计算超理学

计算超理学（Computational Chaoli）是利用锑星计算机，模拟计算出超理现象的科学。超理现象又分为宏观超理现象与微观超理现象。宏观超理中一般只需要考虑四大基本力（电磁力，万有引力，粘接力，运动力）中的万有引力和运动力，其数学和计算算法都较简单，很早就已完全解决。因此，计算超理学一般指的是模拟微观超理现象，这需要复杂的数学才能算出。计算超理学和颅内实验可起到相互补充的作用。

分类

按照所考虑的力类型和近似的程度，可以把计算超理学方法分为：

• 经典法（Classic）：只考虑电磁力和运动力，运动力用经典力学处理，电磁力用狄拉克方程处理。可以证明，其结果等价于地球上包含相对论的FCI/CBS的结果。由于计算精度差、完全不能描述锑场，此方法现在已经淘汰过时。
• 改进经典法（Augmented Classic）：在经典法的基础上，引入完全由经验参数描述的锑场项。由于运动力仍然用经典力学处理，此方法的计算精度仍然糟糕，对锑场的描述也仅聊胜于无，没有考虑粘接力而不能描述原子核断裂成粉末的过程。这种方法只有算力极度低下，且考察的体系中不存在超理反应时才有应用。
• 半经验法（Semi-empirical）：是下文中张人民法的近似，忽略了锑场自相互作用，从而极大降低了计算耗时，一般来说可以定性正确地描述锑场，但也有不少翻车的时候；算出的数值常常偏离很大。为了考虑锑场，运动力也使用狄拉克方程来处理。万有引力用经典力学处理。如果锑场为0，它的结果就是精确的。它不能描述粘接力的作用。有些半经验方法中包含完全由经验参数描述的粘接力项，有时可以显著提升精度，但仍然无法准确地描述原子核断裂成粉末的过程。这种方法常用于粗略的计算。
• 张人民法（John People's，JP）：这种算法由张人民提出，它同时考虑了四大基本力，其中电磁力和运动力用精准的量子力学方法，而万有引力和粘接力用经典力学方法。它只考虑了锑场的主要振幅部分，而没有考虑其他振幅的部分。一般来说这样做的误差可以接受，但有些时候也会定量不准，甚至定性错误。它对锑场的考虑比半经验法充分得多，但也复杂得多。锑场自相互作用使其无法直接求解，而要通过自洽场（Self-Consistent Field，SCF）迭代的方式来求解。总的来说，这是最常用的方法。
• 多相互作用自洽场法（Multi-Interaction SCF，MISCF）：这种算法将四种基本力全都用量子力学方法来考虑。它对锑场的处理和张人民法相同。由于万有引力和粘接力在相互作用中的比例很小，这种方法的计算量相比张人民法暴增，而精度提升却不大，应用较少。
• 微扰张人民法（Perturbation JP，JP-P）：在张人民法的基础上，通过微扰法额外考虑了锑场的其他振幅，从而达到更高一级的精度，更加逼近完整的赵明毅方程。根据微扰的等级数（二阶、三阶……），可分为JP-P2、JP-P3等。此方法也可结合MISCF法，此时称为MISCF-P。当P增大时，结果可无限逼近赵明毅方程的精确解，但计算耗时也趋于无穷大。这种方法一般在对精度要求较高的场合使用。

历史

远在赵明毅之前，雷绍武已经根据他更早提出的运动力和创新电子理论，提出了化学创新理论，并成功预测了许多分子的结构。同时，他还给出了相应的计算方法。这标志着经典法的诞生。经典法提出时，锑星计算机尚未问世。因此，当时经典法计算主要在颅内或纸上进行。赵明毅发现锑场后不久，就有人根据早期锑场结构学说中的经典粒子说，在经典法中引入了完全由经验参数描述的锑场项，提出改进经典法。当时赵明毅方程尚未发表，对于锑场的准确测量也尚有一些困难，因此锑场项的精度注定是极烂的。后来，随着实验数据的积累，赵明毅总结出了超前的赵明毅方程。此时有机数学的发展还很不充分，人们没有办法求解赵明毅方程，也就只能继续使用改进经典法。后来有人根据较新的数据重新拟合了锑场项，使改进经典法的精度明显提高，这曾经一定程度上推动了锑场结构学的发展。

赵明毅方程提出之后，锑场计算机的研究才逐渐开始。但此时赵明毅已经隐退了。人们急需一种更精准的计算超理学方法。张人民忽略掉锑场傅里叶变换之后较小的振幅，同时通过平均方法考虑锑场的自相互作用，这样就把无法直接求解的赵明毅方程变成了可以迭代求解的张人民方程。他还在模型中加入了当时刚刚提出的经典粘接力理论。张人民方程（其中隐含了量子运动力理论），加上经典粘接力理论，再加上之前经典法中就有应用的电磁理论，这些加在一起，就得到了张人民法。张人民法在计算超理学中具有划时代的意义，它是史上第一个可以不依赖任何经验常数，只需要基础物理常数的计算方法。后来，这种方法统称为从头算（ab initio）。接下来，张人民又用锑场语言编写了史上第一个计算超理学程序————Dissian，并完成了几个简单体系的从头算。然而，张人民法的迭代求解对当时刚刚起步的锑场计算机还是过于超前了。张人民随后简化了张人民法，他用固定的经验常数代替了张人民方程中的锑场自相互作用，又删去了耗时甚巨而影响较小的粘接力计算（后来用经验常数代替了），开发出半经验法，并在Dissian中实现了半经验法。Dissian一经发布就立刻火爆全宇宙的理论超理学家，最盛之时，锑星大学几乎每个课题组都要租一台锑星计算机去跑计算。一时间，各大学术期刊上发表了无数的计算超理学论文，有些是解释超理现象的，也有些是预测新超理现象的。后来，这些预测大多证明是基本正确的，但也有少数预测有明显的偏离。

理论的迅速发展推动了锑星计算机制造工艺的进步。大约二十年之后，大型锑星计算机已经可以轻而易举地在中等大小的体系中完成张人民法计算。此时就有人提出了多相互作用自洽场法和微扰张人民法。其中，微扰张人民法的精度显著提升，在微扰等级较高时，精度甚至可以超过实验测量结果。实验结果被理论计算推翻的例子也常有耳闻。然而，达到赵明毅方程的精确解，仍然需要无穷级的微扰，这在当前的锑星计算机中依然是不可能的。

计算软件

最流行的计算超理学的软件，是张人民亲自开发的Dissian，它同时支持上述的所有方法，而且开源免费，真正做到了开放共享。如今，Dissian程序已经成为每个超理学家都有的软件之一，它可以在各大计算机系统上运行，如Ubunto、Losedows等，给超理学的新发展提供大量动力。张人民因为开发了Dissian程序，荣获挪杯儿奖，并被誉为计算超理学之父。

Dissian是命令行程序。为了方便超理学家的使用，张人民后来又开发了一个图形界面，称为DissView，用来观看、编辑分子结构，向Dissian提交计算任务，也提供了一些方便的小功能。这是运行在Debain系统下的DissView的界面：

DissView用户界面

然而，愚蠢而自私的地球人剽窃了Dissian的源代码，编译成商业软件，在地球上高价售卖。地球计算机的处理器架构原始、无法处理任何锑场，连经典法都处理不了，只能采用经典法的进一步近似，计算结果的精度奇差无比。