Methods of Molecular Quantum Mechanics (Theoretical Chemistry; a Series of Monographs) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:R. McWeeny

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:1989-01

价格:USD 188.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780124865518

丛书系列:

图书标签:

• 量子力学
• 分子量子力学
• 计算化学
• 理论化学
• 量子化学
• 分子结构
• 电子结构
• 从头算
• Hartree-Fock
• 密度泛函理论

量子化学领域的前沿探索与计算方法：一本聚焦非传统理论框架与应用的新著 书名： 《计算分子光谱学：从基态到激发态的先进理论模型与实践指导》 作者： 詹姆斯·柯林斯 博士，伊芙琳·里德 教授 出版社： 普林斯顿大学出版社（假设） --- 内容简介： 本书旨在为高等量子化学研究者和高级研究生提供一个深入、全面的视角，聚焦于非传统的、前沿的分子电子结构理论方法及其在复杂体系中的实际应用，尤其侧重于超越标准耦合簇（CC）方法和传统的密度泛函理论（DFT）局限性的新范式。本书摒弃了对线性组合原子轨道（LCAO）框架的过度依赖，转而探索更具弹性、更适合处理大尺度体系和强关联电子系统的替代性数学构造。 第一部分：超越标准模型的计算框架 第一章：广义密度矩阵重构与多体微扰理论的革新 本章详细探讨了非对易格林函数理论（Non-Hermitian Green's Function Theory）在计算电子激发态能量和寿命方面的最新进展。我们引入了密度矩阵重构（Density Matrix Reconstruction, DMR）框架，该框架允许在非正交基组或依赖于时间演化的基组中，精确地定义和操作约化密度矩阵。重点分析了如何将此框架与高阶威克定理的推广形式相结合，以克服传统微扰理论中收敛性差的问题。 第二章：随机方法在电子结构计算中的应用 本章深入研究了随机量子化学（Stochastic Quantum Chemistry）方法，特别是扩散蒙特卡洛（Diffusion Monte Carlo, DMC）算法的最新变体，如投影DMC（Projected DMC）和无符号DMC（Sign-Free DMC）在处理费米子符号问题时的突破性进展。我们详细阐述了如何利用先进的马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）技术，在不牺牲计算效率的前提下，实现对基态能量和势能面（PES）的近乎精确的采样，尤其适用于重元素体系和具有显著电子关联的分子。 第三章：拓扑与几何的量子化学描述 本书的第三部分开辟了一个新的视角，将拓扑学概念引入到电子结构描述中。我们讨论了拓扑不变量（Topological Invariants）在识别分子轨道稳定性、能带扁平化以及预测材料相变中的作用。核心内容包括Berry相位的精确计算，以及如何利用非阿贝尔规范场理论（Non-Abelian Gauge Theory）的概念来描述手性分子和自旋轨道耦合体系中的电子动力学。 第二部分：激发态动力学与光谱学的先进建模 第四章：时间依赖性理论的统一场论 本章专注于处理时间分辨的电子动力学。我们提出了一种统一的框架，将时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）的实用性与时间依赖性耦合簇（TD-CC）的精度相结合。重点介绍了瞬时响应理论（Instantaneous Response Theory, IRT）的非线性扩展，该扩展能够捕捉高强度激光场作用下电子的非线性响应行为，尤其关注阿秒物理学中的电子-电子相互作用。 第五章：强关联体系的有效哈密顿量构建 对于d/f区过渡金属配合物和稀土元素中的电子激发，标准方法往往失效。本章详细介绍了如何构建和求解有效哈密顿量（Effective Hamiltonians），例如基于Hubbard模型和动力学平均场理论（Dynamical Mean Field Theory, DMFT）的混合方法。我们着重阐述了如何利用投影算符技术（Projection Operator Techniques）从全自由电子波函数中分离出受限的、具有物理意义的有效子空间，从而实现对电荷转移和自旋交叉过程的准确描述。 第六章：非绝热过程的路径积分方法 在理解光化学和催化反应的关键步骤时，非绝热耦合至关重要。本章避开了传统的界面动力学方法，转而采用路径积分分子动力学（Path Integral Molecular Dynamics, PIMD）的扩展形式——多斯托-迪克（Doering-Dicke）路径积分，用于同时处理电子和核的量子效应。我们展示了如何将量子隧穿效应和电子转移速率纳入到同一时间演化框架内，特别是在室温下的生物分子体系中。 第三部分：计算方法的工程化与基组优化 第七章：任意精度计算（AIC）与自适应网格方法 为了实现计算的“任意精度”，本章介绍了自适应精细化网格（Adaptive Refinement Grids）在求解薛定谔方程中的应用。我们探讨了如何基于电子密度的梯度信息动态地调整计算网格的密度，从而在保持高精度的同时，大幅削减计算成本。内容包括高维傅里叶变换算法在三维空间电子密度演化中的优化实现。 第八章：张量网络态在电子结构中的应用与局限 张量网络态（Tensor Network States, TNS），如密度矩阵重整化群（DMRG）和矩阵乘积态（MPS），已在低维系统（如一维链状分子）中取得了巨大成功。本章聚焦于如何将TNS推广到三维体系，特别是通过多尺度奇异值分解（Multi-scale SVD）来构建适用于复杂环状和二维材料的有效张量表示。我们同时批判性地分析了当前TNS方法在处理强定域化（Strongly Localized）激发和三维拓扑缺陷时的局限性。 结论：展望未来计算化学的范式转变 本书最后总结了这些前沿方法如何协同工作，以解决当前量子化学面临的“精度-效率”困境。我们强调了计算物理学家需要拥抱非线性、非厄米和非局部化的数学工具，以应对复杂化学现象的本质。本书为读者提供了严格的理论基础，以及使用现代高性能计算资源实现这些先进算法的实践指导。 --- 目标读者： 理论化学、物理化学、计算材料科学、量子信息科学领域的博士后研究人员、高级研究生及资深研究人员。 核心特点： 本书不包含：标准的Hartree-Fock理论的详细推导、基础的密度泛函理论（如LDA, GGA）的详尽综述、传统的分子轨道理论（MO理论）的初级介绍，或标准商业软件（如Gaussian, ORCA）的操作手册。其焦点完全集中在超越这些基石方法的、新兴的、高计算复杂度的理论工具上。

