LINUX.ORG.RU

Насколько сложно смоделировать молекулу на самом фундаментальном уровне?

 , ,


4

2

Я не физик, в некоторых терминах могу ошибаться.

Из личного любопытства я хочу смоделировать молекулу (самую простую, как мне кажется H2, или хотя бы один атом водорода), на самом фундаментальном (то есть моделируя не протоны и электроны, а кварки из которых состоят протоны и нейтроны) уровне.

У меня есть несколько вопросов

а) насколько это легко, мне, как программисту который физику знает лишь поверхностно б) насколько это легко моему компьютеру с i7-4770, 16Gb, если я хочу смоделировать скажем момент соиденения двух атомов в молекулу в) в какую сторону копать?

Для сравнения примитивное моделирование гравитации для меня было простым занятием. Берем N точек, даем им координаты и массу, каждый тик времени вычисляем силу притяжение по формуле

F = m1*m2 / R^2. 
a = f/m; 
x += dx; 
dx += a;
для y аналогично

Дальше построив по координатам график можно было увидеть как тела движутся по эллипсу.

Сейчас же все выглядит для меня заметно сложнее.

  1. Насколько я понимаю привычных x,y координат ни у кварков, ни у протон/электрон не существует, мне нужна пси функция?
  2. Электрон в атоме крутится на около световых скоростях, следовательно мне нужно СТО/ОТО и привычные формулы типа dx += a перестают работать?
  3. Сложно будет визуализировать?
  4. Начальные условия нужно тщательно подобрать? (В случае с гравитацией все просто - одно тело неподвижно, второе движется не в сторону первого)
★★★

Ответ на: комментарий от alpha

Не, ну все таки математическое описание и физическая суть это разные вещи. Формула дает ответ на вопрос КАК, а физическая суть это некая аналогия, модель отвечающая на вопрос ПОЧЕМУ ИМЕННО ТАК.

Пример - проводимость твердого тела. Обычный закона Ома в дифференциальном виде (через подвижность и пр) верен для металлов, но выведен из совершенно неверных, классических представлений. Верные квантовые представления (через поверхность Ферми и пр) дают точно такую же формулу в изотропном случае, но интерпретируют ее совершенно иначе (хотя в целом подвижность определяется емнип так же, просто распределение носителей по скоростям совершенно иное).

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

физическая суть это некая аналогия, модель отвечающая на вопрос ПОЧЕМУ ИМЕННО ТАК

Модель и следствия из неё - это как раз математика.

А про «почему» там вот как раз у Фейнмана есть рассуждение в той книжке. Потому что теория сходится с экспериментом.

И никаких «по логике вещей» и «по аналогии с..».

Люди почему-то ожидают что реальный мир должен быть наглядным и простым. И если объект нельзя пощупать и погрызть, или хотя бы представить как ты его щупаешь и грызешь, то он нереален. А в общем-то это не так, сложные объекты точно так же реальны, даже если щупаем мы их опосредованно. Они не обязаны при этом быть какими-нибудь шариками и ниточками, и простые аналогии с шариками и ниточками для них работать не обязаны.

alpha ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от alpha

Модель и следствия из неё - это как раз математика.

Моделью называют очень разные вещи. Если под моделью понимать систему уравнений - то Вы правы. Если под моделью понимать картину мира приводящую к этой системе уравнений - то это как раз ответ на вопрос почему.

А про «почему» там вот как раз у Фейнмана есть рассуждение в той книжке. Потому что теория сходится с экспериментом.

Это вовсе не «почему» а лишь один из критериев верности теории. Ответ на вопрос «почему яблоки падают» это закон всемирного тяготения. Можно спросить «почему F = G M1 M2/R^2?» и ответом будет какая нить теория относительности. И так копать можно очень глубоко…

Они не обязаны при этом быть какими-нибудь шариками и ниточками, и простые аналогии с шариками и ниточками для них работать не обязаны.

Не обязаны, и аналогии могут быть очень сложными. Но тем не менее эти аналогии как раз то, что отличает физику от математики.

В физике есть своя аксиоматическая база (пространство, масса/сила, время, энергия/энтропия и т.д.) - математика в таких понятиях не нуждается.

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от alpha

Никто не обещал что суть сложных физических явлений может быть описана на простом матерном.

Прикинь: пацаны базарят, шо по понятиям квантовая суперпозиция векторов |ёклмн> и |ёпрст> наблюдаема «чётко_в_натуре» токмо по собственному значению |Ё| :)

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Ответ на вопрос «почему яблоки падают» это закон всемирного тяготения.

Только это не «почему», а «как» и «что». Закон не говорит о том по какой причине это происходит, откуда берётся притяжение и т.п., он просто обобщает частное явление до общего.

alpha ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от alpha

Только это не «почему», а «как» и «что».

Вам дров подкинуть? Никто не встречал экспериментально подтверждённой работы по переходу вращательного движения в волновое?

anonymous
()
Ответ на: комментарий от alpha

Нет, это именно что ответ на вопрос «почему яблоки падают с уcкорением g?» - «потому что на них действует сила F = G M1 M2/R^2».

Это нефига не единственная картина мира приводящая к такому падению яблок.

