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首页15岁,成为国宝级天才科学家 第192章 开拓者,还是遗老遗少?

第192章 开拓者,还是遗老遗少?

    同一时间,苏黎世瑞士联邦理工学院化学系的一间会议室里,正在开一个紧急组会。
    说紧急可能有点夸张,毕竟这不是什么火灾警报或者医疗事故,但在化学界,这篇论文引发的震动,不亚於一场小型地震。
    论文標题是《分子体系中电子结构的几何描述:一个统一的数学框架》。
    作者:肖宿。
    领头的教授叫汉斯·韦伯,今年已经五十八岁,做理论化学已经三十多年了,可以说是欧洲理论化学界的扛把子之一。
    他的研究领域是电子结构理论,说白了就是想办法用量子力学的方法计算分子的电子云分布。
    这个问题在化学里的重要性,大概相当於ns方程在流体力学里的重要性——人人都知道它在哪儿,但没人能真的把它算明白。
    韦伯最先读完肖宿的论文,他合上了列印稿,看著在座的同事们,开口说了一句德语。
    “谁能告诉我,这篇论文里有多少个我们不知道的东西?”
    会议室里沉默了三秒。
    坐在他对面的女教授举起了手。
    她叫英格丽·伯格曼,瑞典人,今年四十三岁,被称为欧洲理论化学界年轻一代里最聪明的人之一。
    她的研究方向是密度泛函理论。
    dft,这是目前计算化学里最常用的方法。
    但dft有一个眾所周知的缺陷,那就是它处理不了强关联体系。
    也就是说,当电子之间的相互作用很强的时候,dft算出来的结果就不准了,有时候偏得离谱。
    “我数了一下,”伯格曼说,翻开她的笔记本,“他在这篇论文里引入了四个新的数学结构。”
    她用食指点著笔记本上的列表。
    “第一个,他把分子体系的电子结构重新解释成了某个主丛上的联络。电子密度变成了联络的曲率,电子之间的关联变成了联络的和乐。这个类比本身就很惊人了,但更惊人的是它不是类比,它是严格等价的。他给出了从薛丁格方程到主丛联络的显式映射。”
    “第二个是他把电子之间的交换关联效应,写成了这个主丛上的某种和乐。也就是说,电子不是独立存在的,它们通过和乐相互作用。这个相互作用不是近似的,是精確的。”
    “第三个是他证明了分子的几何构型,也就是原子核的位置是可以解释成这个主丛的底流形上的坐標的。分子的对称性,就是底流形上的等距变换。”
    “第四个就是他用这个框架重新推导出了分子的电子能级。推导出来的公式,在低阶近似下退化成现有的dft和hf,也就是哈特里-福克方法,但在高阶项里,包含了现有理论完全没有的东西。”
    她合上笔记本。
    “所以,在这篇论文里,有四个我们不知道的东西。而且这四个东西是连在一起的,它们构成了一个完整的框架。”
    会议室里的气氛变得微妙起来。
    韦伯清了清嗓子,语气变得严肃。
    “各位,我们需要认真地討论一个问题。
    这篇论文的价值,不需要我再强调了。
    它不是一个普通的学术成果,而是一场范式转移,所以我们需要討论的问题是接下来怎么办?”
    这个问题一出来,会议室里的气氛立刻从震惊变成了务实。
    做学术的人都知道,当一个范式转移发生的时候,最重要的是不要站错队。
    站对了,你就是新领域的开拓者。
    站错了,你就是旧时代的遗老遗少。
    “我建议,”杜布瓦说,“我们立刻组织一个阅读小组,把这篇文章从头到尾过一遍。每个人负责一个部分,下周一之前拿出详细的解读报告。”
    “可以,”韦伯说,“但光读是不够的,我们需要做的是验证。”
    “验证什么?”
    “验证他的框架能不能真的用来做计算。
    他论文里只给出了理论框架和几个简单的例子,氢原子、氦原子、氢分子。
    这些例子太简单了,任何一个理论都能算对,我们需要知道的是,他的框架能不能处理复杂分子。”
    伯格曼点了点头。
    “我同意,如果他的框架能处理有机金属配合物这种复杂分子,或者过渡金属氧化物,那现有的计算化学方法就要全部重写了。”
    “而且,”韦伯补充道,“如果他的框架真的能做精確计算,那诺贝尔化学奖——”
    他没有把这句话说完,但在座的每个人都听懂了。
