New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1 Basic Problems and Model Systems P pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Minot, Christian; McWeeny, Roy; Maruani, Jean

出品人:

页数:435

译者:

出版时间:2001-01-31

价格:USD 212.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792367086

丛书系列:

图书标签:

• 量子系统
• 理论化学
• 物理学
• 化学物理
• 模型系统
• 巴黎
• 1999
• Progress in Theoretical Chemistry and Physics
• 量子化学
• 计算化学

好的，这是一本关于量子系统在化学与物理领域最新趋势的图书的详细简介，涵盖了该领域的基础问题与模型系统，旨在为研究人员和高级学生提供深入的见解。 图书名称：New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1: Basic Problems and Model Systems 会议背景： 本卷记录了1999年在法国巴黎举行的一系列重要研讨会的内容。这些研讨会汇集了全球顶尖的理论化学家、物理学家和计算科学家，共同探讨了量子力学在描述复杂化学过程和物理现象中所面临的核心挑战与新兴方法。本书聚焦于基础性问题和标准模型系统的深入分析，为后续更复杂的应用研究奠定了坚实的理论基础。 核心主题与内容概述： 本书共分为几个主要部分，系统地梳理了当时（1999年）量子化学与量子物理交叉领域的前沿动态，特别是那些在理解微观世界本质中至关重要的基础性课题。 第一部分：多体电子结构理论的基石 本部分深入探讨了处理多电子系统的理论框架，特别是针对电子关联效应的精确描述。这是现代量子化学计算的基石。 1. 精确对角化与限制条件下的薛定谔方程： 详细讨论了有限基组近似下求解精确的定态薛定谔方程所遇到的计算瓶颈。重点分析了如何通过选择恰当的基组（如高斯型轨道或平面波）来优化能量收敛性。 2. 构象空间搜索与势能面（PES）的拓扑学： 探讨了在多维势能面空间中，如何有效地定位驻点（极小值、过渡态、鞍点）以指导反应动力学研究。内容包括基于梯度和Hessian矩阵的优化算法，以及如何处理高度耦合的几何参数。 3. 电子关联的精确方法： 重点比较了当时的几大主流方法： 耦合簇（Coupled Cluster, CC）方法： 特别是CCSD(T)作为“黄金标准”在小到中等规模分子中的应用局限与优势。讨论了激发算符的选择（单、双、甚至三重激发）对计算成本和精度的影响。 组态相互作用（Configuration Interaction, CI）： 分析了全激发CI（FCI）的理想性及其在实际计算中的不可行性，进而探讨截断CI（CISD, CEPA）的系统误差来源。 微扰理论（Perturbation Theory, MPn）： 讨论了Møller-Plesset微扰理论（如MP2, MP4）如何系统地引入动态关联，以及其在描述弱相互作用体系中的表现。 第二部分：模型系统的深入剖析 本部分着眼于简化但物理意义深刻的模型系统，旨在检验和完善上述理论方法。 1. 哈伯德（Hubbard）模型及其变体： 作为描述强关联电子系统的核心模型，详细分析了在不同维度（一维链、二维晶格）下，通过蒙特卡洛方法或精确对角化方法求解单带哈伯德模型的基态性质和激发光谱。这部分内容对于理解高温超导现象的微观机制至关重要。 2. 电子-声子耦合系统： 讨论了如何将电子的量子行为与晶格的振动（声子）耦合起来，这是理解极化激元、小极化子以及电子在固体中传输的基础。模型侧重于使用Holstein或Peierls模型来量化这种耦合强度。 3. 限制性波函数与限制性密度矩阵方法： 探讨了在处理具有明确对称性要求的体系时，如何构建满足特定约束条件的波函数（如限制性Hartree-Fock, RHF）以及如何利用约化密度矩阵（Reduced Density Matrix, RDM）理论来降低计算复杂度，尤其是在密度泛函理论（DFT）的背景下。 第三部分：时间依赖性与动力学 聚焦于系统随时间演化的描述，这是连接静态结构计算与实际化学反应过程的关键桥梁。 1. 含时薛定谔方程（TDSE）的数值积分： 详细介绍了解算TDSE的数值算法，包括时间步进方案（如奇异性保护的龙格-库塔法）在处理快速振荡波函数时的稳定性问题。 2. 散射理论与反应截面计算： 分析了如何使用量子散射理论（如S矩阵理论、或基于传播子方法的实时间演化）来计算原子、分子碰撞反应的概率和截面。强调了对势能面精确性的依赖性。 3. 激发态的寿命与非绝热过程： 讨论了如何利用密度泛函理论的含时扩展（TDDFT）或半经典轨迹方法来描述电子在不同电子态之间的非绝热跃迁，这在光化学反应中至关重要。 第四部分：计算方法学的进展 此部分关注于提高计算效率和处理大系统的技术革新。 1. 密度泛函理论（DFT）的局限性与新发展： 尽管DFT在当时已非常流行，但本书批判性地审视了其在处理强关联、非局域效应和长程色散力方面的系统性不足。讨论了当时新兴的混合泛函以及如何将经验校正项（如DFT-D）引入到计算中。 2. 并行计算架构的适应性： 鉴于当时高性能计算（HPC）的兴起，探讨了如何将量子化学计算（如Hartree-Fock或后HF方法中的二阶积分计算）有效地映射到大规模并行处理器（MPP）架构上，包括数据分布策略和通信开销最小化技术。 读者对象： 本书是理论化学、计算物理、材料科学以及量子信息领域的博士研究生、博士后研究人员和资深学者不可或缺的参考资料。它不仅仅是对现有知识的总结，更是对未来十年（进入21世纪）量子系统研究方向的深刻预判和方法论的检验。通过对基础问题和模型系统的详尽分析，读者能够建立起对复杂量子现象的深刻直觉和严格的数学框架。

