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第一性原理态密度计算的意义和用途-测试GO
第一性原理态密度分析的意义和用途在探索材料微观世界时，态密度（Density of States, DOS）犹如一把精密的电子扫描器，揭示电子在材料中能量分布的关键密码。 基于量子力学基本原理，不依赖经验参数的第一性原理态密度计算，正成为理解材料特性本质、预测并设计新材料的有力工具。 一、态密度分析的意义DOS 描述了材料中电子态在能量上的密集程度，即单位能量区间内可被电子占据的量子态数量。 二、态密度分析能获取的关键数据总体态密度（Total DOS, TDOS）：含义： 材料中所有电子态在能量上的总分布。核心信息：费米能级位置： 标志绝对零度下电子占据的最高能级。 第一性原理态密度分析通过计算并解读总态密度（TDOS）、投影态密度（PDOS）、局域态密度（LDOS）等关键数据，我们能精准定位材料的费米能级、精确计算带隙、深入解析复杂化学成键、揭示磁性微观机制、识别潜在的反应活性位点
64010编辑于 2025-07-24 - 来自专栏测试GO材料测试
基于第一性原理DFT密度泛函理论的计算项目盘点
其中，基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）计算方法，因其准确性、可靠性和高效性而广受欢迎。 本文将介绍基于DFT的密度泛函理论的计算项目，包括电子结构计算、材料的几何结构优化、反应路径计算以及材料的光学和磁学性质等方面的研究。 电子结构计算基于DFT的电子结构计算可以计算出材料的电子密度、能带结构和密度态密度等信息。这些信息对于材料的性质研究和设计具有重要意义。 通过基于DFT的反应路径计算，可以预测化学反应的热力学和动力学特性，例如反应过渡态的能量、反应活化能和反应速率常数等。这些信息对于设计高效的催化剂和电化学器件具有重要意义。 总结基于DFT的密度泛函理论是一种强大的计算方法，可以在材料科学领域中用于多个研究项目。
98610编辑于 2024-08-07 第一性原理
第一性原理的含义 第一性原理（First Principles Thinking）是一种解决问题的思维方式，最早由古希腊哲学家亚里士多德提出。 它指的是回归到最基本的原理或事实，而不是依赖于类比或传统智慧来解决问题。第一性原理思维要求人们从最基本的真理出发，重新构建问题的解决方案。 具体应用 在现代科技和商业领域，第一性原理思维被广泛应用。 例如，埃隆·马斯克在创办特斯拉时，采用了第一性原理思维，重新思考了汽车制造的成本结构，从而推出了价格更亲民的电动汽车。 在AI领域的应用 在人工智能领域，第一性原理思维同样重要。 但如果你采用第一性原理思维，你会回到语言学的基本原理，重新思考人类是如何理解和翻译语言的，然后基于这些基本原理设计全新的翻译算法。 第一性原理思维在人工智能领域同样重要。 此外，第一性原理思维还可以帮助开发者在解决具体问题时，从根本原理出发，自主探索和创新。
1.1K10编辑于 2025-08-29- 来自专栏yeedomliu
第一性原理
这里的“第一原理 有一个最底层、最根基性的算法公式： 第一性原理+演绎法＝＝＞理性系统 依据已经给定的某个第一性原理，加上演绎法的推理方式，我们就可以把系统之内的其他所有命题推理出来。 换句话说，任何理性系统内部都是用演绎法来推论的，而推论必须建立在第一性原理之上 图1-1理性系统与第一性原理 第二章 公理化思维：人类理性思维的顶级智慧 有时候，逻辑推导过程比最终结果更重要。 我们需要培养公理化思维，以第一性原理为根基，运用逻辑去找到超出我们认知极限问题的答案，进而建立其他理性思维体系 公理化思维就是人类在生活和工作中，以公理或第一性原理为根基，运用逻辑思维去推理，并建立其他理性思维体系的一种方式 创新“不破不立”，“破”的是系统得以形成的第一性原理，“立”的是新的第一性原理，这个方法就是破界创新 破界创新三部曲 重构的“基石假设”一定要比原有的第一性原理层次更深、强度更大，这决定了新系统的边界和强度 ，使用演绎的方法直接定位到某种对企业发展有根源性促进作用的第一性原理，然后从第一性原理出发，推导出新的创新模型，最后我们就可以把这些模型应用到实际的工作中，去指导创新实践 查理·芒格的多元思维模型 作为一名经验丰富
