第750章 第一壁攻坚 二（2/2）

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他回想起自己做那块恒阻膜的过程。他没有像传统的材料学“炒菜”那样，去疯狂盲试各种参数；他是先在脑海里算出了2.314这个空间分形维度的最优解，然后根据泊松比反推了冰晶生长的热力学参数，最后在虚拟实验室里一击命中！

这种“用数学推导物理规律，再用物理规律指导材料设计”的方法，在现代材料科学中，有一个极其硬核的分支——

计算材料学

……

早期的材料学，俗称“炒菜”。加点碳，加点锰，扔进炉子里烧一烧，拿出来敲一敲。好用就记下来，不好用就倒掉。全凭工匠的经验和运气。这种低效的试错，困扰了人类几千年。

后来，科学家们搞出了“相图计算”。通过热力学公式，把不同元素在不同温度下的组合状态画成图表。这算是一次进步，至少炒菜的时候有了本菜谱。

但这些，依然没有触及物质的灵魂。

直到量子力学诞生，尤其是“第一性原理”中的密度泛函理论（DFT）被提出后，计算材料学才真正迎来了神级革命。

顺带一提，提出DFT理论的沃尔特·科恩，为此拿了1998年的诺贝尔化学奖，虽然他其实是个物理学家。其实也侧面明了物理化学其实很难区分得很清楚。

所谓“第一性原理”，就是不依赖任何经验参数，不查任何实验数据。

完全从最底层的原子核与电子的相互作用出发，直接求解薛定谔方程！

只要你告诉我这块材料里有几个钨原子、几个铁原子，我就能用纯粹的数学和量子力学规律，在超级计算机里模拟出它们是如何成键的、晶格是怎么排列的、受到外力时是怎么断裂的！

在此基础上，再结合分子动力学（MD），就能在计算机里模拟出材料在高温、高压、甚至高能粒子轰击下的真实演变过程！

这就是计算材料学的终极暴力美学，只要算力足够，数学就能主宰物质！

……

那为什么全世界包括美国在内，放着这么高大上的“第一性原理”不用，非要去搞什么AI黑盒拟合？

原因很简单：算不动！

一个真实的宏观材料包含超过 10的23次方个原子。哪怕只算几千个原子组成的微晶胞，其中电子与电子之间的多体量子纠缠与交换关联泛函，其计算量也会呈指数级爆炸。

现有的超级计算机算上几个月，最多也就只能模拟几纳秒、几百个原子的微观运动。一旦放大到工程尺度，算力直接原地崩溃！

……

“别人算不动，是因为在跨尺度耦合时，多体薛定谔方程的降维近似处理得太粗糙，导致误差随着时间步长呈指数级发散……”

徐辰从沙发上站起身，在客厅里来回踱步，眼底闪烁着唯有顶尖猎手看到猎物时才会出现的兴奋光芒。

“但如果，我能用高维拓扑和偏微分方程的正则化技巧，重构一套全新的多尺度桥接算法，把量子尺度的电子密度泛函，无损压缩映射到微米尺度的位错动力学模型上呢？”

直接从最底层的量子力学出发，用他LV.5的数学统治力，把14.1 MeV高能中子撞进金属晶格后引发的“级联碰撞”过程，从头到尾地用数学公式给硬算出来！

想到这里，徐辰胸腔里涌起一股久违的豪情。

他二话不，转身走进书房，直接在电脑上新建了一个空白文档，开始单枪匹马地向着“计算材料学”这片无人区发起了冲锋。

……