高中毕业生参加科音初级量化培训班需要做哪些准备，以及一些考虑

Beluga_Haechi

大家好，我是一名北京高三国际部在读（其实已结课）的学生，目前对物理化学和理论与计算化学有浓厚的兴趣，刚刚报名参加了五月底的科音初级量化培训班。希望提前了解需要多少相关的背景知识，以便做好学术和心理准备 :)

官方发布的FAQ（http://bbs.keinsci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5098）里面提到：

初级和基础量化培训班：参加前若有足够的时间想在培训前先尽可能学点东西，按照《谈谈学量子化学如何正确地入门》（http://sobereva.com/355）里面中关于自学的方法自学。笔者发现有不少参加量化培训的学员并不知道什么是点群、sigma和pi轨道（一般化学系本科阶段都学过），这是非常重要的概念，量化计算中常会涉及。如果没学过，强烈建议自行看看结构化学书（北大周公度那本就可以）弄懂。如果之前参加过初级班，在参加基础班之前，一定要仔细复习讲义，以便能顺利接受基础班讲授的明显更深、更广的内容。

我目前学习过本科普通化学，以及部分物理化学，其中包含入门的量子化学（推导和编程近似氢原子电子云径向分布函数，和氦原子的HF-SCF），可以算有基础。除了高中竞赛，我没有系统学习过结构化学或者群论相关的抽象代数，一直很想学但是由于学业之前没能抽出足够时间。请问点群需要掌握到什么程度，有哪些推荐提前阅读的简要文本（最好是英文的）？

此外，目前我计划在本科阶段深入学习理论化学，掌握专业软件背后的理论基础和计算方法。虽然我不急需学会有助于实验化学研究的理论计算，但是我想软件的实战操作技巧是传统大学课程不易系统涉及的（相反，计算化学的理论学习也不可能在短短4天的培训内速成），而且提前了解应用能在学习理论的时候有更广阔的视野。请问这样的考虑是否合理？

最后想感谢sob老师提供这么好的机会！！其实我去年就想参加科音的培训班了，可惜由于校内大考和大学申请没能报名第19届和第20届，等到现在都已经尘埃落定快毕业了 ;-;

AlexShan_UCLA

只是感慨一下~
其实慢慢就能发现，越好的本科（比如top2），做理论/计算化学的人就越多。大部分都属于早期比较聪明，并且基础良好的。楼主才高中毕业，其实不小的概率到了本科，慢慢就转向纯理论化学，而非这种应用型计算了（周围太多人都是如此）。
不过理论化学这条路并不好走

anson

看了楼主的分享感觉自己就是一条咸鱼……
对这方向领域有兴趣，而不是研究过程中需要“计算”辅助而来上课的真的是少之又少（别骂了，我自己就是）。就像楼上说的一样，初级班上sob老师对基础理论进行一些解释，再由此出发讲一讲软件的操作使用，已经能够让在座的绝大部分人晕成一团，最后能带进门成为所谓的软件操作工甚至脚本搬运工已经遥遥领先了（问就是见过好些公费上课的回去把讲义丢一边，gv不会用、.gjf依旧写成.gif的，更不用说深入一些的内容……）。sob老师每次最后结束时都会强调让大家回去复习复习再复习，又有多少人真的复习了呢（别骂了，我也是要用到的时候才翻出来看，我自裁）。
很敬佩楼主的用心，更是感觉到了sob老师的不易，只能感叹一下人和人的差距有时候真的比人和香蕉还大。

Priscilla

前途无量，感慨教育水平参差，你高中毕业就已经学了这么多，我当年高中毕业上大学高数时老师讲矩阵我都完全不知道是啥，后面摸爬滚打本想研究生从材料转行物理结果意外进了化学实验组，看我有点物理基础叫我学学计算，最后还是自己跟老板要经费来学，每次一个人飘北京饭店待6天，上课掐人中提神，上到最后屁股都要烧起来了，回来承担全组文章计算的活。总之卢老师这个课能让你迅速上手软件操作，但是终究只是师傅领进门这个过程，有时候感慨自己学的太少，终究不过是一个软件操作工，脚本搬运工，想深入学习理论都只能夜晚抽空看书，你要真想为理论做出贡献，这真是开始学习的最好年纪了。

sobereva

Beluga_Haechi 发表于 2024-6-15 01:12
您分享的从授课者角度考虑的诸多实际因素很有道理，现实情况确实令人感慨……虽然培训篇幅有限，但是我还 ...

课上讲Fock算符这种等效的单电子哈密顿算符时已经说了，是把其它电子对当前电子产生的作用以有效势方式近似体现。讲HF过程中在第一次提到基函数的时候课上也已经说了，这是为了使被求解的分子轨道有确切的解析的形式，并明确了实际计算过程中被求解的对象就是展开系数。这些基本的关键点绝非在培训里没讲过。

即便课上已经讲了，但如果没有事先的理解的话，光是课上讲一遍也不可能立刻就充分领会，甚至忘了我当时已经讲过。需要课后反复体会，以及花时间阅读讲解细致完整的相关书籍，在了解更充分的理论背景的基础上，一点点理解我课上说的关键点的意思。

Beluga_Haechi

rugals 发表于 2024-6-14 21:51
初级班时间其实比较充裕，还有时间做笔记。你要是听Multiwfn/CP2K/Gromacs，特别是后几天的课，一边抬头 ...

我记得第一天介绍理论的时候记笔记压力是最大的，到了后三天有了很多上机实操压力是小了很多，介绍操作方法和输出文件含义之类的时候我就没记笔记，只是跟着操作了 :)
主要是只在书上勾画的话，知识不进脑子呀

Beluga_Haechi

sobereva 发表于 2024-6-13 19:01
培训班不是针对每个人的需求单独定制的，需要综合考虑整体需求。初级班没有时间把理论细节展开了去讲，参 ...

