量子化學(xué),簡單地說就是把化學(xué)研究的方法回歸到化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),從原子核與電子這個層次來研究分子間的相互關(guān)系,例如,原子核外圍有多少個電子,這些電子如何旋轉(zhuǎn),電子之間如何發(fā)生相互作用,這些相互作用又會如何導(dǎo)致原子的結(jié)合。
如果能夠把這些問題都歸納為數(shù)學(xué)公式,則只需要通過數(shù)學(xué)計算,就能夠分析出化學(xué)反應(yīng)的過程,并預(yù)測出化合物的性質(zhì)。
由于采用這種方法并不需要真正地做實驗,學(xué)者們就可以任意地提出化學(xué)反應(yīng)的思路,并從模型上加以論證。等到論證完成,再做實驗驗證,這可以極大地節(jié)約時間和費用成本。
量子化學(xué)的起源,可以追溯到20世紀(jì)的20年代,但直到60年代,隨著計算機的普及,科學(xué)家們才得以真正地完成這些復(fù)雜的計算,從而進入了一個被稱為計算量子化學(xué)的階段。
在后世,這種研究方法可謂是家喻戶曉,好吧,我是指在化學(xué)家的圈子里家喻戶曉,對于普通人來說,這種方法簡直比天書還復(fù)雜。
高凡是懂得這種方法的,他還知道,后世計算量子化學(xué)的模型計算需要借助每秒運算幾千萬億次的超級計算機來完成。而現(xiàn)在楊凱能夠依靠的,只是一臺每秒運算100萬次的所謂中型計算機,而且獲得一個機時還需要排五個小時的隊。
這相當(dāng)于拿著弓箭琢磨登月的事情,太過超前了吧?
“這件事,是有點難度?!睏顒P點頭說,“不過,我覺得這個方向應(yīng)當(dāng)是正確的。國外提出計算量子化學(xué)的概念是在60年代,我們落后了一拍,但差得還不算太遠。
“我從文獻上看到,國外現(xiàn)在在這個方向上進展非??欤〉昧舜罅康耐黄?。如果我們現(xiàn)在不抓緊時間追趕,等人家跑得更遠一點,我們想追都找不到方向了。”
“所以你就打算把你的研究方向定在計算量子化學(xué)上了?”高凡問道。
他想起自己第一次見到楊凱的時候,楊凱說他沒有上研究生的原因,在于沒有找到自己感興趣的方向。而現(xiàn)在,楊凱居然說起追趕國際先進技術(shù)的問題了,這應(yīng)當(dāng)算是找著方向了吧?
楊凱說:“沒錯,我決定了,就把計算化學(xué)作為我的研究方向。說起來,這件事還得感謝你,不是你提出稀土催化劑這個課題,我還不會去關(guān)注這個方向呢?!?
“計算化學(xué)倒是個好方向。”高凡說,“可是,老楊,你就打算像這樣,靠著天天晚上排隊蹭機時,來研究這個方向嗎?”
楊凱說:“這倒不至于。我可以先做理論,需要驗算的時候,再通過系里申請機時。過去咱們系沒有這個方向,所以也用不上計算機。現(xiàn)在我們有這個方向了,向計算中心申請機時也是合情合理的。”
“好吧,也只能這樣了?!备叻舱f。
盡管這個年代的計算機與后世不能比,但西方學(xué)者使用的也是這個級別的計算機,大家算是在同一個水平上競爭,楊凱未必就不能做出一些國際領(lǐng)先的成果。
唯一的不足,就是楊凱不像西方同行那樣能夠擁有一臺隨時想用就能用的計算機。根據(jù)高凡在后世聽老先生們的描述,中國高校的實驗室里配備個人計算機,得到80年代中期了,這還僅限于那些經(jīng)費相對充足的實驗室。
“對了,高凡,你也來干這一行吧?!睏顒P突然發(fā)出了邀請,“咱們一塊到數(shù)學(xué)系去聽課,然后一塊搞計算量子化學(xué)。我相信,憑著你的功底和悟性,肯定能夠做出好成績的?!?
“我嘛……”
高凡遲疑著,不知道該如何回答才好了。
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