2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 05:45 


19/01/19
2
Добрый день, коллеги! Представлюсь, я биолог, генетик. Кроме основной деятельности, решил в качестве хобби заняться компьютерным конструированием лекарств. Но этим обычно занимаются химики, т.к. сама область основана на вычислительной и квантовой химии. Нашел людей, которые согласились помочь, дать мне поработать. Но нужно для начала разобраться в основах. Квантовую химию невозможно читать, не зная квантовой механики. А в учебниках по квантовой механике на каждом шагу отсылки к классической механике со всякими лагранжианами и гамильтонианами, в итоге не получается ни в чем разобраться, и хочется все бросить к черту. Хотелось бы услышать совет, по поводу квантов - как правильно их изучать? Каков Ваш личный опыт. А также в каком порядке изучать матаппарат? Я по верхам знаю математику (анализ, линейная алгебра, теорвер), но все равно не хватает знаний для понимания...

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 08:18 
Аватара пользователя


15/12/18

621
Москва Зябликово
alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
Кроме основной деятельности, решил в качестве хобби заняться компьютерным конструированием лекарств. Но этим обычно занимаются химики, т.к. сама область основана на вычислительной и квантовой химии.

Если Вы предполагаете серьёзно и профессионально работать, использую вычислительную и квантовую химию, то это очень серьёзная заявка. По верхам не прокатит. Математика нужна серьёзная. Из не слишком перегруженных Д.И.Блохинцев. Ещё А.А.Соколов , И.М Тернов. Для химиков - Р.Фларри.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 11:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1835
Внутри ускорителя
alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
Кроме основной деятельности, решил в качестве хобби заняться компьютерным конструированием лекарств.

На самом деле, среди т.н. "квантовых химиков" и/или "вычислительных химиков" достаточно много (подавляющее большинство) людей не понимают в полной мере методы, лежащие в основе их работы.
Рутинная работа (в частности, конструирование лекарств, как я понимаю, в основном это QSAR и прочие штуки, завязанные на machine learning и big data) вычислительных химиков обычно не требует знаний по вопросам квантовой механики: больше нужна химическая интуиция, общее понимание идеи методов + куча навыков работы с софтом, приправленное работой в Linux (часто с уклоном на суперкомпы, например, опыт работы с системами очередей, типа SLURM и PBS приветствуется).
Всё это достигается не путём штудирования учебников, а "полевой практикой": чтобы разобраться с софтом, нужно им пользоваться.
При этом в том же QSAR вообще может не быть ничего квантового (ММ поля и без квантов понять можно).

Насчёт конструирования лекарств, имхо, в качестве хобби -- это бесперспективное занятие, т.к. выхлоп от существующих методик низкий: ресурсов жрут много, сил и денег на них тратят уйму, а лекарств из них 1-2 и обчёлся... У нас ещё нет, насколько я знаю, полноценных методов, которые бы могли подобные штуки предсказывать.

Если же всё-таки хочется изучить квантовую химию, то, емнип, учебник
Цитата:
Грибов Л. А
Квантовая химия : Учебник для химических и биологических специальностей вузов
Издательство: Гардарики, 1999 г.

вроде ничего (достаточно простой и не перегруженный).

alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
Каков Ваш личный опыт. А также в каком порядке изучать матаппарат?

В принципе, если представить себе как выглядит гамильтониан, понять, что это просто функция энергии, узнать её вид, потом понять как из него получается оператор Гамильтона, а потом въехать, что такое уравнение Шрёдингера, то на этом фундаменте можно дальше разбирать методы и модели квантовой химии.
Правда, это не у меня, а у моих знакомых было так, и некоторые успешно квант.химом занимаются. Лично я заходил через теормех в квантмех.
alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
(анализ, линейная алгебра, теорвер)

Перечисленного списка должно хватить, если Вы и правда это знаете. Если понимаете дифференциирование, интегрирование, решение диффуров, знаете, что такое базис, понимаете, что такое собственные вектора/значения матрицы, то к изучению квантов можно приступать.

(самопиар)

Можете попробовать посмотреть и моё творчество на эту тему:
https://dxdy.ru/topic129194.html
Последняя версия дана в сообщении #1349145.
Там всё тоже начинается с лагранжиана, но я пытался это разжёвывать и показывать всё с точки зрения химиков (правда, раздел о квантовой химии сейчас находится в стадии написания).

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 15:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
70004
alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
Квантовую химию невозможно читать, не зная квантовой механики. А в учебниках по квантовой механике на каждом шагу отсылки к классической механике со всякими лагранжианами и гамильтонианами, в итоге не получается ни в чем разобраться, и хочется все бросить к черту.

