多年前,在一位老前輩的量子化學(xué)科普文章中讀到一個(gè)有趣的故事:1953年,兩位美國科學(xué)家Pariser和Parr,以及一位英國科學(xué)家Pople(1998年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主)使用手搖計(jì)算機(jī),分別獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)了氮分子的Hartree-Fock(HF)計(jì)算,足足耗時(shí)兩年(以下簡稱為說法1)。
最近,在網(wǎng)上讀到另外一篇介紹量子化學(xué)的文章,卻給出了和上面不同的說法:第一個(gè)HF從頭計(jì)算是1953年Schull等三人用手搖計(jì)算機(jī),搖了2年才完成的氮分子計(jì)算(以下簡稱為說法2)。
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“Schull等三人”中的等三人是誰呢?如果是說法1中的某位P打頭的作者,以他們的名氣不至于放在“等”中吧?看來Schull也獨(dú)立完成了同樣的工作。但是怎么這么巧,1953年有三個(gè)小組各自用兩年時(shí)間獨(dú)立完成了氮分子的HF從頭計(jì)算?!
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幸好,第一種說法給出了文獻(xiàn)可供查證【1,2】。這兩篇文章都是1953年發(fā)表的,但是閱讀后發(fā)現(xiàn),這兩篇文章既沒有計(jì)算氮分子,也沒有使用HF從頭算法。實(shí)際上,這兩篇文章是著名的半經(jīng)驗(yàn)方法PPP的奠基之作。
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說法1既然是張冠李戴,那么第一個(gè)HF從頭計(jì)算就應(yīng)該是Schull在1953年完成的了。不過,所有網(wǎng)文都沒有給出說法2的參考文獻(xiàn)。檢索該作者在那段時(shí)期的論文,竟然找不到他計(jì)算氮分子的文章,相反,倒是在1953年有一篇用HF計(jì)算水分子的文章【3】(當(dāng)時(shí)叫做基于Hartree-Fock-Roothaan的LCAO MO)。和說法2不同的是,文章既沒有提到計(jì)算設(shè)備(不過在當(dāng)時(shí)計(jì)算條件下極可能使用了手搖計(jì)算機(jī)),也沒有提到耗時(shí)兩年。此外,作者只有兩位,不是說法中的三人。
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那么到底是誰用HF方法算了氮分子呢?經(jīng)過檢索,發(fā)現(xiàn)其實(shí)是另外一位科學(xué)家Scherr【4】,而且論文發(fā)表在1955而不是1953。文中提到使用了手搖計(jì)算機(jī)(IBM desk machine),但并未提到計(jì)算了多長時(shí)間。
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鑒于以上文獻(xiàn)都沒有提到最關(guān)鍵的信息“兩年”,我們只好祭出大招,關(guān)門放狗了。通過把一些英文關(guān)鍵詞(包括其不同說法和寫法)不斷排列組合,最后找到了新加坡世界科學(xué)出版社1999年出版的《Nobel Lectures: Chemistry 1963-1970》。在該書第152頁講到:
The first all-electron calculation at Chicago was doneby C. W. Scherr for his Ph.D. thesis published in 1955; it was a Roothaan-typeLCAO SCF calculation on the nitrogen molecule … This calculation done byScherr on desk computers with the help of two assistants took him two years.
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這段話出自Mulliken在1966年的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)致辭,應(yīng)該是最權(quán)威最可信的第一手資料。如此看來,只有文獻(xiàn)【4】作者Scherr才是傳說中的那位大神級(jí)科學(xué)家:Scherr在兩名助手協(xié)助下(應(yīng)了說法2的“等三人”),搖了兩年手搖計(jì)算機(jī),完成氮分子HF從頭算。不過1953年是他著手計(jì)算的時(shí)期,1955年才完成并發(fā)表。
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因此我們似乎可以下個(gè)結(jié)論:第一個(gè)HF從頭算是Scherr在1955年完成的。你以為這個(gè)解釋圓滿了嗎?別忘了文獻(xiàn)【3】同樣用了HF方法,比Scherr的工作早發(fā)表兩年??!
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這里需要了解一點(diǎn)HF方法的背景:1951年Roothaan的論文(文獻(xiàn)【5】)發(fā)表后,HF方程才變得能在計(jì)算機(jī)上求解。因此第一個(gè)現(xiàn)代意義上的HF從頭算不會(huì)早于1951年。那么有沒有可能是Roothaan本人完成的呢?仔細(xì)看Mulliken 上面的話:“The first all-electroncalculation at Chicago was done by C. W. Scherr”。Mulliken說他所在的芝加哥大學(xué)的第一個(gè)HF從頭算工作是Scherr完成的,于是可以推斷當(dāng)時(shí)也在芝加哥大學(xué)工作的Roothaan沒有發(fā)表過更早的此類計(jì)算。更重要的一點(diǎn)是,Mulliken說Scherr的HF從頭算工作是芝加哥大學(xué)的第一個(gè),但并未說是全世界的第一個(gè)。說某人完成第一個(gè)HF從頭算的,恐怕是說法2原作者的誤讀。
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是誰第一個(gè)完成HF從頭算已經(jīng)很難查證了。從有限的檢索結(jié)果看,或許是1953年的Shull吧——至于他是否算了兩年,沒人知道。
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回頭再看最開始的兩種說法,網(wǎng)上搜出來的科普文章一大堆,作者名字、計(jì)算的分子、使用的方法張冠李戴,以訛傳訛。最可笑的是,在某篇介紹量子化學(xué)的文章中,在不同位置分別使用了說法1和說法2,連作者自己也沒察覺到。學(xué)風(fēng)問題可見一斑?。?/span>
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【1】R. Pariserand R. Parr, J. Chem. Phys. 21, 466 (1953).
【2】A. B. F.Duncan? and? J. A. Pople, Trans. Faraday Soc. 49,217(1953).
【3】F. O. Ellisonand H. Shull, J. Chem. Phys. 21, 1420 (1953).
【4】C. W.Scherr, J. Chem. Phys. 23, 569 (1955).
【5】C. C. J.Roothaan, Revs. Modern Phys. 23. 69 (1951).
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