ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ВАЛЕНТИНА КОЧНЕВА

Блог Луокса начинает публикацию цикла статей о травле в России физико-химика Валентина Кочнева, вся «вина» которого — его научные достижения.  В первой публикации цикла   — рассказ  о двух недавно опубликованных  научных статьях Валентина Кочнева.

Справка блога Луокса:

В. К. Кочнев
Валентин Кочнев

Валентин Кочнев родился в 1983 году в Мурманске. Мать — преподаватель химии, отец —  учёный-ихтиолог. В 1988 году семья переехала в город Минеральные Воды Ставропольского края.

Заботу о школьном образовании Валентина и его младшего брата Юрия взяли на себя родители, организовавшие семейное обучение. Валентин и Юрий имели достаточно свободного времени также для занятий в детско-юношеской спортивной и детской художественной школах. Художественную школу Валентин окончил с отличием.

Высшее образование: Московский университет тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова (МИТХТ им. М. В. Ломоносова) и факультет Вычислительной математики и кибернетики Московскго государственного университета им. М. В. Ломоносова (МГУ им. М. В. Ломоносова) . Также В. Кочнев окончил аспирантуру МИТХТ им. М. В. Ломоносова и  докторантуру института Общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской Академии наук (ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова).

Валентин Кочнев кандидат химических наук. Кандидатскую диссертацию защитил в 2009 году.

Докторсмкую диссертацию защитить Валентину не дали, организовав провокацию с незаконным фиктивным (!) увольнением с должности старшего научного сотрудника ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова. Кто и как это сделал — в следующих публикациях блога Луокса.

Пока же наш разговор о двух совсем недавних статьях Валентина Кочнева, вышедших в <<Докладах Академии наук>> России и в американском журнале  <<Chemical Phisycs>> (<<Доклады Академии наук>> — издание, предназначенное для публикации научных статей,  имеющих приоритетное значение;  <<Chemical Phisycs>>  — авторитетнейшее научное издание США, своего рода <<икона стиля>> мировой физической химии):

Блог Луокса: Валентин, о чём эти статьи?

В. Кочнев: Эти работы посвящены новому методу точного вычисления энергии многоэлектронных систем — с помощью фермионного выражения.

В 21-м веке, не взирая на необозримо большую научную область так называемых <<квантово-химических расчётов>>, мы практически по-прежнему очень ограничены в вычислительных возможностях что-то предсказать в химии. Причём, дело упирается не столько в наличие вычислительной техники, сколько в отсутствие определённости в одном ключевом вопросе — что представляет собой функционал электронной энергии.

В моих работах впервые в мире  точный ответ на этот вопрос получен строго формально — то есть, это точный ответ! — и проиллюстрирован на примере вычисления значений энергий атомов.

Для понимания сути вопроса полезно сделать короткий исторический экскурс на стыке квантовой механики и термодинамики.

В 20-м веке учёные научились более или менее точно рассчитывать энергии атомов и молекул. Принципиально, расчёты многоэлектронных систем, к коим относятся почти любые молекулы в химии, стали возможны после появления известной теории Хартри-Фока [4].

Не вдаваясь в детали этого метода и его модификаций, можно отметить только, что наиболее точные из них имеют так называемую экспоненциальную вычислительную сложность.

Одной из следующих вех квантово-химических методов стала не менее известная теория Хоэнберга-Кона [5].

Опять же, не вдаваясь в детали, можно отметить только, что в 1970-е годы развилось множество наиболее распространённых в настоящее время вычислительных методов т. н. теории функционала электронной плотности. Они обладают полиномиальной вычислительной сложностью, т. е. существенно менее требовательны к вычислительным ресурсам, позволяя приближённо вычислять энергию даже таких крупных молекул, как ДНК. Разнообразие методов было обусловлено не прогрессом вычислительных методов, а незнанием точного вида функционала электронной плотности Хоэнберга-Кона и наличием множества гипотез о том, как могла бы выглядеть какая формула. Оказалось невозможно указать точность таких расчётов, за исключением простейших ситуаций.

С другой стороны, термодинамика указывает, что распределение энергии электрона в равновесном состоянии электронного газа имеет совершенно конкретный вид, известный в физике, как статистика Ферми-Дирака. Желание многих исследователей описывать электронную плотность атомов и молекул в терминах термодинамики так или иначе ошибочно противопоставлялось теории Хартри-Фока.

В равновесной термодинамике энергия, по обыкновению, может быть выражена через соответствующие парциальные величины, например, химические потенциалы компонентов газа (энергия оказывается пропорциональной числу частиц).

