学霸就是要肝 第145章 不过是一道更难的题

第145章 不过是一道更难的题

第145章 不过是一道更难的题

听到萧易说出来的这个想法，对于洛明雅来说，着实是一件十分震惊的事情。

为什么他才学习计算材料学这么一段时间，就能够产生如此鞭辟入里的思考？但是，对于这个问题，洛明雅却一时之间不知道如何回答。

她的确是个天才，不然的话也不至于研究计算材料学才半年的时间，就能够开始做这种课题。但同样的是，她虽然足够的天才，却也还是在正常的范围之内，类似萧易的这个想法，她是想不出来的。

思索了片刻后，她说道：“你能否具体说明一下，你的想法原理是什么吗？”

萧易点点头，说道：“核心原理就在于利用电子的微观运动轨迹，通过路径积分方法精确计算电子的态函数，这一方法可以绕过DFT中对交换-相关势的近似，直接计算电子的相互作用和整体行为。”

“之后我们引入马尔可夫链蒙特卡罗技术，优化计算路径，提升计算效率。”

“这样一来，我们就可以通过对电子行为的准确预测，从而实现对材料性质的预测。”

“基本上是综合了包括密度泛函理论，第一性原理计算，蒙特卡洛方法等多种方法的优势在内。”

听完萧易说的话，洛明雅思索了起来，片刻后，她点点头，说道：“不管怎么说，如果让我从材料学的角度来说的话，你的想法是完全可信的。”

“如果真的能够计算电子的运动轨迹和规律，当然能够帮助我们去预测材料的各种性质，毕竟，不同材料的不同性质，说到底也就是电子在其内的不同分布所反应出来的。”

“就像是那天赵媛媛的那个实验数据，晶格的缺陷导致了反应上的变化。”

赵媛媛的脑袋这时候挤了过来：“我听见伱们提到我啦？”

“没你的事情。”洛明雅朝她翻了个白眼。

“嗯……”顿了顿后，她继续道：“但不管如何，想要实现你说的这一点，依然是个巨大的问题，简单说一说路径积分吧，我对这个倒是有一定的了解。”

“你刚才也说过了，计算材料学的方法，需要在计算精度和计算量之间进行衡量，但是路径积分的计算复杂度极高，特别是在处理多电子体系时，计算量呈指数级增长。”

“所以你要如何控制计算量呢？”面对洛明雅提出的这个问题，萧易却只是一笑：“利用机器学习技术。”

“不知道你有没有听说过变分自编码器技术，也就是VAE技术，这是一个基于变分贝叶斯推断的生成式网络结构，我这些天在思考的时候，将这个技术从数学原理上稍稍的进行了一些简单的优化，将它结合进去，通过机器学习的方式训练出神经网络，就能够自动优化生成的电子轨迹。”

“这样不仅能够减少计算量，同样还能够实现高精度的要求。”

听着他们的谈话，赵媛媛开始晕了起来，然后赶紧远离了他们，她感觉自己遭受到了一场智商核打击。

不过，洛明雅也和她没差。

这位材料系的天才终于听到了自己不懂的东西。

“VAE技术？”她仔细回想了许久，最后摇摇头说道：“这个我还真没有听过，如果是涉及了机器学习的话，确实也不在我的专业学习范围内。”

“不过，我倒是知道，最近这两年将机器学习运用于材料研究当中，也算是一个热点方向，就像是我们现在研究的这个二维材料一样。”

“不管怎么样，”洛明雅道：“你的这个idea，至少看起来确实是一个不错的idea，尽管它的实现难度可能会很高，光是你说的，要将马尔可夫链蒙特卡罗技术引入进去，以此来优化计算路径，我几乎可以想象到它在数学上有多么的困难。”

“就更不用说你最开始的想法，要如何建立起路径积分和电子轨道之间的关系了。”

“如何实现这几点，我估计就无法给你提供帮助了，或许你可以找一下孙丽娜那个女人……不过我感觉她也不会太懂，她的数学比我还烂。”

说着，洛明雅第一次表达了羡慕的情绪：“说实话，我有时候真的很羡慕你们这些数学家，能够将数学掌握的那么透彻，对于我们这些研究其他学科的人来说，真的很无法体会那是怎样的一种思维境界，我不管当初怎么学习数学，都无法抵达那样的境界。”

看着她的表情，萧易笑了笑，温和地说道：“那是因为你即使不需要学好数学，也可以将各种事情都做到足够好，任何人都没必要让自己拘泥于某个东西上，人生也是这样。”

听到萧易的话，洛明雅安静了良久，最后深深地看了一眼萧易，说道：“谢谢你，我明白了。”

