第192章 開拓者，還是遺老遺少？
同一時間，蘇黎世瑞士聯邦理工學院化學系的一間會議室里，正在開一個緊急組會。
說緊急可能有點誇張，畢竟這不是什麼火災警報或者醫療事故，但在化學界，這篇論文引發的震動，不亞於一場小型地震。
論文標題是《分子體系中電子結構的幾何描述：一個統一的數學框架》。
作者：肖宿。
領頭的教授叫漢斯·韋伯，今年已經五十八歲，做理論化學已經三十多年了，可以說是歐洲理論化學界的扛把子之一。
他的研究領域是電子結構理論，說白了就是想辦法用量子力學的方法計算分子的電子云分布。
這個問題在化學裡的重要性，大概相當於NS方程在流體力學裡的重要性——人人都知道它在哪兒，但沒人能真的把它算明白。
韋伯最先讀完肖宿的論文，他合上了列印稿，看著在座的同事們，開口說了一句德語。
「誰能告訴我，這篇論文裡有多少個我們不知道的東西？」
會議室里沉默了三秒。
坐在他對面的女教授舉起了手。
她叫英格麗·伯格曼，瑞典人，今年四十三歲，被稱為歐洲理論化學界年輕一代里最聰明的人之一。
她的研究方向是密度泛函理論。
DFT，這是目前計算化學裡最常用的方法。
但DFT有一個眾所周知的缺陷，那就是它處理不了強關聯體系。
也就是說，當電子之間的相互作用很強的時候，DFT算出來的結果就不准了，有時候偏得離譜。
「我數了一下，」伯格曼說，翻開她的筆記本，「他在這篇論文裡引入了四個新的數學結構。」
她用食指點著筆記本上的列表。
「第一個，他把分子體系的電子結構重新解釋成了某個主叢上的聯絡。電子密度變成了聯絡的曲率，電子之間的關聯變成了聯絡的和樂。這個類比本身就很驚人了，但更驚人的是它不是類比，它是嚴格等價的。他給出了從薛丁格方程到主叢聯絡的顯式映射。」
「第二個是他把電子之間的交換關聯效應，寫成了這個主叢上的某種和樂。也就是說，電子不是獨立存在的，它們通過和樂相互作用。這個相互作用不是近似的，是精確的。」
「第三個是他證明了分子的幾何構型，也就是原子核的位置是可以解釋成這個主叢的底流形上的坐標的。分子的對稱性，就是底流形上的等距變換。」
「第四個就是他用這個框架重新推導出了分子的電子能級。推導出來的公式，在低階近似下退化成現有的DFT和HF，也就是哈特里-福克方法，但在高階項里，包含了現有理論完全沒有的東西。」
她合上筆記本。
「所以，在這篇論文裡，有四個我們不知道的東西。而且這四個東西是連在一起的，它們構成了一個完整的框架。」
會議室里的氣氛變得微妙起來。
韋伯清了清嗓子，語氣變得嚴肅。
「各位，我們需要認真地討論一個問題。
這篇論文的價值，不需要我再強調了。
它不是一個普通的學術成果，而是一場範式轉移，所以我們需要討論的問題是接下來怎麼辦？」
這個問題一出來，會議室里的氣氛立刻從震驚變成了務實。
做學術的人都知道，當一個範式轉移發生的時候，最重要的是不要站錯隊。
站對了，你就是新領域的開拓者。
站錯了，你就是舊時代的遺老遺少。
「我建議，」杜布瓦說，「我們立刻組織一個閱讀小組，把這篇文章從頭到尾過一遍。每個人負責一個部分，下周一之前拿出詳細的解讀報告。」
「可以，」韋伯說，「但光讀是不夠的，我們需要做的是驗證。」
「驗證什麼？」
「驗證他的框架能不能真的用來做計算。
他論文裡只給出了理論框架和幾個簡單的例子，氫原子、氦原子、氫分子。
這些例子太簡單了，任何一個理論都能算對，我們需要知道的是，他的框架能不能處理複雜分子。」
伯格曼點了點頭。
「我同意，如果他的框架能處理有機金屬配合物這種複雜分子，或者過渡金屬氧化物，那現有的計算化學方法就要全部重寫了。」
「而且，」韋伯補充道，「如果他的框架真的能做精確計算，那諾貝爾化學獎——」
