Methods in Computational Chemistry: Volume 1 Electron Correlation in Atoms and Molecules

هنگامی که چهل سال پیش، به عنوان دانش آموز چارلز کولسون در آکسفورد، کارم را در شیمی نظری آغاز کردم، یک ماشین حساب برونسویگا - یک دستگاه مکانیکی کوچک با دسته ای برای نیروی محرکه، اهرم های فلزی برای تنظیم اعداد، و زنگی که به نشانه سرریز به صدا درآمد. چیزی که از آن زمان به عنوان شیمی محاسباتی شناخته شد، تازه شروع شده بود. دوره طولانی ای دنبال شد که در آن نظریه بنیادی «عصر طلایی» (1925-1935) بسط و اصلاح شد و در آن رویاهای پزشکان اولیه به تدریج به واقعیت سخت حسابی تبدیل شد. به‌عنوان بازمانده‌ای که از اوایل دوران پس از جنگ هنوز در حال انجام محاسبات هستم و از مزایای سخت‌افزار به‌طور باورنکردنی بهبودیافته لذت می‌برم، خوشحالم که مقدمه‌ای برای این مجموعه ارائه می‌کنم و فرصتی برای ارائه یک دیدگاه تاریخی دارم. پس از برونسویگا، ماشین های الکترومکانیکی اواخر دهه 1940 و اوایل دهه 1950 آمدند و بار محاسبه توابع مولکولی را کاهش دادند. حالا خوشحال بودیم. حداقل برای سیستم‌هایی که حاوی چند الکترون هستند، انجام محاسبات کاملاً از ابتدا امکان‌پذیر بود، حتی اگر مدل‌های نیمه تجربی برای اکثر مولکول‌های مورد علاقه روزمره ضروری باقی ماندند. مقالات هال و روثان در سال 1950 نقطه عطف مهمی را در مسیر محاسبات غیرتجربی در مقیاس بزرگتر نشان دادند و کار قبل از جنگ هارتری و فوک را از اتم های چند الکترونی به مولکول های چند الکترونی و بنابراین به "شیمی واقعی" گسترش دادند.

When, forty years ago, as a student of Charles Coulson in Oxford I began work in theoretical chemistry, I was provided with a Brunsviga calculator-a small mechanical device with a handle for propulsion, metal levers for setting the numbers, and a bell that rang to indicate overflow. What has since come to be known as computational chemistry was just beginning. There followed a long period in which the fundamental theory of the "golden age" (1925-1935) was extended and refined and in which the dreams of the early practitioners were gradually turned into hard arithmetic reality. As a still-computing survivor from the early postwar days now enjoying the benefits of unbelievably improved hardware, I am glad to contribute a foreword to this series and to have the opportunity of providing a little historical perspective. After the Brunsviga came the electromechanical machines of the late 1940s and early 1950s, and a great reduction in the burden of calculating molecular wavefunctions. We were now happy. At least for systems con­ taining a few electrons it was possible to make fully ab initio calculations, even though semiempirical models remained indispensable for most molecules of everyday interest. The 1950 papers of Hall and of Roothaan represented an important milestone along the road to larger-scale non­ empirical calculations, extending the prewar work of Hartree and Fock from many-electron atoms to many-electron molecules-and thus into "real chemistry.