Scholar’s Advanced Technological System ระบบปั้นอัจฉริยะ - ตอนที่ 333 เคมีต้องการแบบจำลองของฉัน!

ประสิทธิภาพการทำงานของรุ่นพี่เฉียนสูงมาก

ในวันที่สองที่หยางสวี่เริ่มงาน ลู่โจวก็ได้รับเมลจากสถาบันวัสดุเชิงคำนวณจินหลิง ในเมลมีรายงานการทดลองที่สรุปข้อมูลการทดลองทั้งหมดที่รวบรวมมาระหว่างนี้

ลู่โจวสามารถทำให้ทฤษฎีของเขาสมบูรณ์โดยใช้ข้อมูลนี้

ในที่สุดเขาก็เริ่มขั้นตอนถัดไปได้สักที

เช้าวันถัดมา ลู่โจวเรียกเจอริกมาที่ออฟฟิศแล้วถาม “ฉันจำได้ว่า คุณบอกฉันว่าอยากวิจัยวัสดุเชิงคำนวณ คุณพร้อมหรือยัง?”

เจอริกพูดอย่างตื่นเต้นทันที “แน่นอน! ศาสตราจารย์ ผมพร้อมแล้ว!”

เจอริกจบการศึกษาปริญญาตรีจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ เขาจบเอกคณิตศาสตร์ประยุกต์และเคมีประยุกต์ควบคู่กัน เขาเป็นลูกศิษย์เพียงคนเดียวของลู่โจวที่มีทั้งปริญญาสาขาคณิตศาสตร์และเคมี

เหว่ยเหวินนั่งอยู่ข้างๆ มองมาทางพวกเขาด้วยความอิจฉา

เจอริกที่อยู่ในกลุ่มเดียวกับเขาเลือกทิศทางการวิจัยแล้ว

อย่างไรก็ตามมันก็ครึ่งปีแล้ว แต่เหว่ยเหวินยังไม่ได้เข้าร่วมการวิจัยไหนเลย

ลู่โจวรู้สึกได้ถึงความอิจฉาของเหว่ยเหวิน เขาจึงกล่าว “คุณไม่จำเป็นต้องอิจฉาเขา ถ้าคุณอยากวิจัยฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์ คุณต้องใช้เวลาและความพยายามมากกว่าเขา”

ฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์กับเคมีเชิงคำนวณนั้นแตกต่างกัน ฟิสิกส์เชิงคณิตศาสตร์เน้นการทดลองและพยายามอธิบายปรากฏการณ์ด้วยทฤษฎีใหม่ แต่เคมีเชิงคำนวณเกินระดับการทดลองไปและเข้าสู่โลกที่ไม่มีใครรู้จัก

ความพยายามที่ต้องใช้ในการทะลวงสาขาที่เกิดขึ้นใหม่กับสาขาที่มีข้อมูลครบพร้อมนั้นต่างกันโดยสิ้นเชิง

เห็นได้ชัดว่าเหว่ยเหวินทราบเรื่องนี้ เขาจึงแค่อิจฉาเล็กน้อยเท่านั้น

เขาพยักหน้า “ครับ”

เจอริกยกมือขึ้นถาม “ศาสตราจารย์อยากให้ผมทำอะไร?”

ลู่โจวไม่ได้ตอบคำถามนี้โดยตรง กลับกันเขายิ้มแล้วกล่าว “นี่เป็นคำถามที่ดี มากับฉัน คุณจะรู้เมื่อถึงที่หมาย”

…

ทุกการวิจัยเริ่มต้นด้วยการอ่านวิทยานิพนธ์

ไม่ว่าจะเป็นการวิจัยเชิงทฤษฎีหรือการวิจัยประยุกต์ก็ตาม

ลู่โจวไม่ได้รีบเริ่มคำนวณหลังได้รับข้อมูลการทดลอง กลับกันเขาฝังตัวเองอยู่ในห้องสมุดแทน

