[問題] 人類有能力用電腦模擬找出新材料來嗎

看板Physics作者 (地球太可怕我要回火星)時間2年前 (2022/01/12 14:16), 編輯推噓18(18推 0噓 80→)
留言98則, 17人參與, 2年前最新討論串1/8 (看更多)
請問現在人類是不是已經搞懂元素性質與元素結構的關係甚至方程式了呢？ 能不能用電腦模擬夸克與電子在不同環境下會形成什麼不同的元素或化合物 模擬元素面對各種環境下的變化與性質乃至於數值 模擬不同元素間在不同壓力溫度下會形成什麼化合物 以及化合物的各種性質數值呢？ 畢竟只要能做到的這個應該相對會容易找出各種新材料了吧！? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.77.176.250 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1641968205.A.C0C.html
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01/12 15:19, 2年前 , 1F
我是記得以前因為興趣有找到國內有一篇在講用人工智
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01/12 15:19, 2年前 , 2F
慧找腐蝕製程的論文 交通大學的 不知道這有沒有合乎
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01/12 15:19, 2年前 , 3F
你的需求
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推
01/12 15:22, 2年前 , 4F
你問的層面從原子內到分子間 有點太廣了
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01/12 15:22, 2年前 , 5F
謝謝
01/12 15:22, 5F
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01/12 15:24, 2年前 , 6F
如果能確認原子結構與物理性質的關係那分子性質不也就
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01/12 15:24, 2年前 , 7F
是擴大版圖
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推
01/12 15:26, 2年前 , 8F
要預測一個材料能否被合成還是很困難
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01/12 15:27, 2年前 , 9F
不過要預測某個材料具有什麼物理性質是有可能的
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01/12 15:30, 2年前 , 10F
例如topological insulator就是先去模擬哪種材料有這性質
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01/12 15:31, 2年前 , 11F
再去用實驗合成
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01/12 20:19, 2年前 , 12F
知道你想說的意思 但那樣未免太廢功夫
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01/12 21:50, 2年前 , 13F
很多新材料的問題很多是配比問題
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只要基礎能搞清楚 用電腦來模擬
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應該怎樣都比手動一個一個配比試過去來的快
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還省材料
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01/12 22:00, 2年前 , 17F
孩子，人類（和人類創造的計算器）最不會的就是解方程式了
01/12 22:00, 17F
推
01/12 23:06, 2年前 , 18F
這不就是Computational condensed matter在做的事嗎
01/12 23:06, 18F
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01/12 23:14, 2年前 , 19F
有興趣可以看first priciple和DFT的paper
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推
01/13 10:54, 2年前 , 20F
但你沒必要為了配比問題從夸克開始搞啊XD 你從原子
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開始搞都有點過頭了
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你這就像是明明有分子動力學 你偏要用個別原子開始
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去看空氣的熱膨脹
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誠然如果用個別原子能推到整個動力學是很讚 但單純
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01/13 10:54, 2年前 , 25F
要推熱膨脹的話直接用動力學就好啦
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或者能不能我們給出一個原子或分子的組成結構
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不經過實際測量
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然後就能直接推算這元素的熔點沸點硬度
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推
01/13 11:23, 2年前 , 29F
樓上參考一下 https://reurl.cc/RjbRQg
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01/13 11:59, 2年前 , 30F
看起來是可以了吧？
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推
01/13 13:04, 2年前 , 31F
看你的標準在哪裡，簡單而言，提供方向可以，但要利用材料
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01/13 13:04, 2年前 , 32F
的特異性賺錢，就還差得遠
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推
01/13 15:23, 2年前 , 33F
老實說 你問的問題很廣 也不太可能有人能回答的了
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01/13 15:24, 2年前 , 34F
Materials Genome project可以先看看...
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01/13 15:26, 2年前 , 35F
高通量計算也可以看看... 就是用第一原理的計算來找各式
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01/13 15:27, 2年前 , 36F
各樣的材料...這些材料是科研熱門或有特殊應用價值的
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01/13 15:28, 2年前 , 37F
要熟悉這個領域至少需要數十年以上.. 也需要很多跨領域
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01/13 15:28, 2年前 , 38F
的背景知識.... 所以 如果你只是個大學生 大概也是需要
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01/13 15:29, 2年前 , 39F
很多年累積知識 才能真的解這個領域在幹嘛..
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01/13 17:33, 2年前 , 40F
我說的大概是一種放進電腦就可以模擬實體宇宙所有可能
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01/13 17:33, 2年前 , 41F
的方程式
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推
01/13 17:42, 2年前 , 42F
思而不學則殆
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01/13 20:03, 2年前 , 43F
你是不是在找反基因方程式嗎?
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推
01/13 23:36, 2年前 , 44F
感覺是你把問題定義的很廣.那什麼答案都可以.
