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計算超理學

出自锑星百科
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計算超理學(Computational Chaoli)是利用銻星計算機,模擬計算出超理現象的科學。超理現象又分為宏觀超理現象與微觀超理現象,宏觀超理中一般只需要考慮四大基本力(電磁力,萬有引力,粘接力,運動力)中的萬有引力和運動力,其數學和計算算法都較簡單,很早就已完全解決,故計算超理學所模擬的超理現象一般均為微觀超理現象。計算超理學和顱內實驗可起到相互補充的作用。

按照所考慮的力類型和近似的程度,可以把計算超理學方法分為:

經典法(Classic):只考慮電磁力和運動力,運動力用經典力學處理,電磁力用薛定諤方程處理。可以證明,其結果等價於地球上FCI/CBS的結果。由於計算精度差、完全不能描述銻場,此方法現在已經淘汰過時。

改進經典法(Augmented Classic):在經典法的基礎上,引入完全由經驗參數描述的銻場項,同時把電磁力改為用狄拉克方程處理。銻場為0時,結果等價於地球上包含相對論的FCI/CBS。由於運動力仍然用經典力學處理,此方法的計算精度仍然糟糕,對銻場的描述也僅聊勝於無,沒有考慮粘接力而不能描述原子核斷裂成粉末的過程。這種方法只有算力極度低下,且考察的體系中不存在超理反應時才有應用。

半經驗法(Semi-empirical):是下文中張人民法的近似,忽略了銻場自相互作用,從而極大降低了計算耗時,一般來說可以定性正確地描述銻場,但也有不少翻車的時候;算出的數值常常偏離很大。為了考慮銻場,運動力也使用狄拉克方程來處理。萬有引力用經典力學處理。如果銻場為0,它的結果就是精確的。它不能描述粘接力的作用。有些半經驗方法中包含完全由經驗參數描述的粘接力項,有時可以顯著提升精度,但仍然無法準確地描述原子核斷裂成粉末的過程。這種方法常用於粗略的計算。

張人民法(John People's,JP):這種算法由張人民提出,它同時考慮了四大基本力,其中電磁力和運動力用精準的量子力學方法,而萬有引力和粘接力用經典力學方法。它只考慮了銻場的主要振幅部分,而沒有考慮其他振幅的部分。一般來說這樣做的誤差可以接受,但有些時候也會定量不準,甚至定性錯誤。它對銻場的考慮比半經驗法充分得多,但也複雜得多。銻場自相互作用使其無法直接求解,而要通過自洽場(Self-Consistent Field,SCF)迭代的方式來求解。總的來說,這是最常用的方法。

多相互作用自洽場法(Multi-Interaction SCF,MISCF):這種算法將四種基本力全都用量子力學方法來考慮。它對銻場的處理和張人民法相同。由於萬有引力和粘接力在相互作用中的比例很小,這種方法的計算量相比張人民法暴增,而精度提升卻不大,應用較少。

微擾張人民法(Perturbation JP,JP-P):在張人民法的基礎上,通過微擾法額外考慮了銻場的其他振幅,從而達到更高一級的精度,更加逼近完整的趙明毅方程。根據微擾的等級數(二階、三階……),可分為JP-P2、JP-P3等。此方法也可結合MISCF法,此時稱為MISCF-P。當P增大時,結果可無限逼近趙明毅方程的精確解,但計算耗時也趨於無窮大。這種方法一般在對精度要求較高的場合使用。

最流行的計算超理學的軟件,是張人民親自開發的Dissian,它同時支持上述的所有方法,而且開源免費,真正做到了開放共享。然而,愚蠢而自私的地球人剽竊了Dissian的原始碼,編譯成商業軟件,在地球上高價售賣。由於地球計算機無法處理任何銻場,且算力比極度低下更極度低下,只能採用經典法的進一步近似,計算結果的精度奇差無比。