ลู่โจววางแผนจะทำงานนี้ด้วยตัวเอง แต่ตอนนี้เขามีผู้ช่วยสองคน หนึ่งคือเจอริกที่สนใจวัสดุเชิงคำนวณ และอีกคนก็คือนักวิจัยหลังปริญญาเอกสาขาวัสดุเชิงคำนวณ

เจอริกนั่งอยู่ข้างลู่โจว เขากำลังอ่านเอกสารฉบับหนึ่ง แต่จู่ๆ เขาก็เอ่ยถาม “ศาสตราจารย์ คุณคิดวิธีใช้คาร์บอนทรงกลมแบบกลวงเพื่อแก้ปัญหาชัตเติลเอฟเฟกต์ได้ยังไง?”

ลู่โจวอ่านเอกสารอย่างตั้งใจ “สัญชาตญาณทางวิทยาศาสตร์ล่ะมั้ง? แล้วก็แรงบันดาลใจ ที่จริงมันไม่มีทางเลือกที่ถูกต้องหรอก ก็แค่แนวคิดนี้เหมาะสมที่สุด”

“แนวคิดที่ค่อนข้างเหมาะสม…” เจอริกดูเอกสารในมือแล้วพยักหน้า

ด้วยความช่วยเหลือของผู้ช่วยสองคน วิทยานิพนธ์การวิจัยจึงไม่ได้ใช้เวลานานนัก

การอ่านเอกสารที่เกี่ยวข้องทั้งหมดใช้เวลาเพียงหนึ่งสัปดาห์เท่านั้น

แต่งานต่อจากนี้ไม่ง่ายเลย

ลู่โจวต้องทำส่วนการคำนวณด้วยตัวเอง

สิ้นเดือนมีนา ลู่โจวไม่ได้มาออฟฟิศที่สถาบันขั้นสูง หลังเขาลุกจากเตียง เขาก็ไปห้องเรียนที่อยู่ข้างห้องนอน

เขานั่งอยู่ในห้องเล็กๆ และชงกาแฟให้ตัวเองถ้วยหนึ่ง จากนั้นเขาก็เปิดลิ้นชักแล้วหยิบปากกาออกมา

ลู่โจวเขียนตัวหนังสือบรรทัดหนึ่งบนหน้ากระดาษที่ว่างเปล่า

[แบบจำลองเชิงทฤษฎีของโครงสร้างพื้นผิวสัมผัสไฟฟ้าเคมี]

ทฤษฎีพื้นผิวสัมผัสไฟฟ้าเคมีเป็นเสาหลักที่สำคัญของไฟฟ้าเคมีปัจจุบัน และเป็นหนึ่งในปัญหาคลาสสิกในสาขาเคมีเชิงทฤษฎี มันเป็นเหมือนข้อคาดการณ์จำนวนเฉพาะคู่แฝดในคณิตศาสตร์ที่ครองตำแหน่งศูนย์กลางของปัญหาบางประเภท

แนวคิดนี้สามารถย้อนรอยไปยังช่วงต้นยุคหนึ่งเก้าแปดศูนย์ตอนที่การนำเสนอแบบจำลองโมเลกุลพื้นผิวสัมผัส

นับแต่นั้นมา แนวคิดคลาสสิกของพื้นผิวสัมผัสไฟฟ้าเคมีก็ได้เปลี่ยนแปลงแนวคิดสมัยใหม่ของฟิสิกส์สสารควบแน่น

เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยี การจำลองโมเลกุลพลวัต การจำลองมอนติ คาร์โล และวิธีการจำลองแบบอื่นก็ถือกำเนิดขึ้น นี่ทำให้แบบจำลองเชิงทฤษฎีของพื้นผิวสัมผัสไฟฟ้าเคมีประยุกต์ใช้ได้มากขึ้น

ถึงกระนั้น ก็ไม่มีใครสามารถสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีที่สามารถอธิบายกระบวนการไฟฟ้าเคมีที่เล็กจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวสัมผัสได้อย่างมีเหตุผล

มีสองตัวอย่างเช่น

จะอธิบายกราฟความจุที่ต่างกันของอิเล็กโทรดโลหะโมโนคริสตัลไลน์ได้อย่างไร?