Можно спросить «почему F = …?» - но это уже ДРУГОЙ вопрос, и на него конечно же ДРУГОЙ ответ. Этот ответ конечно включает в себя ответ на вопрос почему яблоки падают именно так а не иначе.

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от anonymous

Я это раз в нескольк дней наблюдаю когда стиралка отжимает (вращательное движение) - ее слышно через всю квартиру (волновое движение).

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от anonymous

Я Вам больше накину, Вы в курсе что возможно изменение параметров орбиты космического аппарата без реактивного движения/солнечного паруса/взаимодействия с магнитным полем Земли?

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Я Вам больше накину

Отмаз не прокатил.

То, о чём я спрашиваю, важная деталь пазла. Если эксперимент не был проведён, то это конкретная лажа.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от anonymous

Каких измерений Вам хочется, приятель? Вы не видели стиралки, или не в курсе что звук это волновое движение? Так это сугубо Ваши сложности.

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от anonymous

Я не знаю под кого именно Вы тут косите, это Вам виднее. Но если хотите получить ответ - научитесь для начала связно формулировать вопрос.

AntonI ★★★★
()

Для @insw.

Ранее говорил, что вы троль.
Это не относится к всем вашим суждениям.
Да чего там скрывать, и я часто тролю, а бывает и говорю «по теме».
В форуме в основном разработчики, которые имеют опыт в использовании разных технологий.
Кроме того многие задачи можно /например отчеты/ решить с использованием разных «подходов».
Поэтому то диалоги и похожи на «лебедя, рака и щуку».

Что касается проекта @metaprog, то конечно, подход к реализации визуального языка программирования у него еще многократно изменится.
Вот ныне в его треде, вы уже говорите, о полезности в будущем использования абстракций …

Владимир

anonymous
()
Ответ на: комментарий от Evgueni

Закрученные фотоны

«Пошёл на рыбалку и отстрелил себе яица». Какие нафиг фотоны?

anonymous
()
Ответ на: комментарий от alpha

Почему скорость света ограничена и почему ее значение именно таково, а не в два раза меньше. Так то понятно - скорость света такова, установлено тысячами экспериментов и расчетов, наконец пинг… Еще в школе решали задачки с релетявистскими скоростями, красное смещение лазерного луча с крыши небоскреба - ясно

Формулы есть и они описывают как скорость относительного движения перетекает а замедление времени. Есть ли у физики ответы на вопрос почему вообще время замедляется? Кроме формул, которые дают достоверные прогнозы, описывающие искривление пространства. Почему гравитационное поле Земли замедляет время, (равно как и любая масса) при том что расчеты в точности выполняются. Вот пространство стало кривым - почему в этом кривом всё шевелится медленно для стороннего наблюдателя а для тех кто в той же системе отсчета - время так же идет

Не, я не ожидаю что всё просто и наглядно, но ожидаю что всё объяснимо. Если М-теория и 10^500 вариантов, а мы в следствие «антропного принципа» оказались в одном из вариантов - это понятно

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

почему вообще

Вот как раз о том и говорю. «почему вообще» - это не физический вопрос, а философский и религиозный.

Искать на него ответы в физике - это путь к шарлатанам, шизофреникам и сценаристам голливудского кино, которые начинают описывать чёрные дыры как способ путешествия во времени и разговора с богом.

alpha ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от alpha

Вот как раз о том и говорю. «почему вообще» - это не физический вопрос, а философский и религиозный

Мне казалось «зачем светит солнце» и «почему светит солнце» - первое философский, второе вопрос физики и ответ уже есть

По крайней мере, меня в физике интересует только это, вот то же самое почему всего 4 типа взаимодействий, по какой причине не нашлось места для пятого типа взаимодействий, т.е. почему пространство не позволяет возникать большему числу взаимодействий, почему гравитоны не иссякают - может это подобно «дыркам в полупроводниках»? У них же есть некая энергия

Про число взаимодействий - (сильно слабое эм гравитационное), поступают новости что есть подозрение на 5-й вид взаимодействий, но быть может их больше десятка или вовсе бесконечное число, пока не установлен факт что их должно быть 4 и пятому и шестому нет места. А то может там не только этот самый бозон Хиггаса, но и более длинный ряд взаимодействий а кажется что одно

В любом случае, такая наука как химия объяснила вообще всё всё всё, что только можно было, никого больше не удивляет изменение цвета вещества в колбе, выпадение осадка и прочие эффекта. Химия, если не ошибаюсь, достигла всеобъемлющего объяснения «почему»

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

такая наука как химия

Работает непосредственно с реальностью. Трудно представить пользу от «Теоретической химии». Физики же сделали ход конём: оторвались от реальности и перенесли всё в область математики (то есть идейную).

anonymous
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

Почему гравитационное поле Земли замедляет время

Очень просто. Нужно знать две вещи: абсолютного времени нет, физические явления в любой системе отсчета протекают одинаково. Для выполнения этих условий с точки зрения внешнего наблюдателя время должно замедляться.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

время должно замедляться

Небольшой парадокс: Время для нас замедлилось, мы измеряем скорость света и получаем такую же величину, как если бы время не замедлилось.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

Химия, если не ошибаюсь, достигла всеобъемлющего объяснения «почему»

Химия даже не может объяснить даже такую вещь как таблица Менделеева.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

В чем пародокс.

