国产量子化学new

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1、1984，中国科学的寒冬——国产量子化学程序覆灭记　　左克　　根据本人半年前的文章《中国当年的量子化学程序哪里去了？》改写。　　美国汤姆森科学论文检索（SCI）发布的数据显示，我国的SCI论文数从2004至2006年起连续三年排在世界第5位。到了2007年，中国首次超过日本位居第四，与位居第三的德国和居第二的英国只差400篇和4000篇左右。SCI论文主要反映一个国家基础科学研究的状况，我们这样一个科技论文大国，按道理说对科学计算软件的需求应当是很大的，也应该像美、英、德、日一样，有大量自己开发的科

2、学计算软件作为支撑。但实际情况确是，目前国产的科学计算软件极少，几乎所有的计算工作都是用国外软件完成的。是中国科学家的水平不行，还是中国科学家不重视科技软件的开发？在回答这个问题之前，先让我们看看国产量子化学程序是怎么覆灭的吧。　　量子化学就是原子和分子层次的量子力学，是量子力学在化学领域的应用。所谓量子化学程序，就是从量子力学基本方程（非相对论的薛定谔方程，或相对论的狄拉克方程）出发，通过计算原子、分子、聚合物、表面、固体材料的电子结构，预测它们的物理、化学性质的一类科学计算程序。　　广义的量子化

3、学计算很早就有，比如最简单的Huckel理论方法，对于小分子完全靠手算都能完成。而现代量子化学计算则离不开计算机的发展，否则就无法完成大量复杂的计算。人类第一个非经验的量子化学从头计算是1952完成的，当时人们用手摇计算机算氮分子，足足摇了两年。如今，这样的计算在最普通的计算机上只需几秒钟就能完成，可见计算机对量子化学的影响有多大。现代的量子化学程序在60年代末开始出现，但是直到70年代中期，也就是采用大规模集成电路的第四代计算机诞生后，才逐渐发展起来。　　在当代科技中，量子化学计算在结构化学、药物

4、化学和材料科学领域中越来越具有重要地位，因而备受重视。几乎每个发达国家都有本国开发的量子化学程序，至于美、英、德、日等国，由不同部门开发的此类程序往往有十几种甚至几十种之多（未公布的不算在内），其中用的最多的有Gaussian，GAMESS，ADF等。　　一些量子化学的初学者常常会有这样的疑问：为什么没有听说过国产的量子化学程序呢？　　中国的量子化学研究，早在上世纪50年代就开始了。以中科院院士（当时称学部委员）唐敖庆、徐光宪等人的研究为代表，中国科学家在这二十多年里做了大量的理论研究工作（虽然从1

5、966年下半年到70年代初出现了短期的停滞），在研究过程中还针对具体问题，编写了一些计算机程序，不过严格意义上的量子化学程序未见公开报道。刘若庄院士曾对我国前三十年的量子化学研究工作做了总结，见：刘若庄，戴树珊，三十年来我国量子化学的发展概况，化学通报，06，10，1979。　　据公开的资料，中国真正的量子化学程序是1978年出现的，比国外晚了10年左右，但发展得非常快。从1978年到80年代初，出现了很多中国科学家自己开发的量子化学程序（部分公开发布的程序见附件1）。这些程序主要采用从头计算，Xα

6、和半经验方法，用于模拟原子、分子和固体材料。有些程序即使拿到现在，与国外同类产品相比也是领先的（如用于稀土体系计算的INDO程序）。　　既然中国曾经有不少自己开发的量子化学程序，并且在这个过程中培养了一批人才，那么中国的量子化学研究应该是越发展越好，成为强势研究领域才对。如果它们能像国外同类程序一样坚持发展到现在，不论是走学术路线还是走商业路线，都会对我国的科技事业起到巨大的推动作用。但是，经过短暂的辉煌后，从1984年开始，国产量子化学程序在“科学的春天”里销声匿迹了；更确切地讲，国产量子化学程序

7、是和众多的高科技项目一起，集体牺牲的。据网上查到的一些材料，在这期间遇难的还有：　　1984年，北京大学开发的国产静动力分析程序，被引进的德国程序淘汰（见附件2）；1984年，运十停飞；1984年，半导体和通用电路研发项目全部停止，改为单纯引进；1984年，停掉了个人计算机和小型计算机研制项目，改为进口组装；……另外，在1984年的1月和10月，中美合资北京吉普、中德合资上海大众先后开业，提前敲响了中国汽车工业的丧钟。以上列出的都是民用项目和基础研究项目。比这稍早，还有大量的军事项目下马。不过军事涉

8、嫌“不和谐”，这里略去不讲。　　如果说，一个量子化学程序消失是量子化学界的个案，一批量子化学程序消失是化学界的个案，那么，中国各种高科技项目在1984年集体消失，还能用“个案”来解释吗？这一个个偶然中，肯定隐藏着必然因素。那么国产量子化学程序消失的原因究竟是什么呢？　　（一）错误的科技政策　　由于量子化学程序广阔的应用前景和对计算机速度的依赖性，使得国外著名的程序，几乎都受到计算机公司的财力和技术支持，甚至提供免费的计算机进行测试。比如IBM支持过GAMESS、HON