Обсуждение:Математическая химия

Untitled

См.Обсуждение портала:Химия: Оригинальное исследование по математической химии

Противоречие

Эти фразы противоречат друг другу: "Критерием истины является математическое доказательство. Важнейшую роль в математической химии играет математическое моделирование с использованием компьютеров." -- В моделях компьютерной (математической) химии очень часто используются эвристические (формально недоказанные и недоказуемые) подходы. Вообще критерием истины при моделировании является предсказательная сила модели, устанавливаемая экспериментальным путем, а не формальное доказательство. Если модель "кофейная гуща" дает результат с нужной достоверностью, то исследование сводится к гаданию на кофейной гуще.--tim2 12:40, 23 апреля 2009 (UTC)

Давайте расширим: "Критерием истины являются математическое доказательство, вычислительный эксперимент, сравнение с экспериментальными данными".--Agor153 23:52, 24 июля 2009 (UTC)

Давайте сравним со статьей физика, в частности, там отмечено:

"Физика тесно связана с математикой: математика предоставляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причём используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физических теорий (см. математическая физика)."

Однако даже для физики не утверждается, что критерием истины является математическое доказательство! Мат.доказательство слишком формально - это инструмент, с помощью которого можно показать внутреннюю непротиворечивость какой-либо теории, но не доказать истинность этой теории вне математических абстракций.--tim2 14:02, 28 июля 2009 (UTC)

См. также математическое доказательство: "В математике доказательством называется цепочка логических умозаключений, показывающая, что при каком-то наборе аксиом и правил вывода верно некоторое утверждение." --tim2 14:06, 28 июля 2009 (UTC)

Уважаемый tim2, я не знаю, нужно ли это обсуждение "критериев истинности" в статье, но следую традициям (как я их понимаю) и предпочитаю править, а не удалять текст, если он не противоречит АИ и базовым принципам. Вы предлагаете сравнить с физикой, замечательно - давайте помедитируем на тему "важность доказательств в математической физике". Полагаю, что они очень важны традиционно более важны, чем вычислительный эксперимент (хотя и он важен). Доказав теорему об уравнениях Эйнштейна, мы полагаем этот результат истинным (в рамках математической физики; в рамках же физики "We never are definitely right, we can only be sure we are wrong" - Richard Feynman).--Agor153 07:57, 29 июля 2009 (UTC)

Глубокоуважаемый Agor153! Смотрим статью Математическая физика:

"Математическая физика — теория математических моделей физических явлений. Она относится к математическим наукам; критерий истины в ней — математическое доказательство. Однако, в отличие от чисто математических наук, в математической физике исследуются физические задачи на математическом уровне, а результаты представляются в виде теорем, графиков, таблиц и т. д. и получают физическую интерпретацию.При таком широком понимании математической физики к ней следует относить и такие разделы механики, как теоретическая механика, гидродинамика и теория упругости."

Уже здесь принципиальная разница: мат.физика относится к математическим наукам, мат.химия - нет. Столь широкого применения всевозможных эвристик в мат.физике не было и никогда не будет. Сравните, например, спектральный анализ и индексный подход к проблеме сруктура-свойство. В первом случае четкий мат.аппарат, основанный на преобразовании Фурье, во втором сплошные интуитивные допущения, математический смысл которых в полном тумане. В мат.химии зачастую невозможно сделать содержательную химическую интерпретацию, основываясь на мат.аппарате. Теория графов, развиваясь вне зависимости от успехов мат.химии, дает множество методов оперирования с графами, химики пробуют эти методы для своих задач, если что-то подошло - цель достигнута, а почему так получилось, зачастую объяснить невозможно.

Вы пишете: "предпочитаю править, а не удалять текст, если он не противоречит АИ и базовым принципам", т.е. если текст представляет собой орис, который явно не противоречит АИ, такой текст не подлежит удалению? Вы утверждаете, что в мат.физике доказательства традиционно более важны, чем вычислительный эксперимент. Ok - так сложилось, потому что в мат.физике возможны содержательные для физики доказательства, а в мат.химии не так. Как строго математически обосновать поиск зависимостей хим.свойств от индекса Хосойя (полное число паросочетаний молекулярного графа+1)? Почему в ряде случаев этот индекс лучше, чем индекс Винера (полусумма матрицы расстояний)? Никто не знает - сплошная эмпирика. Если бы можно было математизировать химию, как физику - это бы давно сделали. А так, по Вашему выражению, сплошная медитация, никакого отношения к энциклопедической статье не имеющая. Нужно базироваться на реальных достижениях из АИ, а не на популярной и не на популистской литературе, склонной выдавать желаемое за действительное. И здесь опять мы приходим к вопиющей нечеткости в определении предмета статьи: есть мат.химия (Mathematical Chemistry) и есть вычислительная химия (Computational Chemistry), есть химическая кинетика, квантовая химия и т.д. А в статье все свалено в одну кучу, почему-то названную мат.химией! Если оставить как есть, то надо срочно переименовать статью в "Математические методы в химии".--tim2 12:46, 29 июля 2009 (UTC)