1K40编辑于 2022-04-28 - 来自专栏技术博客文章
用户态和内核态原理详解
mmap的原理 在虚拟地址空间那一节，我们知道，每一个进程都有一个列表vm_area_struct，指向虚拟地址空间的不同的内存块，这个变量的名字叫mmap。 用户态的内存映射机制，我们解析的差不多了，我们来总结一下，用户态的内存映射机制包含以下几个部分。 用户态内存映射函数mmap，包括用它来做匿名映射和文件映射。 用户态的页表结构，存储位置在mm_struct中。 在用户态访问没有映射的内存会引发缺页异常，分配物理页表、补齐页表。 对于内存的分配需求，可能来自内核态，也可能来自用户态。 内核态中vmalloc分配的部分会被换出，因而当访问的时候，发现不在，就会调用do_page_fault。 对于用户态 ，或者 直接调用mmap系统调用分配，或者调用malloc 。
1.3K00编辑于 2021-12-17 - 来自专栏模拟计算
VASP软件在第一性原理计算中的应用-测试GO
VASP软件在第一性原理计算中的应用VASP是由维也纳大学Hafner小组开发的一款功能强大的第一性原理计算软件，广泛应用于材料科学、凝聚态物理、化学和纳米技术等领域。VASP的核心功能与应用1. 电子结构计算VASP最突出的功能是进行高精度的电子结构计算，包括：能带结构计算：精确预测材料的电子能带结构，分析其导电性质态密度(DOS)分析：研究材料的电子态分布特征电荷密度分析：可视化电子在实空间的分布情况费米面计算 量子力学模拟作为基于量子力学的第一性原理计算软件，VASP能够：精确求解多体薛定谔方程采用平面波基组和赝势方法处理电子-离子相互作用实现杂化泛函计算，提高电子关联效应描述精度进行GW近似计算，获得更准确的准粒子能级支持自旋极化计算 分子动力学模拟VASP还具备强大的分子动力学模拟能力：第一性原理分子动力学(AIMD)：基于量子力学描述原子运动有限温度模拟：研究材料在非零温度下的动力学行为反应路径搜索：分析化学反应机制相变研究：模拟材料在不同条件下的相变过程缺陷动力学
48000编辑于 2025-06-09 - 来自专栏量子化学
基态-激发态电子密度差等值面绘制
基态-激发态电子密度差可以比较直观地展示体系激发后电子的流向，分析体系的电子激发属性。关于电子密度，可以参看《从密度矩阵产生自然轨道-理论篇》一文。 nstates=20) density b3lyp/def2tzvp guess=read geom=allcheck out=wfn HCHO-TD.wfn 此处加了density关键词，表示将激发态的电子密度写入 再次点击New Cube，Type中依然选择Total Density，而Density Matrix中选择CI，即生成激发态电子密度的cube文件。 4. 创建基态-激发态电子密度差的cube文件。 可修改一下顺序，使第一个为激发态电子密度，第二个为基态电子密度。不改也无妨，结果相差负号而已。 5. 可将此激发态指认为氧上的孤对电子向π*轨道的跃迁。 二、用Multiwfn绘制等值面 在上面计算激发态时，我们将激发态的波函数保存在了HCHO-TD.wfn中。除此之外，我们还需要基态的波函数信息。
3.1K40发布于 2021-05-11 - 来自专栏玉树芝兰
什么是第一性原理？
实质 “第一性原理”这个词儿被吹得神乎其神，似乎是威力无穷。 大家都知道了伊龙马斯克（Elon Musk）把这个原理用得好，可以把火箭发射成本降低到原先的几十甚至上百分之一。 ? 可是它到底是什么？ 那问题来了： 解耦合，或者叫“第一性原理”思维方式，怎么培养呢？ 不好意思，这你恐怕得去问专家。我不敢大言不惭，冒充自己知道答案。 有人可能会辩驳： 你看我上小学的时候，每天作业都要写到夜里12点，转天早上6点还要早自习……可是直到今天，我也有很强的创造性思维，对“第一性原理”也能运用自如！ 拥有第一性原理（解耦合）思维的人，不跟风、不盲从、不信权威，总要深入琢磨一个为什么。把社会当成一辆车，他们可以类比作刹车。 即便有了第一性原理（解耦合）的思维，你也不应该无时无刻都想着“使大招儿”。你玩儿电子游戏的时候，也不是这样操作吧？