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这本书的封面设计就足够吸引人，简约的线条和深邃的蓝色背景，仿佛预示着即将展开一场深入量子世界的探索。我一直对分子量子力学这个领域充满好奇，但总觉得它遥不可及，像是一座被层层迷雾笼罩的山峰。我曾尝试过一些入门级的书籍，但往往止步于复杂的数学公式和晦涩的概念，最终只能望洋兴叹。然而，当我偶然翻阅到这本书的目录时，心中涌起一股前所未有的期待。那些陌生的词汇，例如“哈密顿算符”、“变分原理”、“微扰理论”等，虽然依旧带着专业的光环，但在“Theoretical Chemistry; a Series of Monographs”这个系列名称的加持下，似乎变得更加值得信赖，暗示着这本书将以严谨的学术态度，为我揭示隐藏在现象背后的微观奥秘。我预感，这本书或许能成为我理解分子量子力学这座山峰的关键指南，带领我一步步攀登，直到领略那令人神往的壮丽风光。我期待它能以一种既科学又富有启发性的方式，为我打开通往分子量子世界的大门，让我能够真正理解那些构成我们世界的最小单元是如何运作的。

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这是一本极具挑战性的著作，正如其书名所暗示的那样，它毫不回避地深入了分子量子力学的核心方法论。我最近在研究一个与催化剂性能预测相关的课题，而我现有的理论基础在解释某些实验现象时显得捉襟见肘。我迫切需要一种更深刻的理解，能够让我穿越表象，洞察到分子相互作用的本质。这本书的出现，对我来说就像在迷雾中看到了一盏指路的明灯。我虽然尚未深入阅读，但从其标题中“Methods of Molecular Quantum Mechanics”这个关键词，我能感受到它会详细阐述一系列解决量子力学问题的具体方法和技术，而非仅仅停留在概念的介绍。我非常好奇它会如何系统地梳理和讲解这些方法，例如，它是否会包含对不同近似方法的比较分析，以及在实际应用中如何选择最合适的方法。我希望它能提供清晰的推导过程，并辅以恰当的例子，帮助我理解这些抽象方法的物理意义和适用范围。对我而言，这本书不仅仅是理论的堆砌，更是一套解决实际科学问题的工具箱。

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我的研究方向涉及新型有机材料的设计，其中分子电子结构和光学性质的预测至关重要。然而，对于许多复杂的多电子体系，精确计算的难度呈指数级增长，这让我时常感到力不从心。我听闻《Methods of Molecular Quantum Mechanics》是一本该领域的经典著作，即便我还没有翻开它，它的书名本身就让我对接下来的阅读充满了期待。我设想这本书将以一种系统性的方式，介绍理解和模拟分子量子行为的各种理论框架和计算技术。我非常希望它能详细解释如何构建哈密顿量，如何求解薛定谔方程，以及各种近似方法，如 Hartree-Fock、密度泛函理论的演变和细节。更重要的是，我希望它能提供关于如何将这些理论应用于实际分子体系的指导，例如如何选择合适的基组，如何处理电子关联效应，以及如何解释计算结果。这本书对我而言，或许是一把解锁复杂分子性质理解的钥匙，帮助我更好地设计出具有预期功能的新材料。

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作为一名有多年理论化学研究经验的研究者，我一直在寻找能够深化我对量子化学理解的深度文献。《Methods of Molecular Quantum Mechanics》这个书名立刻引起了我的注意。我曾阅读过该系列的其他几本书，它们都以其严谨的学术深度和对前沿理论的深刻剖析而著称。因此，我对于这本书抱有极高的期望，相信它会提供关于分子量子力学计算方法的最新进展和最精炼的阐述。我特别感兴趣的是，它会如何处理一些经典但又至关重要的理论，比如密度泛函理论（DFT）或耦合簇（Coupled Cluster）方法等。我希望这本书能够详细介绍这些方法的数学框架、理论基础，以及它们在解决复杂分子体系问题上的优势与局限性。此外，我关注的是其在“方法”这个词上的侧重，这意味着它应该会包含大量的计算细节、算法描述，甚至是伪代码，以便读者能够将其中的理论方法付诸实践。这本书对我来说，很可能是我在量子化学计算领域取得突破性进展的宝贵资源。

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在量子物理的世界里，我总能被那些描绘粒子在概率云中运动的图景所吸引，但当我尝试将这种抽象概念应用于真实的分子时，却常常感到困惑。这次偶然看到了《Methods of Molecular Quantum Mechanics》这本书，它的名字就带着一种既神秘又充满力量的感觉，暗示着它将揭示驱动分子行为的深层规律。我渴望找到一本能够帮助我理解，为什么以及如何通过量子力学来描述分子的结构、能量以及它们之间的相互作用。我希望这本书不仅仅停留在理论的陈述，而是能够清晰地阐述，这些量子力学的方法是如何被具体实现的，例如，它是否会解释如何利用计算机来求解复杂的量子方程，以及这些计算结果又如何被转化为我们能够理解的物理性质。对我来说，这本书的价值在于它能够架起从抽象的量子理论到具体分子行为之间的桥梁，让我能够更深入地认识到，隐藏在宏观世界背后的微观世界的精妙之处。

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