PS. Нужно уточнить, что я имею в виду под "популистской литературой". Приведу такой пример, в 1960-х гг. в серьезном академическом журнале утверждалось, что в ближайшие несколько лет ЭВМ сможет писать стихи не хуже Пушкина. В отношении мат.химии с высоких академических трибун не раз звучали заявления, что в ближайшую пятилетку проблема поиска веществ с заранее заданными свойствами будет полностью решена. И т.д. Подобная практика общеизвестна, и основывать эту статью на таких заявлениях, пусть и сделанных академиками, и формально являющимися АИ, не стоит.--tim2 12:46, 29 июля 2009 (UTC)

Видите ли, не я планировал эту статью, но для меня очевидно, что ее создатель опирается на редакционную статью, сопровождавшую появление журнала "Mathematical Chemistry", своего рода манифест. По-моему, это заслуживающий уважения АИ и хорошая отправная точка зрения. Вряд ли можно считать журнал "Mathematical Chemistry" "популистской литературой". Я охотно верю, что можно начать действовать и по-другому, следуя серии Советских (а потом и Российских) конференций ММХ (Математические методы химии), или журнала ТОХТ (Теоретические основы химической технологии). Тогда это была бы другая статья. А кстати, можете ли Вы написать раздел "Проблема химической точности" (это уже устоявшийся термин): мы еще где-то на порядок (это - как минимум) не достигаем точности математических предсказаний, необходимой для прогнозирования реакционных свойств даже довольно простых веществ "из первых принципов". Вот это и определяет ограниченность математической химии (а в физике конденсированного состояния ситуация не лучше).--Agor153 20:09, 29 июля 2009 (UTC)--

>для меня очевидно, что ее создатель опирается на редакционную статью, сопровождавшую появление журнала "Mathematical Chemistry", своего рода манифест

Вы имеете в виду Rouvray D. H., Editorial Foreword, Journal of Mathematical Chemistry, Volume 1, Number 1, March, 1987? Если да, то процитирую из этого одностраничного манифеста:

"Our new journal is intended as a natural home for papers in the general area of mathematical chemistry. This raises the very natural question of what we understand by the term mathematical chemistry, at least for the purposes of this journal. Perhaps we might start by saying what mathematical chemistry is not. It is certainly not the routine application of well-tried and well-worn mathematical techniques to problems of a chemical nature. A goodly portion of theoretical chemistry, including much of quantum chemistry and the various types of mechanics (molecular, quantum, and statistical), tend to fall in this domain and are thereby eliminated from our ambit. Computational chemistry is also excluded; papers in which the details of more or less standard computations are described are not suitable for this journal."

Т.е. мат.химия это не молекулярная механика, не квантовая химия и не вычислительная химия. А тогда с какой стати в статье уделяется особое внимание квантовохимической теории Р. Бейдера? И приводится ссылка на "Степанов Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Мир, 2001."? А также на хорошо известную к моменту выхода этого манифеста область "дифференциальные уравнения химической кинетики"?

Однако и не только в науке манифесты не стоит принимать всерьез - кое-кто принял всерьез манифест ком.партии - что хорошего из этого вышло? ;) Рувре сформулировал первоначальные требования нового журнала и не более того, при всем моем к нему уважении - я печатался в этом журнале, когда он был гл.редом. Также при всем уважении к М.В.Ломоносову, в университете имени которого я учился, не думаю, что в данной статье его определение мат.химии является решающим по, надеюсь, очевидным всем причинам. Ответив на Ваши замечания, отмечу, что на основную часть моих Вы не ответили.

В отношении Вашего вопроса "Проблема химической точности" я положительно ответить затрудняюсь, прежде всего потому, что хотя Вы и отметили, что "это уже устоявшийся термин" - я не припомню, чтобы я его встречал где-либо. Знаю близкозвучащие термины типа точность вычислений, теория погрешностей и т.д., но, как я понял из контекста Вашего вопроса, это совсем другое. Если говорить о достоверности прогноза в моделях мат.химии - то прежде всего это определяется сложностью задачи и развитостью (проработанностью) модели, разброс столь большой, что о "приведении к общему знаменателю" для всей мат.химии говорить, на мой взгляд, преждевременно. При этом не удивлюсь, если Вы или кто-то найдет ссылки на публикации по этому вопросу. Но опять же, говоря мат.химия - я имею ввиду приложения теории графов к химии, а Вы, возможно, кванты или теорию катастроф или кинетику или всю хим.физику. А если, например, Вы имеете в виду хим.технологию, то теоретические тарелки, например, вроде бы неплохо научились считать и бензин из нефти капает вполне предсказуемо.--tim2 22:34, 29 июля 2009 (UTC)

