Как применяются компьютеры в химии?

[Ktina]

Ни для кого не секрет, что химическая наука имеет дело с очень большими (по компьютерным меркам) числами. Взять хотя бы гектан, число возможных структурных изомеров которого превышает $10^{34}$. Такое даже на самом мощном из современных суперкомпьютеров не просчитать, ведь мы, кажется, ещё даже не преодолели эксафлопную $(10^{18})$ отметку.

Как же тем не менее химики и компьютерщики просчитывают всевозможные варианты, например, при создании новых лекарств?
Или при попытке улучшить свойства, скажем, танковой брони? Или предсказывая поведение когого-нибудь нового наноматериала? И вообще, как поступают в случаях, когда «в лоб» не получается?

[SergeCpp]

Полу-офф-топ (полу -- поэтому без тега):

SpaceChem
YouTube

[Aritaborian]

Ktina, я надеюсь, насчёт эксафлопной отметки это так, шутка юмора? Вы ведь понимаете, что ставить эти два числа рядом и сравнивать, мягко говоря, никакого смысла нет?

[Ktina]

Aritaborian

(Оффтоп)

Так и быть, пусть будет ютка шумора.

[Sender]

Ktina в сообщении #1357391 писал(а):

И вообще, как поступают в случаях, когда «в лоб» не получается?

Вы не поверите, ищут обходные пути.

[Ktina]

Sender
Можно чуть подробнее насчёт этих путей?

[Sender]

Метод ветвей и границ, например.

[Gagarin1968]

Ktina в сообщении #1357391 писал(а):

Как же тем не менее химики и компьютерщики просчитывают всевозможные варианты

Ktina
Так ведь к Вашим услугам Теорема Редфилда-Пойа, известная уже 80 лет. Она не даёт точное число возможных изомеров, но правдоподобную оценку дать может.

[Sender]

Gagarin1968 в сообщении #1357453 писал(а):

Она не даёт точное число возможных изомеров, но правдоподобную оценку дать может.

Как это? Она даёт именно что точное число. Взять, к примеру, алканы: A000602 - получена точная формула. Но ТС, как я понимаю, интересует не подсчёт всех изомеров, а выявление хотя бы какого-то одного с заданными свойствами.

[Gagarin1968]

Sender в сообщении #1357462 писал(а):

Gagarin1968 в сообщении #1357453 писал(а):

Она не даёт точное число возможных изомеров, но правдоподобную оценку дать может.

Как это? Она даёт именно что точное число. Взять, к примеру, алканы: A000602 - получена точная формула.

Sender
Да, действительно. А я так понял из Вики статьи, что при больших $n$ даётся только нижняя граница оценки. Значицца, неправильно понял.
Но, между прочим, надыбал статью в американском химическом журнале аж за 1931 год. Так в ней подсчёт числа изомеров ведётся интересным рекурсивным методом. Вот она.

[arseniiv]

Не совсем понятно, как подсчёт числа изомеров или его невозможность связаны с интересными химическими вопросами.

UPD. Ой, это и так уже было сказано.

[Ktina]

Sender в сообщении #1357462 писал(а):

Но ТС, как я понимаю, интересует не подсчёт всех изомеров, а выявление хотя бы какого-то одного с заданными свойствами.

Вы правы!
Допустим, учёные ищут лекарство от... ну пусть будет рака. Также допустим, что им наверняка известно что один из изомеров гектана подходит на роль такого лекарства. Осталась лишь самая малость - проверить каждый из $10^{34}$ изомеров на ракоизлечимость. Сущий пустячок!

[arseniiv]

Ktina в сообщении #1357622 писал(а):

Также допустим, что им наверняка известно что один из изомеров гектана подходит на роль такого лекарства.

Такие странные ограничения не получаются. Потому и проверять все изомеры не пригодится.

[Ktina]

arseniiv в сообщении #1357624 писал(а):

Такие странные ограничения не получаются.

А можно спросить, почему?

[arseniiv]

Представьте примерно человеческий научный метод, к чему его применение может приводить? Откуда, например, мы можем узнавать желаемые свойства соединения? Ну или попробуйте в обратную сторону от конкретно вашего гектанового ограничения отплясать: как оно могло бы появиться? Насколько вероятны такие способы?