同一時間,蘇黎世瑞士聯邦理工學院化學系的一間會議室裡,正在開一個緊急組會。
說緊急可能有點誇張,畢竟這不是什麼火災警報或者醫療事故,但在化學界,這篇論文引發的震動,不亞於一場小型地震。
論文標題是《分子體系中電子結構的幾何描述:一個統一的數學框架》。
作者:肖宿。
領頭的教授叫漢斯·韋伯,今年已經五十八歲,做理論化學已經三十多年了,可以說是歐洲理論化學界的扛把子之一。
他的研究領域是電子結構理論,說白了就是想辦法用量子力學的方法計算分子的電子雲分佈。
這個問題在化學裡的重要性,大概相當於NS方程在流體力學裡的重要性——人人都知道它在哪兒,但沒人能真的把它算明白。
韋伯最先讀完肖宿的論文,他合上了列印稿,看著在座的同事們,開口說了一句德語。
“誰能告訴我,這篇論文裡有多少個我們不知道的東西?”
會議室裡沉默了三秒。
坐在他對面的女教授舉起了手。
她叫英格麗·伯格曼,瑞典人,今年四十三歲,被稱為歐洲理論化學界年輕一代裡最聰明的人之一。
她的研究方向是密度泛函理論。
DFT,這是目前計算化學裡最常用的方法。
但DFT有一個眾所周知的缺陷,那就是它處理不了強關聯體系。
也就是說,當電子之間的相互作用很強的時候,DFT算出來的結果就不準了,有時候偏得離譜。
“我數了一下,”伯格曼說,翻開她的筆記本,“他在這篇論文裡引入了四個新的數學結構。”
她用食指點著筆記本上的列表。
“第一個,他把分子體系的電子結構重新解釋成了某個主叢上的聯絡。電子密度變成了聯絡的曲率,電子之間的關聯變成了聯絡的和樂。這個類比本身就很驚人了,但更驚人的是它不是類比,它是嚴格等價的。他給出了從薛定諤方程到主叢聯絡的顯式對映。”
“第二個是他把電子之間的交換關聯效應,寫成了這個主叢上的某種和樂。也就是說,電子不是獨立存在的,它們透過和樂相互作用。這個相互作用不是近似的,是精確的。”
“第三個是他證明了分子的幾何構型,也就是原子核的位置是可以解釋成這個主叢的底流形上的座標的。分子的對稱性,就是底流形上的等距變換。”
“第四個就是他用這個框架重新推匯出了分子的電子能級。推匯出來的公式,在低階近似下退化成現有的DFT和HF,也就是哈特里-福克方法,但在高階項裡,包含了現有理論完全沒有的東西。”
她合上筆記本。
“所以,在這篇論文裡,有四個我們不知道的東西。而且這四個東西是連在一起的,它們構成了一個完整的框架。”
會議室裡的氣氛變得微妙起來。
韋伯清了清嗓子,語氣變得嚴肅。
“各位,我們需要認真地討論一個問題。
這篇論文的價值,不需要我再強調了。
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