Квантовая механика для химии - это (пусть меня поправит madschumacher) прежде всего матричная механика.

Для неё надо знать линейную алгебру (над комплексными числами), и уметь читать бра-кет обозначения с угловыми скобочками, типа $\langle\psi|H|\psi\rangle.$ Лагранжианы тут вовсе не нужны, а гамильтониан - просто такая матрица.

Стандартные учебники квантовой механики "для физиков" (типа упомянутого Блохинцева) излагают в основном волновую механику. Она рассказывает про волновые функции, и как их находить решением дифференциальных уравнений - в общем, суровый матан. С этой точки зрения, гамильтониан - дифференциальный оператор (на пальцах, "формула"). Но химику-то это зачем? Он в лучшем случае будет подобные решения делать и смотреть на компьютере, а не сам считать руками.

В общем, может быть, стоит сразу начать с учебника типа "квантовая химия", а квантовую механику в матричном виде - подбирать по ходу дела, либо по учебникам типа Фейнмановские лекции по физике 8-9.

----------------

Лекарствами вообще-то занимаются не химики, а биохимики. Тут на первом месте биология: надо знать, как лекарство взаимодействует с белками, коферментами, молекулами мембраны разных клеток, и т. д. и т. п.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 16:25 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1835
Внутри ускорителя
Munin в сообщении #1369965 писал(а):
Квантовая механика для химии - это (пусть меня поправит madschumacher) прежде всего матричная механика.

Это всё зависит от перспективы. Такие вещи, как определитель Слейтера и метод Хартри-Фока, теоремы Купманса, Кона-Шэма, электронная плотность и электростатический потенциал (необходимые для QSAR), атомные заряды и прочее в терминах матричной механики обсуждать очень сложно.
Впрочем, и на это можно смотреть не через призму физики, а через чёрные очки пользовательского интерфейса соответствующего ПО.
Munin в сообщении #1369965 писал(а):
Лекарствами вообще-то занимаются не химики, а биохимики.

Ну почему? И химики тоже. Вон, на химфаке МГУ недавно открыли кафедру медицинской химии. Химики, правда, раньше ходили по-другому пути. Было какое-то действующее вещество, а его потом пытались модифицировать (навешать/снять функциональные группы, синтезировать нечто, похожее по форме, но на другом каркасе и т.д.). Современных методов я не особо знаю, но в целом, наверное, развитие этих старых идей + биохимия. Тем более, что структуры тех же мембран, белков и пр. получают те же химики (кристаллографы и ЯМРщики).

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение19.01.2019, 17:06 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
17920
Кронштадт
 i  Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Вопросы преподавания»
Причина переноса: это все-таки не физика (вернее, не только физика), но и для МД как-то не очень подходит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.01.2019, 17:41 


19/01/19
2
Огромное всем спасибо! Буду рад услышать новые советы! По ходу изучения предмета буду писать в эту тему, возможно мой опыт кому-то пригодится.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение16.06.2019, 03:22 


12/05/07
458
г. Уфа
alexander_1992 в сообщении #1369898 писал(а):
Добрый день, коллеги! Представлюсь, я биолог, генетик. Кроме основной деятельности, решил в качестве хобби заняться компьютерным конструированием лекарств. Но этим обычно занимаются химики, т.к. сама область основана на вычислительной и квантовой химии. Нашел людей, которые согласились помочь, дать мне поработать.
В каком городе Вы находитесь и каков профиль предприятия/организации, где дают поработать без опыта и квалификации? Если можно, назовите организацию конкретно. Хочу приехать, поработать. У меня есть что сказать в этой отрасли.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение18.06.2019, 23:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
1835
Внутри ускорителя
Ruslan_Sharipov в сообщении #1399447 писал(а):
У меня есть что сказать в этой отрасли.

В вычислительной и квантовой химии? Ой, окститесь, Вы и в других областях, судя по форуму, уже много лишнего наговорили... :lol:
Опять же, вдруг работа в деревне, поедете ж разве...

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение квантовой механики
Сообщение19.06.2019, 16:35 


12/05/07
458
г. Уфа
madschumacher в сообщении #1400036 писал(а):
В вычислительной и квантовой химии?
Да, Вы угадали.
madschumacher в сообщении #1400036 писал(а):
Вы и в других областях, судя по форуму, уже много лишнего наговорили...
Ничего лишнего. Если не называть лишним то, что имеет место быть, но что полномочная на то публика желает скрыть.
madschumacher в сообщении #1400036 писал(а):
Опять же, вдруг работа в деревне, поедете ж разве...
Если не найду других вариантов, деваться будет некуда. Но пока что хочу получить чуток больше информации о загадочной организации.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 10 ] 

Модераторы: Модераторы, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group