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大道至简VS多者异也,物理有机化学通往何处?

返朴  · 公众号  · 物理 化学  · 2025-03-19 08:00
    

主要观点总结

文章讲述了物理化学和有机化学的发展历程,从化学动力学的探索到物理有机化学的兴起,再到现代人工智能在化学领域的应用。介绍了线性自由能关系、哈米特方程等物理有机化学的重要理论,以及蒋锡夔等科学家在自由基自旋离域参数研究中的贡献。同时,探讨了数据密集型科学发现的第四范式,并展望了人工智能在有机反应动力学研究中的应用。

关键观点总结

关键观点1: 化学动力学的探索

物理化学家通过近半个世纪的探索,开创了利用物理图像支撑数学方程、研究化学反应的范式。

关键观点2: 物理有机化学的兴起

以哈米特方程为代表的线性自由能关系,是物理有机化学的重要理论,它简化了复杂的反应动力学问题,并将其归因于单一变量,为化学家理解和调控反应活性提供了信心和依据。

关键观点3: 蒋锡夔等科学家在自由基自旋离域参数研究中的贡献

蒋锡夔等人提出了衡量自由基自旋离域效应的取代基参数,为自由基化学与物理有机化学的交叉研究提供了重要工具。

关键观点4: 数据密集型科学发现的第四范式

随着计算机算力和算法的不断升级,通过海量数据的收集代替传统的经验观察,借助大规模计算补充人类的思考,有望产生远超经验范式的理论归纳能力。

关键观点5: 人工智能在有机反应动力学研究中的应用

虽然有机反应的动力学行为是一个复杂性难题,但借助人工智能,科学家们正在雄心勃勃地迎接一场关于合成方法学研究范式的变革。


文章预览

加 星标 ,才能不错过每日推送!方法见文末插图 冯·诺依曼 曾说:“四个参数就能拟合出一头大象,五个参数就能让大象的鼻子动起来!”这话意在批评对数据的盲目拟合,强调物理图像的重要性。而另一方面,AI凭借海量参数在科学领域大显身手,大规模计算有望产生远超经验范式的理论归纳能力。是追求化繁为简,还是承认多者异也?这两种截然相反的研究思路,恰好贯穿了物理有机化学近百年的历程。 绘图:青骑士 撰文  |  郑超 (中国科学院上海有机化学研究所研究员) 前情提要 :在上篇文章《 一场勉强通过的答辩,让化学翻过“最黑暗的篇章” 》中,从威廉米到范特霍夫和阿伦尼乌斯,物理化学家经过近半个世纪的探索,终于在化学动力学的迷宫中找到了一条路线图,开创了利用物理图像支撑数学方程、研究化学反应的范式。化学 ………………………………

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