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推
01/13 23:54, 2年前 , 45F
先回答你標題的電腦模擬吧
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01/13 23:55, 2年前 , 46F
電腦模擬的方法就很多 經驗勢 半古典經驗勢 緊束縛
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01/13 23:56, 2年前 , 47F
密度泛函 量子化學方法.... 光是這些要入門就不是一件
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01/13 23:58, 2年前 , 48F
簡單的事情了... 光是選擇位能勢 就需要一些實作經驗
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01/13 23:59, 2年前 , 49F
這領域老實說 就像工藝...同樣的技術 人家做可以得獎
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01/14 00:00, 2年前 , 50F
但沒天分的作 可能就只是能糊口飯吃..這都很細微的差異
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然後這領域百分之90%的人也不是在找新材料...
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01/14 00:03, 2年前 , 52F
能夠用電腦模擬解釋現有的材料性質就已經夠忙了...
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01/14 00:04, 2年前 , 53F
然後材料有分晶體和有線大系統 處理方式也大同小異
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01/14 00:06, 2年前 , 54F
光是基組部分 是平面波類型的還是原子軌域基組還是混合?
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01/14 00:07, 2年前 , 55F
組合千奇百種 套裝軟體的選擇也有各自的山頭..
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01/14 00:09, 2年前 , 56F
然後再回應標題的"找"新材料上面 又是一個完全不一樣的
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01/14 00:10, 2年前 , 57F
領域 光是找這件事情就大有學問 現在都是流行用機器學習
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01/14 00:11, 2年前 , 58F
的方法去找 但其實會找的人就是知道怎麼找更有效率..
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01/14 00:12, 2年前 , 59F
也不一定是用類神經網絡 可能會用蒙地卡羅或是基因演算
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推
01/14 00:14, 2年前 , 60F
但如果能夠把上述環節都融會貫通的人 在學術界或業界
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01/14 00:16, 2年前 , 61F
也都不怕沒有發揮的地方啦..畢竟還是有需這些技術的市場
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01/14 00:16, 2年前 , 62F
的存在....
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01/14 00:18, 2年前 , 63F
推文有個比我更資深的前輩...你也可以多向他請益
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01/14 00:18, 2年前 , 64F
S開頭的版友
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01/14 00:21, 2年前 , 65F
非常謝謝你好厲害
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推
01/14 00:22, 2年前 , 66F
sunev大比我更厲害 我當初也跟他學了很多
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推
01/14 00:30, 2年前 , 67F
被點名了，我只是小咖而已啦，大家互相學習求進步
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01/14 10:20, 2年前 , 68F
你是不是剛看完最新一集PBS Space Time?
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01/14 10:26, 2年前 , 69F
DFT很好用沒錯 模擬
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01/14 10:26, 2年前 , 70F
宇宙什麼的還是聽聽就好
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推
01/14 20:19, 2年前 , 71F
DFT也是有經過簡化的 不然用盡全宇宙的原子也模擬
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01/14 20:19, 2年前 , 72F
不出來
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推
01/15 12:56, 2年前 , 73F
DFT就是給定原子結構就能硬爆出任何分子的Hamilton
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但成功還是要掌握很多零碎的細節
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第一原理計算光是要放入現實材料的缺陷就很困難了
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漢米爾頓是什麼？
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推
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第一原理是啥？
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推
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就是這篇想做的事。或者像是從牛頓定律出發，計算一千顆
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籃球之間的碰撞，順便連籃球的形變規則也從原子間作用力
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算出來，而不套用實驗得到的經驗公式。
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仔細想想或許比起原理更像是一種語言
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就像基因一樣 為什麼少少的4種字母組成的每個基因組，
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能組成各種不同的性向
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用在我說的題目上就好像用夸克電子作聲母，四大力作韻
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母 能量級數作聲調的一種語言
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用牛頓公式推算那些好像還很不夠
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推
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古典物理可以自成一世界，但是顯然到了微觀和高速的時候就
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會偏離現實。算個一千顆籃球其實應該沒什麼問題，只是計算
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量稍嫌太大了點。(不夠大的話就再10倍吧，直到夠大。)
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第一原理的概念是從一個夠用的理論出發直接計算。算籃球碰
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01/17 03:36, 2年前 , 91F
撞從牛頓定律、L、H這一類理論出發就很夠了。當然硬是要從
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量子理論來也不是不行。薛丁格方程不也只是一種近似理論？
01/17 03:37, 92F
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01/17 09:50, 2年前 , 93F
單單DFT無法處理激發態，微擾法很爛，至少要上TDDFT
01/17 09:50, 93F
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01/17 09:57, 2年前 , 94F
最精確的量子算法應該是量子蒙地卡羅，只是非常非常慢
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01/18 08:32, 2年前 , 95F
量子蒙卡的問題也不只是速度慢而已
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01/18 08:35, 2年前 , 96F
回原po 實務上 科學家常常不是微觀或那麼多資訊的情況下去
01/18 08:35, 96F
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01/18 08:35, 2年前 , 97F
模擬新材料 事實上不要說預測新材料 很多時候其實連解釋已
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01/18 08:36, 2年前 , 98F
知材料都不一定作得很好 或者只能解釋其中某一部分性質
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