    会议室里安静了一瞬。
    然后所有人同时开始说话。
    “我们需要……”
    “我建议……”
    “能不能联繫……”
    声音交织在一起,像一锅煮沸的粥。
    韦伯敲了敲桌子,让场面安静下来。
    “一个一个来。”
    伯格曼第一个开口。
    “我建议,我们先从最简单的问题入手。他的框架里最关键的一个结构是和乐。
    我们需要知道,在实际计算中,和乐怎么算。
    论文里给出了一个级数展开,但这个级数收敛的速度怎么样?
    需要截断到多少阶才能达到化学精度?
    这些问题不解决,他的框架就只能停留在纸面上。”
    杜布瓦接著说。
    “还有一个问题就是计算复杂度。
    现有的dft方法,计算量隨著电子数的增加是o(n3)量级的。
    他的框架计算量是多少?
    如果是指数级的,那再漂亮的理论也用不了。”
    做分子动力学的德国教授托马斯·施耐德补充道:
    “还有时间维度,他的框架是静態的,只处理了基態电子结构。但化学反应是动態的,电子在反应过程中会重新排布。他的框架能不能推广到含时的情况?”
    问题一个接一个地拋出来,会议室的空气变得热了起来。
    韦伯听了一会儿,忽然笑了。
    “你们有没有发现,”他说,“我们刚才討论的这些问题,全都不是他的理论对不对,而是他的理论怎么用?”
    会议室安静了一瞬。
    所有人都意识到了这一点。
    没有人质疑肖宿的框架是否正確。
    没有人说这个推导可能有漏洞,没有人说这个假设可能不成立。
    所有人的问题都是这个工具怎么用?
    怎么用它来做实际计算?
    怎么把它从论文变成软体?
    怎么把它从理论变成生產力?
    没有一个人怀疑过这个理论是错误的,
    这意味著,在座的每一个人,都已经默认了肖宿的框架是正確的。
    这个默认不是盲目的信任,而是被论文的逻辑和严谨性徵服之后,不得不做出的判断。
    伯格曼靠在椅背上,说了一句让所有人都沉默的话。
    “我觉得,我们现在需要考虑的不是怎么用他的框架』。”
    “那是什么?”
    “我们需要考虑的是,”伯格曼说,“他什么时候拿诺贝尔奖。”
    会议室里安静了三秒。
    然后所有人都笑了。
    “如果他这个框架真的能用於实际计算,”施耐德说,“那诺贝尔化学奖肯定是他的。不是可能,而是肯定。”
    “而且不会太晚,”伯格曼说,“他现在才十六岁。就算等二十年,他也才三十六岁。三十六岁的诺贝尔奖得主……”
    “那他就超过你了,汉斯,”杜布瓦笑著说,“你五十八了还没拿到呢。”
    韦伯佯怒地瞪了他一眼。
    “我连提名都没有过,你別戳我痛处。”
    会议室里爆发出一阵笑声。
    笑完之后,韦伯站起来,走到白板前面,拿起一支记號笔。
    “好了,別开玩笑了。我们来认真討论一下,接下来怎么走。”
    他在白板上写了几个字:肖宿框架的应用路径。
    然后在下面画了一个表格,分成三列:短期、中期、长期。
    “短期目標就是吃透这篇论文。每个人都必须把他的推导从头到尾走一遍,確保没有遗漏的细节。下周三之前,每个人交一份解读报告。”
    “中期目標就是选一个中等复杂度的分子,用他的框架做数值计算,我们需要知道,他的框架在真实体系里表现怎么样。这个工作可能需要半年到一年。”
    “长期目標……”他顿了一下,“如果他的框架真的work,那我们就需要重新思考整个理论化学的教学体系了。从今以后,电子结构理论的教学,可能要从他的框架开始,而不是从波函数开始。”
    他在上面重重的写下了重建理论化学教学体系几个字。
    然后他转过身,看著在座的同事们。
    “各位,我们正站在一个新时代的门槛上。能不能跨过这道门槛,取决於我们接下来的工作。”
    他顿了顿,又说:
    “另外,谁有肖宿的联繫方式?我想给他发一封邮件,邀请他来苏黎世做一次报告。”
    伯格曼举手:“顾清尘教授的邮箱我知道,我可以试著联繫一下。”
    “好,”韦伯说,“儘快。”


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