您分享的从授课者角度考虑的诸多实际因素很有道理，现实情况确实令人感慨……虽然培训篇幅有限，但是我还是希望几个核心要点背后的动机在讲义可以展现得更清楚，这样初学者可能就不会放弃理解这些概念了，比如平均场近似的意义，还有波函数用基函数展开的必要性。

书籍简介我印象也很深，打算这一两年随着数理基础跟进认真去看看Szabo的HF，感谢您的建议！

Beluga_Haechi

DClean 发表于 2024-6-13 10:13
0基础想在一下午的时间内理解HF原理基本上是不可能的事情。
此外，你的理解有很多地方看上去似是而非或 ...

这点我很认同，完整理解确实是不可能的，不过我认为在不同阶段对一个事物也可以有不同层级的理解，在初期有定性、简化、便于记忆的理解还是可以在短时间内达到，让学习者获得一个bigger picture。
然后我上面写的理解是有不严谨之处，主要用意是举例这种连贯解释的思路，半夜写得比较粗糙，抱歉！我最近还在学习HF的完整理论，还有很长的路，有问题可以向大家请教

Zoeycta

rugals 发表于 2024-6-14 21:51
初级班时间其实比较充裕，还有时间做笔记。你要是听Multiwfn/CP2K/Gromacs，特别是后几天的课，一边抬头 ...

是的，动力学的班我错过了只买了线上录音。边做笔记边时不时暂停着听，陆陆续续半个月才过一遍（可能本身科研就占时间，每天最多只能拿出半天学。

rugals

Beluga_Haechi 发表于 2024-6-13 02:04
上个月底成功参加了第21届初级班，这里想简单回顾一下供大家参考：
回扣主贴，听课的体验总体非常好，以我 ...

初级班时间其实比较充裕，还有时间做笔记。你要是听Multiwfn/CP2K/Gromacs，特别是后几天的课，一边抬头看PPT，一边低头看讲义都不一定能跟上，更不用提做笔记了

sobereva

Beluga_Haechi 发表于 2024-6-13 02:12
想再提一点建议：

虽然绝大部分内容讲解都很清楚，听课过程中我明显感觉到第一天下午的“量子化学基础” ...

培训班不是针对每个人的需求单独定制的，需要综合考虑整体需求。初级班没有时间把理论细节展开了去讲，参加初级班的大多数人的目的是赶紧上手做计算、能出成果发文章。理论讲多了他们不爱听，再加上初级班的大多数学员理论基础差，讲多了他们到时候还各种胡思乱想一堆，反倒耽误了他们做实际计算研究，而且还会更多占用初级班里本来就有限的时间，挤压了对大多数学员更重要的实际计算部分讲解的时间。所以初级班让学员知道有什么样的概念、说的是什么东西、是什么意思、什么时候用什么方法和基组合适，由此足够让他们正确做计算、能基本看懂文献里对计算的描述，这就已达到初级班的“量子化学理论知识简介”这一节的目的了（而且标题里强调的是“简介”）。理论上明显更深入、细节的东西只有中级班才会展开了讲。另外，初级班最后专门有一部分是“计算化学相关书籍简介”，如果有志于在理论细节方面深挖，从最基本的原理一点点循序渐进，建议自己花时间慢慢啃里面提到的各种专著，书上大篇幅讲的理论细节和初级班培训的侧重点是互补的。

你提到的课上有人玩手机，那些人一定是老师给他们公费报名的，我们见多了。他们自己本身并不想学，浪费了大好的学习机会和导师的良苦用心，令人无奈。还有一些公费的学生趁培训期间在北京游玩，有的游玩期间还把手机丢了。而那些自费报名的肯定都是认真学的。

Graphite

我高中的时候也接触过计算化学，当然彼时的基础应该差你一筹。那个时候也没有现在这么好的机会。
你先别想着理论那些幽深的东西，参加完培训班、能跑通一些计算模拟就算胜利。后面过个几年经验和见识越来越广，某天回过头看，理论那些开窍就是一瞬间。

楼上说得对，也别以为本科化学系懂多少，大多数985/211化学系学生，只是成绩不错、又机缘巧合报了这个专业，知识上加载了一些”本科化学数据模块“。
不过，我们也没必要和别人比（包括志不在此的、包括起步晚的、包括已经步入科研圈许久的...），各人有各人的发展方向。如果你保持这个初心和冲劲，以后一定能收获到很多快乐。

hebrewsnabla

将多原子波函数ψ拆成多个易于求解的单原子波函数φ

应该是多电子波函数、单电子波函数。

DClean

Beluga_Haechi 发表于 2024-6-13 02:12
想再提一点建议：

虽然绝大部分内容讲解都很清楚，听课过程中我明显感觉到第一天下午的“量子化学基础” ...

0基础想在一下午的时间内理解HF原理基本上是不可能的事情。
此外，你的理解有很多地方看上去似是而非或者不够准确，比如BO近似和平均场近似的目的和作用，初猜和自洽场迭代的逻辑等等。
总的来说，很难在短时间内同时力求准确严谨和通俗易懂，还是课时不够的妥协（）

好多于

Beluga_Haechi 发表于 2024-6-12 23:44
谢谢哈哈哈，过誉了 :) 本科一般都系统学过物化嘛，我这还差得远

此言差矣。楼上的评价并非“捧场”，你的基础甚至要强于某些做计算的研究生。毕竟有相当一部分物理学的同志也在往计算化学里挤，即便在本科阶段没有学过任何化学知识，脑子里也没有任何化学常识。