他沒有把這句話說完，但在座的每個人都聽懂了。
會議室里安靜了一瞬。
然後所有人同時開始說話。
「我們需要……」
「我建議……」
「能不能聯繫……」
聲音交織在一起，像一鍋煮沸的粥。
韋伯敲了敲桌子，讓場面安靜下來。
「一個一個來。」
伯格曼第一個開口。
「我建議，我們先從最簡單的問題入手。他的框架里最關鍵的一個結構是和樂。
我們需要知道，在實際計算中，和樂怎麼算。
論文裡給出了一個級數展開，但這個級數收斂的速度怎麼樣？
需要截斷到多少階才能達到化學精度？
這些問題不解決，他的框架就只能停留在紙面上。」
杜布瓦接著說。
「還有一個問題就是計算複雜度。
現有的DFT方法，計算量隨著電子數的增加是O(N³)量級的。
他的框架計算量是多少？
如果是指數級的，那再漂亮的理論也用不了。」
做分子動力學的德國教授托馬斯·施耐德補充道：
「還有時間維度，他的框架是靜態的，只處理了基態電子結構。但化學反應是動態的，電子在反應過程中會重新排布。他的框架能不能推廣到含時的情況？」
問題一個接一個地拋出來，會議室的空氣變得熱了起來。
韋伯聽了一會兒，忽然笑了。
「你們有沒有發現，」他說，「我們剛才討論的這些問題，全都不是他的理論對不對，而是他的理論怎麼用？」
會議室安靜了一瞬。
所有人都意識到了這一點。
沒有人質疑肖宿的框架是否正確。
沒有人說這個推導可能有漏洞，沒有人說這個假設可能不成立。
所有人的問題都是這個工具怎麼用？
怎麼用它來做實際計算？
怎麼把它從論文變成軟體？
怎麼把它從理論變成生產力？
沒有一個人懷疑過這個理論是錯誤的，
這意味著，在座的每一個人，都已經默認了肖宿的框架是正確的。
這個默認不是盲目的信任，而是被論文的邏輯和嚴謹性徵服之後，不得不做出的判斷。
伯格曼靠在椅背上，說了一句讓所有人都沉默的話。
「我覺得，我們現在需要考慮的不是怎麼用他的框架』。」
「那是什麼？」
「我們需要考慮的是，」伯格曼說，「他什麼時候拿諾貝爾獎。」
會議室里安靜了三秒。
然後所有人都笑了。
「如果他這個框架真的能用於實際計算，」施耐德說，「那諾貝爾化學獎肯定是他的。不是可能，而是肯定。」
「而且不會太晚，」伯格曼說，「他現在才十六歲。就算等二十年，他也才三十六歲。三十六歲的諾貝爾獎得主……」
「那他就超過你了，漢斯，」杜布瓦笑著說，「你五十八了還沒拿到呢。」
韋伯佯怒地瞪了他一眼。
「我連提名都沒有過，你別戳我痛處。」
會議室里爆發出一陣笑聲。
笑完之後，韋伯站起來，走到白板前面，拿起一支記號筆。
「好了，別開玩笑了。我們來認真討論一下，接下來怎麼走。」
他在白板上寫了幾個字：肖宿框架的應用路徑。
然後在下面畫了一個表格，分成三列：短期、中期、長期。
「短期目標就是吃透這篇論文。每個人都必須把他的推導從頭到尾走一遍，確保沒有遺漏的細節。下周三之前，每個人交一份解讀報告。」
「中期目標就是選一個中等複雜度的分子，用他的框架做數值計算，我們需要知道，他的框架在真實體系里表現怎麼樣。這個工作可能需要半年到一年。」
「長期目標……」他頓了一下，「如果他的框架真的work，那我們就需要重新思考整個理論化學的教學體系了。從今以後，電子結構理論的教學，可能要從他的框架開始，而不是從波函數開始。」
他在上面重重的寫下了重建理論化學教學體系幾個字。
然後他轉過身，看著在座的同事們。
「各位，我們正站在一個新時代的門檻上。能不能跨過這道門檻，取決於我們接下來的工作。」
他頓了頓，又說：
「另外，誰有肖宿的聯繫方式？我想給他發一封郵件，邀請他來蘇黎世做一次報告。」
伯格曼舉手：「顧清塵教授的郵箱我知道，我可以試著聯繫一下。」
