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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » 其他 » 第一性原理、分子模拟和量子化学计算之间的区别是什么
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小白如水

铁杆木虫 (小有名气)

[交流] 第一性原理、分子模拟和量子化学计算之间的区别是什么已有13人参与

三者概念总是搞不清，DFT、从头计算好像三者里也都有，有点迷糊求指点

[ Last edited by ghcacj on 2011-6-1 at 06:46 ]
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1楼2011-05-31 22:40:21
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duotojh

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
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御剑江湖(金币+4): 谢谢，节日快乐~~~哈哈 2011-06-01 21:09:40
小木虫: 金币+5, 回帖也精彩 2013-03-01 18:44:44
楼主要问的应该是（量子化学的）第一性原理、分子（动力学）模拟和（半经验）量子化学计算吧？

第一性原理是指一类最基本的命题或假设，这类命题或假设不能从任何其它命题或假设推导出来，不管任何学科的原理，只要具备这个特征都可以称作第一性原理。在物理学中第一性原理计算也被称作从头算(ab initio)方法。（量子化学的）第一性原理计算使用的是物理学中已经获得广泛承认、未作任何假设不需要拟合参数的基本原理。例如薛定谔方程计算电子结构的方法：这种方法通常要先用奥本海默近似冻结原子核的位置以简化方程的计算，再用波函数展开法求解Slater行列式构成的久期方程，主流的解法有Hartree-Fock和DFT等方法。习惯上将第一性原理（如这里的薛定谔方程）和相关的求解技术（如这里的奥本海默近似、Hartree-Fock和DFT方法）统称第一性原理。

为了更多地减轻量化第一性原理方法的计算量，人们基于Hartree-Fock等公式，利用实验数据获得一些拟合参数，做了许多近似，这就是常见的半经验量子化学计算方法。因为采用了实验数据拟合参数，所以这类方法不能称为第一性原理方法。

可见，在量子化学计算中，第一性原理和半经验方法本质上只有一种区别，就是有没有采用实验数据，它们都可以采用同样的原理、同样的求解技术。

分子模拟(Molecular simulation)也叫分子建模(Molecular modelling)，是指建模或模仿分子行为的一切理论方法和计算技术。例如使用量子化学方法的叫量子化学分子模拟（QM/MM），使用蒙特卡罗方法的叫分子蒙特卡罗（MC）模拟，使用经典力学运动方程理论的叫分子动力学（MD）模拟，诸如此类。
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9楼2011-06-01 15:15:51
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wl1258

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★
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御剑江湖(金币+3): 鼓励新虫 2011-06-01 21:08:19
呵呵，刚入门，只知道第一性原理就是利用量子理论做计算的，而分子动力学模拟是利用牛顿运动方程得到相应的分子的运动轨迹之后再分析想要的参数，量子化学主要也是考虑了量子理论。不知道对不对，求批评指正！
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人生苦短，学不可怠
2楼2011-06-01 08:14:33
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小白如水

铁杆木虫 (小有名气)
★
御剑江湖(金币+1): 节日快乐~~~哈哈 2011-06-01 21:11:12
引用回帖:
Originally posted by wl1258 at 2011-06-01 08:14:33:
呵呵，刚入门，只知道第一性原理就是利用量子理论做计算的，而分子动力学模拟是利用牛顿运动方程得到相应的分子的运动轨迹之后再分析想要的参数，量子化学主要也是考虑了量子理论。不知道对不对，求批评指正！

那第一性原理和量子化学计算又有什么区别呢？好像都是量子理论做基础
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3楼2011-06-01 09:20:08
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beefly

专家顾问 (职业作家)

地沟油冶炼专家
★ ★ ★ ★ ★
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御剑江湖(金币+4): 谢谢 2011-06-01 21:08:29
打个比方。某位做化学实验的老师让他的同事帮忙写程序预测结果。他找到了三个老师，每人各写一个程序。生物系老师在力学系老师的帮助下写了分子模拟程序，物理系老师写了第一性原理程序，化学系老师写了量子化学程序。后来他们发现，这三个程序有些功能是互补的。
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beefly《西太平洋大学现代英汉词典》[bi:fli]牛肉一般地
4楼2011-06-01 11:29:30
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