編輯推薦:學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究工作沿襲了由中科院院士牽頭的方式，并凝聚相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者共同開展研究。他們秉承“知行合一”的理念，將深刻的洞察力和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)結(jié)合起來，潛心研究，求真唯實，“知之真切篤實處即是行，行之明覺精察處即是知”。他們精益求精，“止于至善”，“皆當至于至善之地而不遷”，力求盡善盡美，以獲取集體智慧。他們在中國基礎(chǔ)研究從與發(fā)達國家“總量并行”到“貢獻并行”再到“源頭并行”的升級發(fā)展過程中，腳踏實地，拾級而上，縱觀全局，極目迥望。他們站在巨人肩上，立于科學(xué)前沿，為中國乃至世界的學(xué)科發(fā)展指出可能的生長點和新方向。

內(nèi)容簡介:

本書回顧了理論與計算化學(xué)發(fā)展的歷程，揭示了學(xué)科交叉的重要性以及化學(xué)理論的發(fā)展對整個化學(xué)進步的巨大推動作用；分析了國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，展望了前景和面臨的難題。提出了發(fā)展思路和戰(zhàn)略性措施，建議促進學(xué)科發(fā)展的資助機制與政策。對學(xué)科涵蓋的電子結(jié)構(gòu)理論與計算方法、化學(xué)中的統(tǒng)計力學(xué)、微觀反應(yīng)機理和反應(yīng)動態(tài)學(xué)、材料科學(xué)中的問題、生命科學(xué)與藥物化學(xué)中的問題五個專題中的關(guān)鍵科學(xué)問題和重要前沿研究方向進行了深入探索和討論。

 

　  本書可供高層次管理專家做戰(zhàn)略決策時參考，也可供研究生和有關(guān)科研人員閱讀，有助于深化對學(xué)科發(fā)展趨勢、發(fā)展前景的認識以及了解關(guān)鍵科學(xué)問題和前沿領(lǐng)域的重點方向。

 

作者簡介:

    本書由國家自然科學(xué)基金委員會與中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布。項目主持人為北京大學(xué)黎樂民院士。黎樂民院士現(xiàn)任北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、院學(xué)術(shù)委員會主任、理學(xué)部和校學(xué)術(shù)委員會委員；兼任《稀土材料化學(xué)及應(yīng)用》國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任、《理論與計算化學(xué)》國家重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任、《中國科學(xué)》（B輯：化學(xué)）執(zhí)行副主編、《高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報》副主編、《中國化學(xué)快報》副主編等學(xué)術(shù)職務(wù)。

