人”，非常慈祥、平易近人。李象远说，这就是科学的残酷，我们都追求真理，必须还科学一个本来面目。 李象远的办公室非常普通，窗明几净的办公室内，除了沙发和一张大大的办公桌外，几乎别无它物，办公桌上也仅仅是一台手提电脑而已。谈到我国在基础理论研究领域的落后状况，他显得十分着急。他说：“你可以翻一翻书，近代以来，有几个公式是以中国人的名字命名的？”他认为，尽管我们在应用科学方面取得了一些成果，但国力强盛，科技的真正腾飞，还必须依赖于基础理论研究的发展。 非平衡溶剂效应理论 电子转移和光谱等“快过程”的溶剂效应涉及溶剂低频响应滞后的问题，即所谓非平衡溶剂化问题。上世纪５０年代，马尔古斯用可逆功方法建立了非平衡自由能的表达式，奠定了非平衡溶剂效应的理论基础，经过牛顿美国、海恩斯（Ｈｙｎｅｓ，法国?雪、托玛斯（Ｔｏｍａｓｉ，意大利、凯尔特德国等一批国际知名理论化学家的发展，逐渐形成了一套“近乎完善”的非平衡溶剂化理论体系，建立起了电子转移溶剂重组能的马尔古斯“双球模型”，液相光谱Ｓｔｏｃｋｅｓ频移的ｉｐｐｅｒｔ－Ｍａｔａｇａ模型等一系列被理论和实验化学家广泛使用的解析表达式以及利用计算机技术的多种数值计算方法，主导了非平衡溶剂效应的理论和实验研究近５０年。马尔古斯教授由于在电子转移及其溶剂效应理论方面的贡献，获得了１９９２年诺贝尔化学奖。 |
5楼2010-10-09 18:14:21