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这是一本集学术深度与前沿视野于一体的著作，它就像是打开了一扇通往量子化学与物理学研究核心的大门。书中以“基本问题”和“模型系统”为切入点，系统地梳理了当时该领域的前沿动态。《New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1》并非面向大众的科普读物，它对读者的专业背景有着一定的要求，需要读者能够理解并消化其中的理论框架和数学语言。然而，一旦跨越了这些门槛，便能体验到无与伦比的智识乐趣。作者们巧妙地利用精炼的模型系统，将那些抽象而复杂的量子现象具象化，使得读者能够更好地把握其本质。1999年，在巴黎的一次重要会议上，这些思想的火花汇聚成这本书，为后来的研究者们提供了宝贵的参考。它更像是一份里程碑式的文献，记录了量子理论在化学与物理交叉领域发展的重要节点。对于渴望在这一领域深耕细作的研究人员而言，本书所提供的理论基础和研究视角，具有不可估量的价值。

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这是一本厚重且内容精炼的书，虽然书名略显专业，但对于深入探索量子化学和物理系统最新进展的读者来说，它无疑是一座宝藏。翻开它，仿佛置身于1999年巴黎的学术盛会，那些前沿的思辨和严谨的推导，至今仍闪耀着智慧的光芒。这本书并非简单堆砌事实，而是更侧重于理论框架的构建和对基础问题的深刻剖析。它如同指路明灯，为那些希望理解量子世界背后复杂机制的学者提供了坚实的理论基石。书中对模型系统的探讨尤为精彩，那些经过精心设计的抽象模型，能够巧妙地揭示出实际物理化学现象的本质，其逻辑清晰、论证严密，让人在阅读中不断获得启迪。虽然年代久远，但量子世界的奥秘是永恒的，本书所呈现的基本问题和模型系统，恰恰是理解一切后续发展的基础。它可能不适合想要快速掌握某项具体应用技术的读者，但对于那些渴望从源头上理解量子学科发展脉络、建立扎实理论功底的人来说，这本书绝对是不可多得的珍品。书中的每一个公式，每一条论述，都凝聚着作者们的心血和对科学的执着追求，其学术价值不言而喻。

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这本书的封面之下，蕴藏着一场关于量子世界基础理论的深度对话。作为一名对量子化学和物理学交叉领域充满好奇的读者，我被它所吸引。《New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1》并非一本轻松的读物，它要求读者具备一定的理论基础，并愿意投入时间和精力去理解那些深刻的物理概念和数学推导。然而，正是这种挑战性，使得阅读体验变得格外有意义。它不像是一篇简单的综述文章，而是像一个精心策划的学术研讨会，将当时最重要、最基础的问题摆在台面上，并邀请顶尖的学者们进行深入探讨。书中对“模型系统”的关注，更是点睛之笔。模型，是人类理解复杂世界的有力工具，而量子系统中的模型，更是揭示了微观粒子行为的奥秘。它让我看到了，即使是看似抽象的概念，也能通过巧妙的模型得到生动的诠释。这本书的价值在于它搭建了一个坚实的理论平台，让读者能够站得更高，看得更远。

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在浩瀚的科学文献海洋中，偶尔能遇到一本如同《New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1》这样，能够引发深刻思考的书籍，实属难得。这本书以其独特的视角，将理论化学与量子物理的交汇点进行了系统性的梳理和展望。它聚焦于“基本问题”和“模型系统”，这种选择非常有远见。因为只有深刻理解了最基础的概念和最简洁的模型，才能更好地应对日益复杂的现实问题。本书的叙述风格严谨而不失深度，虽然涉及的都是前沿理论，但作者们努力以一种清晰易懂的方式来呈现。我特别欣赏书中对模型系统的构建和分析，它们往往是通往理解宏大理论的关键钥匙，作者们展示了如何通过高度抽象化的模型来捕捉物理现象的核心特征。对于正在从事理论研究、希望拓展思维边界的研究者而言，这本书就像是一次精神上的洗礼。它提供的不仅仅是知识，更是一种看待和解决问题的思维方式。1999年，在巴黎这个充满艺术与科学气息的城市，这场学术盛会所诞生的智慧结晶，至今仍能启发着我们。

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这本书给我带来的，远不止是知识的增量，更是一种思维方式的重塑。在阅读《New Trends in Quantum Systems in Chemistry and Physics - Volume 1》的过程中，我深深体会到了理论研究的精髓所在。它并没有直接罗列大量实验数据或应用案例，而是将目光聚焦于那些最根本、最具有挑战性的“基本问题”。这种回归本源的做法，恰恰是科学进步的关键。而且，书中对“模型系统”的阐述，让我对如何构建和理解理论模型有了全新的认识。那些看似简化的模型，实则蕴含着深刻的物理意义，它们是理解复杂量子现象的窗口。整本书洋溢着一种严谨而富有活力的学术氛围，仿佛能听到1999年巴黎学术界思想碰撞的声音。对于那些渴望深入理解量子领域底层逻辑、并希望在此基础上进行创新性研究的学者来说，这本书无疑是一份宝贵的精神财富。它提供了一种深度思考的范例，鼓励读者去探索那些尚未完全解决的难题。

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