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[交流]
关于理论化学的交流----复杂的公式已有4人参与
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【这是我在2009年底，与一位本科生的问答。现在，又到了选课季节，因此，把冷饭拎出来再炒炒；增加了一点内容，算是葱花吧。 原文在我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_62c35ca70100fgvw.html】 【问】在理论化学里,既然所有的计算基本都是由高斯来完成的,那么这么多理论中出现的这么多的复杂的方程有什么实际的应用层次的意义吗？ 【答】我不知道你是否有这样的体会：对某件事情，或者某种仪器设备，如果你懂得原理，操作起来就会顺理成章，而且能主动开发新的功能、设法解决新的问题。如果不懂得原理，那只有依样画葫芦，不可能做出创新性的工作。我可不想你在自己身上挂牌子，写着“理论化学”。 工厂的工人，学历不高，却能操作大型设备；可是，工人也只能操作那些自己被培训的设备，基本不可能进行创造性的工作。你也接触了网站的开发。很多网吧的管理员，判断网络故障等，肯定比你强，可是他们根本不懂网络原理，更不用说开发网站了。因此，【作为高斯（或其他软件系统）的使用者，如果不懂得原理，那就只是一个操作工而已】。 （1）我不太赞同在化学本科的量化教学中给出那么多公式 一是大多数学生的数理功夫达不到（严重点说，选择化学、生物的，很多是因为怕数学）； 二是这些公式【打扰】了本科生的学习过程，喧宾夺主。 【这是针对化学院绝大多数本科生而言； 但是，每年都会有极少数（1名到3名）学生，善于、乐于自己推导数学公式。 对这些学生，我的建议是赶快找个理论基础好的老师，吃小灶，有机会接触真正的研究，而不只是淌淌水。 法拉第（老师：戴维） 比尔盖茨（老师：IBM+妈妈） 就是这样的人才。】 所以，我才会开玩笑说要写一本“无公式”量子化学，这是科普中的【量化普】，面向新一代化学家的，而不是面向未来的量子化学家的。 （2）要理解公式，而不是推导公式。 这和你的【角色】有关。一个搞合成的人，不必关心恒温控制的电路设计，只要知道恒温控制的基本原理以及可能出现什么问题就可以了（这已经是很高的要求了）。 如果你想用量子化学来解释一个化学问题，那么有两个办法： 一是自己推导公式、编制程序，运行...... 二是从已有的软件中，寻找能满足自己要求的，测试其功能，有时还要组合不同的软件，...... 当然，还有第三条路线，那就是自己开发一个模块，集成到已有软件中。那就要考虑，有没有必要自己开发模块？能不能找到可以集成、组合的现成软件？ （3）公式的用处 公式其实就是理论的外在的形式、可操作的表达（Operative expression_r）。粗略地说，软件每个功能，应该对应着一个公式。 当你使用软件时，心里应该清楚，你所选择的功能（公式）、设置的参数是否正确，而这往往【需要用公式作为思考的工具】。在这个过程中，你将发现，错误的结果一般是由于自己没有理解公式，或者说面对具体的化学对象，选错了功能（公式）或设错了参数。 当然，也不能排除软件本身有错误的情况。 （4）角色与目标 前面已经提到角色的问题。 理论化学家，我想不外乎两种： 一、熟练、成功地运用适当的理论/计算，解释化学现象；这是走在实验后面，至多是与实验同步； 二、根据大量的实践经验，整理总结出新的理论/计算方法，并成功用于解释新的化学现象（或者对以前的化学现象给出新的解释）；这可以说是走在实验的前面了。 当然，不可能一口吃成个胖子。因此，只有设立分步目标，然后一步步深入。这些小目标的实现过程，你的角色将慢慢地从第二种转化到第一种。 我想，你如果打算搞计算化学，其含义是【运用和“发展”理论化学的原理来“创造性地”解决化学中的新问题，而不是运用高斯软件、采用别人用过的参数来解决一些与别人已经解决了的问题相似的问题】。人家算了甲苯，你来算乙苯、丙苯，人家算了乙酸乙酯，你来算乙酸丙酯。当然，模仿是必不可少的学习、提高的阶段，但模仿的目的是为了创新、发展，而不是机械的重复。 |
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