1樓：壺魯
好傢伙，我直呼好傢伙。
薛丁格方程也就能求個氫原子，兩個電子就束手無策了。
一直到今天，很多東西也是用經驗規則在推導，化學怎就沒用了呢？
2樓：QAQ emmm
不行，說直白就是用量子力學還原計算量太大了，遠遠不如直接化學簡單直觀實用。
理論考慮精準度就行了，現實中還需要考慮實用性和性價效比的。
3樓：
量子力學適用範圍是微觀領域，普通化學理論用於巨集觀領域。打個不恰當比方，你只是想看蚊子的腿毛而不是蚊子的細胞。那你是選擇掃瞄隧道顯微鏡還是普通顯微鏡？
我要生產30噸的燒鹼，難道我要用量子理論去計算嗎？
4樓：MyGodJesus
這是經典的還原論看法。每乙個物理層面的研究方式是不同的，關注的物理概念也變了。既然所有粒子的支配規律都知道了，為啥還有統計力學呢？
看看以卡達諾夫為代表的的論著就知道，每乙個尺度，都有它對應的方法，所謂的更基本的物理規律不足以解決我們關心的問題。
5樓：Yue Liao
算不過來。
除了極簡單的體系外，是沒有解析解的，要靠近似。既然都是近似，用一套近似理論+實驗資料擬合的引數去計算不比基礎理論+近似計算快多了，而且結果估計還更準確些。
6樓：王偉
這時候要祭出凝聚態大佬安德森的名言了
More is different。
且不論人類掌握的基礎理論並沒有形成乙個自洽的體系，基礎理論在應用時常常面對非線性帶來的指數增長的計算量，大量粒子的聚集行為一定會產生少量粒子間不曾出現的現象。
7樓：小明要修仙
於是你用整個地球的算力算出了初中生用裝置自己做個小實驗就能得到的引數。
皇帝僱了一百萬人，花了一千億文錢，從五十萬貧農手中刮出了一萬文錢的稅，百萬槽工衣食所繫，願稱你為帝國掘墓人。
8樓：「已登出」
化學理論用來騙高中生，讓他們以為化學很好學。等到了大學他們選了化學專業，哈哈哈哈哈被貓在大學校門後的量子力學一下暴擊教做人
9樓：我懷疑你在開車
不是因為數學工具不夠用
乙個三體問題就讓全人類撲街了
用雜化軌道解決小分子的問題還行，原子數量一多，化學鍵之間互相影響就呈幾何級數上公升
薛丁格方程根本沒轍，只能靠經驗來歸納規律，這種靠經驗歸納出來的規律，就叫做化學定律
10樓：邱幸瓏
題主想法很好，你想的，早幾十年，物理學家化學家早就想到了。
但現實是，當前算力，只能算氫和氦，氫和氧合成水這個化學反應都搞不定。
但是可以通過近似的方法，降低計算難度，使用超級計算機，或者專用計算機，就能做一些工作了。這個就是計算化學。
當前計算化學，雖然取得了乙個又乙個的勝利，但依然和鬧著玩一樣。完全不能代替現有的化學理論體系，更別提化學實驗了。
等量子計算機出來，看量子計算機的進步速度，我們就可以來研究下題主這個想法的前景了。
11樓：Xpecya
我建議題主自己親自算一下
來個簡單的吧，1mol蒸餾水通電電解成氫氣氧氣，這個反應的反應速率。
水可以假設為理想純水。
導線假定為理想純銅，不考慮橡膠外套，電壓V為已知量且為理想電源，電壓恆定
初始溫度T為已知量
就這麼乙個簡單的反應，你試試拿量子力學怎麼算來來來，先試試看。
12樓：
知乎勸退生化環材，批判批判化學研究是苦力勞動也就算了，怎麼還有這麼反智的問題的。。
不說了，我這裡有個初中生，請你用量子力學解釋一下生活中的鐵生鏽吧。
以後做數學，定理都不許用，先用公理證明一下啊。
要什麼程式設計，以後學會按0和1就行了。
13樓：莫若以明