「好，」韋伯說，「儘快。」
說緊急可能有點誇張，畢竟這不是什麼火災警報或者醫療事故，但在化學界，這篇論文引發的震動，不亞於一場小型地震。
論文標題是《分子體系中電子結構的幾何描述：一個統一的數學框架》。
作者：肖宿。
領頭的教授叫漢斯·韋伯，今年已經五十八歲，做理論化學已經三十多年了，可以說是歐洲理論化學界的扛把子之一。
他的研究領域是電子結構理論，說白了就是想辦法用量子力學的方法計算分子的電子云分布。
這個問題在化學裡的重要性，大概相當於NS方程在流體力學裡的重要性——人人都知道它在哪兒，但沒人能真的把它算明白。
韋伯最先讀完肖宿的論文，他合上了列印稿，看著在座的同事們，開口說了一句德語。
「誰能告訴我，這篇論文裡有多少個我們不知道的東西？」
會議室里沉默了三秒。
坐在他對面的女教授舉起了手。
她叫英格麗·伯格曼，瑞典人，今年四十三歲，被稱為歐洲理論化學界年輕一代里最聰明的人之一。
她的研究方向是密度泛函理論。
DFT，這是目前計算化學裡最常用的方法。
但DFT有一個眾所周知的缺陷，那就是它處理不了強關聯體系。
也就是說，當電子之間的相互作用很強的時候，DFT算出來的結果就不准了，有時候偏得離譜。
「我數了一下，」伯格曼說，翻開她的筆記本，「他在這篇論文裡引入了四個新的數學結構。」
她用食指點著筆記本上的列表。
「第一個，他把分子體系的電子結構重新解釋成了某個主叢上的聯絡。電子密度變成了聯絡的曲率，電子之間的關聯變成了聯絡的和樂。這個類比本身就很驚人了，但更驚人的是它不是類比，它是嚴格等價的。他給出了從薛丁格方程到主叢聯絡的顯式映射。」
「第二個是他把電子之間的交換關聯效應，寫成了這個主叢上的某種和樂。也就是說，電子不是獨立存在的，它們通過和樂相互作用。這個相互作用不是近似的，是精確的。」
「第三個是他證明了分子的幾何構型，也就是原子核的位置是可以解釋成這個主叢的底流形上的坐標的。分子的對稱性，就是底流形上的等距變換。」
「第四個就是他用這個框架重新推導出了分子的電子能級。推導出來的公式，在低階近似下退化成現有的DFT和HF，也就是哈特里-福克方法，但在高階項里，包含了現有理論完全沒有的東西。」
她合上筆記本。
「所以，在這篇論文裡，有四個我們不知道的東西。而且這四個東西是連在一起的，它們構成了一個完整的框架。」
會議室里的氣氛變得微妙起來。
韋伯清了清嗓子，語氣變得嚴肅。
「各位，我們需要認真地討論一個問題。
這篇論文的價值，不需要我再強調了。
它不是一個普通的學術成果，而是一場範式轉移，所以我們需要討論的問題是接下來怎麼辦？」
這個問題一出來，會議室里的氣氛立刻從震驚變成了務實。
做學術的人都知道，當一個範式轉移發生的時候，最重要的是不要站錯隊。
站對了，你就是新領域的開拓者。
站錯了，你就是舊時代的遺老遺少。
「我建議，」杜布瓦說，「我們立刻組織一個閱讀小組，把這篇文章從頭到尾過一遍。每個人負責一個部分，下周一之前拿出詳細的解讀報告。」
「可以，」韋伯說，「但光讀是不夠的，我們需要做的是驗證。」
「驗證什麼？」
「驗證他的框架能不能真的用來做計算。
他論文裡只給出了理論框架和幾個簡單的例子，氫原子、氦原子、氫分子。
這些例子太簡單了，任何一個理論都能算對，我們需要知道的是，他的框架能不能處理複雜分子。」
伯格曼點了點頭。
「我同意，如果他的框架能處理有機金屬配合物這種複雜分子，或者過渡金屬氧化物，那現有的計算化學方法就要全部重寫了。」
「而且，」韋伯補充道，「如果他的框架真的能做精確計算，那諾貝爾化學獎——」
他沒有把這句話說完，但在座的每個人都聽懂了。