จะอธิบายต้นกำเนิดของความจุสูงสุดในกราฟความจุที่ต่างกันของอิเล็กโทรด Hg[1] ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของตัวทำละลายที่แตกต่างกันได้อย่างไร?

แม้มันจะฟังดูเหมือนปัญหาง่ายๆ แต่คำถามเหล่านี้ก็ไม่เคยได้คำตอบมาก่อน

การตอบคำถามเหล่านี้ก็หมายถึงรางวัลโนเบลสาขาเคมีอย่างน้อยสองสามรางวัล คณะกรรมการโนเบลให้ความสนใจกับทฤษฎีมากกว่าการใช้งาน

ท้ายที่สุดแล้วถ้ามีคนคิดคำตอบคำถามเหล่านี้ได้ แม้ว่ามันจะไม่มีผลต่อบัญชีธนาคารของบริษัท แต่มันจะส่งผลต่ออารยธรรมอย่างมหาศาล มันสำคัญมากกว่านวัตกรรมพีดีเอ็มเอสดัดแปลงอีก

แม้แต่ลู่โจวก็ไม่สามารถแก้ทุกปัญหาได้

อย่างไรก็ตามวิธีสร้างองค์ประกอบกรุปอิงมาจากทฤษฎีจำนวนเพิ่มเติม

ถ้าเขาสามารถใช้คุณสมบัติทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายคุณสมบัติของพื้นผิวสัมผัส แล้วอาศัยสิ่งนี้ เขาจะสามารถสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีของโครงสร้างพื้นผิวสัมผัสเคมีไฟฟ้า เขาสามารถสร้างเครื่องมือเชิงทฤษฎีที่สามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้!

ลู่โจวอ่านชื่อวิทยานิพนธ์บนหน้ากระดาษก่อนจะหลับตาแล้วสูดหายใจลึกๆ

เมื่อเขาลืมตา เขาก็มีสมาธิอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

งานหกเดือนที่ผ่านมาปูเส้นทางเพื่อสิ่งนี้

เขารวบรวมข้อมูลจำนวนมากก็เพื่อสิ่งนี้

และตอนนี้ ถึงเวลาที่เขาจะทำงานให้เสร็จแล้ว!

…

เมื่อเวลาผ่านไป กองขยะกระดาษในห้องหนังสือก็ค่อยๆ เพิ่มพูนขึ้น

ลู่โจวเหนื่อยจึงคิดว่าจะไปนอนที่ห้องนอน แล้วหลังตื่นมาค่อยกลับมาห้องหนังสือเพื่อทำงานต่อ

นอกจากกินข้าว เขาก็ไม่ได้ลงไปข้างล่าง หรือออกไปข้างนอกบ้านเลยด้วยซ้ำ

ลู่โจวใช้ปากกากระดาษนับไม่ถ้วน เขาเขียนสมการสุดท้ายลงบนกระดาษเอสี่แล้วหยุดมือกะทันหัน

ลู่โจวนั่งอยู่ที่เดิมเป็นชั่วโมงก่อนจะเกาหัวแกรกๆ แล้วโยนปากกาไป

เขาเดินวนไปมาในห้องหนังสือขณะพูดประโยคเดิมซ้ำไปซ้ำมา

“เคมีต้องการแบบจำลองเชิงทฤษฎีของฉัน…”

ทันใดนั้นเองลู่โจวก็นึกเรื่องบางอย่างได้ แววตาเขาเปล่งประกายระยิบระยับ

เขาหยุดเดินและมองดูกระดาษที่ซ้อนกันเป็นภูเขาย่อมๆ

“ฉันต้องการซูเปอร์…”

“ฉันต้องการซูเปอร์คอมพิวเตอร์สำหรับเคมีเชิงคำนวณ!”

………………………………….

 [1] Hg คือค่าปรอทของสารละลาย