我碩士階段是做density functional theory calculation的，也就是密度泛函理論計算。通俗地講，就是將量子力學進行簡化近似後，可以方便用軟體來計算解決原子級別的材料和化學等問題。
但是就是這種已經簡化過的方法，也只能較為精確地解決0K和幾百個原子以內的具有週期性結構的化學問題，而且這些問題往往也經過了一些理想化。但就是這樣，也要耗費幾十個核乃至成百上千核的計算資源。對於較高溫度下，大分子，或長程有序的結構，甚至混亂度很高的結構，往往還是要訴諸分子動力學等其他偏經典力學的方法。
所以在目前計算機計算能力有限的情況下，還是需要物理或化學理論來分析一些材料或化學問題。
14樓：zsd
上次我硬碟壞了，給我乙個大神朋友恢復資料，他問我裡面是什麼我說裡面是火影忍者全集
他笑了笑，就拿出一塊新的硬碟，拆出碟片，拿個磁鐵在上面畫圈，一圈一圈划得很快。我也不懂，只看到磁鐵一會碰到碟片，一會不碰到碟片。過了幾個小時，他跟我說好了。
硬碟讀出來一看，果然是火影忍者全集，原來沒存的OVA劇場版都給我寫進去了，還是BD版。
當時我也不知道他怎麼做到的，謝了謝他就走了。後來我也不知道他去哪兒了。
這個故事告訴我們，只要認識0和1，就不需要拍動畫的了。
15樓：秋子露
前面大佬已經把前沿寫的差不多了，我提供另一種角度。
首先主要問題就是算不出來，不過大家降低了一些精度，目前兼具精度和可算性的就是密度泛函理論。
其實相比從下而上算，化學動力學也可以從統計力學來做一些判斷，就是基元反應動力學，但是還是很麻煩，因為基元反應的反應過程也很複雜而且動力學理論很難自洽，不像熱力學那麼完善。所以現在很多時候動力學都用來指導化工實踐。。。
歷史上化學家為了搞清化學反應的本質做了很多理論實踐，雖然不像量子力學那麼「一勞永逸」，但是也很大程度上推動了化學的發展，不然你等著量子力學算，那化學也就別發展了。比如最早的巨集觀反應動力學，質量作用定律，包括量子力學還沒發展起來的時候，化學家還用過雙分子碰撞理論，之後的鏈反應動力學，以及過渡態理論。這些理論到現在也占有一席之地(不僅僅在課本裡)。
當然這些理論都已經很完善了，基本上把能解釋的反應從上而下，從下而上解釋了一遍。
至於判斷成鍵方面，前有鮑林大佬打頭陣，現在已經多點開花，無機化學和有機化學各自形成了一套行之有效的價鍵理論，如果沒有這些看似粗糙的價鍵理論，無機化學和有機化學，包括材料科學，幾乎是無法發展的，成百上千的合成路線和材料性質不進行判斷和篩選，對化學反應機理的研究，那麼現在哪有藥學，生物學的發展，沒有有機電子學的發展，哪有資訊科技的新時代。題主可能覺得這些東西很粗糙不美但是現在這些理論也並非粗糙，就像前線軌道理論，實際上經過這麼多年的完善(差不多研究到瓶頸了)，整體理論的自洽性已經很好了，而且準確度極高，雖然大家都只在無機化學和有機化學裡面接觸過一丟丟，實際上前線軌道理論已經完備到單獨成為一門理論，有一本專門的前線軌道理論的書，裡面的理論看起來更像是一部發展史。如果題主能瀏覽一遍，一定會感嘆科學家門那種刨根究底的精神以及嚴謹的態度。
當然，我們不能拿著老黃曆來發展，現在物理有機化學已經是有機的未來了，電子雲理論在有機化學中早就大放異彩了(雖然有機裡面的電子雲理論多用於解釋機理)。未來理論化學肯定是依賴量子力學發展。
