第5章 化学的未来(2/6)
而今天,徐川想的就是踏出这一步,利用数学来帮助自己完成🍸🌹🄀这项工作。
对于化学反🂵应来说,在课本上是一行行的化学公式变换,在实验⚊🏭🝕室中,是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
比如氧化还🂵原反应的本质是原子核外电子的得失,原子本身的结构发生改变。
而复分解🃞😼反应的本质是原子重排,即多个原子的排列组合方式发生🞰🗰变化。
但实际上,它更深☔层🙙的本质,是电子云的流动。
判断一个化学反应是否能发生,要从热力学、动力学、焓变、熵变、自由能(gibb🚎s自由能)、活化能等各方面来确认。
其实严格来说,目前化学的发展并不完善。
因为我们很多时候就连最简单的化学反应都没法用理论解释清楚,所以很多理论都是唯象🔫的。
如果😓循着化学的解释链回朔,最终还是会归⚀于物理学的解释上。
因此物理学才是自☔然科学📸🟦中最基础的学科(数学不是自然学科!)。
很多人误以为化学才是最基础的,是因为像化学🎯🔤🂥键本质上说一种电性作🗯🟇用,属于四大基本力中的电磁相互作用。化学反应🁀🂭的进行也跟分子的运动,碰撞有关。
当然,化学的潜力很深,有着深挖的巨大价值🟂🚒🟂🚒。
而如果🌏♫从化学的深层本质来看,数学毫无疑问🟂🚒是可以应用上的。
比如最常见的化学反应速率,就可以😺🆠🐽通过微积分方程来描述。数学方程可以使用数值方法求解,以确定反应速率常数和其🁀🂭他参数。
比如使用波函数理论🙙、群论等来描述电子结构和反应机制。
亦或者🌏♫分子动力学模拟,通过一种计算机数学来彷真研究物质运动规律。涉及到大量微积分、概率统🔵🅂计以及优化算法等方面的知识。
此外,还有热力学、分析📸🟦化🔜学等各方面的东西,都可以通过数学来进行。
从理论上来说,如果知晓了需🎀🍽🍦要进行化学反应的材料相关信息与条件,🗯🟇是完全可以通过数学来模拟整个反应🝬的全过程的。
这听起来很不可思议,但理论可行。
当然,实际上这是一件不可能的事情,至少现在是不可能🇯的。
而徐川想做的🞐📐,就是朝着这件不可能的事情去尝试迈出第一步。
对于化学反🂵应来说,在课本上是一行行的化学公式变换,在实验⚊🏭🝕室中,是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
比如氧化还🂵原反应的本质是原子核外电子的得失,原子本身的结构发生改变。
而复分解🃞😼反应的本质是原子重排,即多个原子的排列组合方式发生🞰🗰变化。
但实际上,它更深☔层🙙的本质,是电子云的流动。
判断一个化学反应是否能发生,要从热力学、动力学、焓变、熵变、自由能(gibb🚎s自由能)、活化能等各方面来确认。
其实严格来说,目前化学的发展并不完善。
因为我们很多时候就连最简单的化学反应都没法用理论解释清楚,所以很多理论都是唯象🔫的。
如果😓循着化学的解释链回朔,最终还是会归⚀于物理学的解释上。
因此物理学才是自☔然科学📸🟦中最基础的学科(数学不是自然学科!)。
很多人误以为化学才是最基础的,是因为像化学🎯🔤🂥键本质上说一种电性作🗯🟇用,属于四大基本力中的电磁相互作用。化学反应🁀🂭的进行也跟分子的运动,碰撞有关。
当然,化学的潜力很深,有着深挖的巨大价值🟂🚒🟂🚒。
而如果🌏♫从化学的深层本质来看,数学毫无疑问🟂🚒是可以应用上的。
比如最常见的化学反应速率,就可以😺🆠🐽通过微积分方程来描述。数学方程可以使用数值方法求解,以确定反应速率常数和其🁀🂭他参数。
比如使用波函数理论🙙、群论等来描述电子结构和反应机制。
亦或者🌏♫分子动力学模拟,通过一种计算机数学来彷真研究物质运动规律。涉及到大量微积分、概率统🔵🅂计以及优化算法等方面的知识。
此外,还有热力学、分析📸🟦化🔜学等各方面的东西,都可以通过数学来进行。
从理论上来说,如果知晓了需🎀🍽🍦要进行化学反应的材料相关信息与条件,🗯🟇是完全可以通过数学来模拟整个反应🝬的全过程的。
这听起来很不可思议,但理论可行。
当然,实际上这是一件不可能的事情,至少现在是不可能🇯的。
而徐川想做的🞐📐,就是朝着这件不可能的事情去尝试迈出第一步。