目錄:總序
前言
摘要
Abstract
總論 理論與計算化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略縱覽
第一節(jié) 理論與計算化學(xué)在基礎(chǔ)科學(xué)中的地位
第二節(jié) 學(xué)科內(nèi)涵、發(fā)展歷程與規(guī)律
第三節(jié) 學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展態(tài)勢
第四節(jié) 發(fā)展戰(zhàn)略思路
第五節(jié) 發(fā)展方向：關(guān)鍵科學(xué)問題和學(xué)科重要研究前沿
第六節(jié) 資助機制與政策建議
第七節(jié) 小結(jié)
第一篇 電子結(jié)構(gòu)理論與計算方法
第一章 電子結(jié)構(gòu)理論與計算方法概述
第二章 波函數(shù)電子相關(guān)方法的進展及展望
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 多組態(tài)自洽場方法和組態(tài)相互作用方法
第三節(jié) 耦合簇方法
第四節(jié) 顯式相關(guān)方法
第五節(jié) 未來的發(fā)展方向
第三章 量子化學(xué)中的密度矩陣重整化群方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) DMRG傳統(tǒng)的形式和語言
第三節(jié) 矩陣乘積態(tài)
第四節(jié) 算法中的微擾修正和noise的加入
第五節(jié) 對稱性的問題
第六節(jié) 激發(fā)態(tài)的問題
第七節(jié) DMRG在量子化學(xué)中的新發(fā)展
第八節(jié) 總結(jié)和展望
第四章 價鍵理論方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 從頭算價鍵理論方法進展
第三節(jié) 價鍵理論方法關(guān)鍵問題
第五章 微擾理論的發(fā)展現(xiàn)狀及展望
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 單參考態(tài)微擾理論
第三節(jié) 多參考態(tài)微擾理論
第四節(jié) 顯含r12的微擾理論
第五節(jié) Monte Carlo方法在微擾理論中的應(yīng)用
第六節(jié) 總結(jié)
第七節(jié)展望
第六章 密度泛函理論基礎(chǔ)進展及其與多體理論的關(guān)系
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 發(fā)展現(xiàn)狀綜述和評價
第七章 近似密度泛函的發(fā)展
第一節(jié) 主要科學(xué)問題
第二節(jié) 現(xiàn)有近似泛函的大致分類
第三節(jié) 近似泛函的系統(tǒng)評測
第四節(jié) 近似泛函的重要誤差來源
第五節(jié) 亟待解決的重大問題
第六節(jié) 可能解決問題的途徑
第七節(jié) 20篇標志性論文
第八章TDDFT的發(fā)展與在激發(fā)態(tài)計算和開放體系中的應(yīng)用
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 歷史與現(xiàn)狀
第三節(jié) 展望與建議
第九章 多體格林函數(shù)方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 理論框架
第三節(jié) 發(fā)展歷程
第四節(jié) 發(fā)展趨勢
第十章 強關(guān)聯(lián)材料的第一性原理電子結(jié)構(gòu)理論
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 基于對LDA/GGA修正的第一性原理方法
第三節(jié) 基于格林函數(shù)的第一性原理多體理論方法
第四節(jié) 結(jié)合模型哈密頓量的第一性原理方法
第五節(jié) 總結(jié)與展望
第十一章 相對論分子量子力學(xué)中的若干基本問題與解決方案
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 相對論哈密頓
第三節(jié) 相對論電子相關(guān)
第四節(jié) 相對論電子性質(zhì)
第五節(jié) 結(jié)論與展望
第十二章 量子蒙特卡羅方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 變分蒙特卡羅方法
第三節(jié) 實幾何空間格林函數(shù)蒙特卡羅方法
第四節(jié) 反對稱組態(tài)空間蒙特卡羅方法
第五節(jié) 蒙特卡羅方法中的激發(fā)態(tài)計算問題
第六節(jié) 含時量子蒙特卡羅方法
第七節(jié) 減少Q(mào)MC計算誤差的算法
第八節(jié) 總結(jié)與展望
第十三章 約化密度矩陣理論
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 二階約化密度矩陣理論
第三節(jié) 一階密度矩陣泛函理論
第四節(jié) 總結(jié)
第十四章 超大體系的處理方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 大體系的量子化學(xué)計算方法
第三節(jié) 超大體系的處理方法簡述
第四節(jié) 結(jié)論和展望

第二篇 化學(xué)中的統(tǒng)計力學(xué)
第一章 化學(xué)中的統(tǒng)計力學(xué)概述
第一節(jié) 歷史簡介
第二節(jié) 近20年重要進展及展望
第二章 統(tǒng)計力學(xué)基礎(chǔ)與漲落定理
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 量子統(tǒng)計力學(xué)
第三節(jié) 漲落定理的相關(guān)研究進展
第四節(jié) 展望
第三章 凝聚相量子動力學(xué)
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 理論方法的主要進展
第三節(jié) 總結(jié)與展望
第四章 復(fù)雜分子體系電子激發(fā)態(tài)動力學(xué)理論方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 理論方法的主要進展
第三節(jié) 總結(jié)與展望
第五章 數(shù)值路徑積分方法展望
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 虛時間路徑積分：路徑積分分子動力學(xué)/蒙特卡羅平衡統(tǒng)計方法
第三節(jié) 基于路徑積分的實時間動力學(xué)方法
第四節(jié) 總結(jié)和展望
第六章 增強抽樣
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 分子模擬研究存在的主要科學(xué)問題及增強抽樣方法的發(fā)展
第三節(jié) 展望
第四節(jié) 小結(jié)
第七章 粗粒化理論思想
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 粗粒化方法發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)
第三節(jié) 展望
第八章 高分子統(tǒng)計理論與數(shù)值模擬
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 高分子統(tǒng)計理論與數(shù)值模擬的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
第三節(jié) 展望
第九章 生物分子統(tǒng)計模擬方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 生物分子統(tǒng)計模擬方法的發(fā)展介紹
第三節(jié) 展望