題主覺得薛丁格方程很美，這種「大一統理論」很純淨，能一勞永逸解決化學問題。實際上科學的發展不是全面總攻，而是遇山開山，逢水搭橋，出現問題解決問題很多時候就可以解決掉很現實的問題。但是化學家也沒有放棄bottom-up的構築化學理論，從熱力學到動力學到微觀動力學最，其實後面微觀動力學滿打滿算也就發展了四五十年，也不是量子力學一提出大家就能夠開始著手算了。
還是得依靠新的實驗方法和科技發展來一步一步進行完善。
強烈推薦一本書，《化學簡史》，可以更好地幫助學習和理解化學發展的歷史。
16樓：RoseofVersailles
當然不是。
這個得分兩部分說，一是凝聚態，二是其他物質。先說凝聚態，現在的量子化學理論計算，都是基於0 K，基態的。所有把溫度，以及電子的激發納入體系的理論，都不是完美的。
直接從理論出發，很多東西能算，但是都不精確，而近似計算獲得的精度越高，計算量就越大。典型的例子比如計算能帶結構，計算X-ray吸收譜，計算高溫相圖，計算拉曼光譜，這些都可以算，但是都算不准。
再說其他物質。除了凝聚態以外，其他物質目前的計算就是一坨屎。給你個化學反應，從固態變成氣態，基本上對於量子化學計算來講就沒戲了。
而且不光是氣體，包括液體，高分子，等離子體，這些都比凝聚態複雜無數倍，因為他們的結構不是週期的，並且他們之間的作用力不僅僅是化學鍵，還有范德華力，氫鍵，pi-pi鍵，等等。所以這些物質的計算，都不是first-principle的，換句話講，他們都不是基於薛丁格方程從頭算起的，而是通過實驗資料，利用經驗公式，擬合立場，然後基於力場去做的分子動力學。
更不用說生物大分子了，簡直複雜的一批，你要是能發明個辦法，把生物大分子從頭算起，再做到任意人工合成，給你10個諾貝爾獎，都算虧待你了。你就是上帝，你就是新世界的神，世間萬物你都可以創造了。
17樓：
我解個四量子間傳導的簡單（指四個初態完全一樣）體系都要用計算軟體了，現在你要用這玩意解那麼多量子間成鍵？
那你去用1+1=2解微分方程罷！
能背公式直接出結果，誰解方程啊，你又不是數學系。
18樓：拉格朗日的憂鬱
顯然，並不是。我從嚴格對角化角度強答一下好了。
期待量子力學的多體問題能夠精確求解，從而解決所有化學問題，這從道理上還是可以說的通的。問題在於，多體希爾伯特空間是所有單粒子希爾伯特空間的直積，隨著粒子數增大，希爾伯特空間的維數會指數上公升，這也是嚴格對角化為什麼只能做很少的電子。那麼分子體系涉及電子原子核眾多，即使只考慮原有的各個電子的全部本徵態，直積之後都是難以處理的。
所以歸根結底還是要有效理論出馬。
19樓：
讀過《三體》的朋友應該明白，多體問題求解的困難不是單純的沒有模型或者算力不夠。
問題中說：
化學中很多的物質的結構、成鍵的方式、發生的反應都可以用量子力學直接推出來。
現有多體計算近似理論體系下，有時情況恰恰相反。比如，算小分子大家喜歡 CASSCI-MRCI 這種高精度的東西，整體基於變分法。那麼變分基函式怎麼選擇呢？
一般就用一坨高斯函式首先近似原子軌道，然後再進一步組合分子軌道。儘管同一空間中基函式的選取是隨意地，但想要算的快、算得準，就是要靠一些化學方面的經驗和直覺來構造合適的基底。
算完了，對照一下實驗，發現相差很多，但沒關係，整個行業都這樣，那就水一水文章，裡面還不忘按照化學的方式分析分析軌道。
5G這麼快是不是就不需要連Wi Fi了？
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