會議室里安靜了一瞬。
然後所有人同時開始說話。
「我們需要……」
「我建議……」
「能不能聯繫……」
聲音交織在一起，像一鍋煮沸的粥。
韋伯敲了敲桌子，讓場面安靜下來。
「一個一個來。」
伯格曼第一個開口。
「我建議，我們先從最簡單的問題入手。他的框架里最關鍵的一個結構是和樂。
我們需要知道，在實際計算中，和樂怎麼算。
論文裡給出了一個級數展開，但這個級數收斂的速度怎麼樣？
需要截斷到多少階才能達到化學精度？
這些問題不解決，他的框架就只能停留在紙面上。」
杜布瓦接著說。
「還有一個問題就是計算複雜度。
現有的DFT方法，計算量隨著電子數的增加是O(N³)量級的。
他的框架計算量是多少？
如果是指數級的，那再漂亮的理論也用不了。」
做分子動力學的德國教授托馬斯·施耐德補充道：
「還有時間維度，他的框架是靜態的，只處理了基態電子結構。但化學反應是動態的，電子在反應過程中會重新排布。他的框架能不能推廣到含時的情況？」
問題一個接一個地拋出來，會議室的空氣變得熱了起來。
韋伯聽了一會兒，忽然笑了。
「你們有沒有發現，」他說，「我們剛才討論的這些問題，全都不是他的理論對不對，而是他的理論怎麼用？」
會議室安靜了一瞬。
所有人都意識到了這一點。
沒有人質疑肖宿的框架是否正確。
沒有人說這個推導可能有漏洞，沒有人說這個假設可能不成立。
所有人的問題都是這個工具怎麼用？
怎麼用它來做實際計算？
怎麼把它從論文變成軟體？
怎麼把它從理論變成生產力？
沒有一個人懷疑過這個理論是錯誤的，
這意味著，在座的每一個人，都已經默認了肖宿的框架是正確的。
這個默認不是盲目的信任，而是被論文的邏輯和嚴謹性徵服之後，不得不做出的判斷。
伯格曼靠在椅背上，說了一句讓所有人都沉默的話。
「我覺得，我們現在需要考慮的不是怎麼用他的框架』。」
「那是什麼？」
「我們需要考慮的是，」伯格曼說，「他什麼時候拿諾貝爾獎。」
會議室里安靜了三秒。
然後所有人都笑了。
「如果他這個框架真的能用於實際計算，」施耐德說，「那諾貝爾化學獎肯定是他的。不是可能，而是肯定。」
「而且不會太晚，」伯格曼說，「他現在才十六歲。就算等二十年，他也才三十六歲。三十六歲的諾貝爾獎得主……」
「那他就超過你了，漢斯，」杜布瓦笑著說，「你五十八了還沒拿到呢。」
韋伯佯怒地瞪了他一眼。
「我連提名都沒有過，你別戳我痛處。」
會議室里爆發出一陣笑聲。
笑完之後，韋伯站起來，走到白板前面，拿起一支記號筆。
「好了，別開玩笑了。我們來認真討論一下，接下來怎麼走。」
他在白板上寫了幾個字：肖宿框架的應用路徑。
然後在下面畫了一個表格，分成三列：短期、中期、長期。
「短期目標就是吃透這篇論文。每個人都必須把他的推導從頭到尾走一遍，確保沒有遺漏的細節。下周三之前，每個人交一份解讀報告。」
「中期目標就是選一個中等複雜度的分子，用他的框架做數值計算，我們需要知道，他的框架在真實體系里表現怎麼樣。這個工作可能需要半年到一年。」
「長期目標……」他頓了一下，「如果他的框架真的work，那我們就需要重新思考整個理論化學的教學體系了。從今以後，電子結構理論的教學，可能要從他的框架開始，而不是從波函數開始。」
他在上面重重的寫下了重建理論化學教學體系幾個字。
然後他轉過身，看著在座的同事們。
「各位，我們正站在一個新時代的門檻上。能不能跨過這道門檻，取決於我們接下來的工作。」
他頓了頓，又說：
「另外，誰有肖宿的聯繫方式？我想給他發一封郵件，邀請他來蘇黎世做一次報告。」
伯格曼舉手：「顧清塵教授的郵箱我知道，我可以試著聯繫一下。」
「好，」韋伯說，「儘快。」