萧易一愣，随后摆摆手，笑着道：“不用谢，作为一位研究数学的人，有必要向那些对数学感到迷茫的人们进行这样的解释。”

“我觉得你和其他那些研究数学的人还是不太一样，你是个温柔的数学家。”洛明雅说道。

“是吗？”这个夸奖让自己有些猝不及防，萧易略显腼腆地说道：“那就谢谢你的夸奖了。”

洛明雅展颜一笑，随后说道：“不管如何，如果你接下来打算研究你刚才的那些想法的话，有什么材料学上的问题，我都可以在力所能及地范围内给你提供帮助，另外，你刚才说可能还需要用到机器学习，这应该需要用到大量的数据，我也可以给你提供。”

萧易点点头：“那就多谢你了。”

就在这个时候，徐铭喊道：“结果出来了！”

萧易和洛明雅转头看去，后者立马就走了过去，很快，她的眼前就是一亮。

“原来是这样！”

“2H和 2H/3R多型体发现了可比较的能带结构，其中2H/3R多型体的价带顶部位于高对称点……所以所有多型体的体积等离子体峰都发生在相似的能量损失值上。”“这样一来，关于不同价带和导带对不同能量损失区域的能量损失强度，我们也可以进一步确定了。”

“很好！现在我们距离最终的结论又进了一步！”

洛明雅拍手道：“接下来我们要做的就很简单了，寻找那些基于TMD的异质结构，现在回实验室！”

随后，她就拉着自己的师弟师妹们离开了这里，离开之前，她还对萧易说：“接下来应该就没有你的事情了，你可以安心地研究你那个想法。”

“等我们课题完成的时候再联系你，到时候一作的位置也少不了你的。”

而后，她就带着人离开了。

萧易看着他们离开，眉头一挑。

也就是说，接下来的课题就没有自己的事情了？

那行吧，这样一来他也可以专注于自己的研究上面了。

通过精准的预测材料内电子的运行轨迹和规律，以此来构建一种新的理论模型……

重新坐回到原来的位置上，他将这段时间用过的草稿纸拿了出来，回顾着之前的相关推导。

在第一张草稿纸上面，写着这样一行字：【绝对电子性计算（Absolute Electronic Computation，AEC）】

这就是他给这个方法所起的名字。

一切材料，都需要遵从的原理，那就是原子与原子之间由电子构成的化学键，而这些化学键，就形成了材料最基本的结构。

材料的性质如何，也都源于这点，不外如是。

就像是那句话一样，结构决定性质，而性质决定功能。

譬如有种叫单晶铸造技术的材料技术，能够让材料只剩下单一的晶体结构，这意味着整个铸件内部的原子排列是连续的，没有晶界，于是它就能够让材料获得极强的机械性能和抗蠕变能力，特别是在高温环境下，于是也被广泛运用于航空发动机领域上，比如说涡轮叶片这样的东西。

而绝对电子性计算，就是通过预测电子的行为，以此来计算出电子的结构，并进而预测出材料的性质。

不过，如何才能预测电子的行为，首先还是要将路径积分引用进来。

【qf，tf|qi，ti=∫D[q(t)]exp(iS[q(t)])】

在草稿纸上写下路径积分的公式。

萧易敲了敲头。

与薛定谔方程不同，路径积分方法通过对所有可能的量子路径求和来计算量子系统的行为，这种方法特别适用于处理多体问题和强相互作用系统。

所以显然，从预测材料性质上来说，路径积分在这上面就有着十分不错的效果。

“此外，在电子结构计算中，路径积分方法可以用于计算粒子的分布函数和关联函数，尤其在处理电子关联效应和热效应时具有优势。”

眯起了眼睛，他的思维开始无限的发散了起来。

“材料的性质同样也会受到不同尺度的影响，从原子尺度到宏观尺度，如何在绝对电子性计算中实现多尺度的统一描述，成为另一大挑战。”

想到这里，他在草稿纸上又写下了【多尺度建模】五个字。

“如果能够将分子动力学和有限元分析也结合起来，构建一个从微观到宏观的统一计算框架，对于解决多尺度问题，应该会有很不错的效果。”

“然后还有……”

困难很多，但是困难就是用来解决的。

如果说，证明数学中的那些猜想需要理论上的创新，那么解决这类的应用方面的困难，更多的需要他对现有方法的灵活组合，并且从中寻找出全新的方法。

“不过就是做一道更难的题罢了。”

萧易嘴角一翘，眉头丝毫没有皱起。

反而越发享受这样的困难。