«Парадокс» в плане размышлений. Какую скорость получит «внешний наблюдатель», пропуская луч сквозь искривлённое пространство?

anonymous
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

абсолютного времени нет, физические явления в любой системе отсчета протекают одинаково

Это известный факт. Какова причина того, что процессы возле огромной массы будут течь медленно для стороннего наблюдателя. Распадается частица, излучает гамма кванты, но пройдя гравитационное поле они как бы потеряют энергию, длинна волны увеличится. Не только энергию, но движения, химические реакции - всё будет медленнее. Это удивительно для меня, непостижимо, будто всё сгущается, работает со скрипом

Это как муха попавшая в мёд, медленно плывущая в нем, а самой мухе кажется что она летает как ни в чем не бывал в своей системе отсчета

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

«Закон равенства инертной и тяжелой масс можно сформулировать очень наглядно следующим образом: в однородном гравитационном поле все движения происходят точно так же, как в равномерно ускоренной системе координат в отсутствии поля тяготения. Если бы этот закон выполнялся для любых явлений («принцип эквивалентности»), то это указывало бы на то, что принцип относительности должен быть распространен на неравномерно движущиеся системы координат, если стремится к естественной теории гравитационного поля.» А. Эйнштейн.

Ты похож на ребенка который спросил «почему небо голубое». И ему ответили потому что свет с меньшей длинной волны рассеивается в атмосфере сильнее. Ответ правильный, но для ребенка непонятный, он даже читать не умеет.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

Химия даже не может объяснить даже такую вещь как таблица Менделеева

Химия следует из таблицы Менделеева, не наоборот, но это спор о терминологии. Главное что меня поняли, что я хочу, но никогда не получу

Вот гравитон, почитал про них. Некая частица энергией не более 7*10^-23 эВ. Если она возле горизонта черной дыры, значит ее энергия должна падать для стороннего наблюдателя. Рисуют картинки как гравитоны циркулируют вокруг массы, а как оно может циркулировать у черной дыры?

Блин, ну наверняка у этого есть какая то причина

Пожалуй хватит с меня албанских вопрос на сегодня, все равно ответов на них нет, вот это самое «почему» пока не ясно. Пусть назовут это хоть сепульки, лишь бы это объясняло чуть полнее «почему»

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

Таблицу Менделева открыл химик, и используют химики. Но в рамках своей химии объяснить не могут, значит это неполнота науки.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

в однородном гравитационном поле все движения происходят точно так же, как в равномерно ускоренной системе координат в отсутствии поля тяготения

Ну это я давно знал

Если бы этот закон выполнялся для любых явлений, то это указывало бы на то, что принцип относительности должен быть распространен на неравномерно движущиеся системы координат, если стремится к естественной теории гравитационного поля

Вот это не понял, что следует

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

Таблицу Менделева открыл химик, и используют химики. Но в рамках своей химии объяснить не могут, значит это неполнота науки

Не возражаю

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

Почитал лучше классические учебники по физике, пользы будет намного больше. Там все правда, поскольку подтверждено экспериментом.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

Там все правда, поскольку подтверждено экспериментом

Не спорю. Но там нет ответов. 10 лет назад, когда был молодым, решал - стоит ли мне переломить себя и пойти в физику - мне это было интересно. Понял что не стоит, научно популярное изложение не вселяет надежды что ответ где-то близок. Но я уважаю тех кто тратит свою жизнь чтобы продвинуть эту сферу, ученый физик - это очень достойный жизненный путь, сродни хирургу спасающему жизни или военному защищающему интересы страны

I-Love-Microsoft ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

Там все правда, поскольку подтверждено экспериментом.

Экспериментом, говоришь:

Всё правда, говоришь. Точно всё?

anonymous
()
Ответ на: комментарий от anonymous

Я говорю классические учебники. Курс теоретической физики Ландау и Лифшица, например. Сейчас может что-то более современное есть, не знаю.

Uncle_Bobby
()
Ответ на: комментарий от alpha

Вайнберг с Вами не согласен. Я тоже:-)

Что бы ответить на вопрос почему так - надо построить новую теорию обощающую существующие. Она сможет обьяснить почему существующие теории такие, но конечно что бы объяснить почему она такая - понадобиться новая теория.

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Uncle_Bobby

Я бы начал с фейнмановских лекций. Они попроще и там как раз много «философии» о том почему так.

«КЭД - странная теория света и вещества» тоже очень годная книжка, ее тут уже советовали

AntonI ★★★★
()
Последнее исправление: AntonI (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от I-Love-Microsoft

Никогда не поздно заняться наукой если есть желание. Я серьезно. Велкам, если Вы в Москве - приходите в гости.

AntonI ★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Я бы начал с фейнмановских лекций. Они попроще и там как раз много «философии» о том почему так.

Для меня ценна лишь первая из его лекций.
Он учит творчески - МЫСЛИТЬ.

Владимир

anonymous
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.