เคมีเชิงทฤษฎีที่ไม่ใช่เชิงคำนวณ
เคมีเชิงทฤษฎีในปัจจุบันเกือบจะตรงกันกับเคมีเชิงคำนวณ (และโดยปกติคือควอนตัม)
มีตัวอย่างงานวิจัยทางเคมีเมื่อเร็ว ๆ นี้ (สมมติว่าโพสต์ 2000) ที่เป็นทฤษฎี (เช่นไม่ใช่การทดลอง) แต่ไม่ได้ใช้การคำนวณที่ครอบคลุม (เช่น HPC) ไม่ได้มุ่งหวังที่จะสร้างวิธีการคำนวณที่ดีขึ้นหรือไม่ได้ตรวจสอบพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ วิธีการทางเคมีเชิงคำนวณ?
สิ่งที่ฉันคิดว่ามีอยู่คือแบบจำลองหรือแบบจำลอง Hamiltonians ในเคมีควอนตัมที่สามารถแก้ไขได้ในเชิงวิเคราะห์ (หรือด้วยความช่วยเหลือเพียงเล็กน้อยจากคอมพิวเตอร์) หรือคณิตศาสตร์นามธรรมเช่นโทโพโลยีที่ใช้กับเคมี
คำตอบ
ฉันคิดว่าฉันสามารถตอบคำถามนี้ได้ในเชิงยืนยัน มีบทความที่พบความเชื่อมโยงระหว่างคณิตศาสตร์นามธรรมและเคมีบางครั้งก็ข้ามฟิสิกส์ไปเลยด้วยซ้ำ แน่นอนว่าบทความประเภทนี้หายากกว่ามาก แต่ก็มีอยู่มากมาย
ฉันนึกถึงบทความสองบทความที่ฉันอยากจะพูดคุย แต่ฉันไม่มีพื้นฐานที่จำเป็นจริงๆมันก็เลยเถิดไปถึงหัวของฉัน อันแรกคือQuantum Interference, Graphs, Walks และ Polynomials, Chem รายได้ 2018, 118, 10, 4887–4911นี่คือทฤษฎีกราฟที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับเคมีบำบัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งฉันพบว่ามันน่าสนใจที่การเชื่อมต่อในอะซูลีนนั้นค่อนข้างผิดปกติและสิ่งนี้อาจเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งกับคุณสมบัติทางกายภาพที่ผิดปกติของมัน จากนั้นก็มีคุณสมบัติแบบไดนามิก Rouse ของ Dendritic Chains: A Graph Theoretical Method, Macromolecules 2017, 50, 10, 4007–4021ทฤษฎีกราฟเพิ่มเติมพร้อมฟิสิกส์เล็กน้อยและเนื้อหาของใครทำให้ฉันเข้าใจผิดทั้งหมด
แน่นอนว่าต้องใช้ความช่วยเหลือด้านคอมพิวเตอร์จำนวนหนึ่งในการหาผลลัพธ์สำหรับเอกสารเหล่านี้เนื่องจากไม่มีเหตุผลที่จะต้องยอมแพ้เครื่องมือนั้น อย่างไรก็ตามฉันไม่คิดว่าสิ่งนี้นับเป็น "การคำนวณที่ครอบคลุม" ในความหมายที่คุณอาจเคยคิด
คำตอบคือใช่
มีงานในอุณหพลศาสตร์ที่ไม่สมดุลซึ่งเป็นทฤษฎีล้วนๆเช่น:
Jarzynski, คริสโตเฟอร์ "เหตุการณ์ที่หายากและการบรรจบกันของค่างานเฉลี่ยแบบทวีคูณ" การทบทวนทางกายภาพ E 73.4 (2549): 046105https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.73.046105
Jarzynski, คริสโตเฟอร์ "ความสัมพันธ์ที่ผันผวนและความไม่เท่าเทียมกันอย่างมากสำหรับระบบแยกความร้อน" Physica A: กลศาสตร์สถิติและการประยุกต์ใช้งาน 552 (2020): 122077https://arxiv.org/pdf/1907.09604.pdf
คุณอาจรู้จัก Jarzynski ในฐานะผู้สร้างความเท่าเทียมกันของ Jarzynski ที่มีชื่อเสียง: https://en.wikipedia.org/wiki/Jarzynski_equality
และงานบางอย่างเกี่ยวกับการเปลี่ยนเฟสและความสำคัญตรงตามเกณฑ์ของคุณอย่างแน่นอน ที่นี่คุณจะเห็นเอกสารที่มีจุดประสงค์หลักในการพัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีที่ดีขึ้นเพื่ออธิบายปรากฏการณ์เหล่านี้และในระดับที่ใช้การคำนวณก็เพื่อทดสอบโมเดลเหล่านั้น แต่หัวใจสำคัญของเอกสารเหล่านี้คือการพัฒนาแบบจำลองทางทฤษฎีด้วยตัวเอง นี่คือตัวอย่างหนึ่ง:
Goodrich, Carl P. , Andrea J. Liu และ James P. Sethna "การปรับขนาด ansatz สำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ติดขัด" การดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ 113.35 (2559): 9745-9750https://www.pnas.org/content/113/35/9745.short
สุดท้ายนี้หากคุณยอมรับงานเกี่ยวกับโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาที่ตกอยู่ในขอบเขตของเคมีนอกจากนี้ยังมีงานด้านเคมีเชิงทฤษฎี / ชีวฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่ตรงตามเกณฑ์ของคุณซึ่งแบบจำลองทางทฤษฎีได้รับการพัฒนาเพื่อทำนายและอธิบายคุณสมบัติของโมเลกุลขนาดใหญ่และ จากนั้นแบบจำลองจะถูกทดสอบโดยการคำนวณหรือการทดลอง:
Yoffe, Aron M. , และคณะ "ส่วนปลายของโมเลกุลอาร์เอ็นเอขนาดใหญ่จำเป็นต้องอยู่ใกล้" การวิจัยกรดนิวคลีอิก 39.1 (2554): 292-299.https://academic.oup.com/nar/article/39/1/292/2409062
Chakrabarti, Shaon, Christopher Jarzynski และ D. "กระบวนการความเร็วและลักษณะสากลของกรดนิวคลีอิกที่คลี่คลายโดย Helicases" วารสารชีวฟิสิกส์ 117.5 (2019): 867-879.https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2018/07/10/366914.full.pdf