Области исследований математической химии

Посмотрим, например, Геоэкология: "Область исследования 1) Глобальные геосферные жизнеобеспечивающие циклы – изучение роли геосферных оболочек Земли в глобальных циклах переноса углерода, азота и воды." Т.е. геоэкология исследует роль геосферных оболочек и т.д. Ok! А теперь посмотрим, что исследует мат.химия:"Области исследований математической химии Теория графов, используемая в математических исследованиях изомерии и топологических индексов[8][9][10], применяемая к проблемах химической кинетики[11]" ..."Математическая логика[28]" -- получается, что мат.химия исследует теорию графов, мат.логику и еще кучу перечисленных в данном разделе областей математики. А на самом-то деле - мат.химия исследует только химию, применяя для этого теорию графов. Цель и методы перепутаны!--tim2 13:59, 24 июля 2009 (UTC)

Вы, уважаемый tim2, безусловно правы. Для начала заменим "Области" на "Методы", а там можно и дальше улучшать. Так надо бы и "Области" квалифицированно написать, но это в один момент не делается.--Agor153 19:49, 24 июля 2009 (UTC)

Рад, что Вы со мной согласны в этом пункте, однако в целом я продолжаю считать данную статью орисом, что уже высказал на Хим. портале. Вкратце: если запихивать в мат.химию все разделы химии, где применяется математика, то мы получим, что вся современная химия=мат.химии. Даже в синтезе (органическом и неорганическом) надо рассчитывать исходные соотношения реагентов и выход реакции. Относительная сложность и несложность расчетов принципиально дела не меняют. Классификация должна быть иной и более обоснованной источниками. То, что многие авторы подчеркивают, что они используют математический подход, не делает их исследование исследованием по мат.химии. Что касается замены "области на методы", хорошо бы при этом указать разделы мат.химии, как это, например, сделано для разделов всей химии в статье Химия. Надеюсь, что попытка указать разделы мат.химии многое прояснит в классификационном плане. --tim2 13:48, 28 июля 2009 (UTC)

О "запихивании": предлагаю следовать правилам Википедии. Нам не следует стремиться здесь сформировать предмет "Математическая химия", сколь бы профессиональны мы ни были. Для этого есть научные журналы и книжные издательства. Мы обязаны представить "Математическую химию" согласно АИ, а если между АИ есть противоречия, то указать на эти противоречия между ними (но не между АИ и нашими личными точками зрения - это будет ОРИС). На мой взгляд, в своей критике широкого понимания математической химии, принятой редакцией "титульного" журнала "Mat. Chem." Вы несколько увлекаетесь и выходите за рамки правил Википедии (оставаясь в рамках нормальной профессиональной дискуссии). Это нормально, но давайте попробуем играть по правилам :).--Agor153 07:12, 29 июля 2009 (UTC)

А список разделов необходим, действительно. В духе "когданибудизма" положимся на сообщество. Список появится, уверен.--Agor153 08:02, 29 июля 2009 (UTC)

В предыдущей секции я дал развернутый ответ в том числе и по данному вопросу, здесь лишь отмечу, что если строго играть по правилам, то надо срочно переименовать статью в "Математические методы в химии".--tim2 12:57, 29 июля 2009 (UTC)

С сожалением можно отметить, что в российском научном сообществе, в отличие от остального англоязычного мира, сложилась странная ситуация, когда "мы все еще робко говорим о математических методах в химии, но не о математической химии". [Химия и жизнь, 1987, Том 12, стр. 26.]

128.122.80.153 17:18, 29 июля 2009 (UTC)

Отнюдь нет! Вы сослались на статью 1987 г., а за год до этого в Институте Орг.химии им.Н.Д.Зелинского АН СССР(Ленинский проспект, г.Москва) была организована Лаборатория мат.химии, успешно действующая по сей день. И на ХФ МГУ в это время был защищен ряд диссертаций по этой теме (хотя официальная классификация тогда была иной). В то же время нашими исследователями был сделан ряд публикаций в ведущих отечественных журналах: ДАН, Известия АН Сер.хим. и др., а вскоре и в зарубежных - в том же Journal of Mathematical Chemistry. А что касается журнала Химия и жизнь, то в это же время я опубликовал там заметку в несколько строк без подписи о журнале мат.химии на дискетах, не помню, как он назывался. И большую статью коллектив авторов из ИОХа про мат.химию туда предложил, но редакция ее тогда сочла не своевременной. Так что, только Химия и жизнь робко тогда говорила, вернее не говорила, но это были ее собственные проблемы. Если рассматривать данное заявление применительно к дню сегодняшнему, то оно полностью не соответствуют действительности. Может, возможна оговорка, если говорить только о каких-либо очень экзотических для химии идеях, типа теории катастроф.--tim2 23:07, 29 июля 2009 (UTC)