第三篇 微觀反應(yīng)機理和反應(yīng)動態(tài)學(xué)
第一章 微觀反應(yīng)機理和反應(yīng)動態(tài)學(xué)概述
第二章 氣相小分子體系量子動力學(xué)
　　　 ——氣相小分子體系量子動力學(xué)研究的突破性進展、面臨的問題和展望
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
第三節(jié) 展望
第三章 光化學(xué)反應(yīng)機理和動力學(xué)
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 歷史和現(xiàn)狀
第三節(jié) 展望：未來重要發(fā)展方向和重點研究的科學(xué)問題
第四章 熱化學(xué)反應(yīng)機理：氣相和溶液中典型化學(xué)反應(yīng)機理
　　　 ——突破性進展、目前和未來要解決的重大問題和一些思路
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 研究現(xiàn)狀和面臨挑戰(zhàn)及相關(guān)重要進展
第三節(jié) 展望
第五章 多相催化理論研究進展
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
第三節(jié) 展望
第六章 光催化反應(yīng)及相關(guān)理論與計算研究
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 拓展光催化材料的光譜響應(yīng)范圍
第三節(jié) 提高光生載流子分離效率
第四節(jié) 光催化理論研究中的計算問題
第五節(jié) 總結(jié)與展望
第七章 煤轉(zhuǎn)化過程的理論與計算
　　　 ——回顧與前瞻
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 回顧過去、研究現(xiàn)狀和存在的問題
第三節(jié) 未來展望
第八章 燃燒反應(yīng)機理研究進展
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 燃燒機理研究現(xiàn)狀和存在的主要問題
第三節(jié) 展望
第九章 分子間弱相互作用與自組裝理論
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 分子間弱相互作用與自組裝理論的發(fā)展及存在的問題
第三節(jié)展望