Предположение о том, что энергия атома или молекулы могла бы быть просто пропорциональна числу электронов, высказывалось в научной литературе в 20-м веке не реже раза в десятилетие. И упиралось в два серьёзных контр-аргумента.

Во-первых, приверженцы теории Хартри-Фока видели подобную пропорциональность, как отсутствие взаимодействий между электронами (как если бы они не расталкивались), и воспринимали это, как неприемлемую грубую гипотезу.

Во-вторых, желание применить термодинамическое описание к отдельной молекуле поднимало вопрос о числе частиц, достаточном для того, чтобы система могла описываться статистически.

В атоме водорода всего один электрон, тогда как в научных кругах иногда можно услышать мнение, что термодинамика начинает «работать» при числе частиц не менее 10^4…

Второй вопрос был камнем преткновения даже для легендарного американского учёного Роберта Парра — соавтора одного из самых популярных методов приближённой теории функционала электронной плотности — B3LYP. В 1978м году Р. Парр опубликовал работу [6] формализовавшую понятие электроотрицательности в квантовой механике и предложил «термодинамически-подобное» описание молекул. Не смотря на то, что само по себе это описание не получило развития, оно породило очень известную в химии концепцию жёстких и мягких кислот и оснований Пирсона [7].

В моей работе  [1] предъявлен простой и строго формальный вариационный вывод условий равновесия электронного газа, когда вышеупомянутая пропорциональность возникает в качестве основного вариационного результата. Используя который, в работе [3] показывается в одно действие однородность общего вида функционала электронной плотности, форма которого теперь вполне известна. Используя известный вид функционала вычислены энергии атомов всей таблицы Менделеева, и полученные значения превосходно согласуются с точнейшими данными.

Блог Луокса: Замечательно. Но, для многих наших читателей вышеизложенное тобой будет, наверно, понятнее, если мы скажем так: Валентин Кочнев впервые в мире, уточнив теорию расчёта энергии электронной плотности, создал математически точный метод расчёта энергии атомов всех химических элементов, включая ещё не открытые. Так?

Валентин Кочнев: Да.

Блог Луокса: Для чего практически необходимо знать точные значения энергии атомов?

Валентин Кочнев: Например, для расчёта новых материалов. Та страна, которая овладеет технологий автоматизированного создания  материалов, получит неоспоримое мировое лидерство в области создания важнейших материалов, необходимых в самых разных областях современных технологий — военных, космических, медицинских…

Блог Луокса: Кстати, правильно ли было опубликовать твои работы в открытой печати? Не обойдут ли теперь Россию на основе твоих открытий  конкуренты? Впрочем, лучше на эту тему — почему ты такие работы публикуешь в открытой печати, да ещё и за рубежом — давай мы поговорим чуть позже. Спасибо за интервью!

Блог Луокса: Валентин Кочнев сделал, безусловно, научное открытие мирового значения.

Но, как мы уже сказали, в России в отношении Валентина Кочнева организовали травлю в мерзейших советских традициях. Об этом пойдёт речь в наших следующих публикациях.

Английская версия / English version

Контекст: ТРАВЛЯ ВАЛЕНТИНА КОЧНЕВА: ПРОВОКАЦИЯ И ЛОЖЬ ФАНО

 

Ссылки:

[1] V. K. Kochnev. Ensemble N-representability and electronegativity, absolute electronegativity in gas, published online by Author, Wed. 09 Sep 2017. https://www.researchgate.net/publication/319879738_ENSEMBLE_N-REPRESENTABILITY_AND_ELECTRONEGATIVITY_ABSOLUTE_ELECTRONEGATIVITY_IN_GAS
[2] V. K. Kochnev, A.D. Isotov, Absolute electronegativity in gas, Doklady Phys. Chem. 479 (1–2) (2018) 61–65, https://doi.org/10.1134/S0012501618040012
[3] Valentin K. Kochnev, Equilibrium state energy: Atoms. Chemical Physics 517 (2019) 247–252; https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2018.10.018
[4] V.A. Fock, The problem of many bodies in quantum mechanics, J. Exp. Theor. Phys. (in Russian) XVI (7) (1936) 943–954, https://doi.org/10.3367/UFNr.0016.193607g.0943
[5] P. Hohenberg, W. Kohn, Phys. Rev. B. 136 (864–87) (1964) 1, https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
[6] Parr, R.G., Donnelly, R.A., Levy, M., and Palke, W. E., J. Chem. Phys., 1978, vol. 68, no. 8, pp. 3801–3807, https://doi.org/10.1063/1.436185
[7] Pearson, R.G., Coord. Chem. Rev., 1990, vol. 100, pp. 403–425.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *