В тему приглашаются знатоки квантовой механики, физхимики и химики-органики (вторых и третьих тут наверно нет, ну да ладно).
Я занимаюсь квантовой химией, и у меня давно были мысли сделать реализацию молекулярной механики. Говорят что современная ММ иногда неплохо работает, например позволяет находить конформации органических молекул. И создалось ощущение, что я могу придумать некий новый подход.
Общая идея у меня такая. Мы проводим с квантовохимическим методом, например DFT, расчёт молекулы, и далее используем результаты расчёта как выборку для обучения функционала молекулярной механики, или как это назвать, ну в общем мы подгоняем параметры нашего ММ функционала так, чтобы получилось наибольшее согласие с результатами DFT расчёта. И далее полученный кастомный ММ функционал мы используем, чтобы посчитать более сложную задачу, для которой исходный DFT метод слишком дорогостоящий. Как пример: мы посчитали на DFT колебательный спектр (вторые производные по энергии от координат атовов), далее загоняем силовое поле и другие параметры для подгонки ММ функционала, и далее полученный ММ функционал используем для расчёта ангармонического силового поля, т.е. третьих производных (это позволяет рассчитать более точную колебательную энтропию или обертоны в колебательном спектре).
Я пока не очень знаю, насколько это будет работать, но мне кажется есть шанс, что получится что-то грандиозное.
Так вот. Для такого подхода нужно реализовывать ММ модель такую, чтобы ММ расчёт в ней был скорее не “хороший”, а “неэмпиричный”. Т.е. эта ММ модель должна основываться на каких-то универсальных, фундаментальных принципах, тогда в общем случае подгонка параметров ММ функционала будет работать неплохо. Что я имею в виду под фундаментальными принципами? Ну например стерическое отталкивание. Очевидно, можно считать универсальным принципом, что несвязанные атомы обычно отталкиваются.
Поясню, что методы квантовой химии делятся на неэмпирические (ab initio) и эмпирические подходы. Ab initio подход означает, что мы проводим расчёт свойств молекулы, решая уравнение Шредингера; мы при этом используем только знания квантовой механики и универсальных физических постоянных. Но ab initio подход часто слишком дорогостоящий, т.е. ресурсов компьютера не хватает для его использования; и тогда мы вводим разные приближения, плюс подгончные параметры, которые подгоняем под данные эксперимента для изучаемых молекул. Это называется эмпирическим подходом, и он менее универсален — для молекул, по которым мы делали подгонку, он может и будет работать, а для непохожих систем уже нет.
Другим универсальным принципом может служить потенциал Леннарда-Джонса. Насколько универсальна его формула?
Может быть я немного путаю, я недавно думал что потенциал Леннарда-Джонса описывает поверхность потенциальной энергии (ППЭ) двухатомных молекул; если нет, каким потенциалом описывается эта ППЭ и насколько он универсален?
Извиняюсь если написанное выше многим непонятно, но я могу провести ликбез и разъяснить все эти моменты, если интересно. И далее я напишу конкретнее про мои идеи.