第四篇 材料科學(xué)中的問題
第一章 材料科學(xué)中的問題概述
　　　 ——材料模擬對理論與計算化學(xué)的挑戰(zhàn)
第一節(jié) 結(jié)構(gòu)預(yù)測對理論與計算化學(xué)的挑戰(zhàn)
第二節(jié) 面向材料功能預(yù)測的微觀理論
第三節(jié) 材料的生長微觀機理與動態(tài)演化
第二章 結(jié)構(gòu)搜索方法
第一節(jié) 科學(xué)問題
第二節(jié) 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)預(yù)測
第三節(jié) 過渡態(tài)結(jié)構(gòu)預(yù)測
第四節(jié) 未解決的問題與展望
第三章 復(fù)合材料表界面與微孔材料的計算模擬
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 關(guān)鍵科學(xué)問題、解決思路、面臨的主要困難和挑戰(zhàn)
第三節(jié) 展望
第四章 非晶態(tài)材料理論計算領(lǐng)域的機遇與挑戰(zhàn)
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 非晶態(tài)材料計算發(fā)展概述
第三節(jié) 非晶態(tài)材料計算方法面臨的困難和挑戰(zhàn)
第四節(jié) 非晶態(tài)材料理論研究的解決方案
第五節(jié) 總結(jié)與展望
第五章 極端條件下的材料結(jié)構(gòu)
第一節(jié) 概述——主要科學(xué)問題
第二節(jié) 發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，解決問題的思路和面臨的主要困難和挑戰(zhàn)
第三節(jié) 展望未來重要發(fā)展方向和重點研究的科學(xué)問題
第六章 生長機理的理論研究：現(xiàn)狀與展望
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 晶體生長理論簡介
第三節(jié) 生長機理研究中的關(guān)鍵科學(xué)問題
第四節(jié) 總結(jié)與展望
第七章 光學(xué)材料的理論計算
第一節(jié) 有機發(fā)光材料的理論與計算
第二節(jié) 非線性光學(xué)材料的計算
第三節(jié) 總結(jié)與展望
第八章 電子傳輸材料的理論模擬
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 無機半導(dǎo)體電荷傳輸
第三節(jié) 有機半導(dǎo)體電荷傳輸
第四節(jié) 低維碳材料
第五節(jié) 分子電子學(xué)
第六節(jié) 展望
第九章 磁性材料與自旋調(diào)控
第一節(jié) 科學(xué)問題
第二節(jié) 理論與方法發(fā)展
第三節(jié) 磁性材料設(shè)計與自旋調(diào)控
第四節(jié) 前景與展望
第十章 新型光伏材料與熱電材料的理論模擬
第一節(jié) 新型光伏材料
第二節(jié) 熱電材料

第五篇 生命科學(xué)與藥物化學(xué)中的問題
第一章 生命科學(xué)與藥物化學(xué)中的問題概述
第二章 生物大分子的量子化學(xué)計算與分子力場
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 生物大分子的量子分塊計算方法
第三節(jié) 生物分子力場與極化效應(yīng)
第四節(jié) 量子力學(xué)和分子力學(xué)（QM/MM）組合計算方法
第五節(jié) 展望
第三章 生物分子動力學(xué)模擬方法
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 分子模擬方法
第三節(jié) 蛋白質(zhì)配體相互作用自由能計算
第四節(jié) 粗?；喑叨饶Ｐ?
第五節(jié) 展望
第四章 生物分子中的電荷與能量轉(zhuǎn)移
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 電子轉(zhuǎn)移過程
第三節(jié) 質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程
第四節(jié) 質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移過程
第五節(jié) 生物分子中的電荷和能量轉(zhuǎn)移發(fā)展前景展望
第五章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測
第三節(jié) 金屬蛋白質(zhì)
第四節(jié) 膜蛋白質(zhì)
第五節(jié) 蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)相互作用
第六節(jié) 前景與展望
第六章 蛋白質(zhì)設(shè)計
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 蛋白質(zhì)設(shè)計
第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能與設(shè)計發(fā)展前景展望
第七章 核酸與生物膜
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 核酸和蛋白質(zhì)核酸相互作用
第三節(jié) 生物膜
第四節(jié) 戰(zhàn)略展望
第八章生物大分子信號傳導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 生物分子自組裝
第三節(jié) 擁擠現(xiàn)象
第四節(jié) 生物分子相互作用及信號傳導(dǎo)
第五節(jié) 生物分子網(wǎng)絡(luò)
第六節(jié) 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)
第七節(jié) 展望第九章藥物設(shè)計與開發(fā)
第一節(jié) 引言
第二節(jié) 分子對接
第三節(jié) 打分函數(shù)
第四節(jié) 藥效團、結(jié)構(gòu)活性關(guān)系
第五節(jié) 藥物治療的微觀作用機理
第六節(jié) 藥物設(shè)計中的化學(xué)信息學(xué)
第七節(jié) 藥代動力學(xué)性質(zhì)和毒性預(yù)測
第八節(jié) 藥物設(shè)計新思路
附錄 關(guān)于建立“計算化學(xué)軟件平臺專項”的建議
關(guān)鍵詞索引