2.5K00发布于 2018-08-22 - 来自专栏测试GO材料测试
材料原子电荷计算的第一性原理方法有哪些？
第一性原理计算方法是通过求解薛定谔方程来模拟材料中的电子结构。在这种方法中，计算是从基本原理开始的，而不是从经验参数或实验数据开始的。 在第一性原理计算中，原子电荷可以通过计算从基态到激发态的能级差来获得。基态是一个原子或分子的最稳定状态，而激发态则是一个原子或分子的能量比基态更高的状态。 这些能级差可以通过计算原子或分子的能量、电子密度和电子波函数来获得。以下是一些常用的原子电荷计算方法。 1.密度泛函理论密度泛函理论（DFT）是一种非常流行的第一性原理计算方法，用于计算材料中的电子结构。在DFT中，原子电荷可以通过计算电子密度来获得。电子密度是描述在材料中每个点的电子数的函数。 电子密度可以通过使用密度泛函来计算，这个泛函将电子密度作为输入，将电子动能和电子间相互作用的势能作为输出。原子电荷可以通过电子密度的梯度计算得到。
78010编辑于 2024-08-07 - 来自专栏coderidea
什么是第一性原理？
下面，让我们深入了解第一性原理是什么，如何应用它，并通过一个实际案例来具体说明其价值。 什么是第一性原理？ 第一性原理，是指在任何一个知识体系中最基本、不可推导的命题或假设。 如何运用第一性原理？ 运用第一性原理的关键在于拆解问题到最基本的事实，然后基于这些事实重新思考和解决问题。这个过程包括以下几个步骤： 识别和质疑现有的假设：找出当前解决问题的假设，质疑它们的有效性。 应用第一性原理 质疑现有假设：马斯克质疑了传统汽车制造的成本和效率，特别是在电池技术方面。 拆解到基本原理：他深入研究电池的基本组成和成本，发现电池成本可以大幅降低。 结果：这种基于第一性原理的思考方式帮助特斯拉在电动汽车领域取得了革命性的进步，颠覆了整个行业。 结语 亲爱的朋友们，第一性原理是一种强大的思维工具，它激励我们超越传统和表象，深入问题的核心。 通过运用第一性原理，我们可以在各个领域实现创新和突破，无论是科技、商业还是个人成长。希望今天的分享能够激发大家的思考，让我们一起用第一性原理探索更多的可能性，创造更多的奇迹！
1.6K10编辑于 2023-12-11 - 来自专栏仲儿的专栏
CONQUEST 第一性原理计算框架
前言 随着计算机的计算能力和运行规模的不断提升，基于第一性原理计算理论的计算材料学科越来越得到重视。 对于想学习和实践第一性原理计算的小伙伴而言，当然也有比较节省的方式。 对于普通材料专业的学生来说，可能安装任意一个开源第一性原理计算框架都不是一件容易的事，毕竟有些软件所涉及到的依赖库配置确实比较麻烦。 CONQUEST 是一款基于局域轨道密度泛函理论的、能以出色的缩放比例进行大规模并行计算的第一性原理计算软件。它使用局部轨道来表示 Kohn-Sham 本征态或者密度矩阵。 基础集（basis set） CONQUEST 用称为支持函数的局部轨道表示 Kohn-Sham 本征态或密度矩阵（等效）。
1.1K40编辑于 2022-10-28 - 来自专栏腾源会
什么是开源的「第一性原理」？
PART ONE 「开源」遇见「第一性原理」 第一性原理，First principle，维基百科的定义为：从基本的定律出发，不外加假设与经验拟合的推导与计算。 「第一性原理」自 2017 年特斯拉创始人马斯克在采访中提及后，在互联网和投资圈流行，也常被引申为「回溯事物本质，通过演绎法推导，最终得出结论」。 拿起「第一性原理」的放大镜，来重新观察「开源」，或许我们会有新的收获。PART TWO 开源的起源与本质 1. PART THREE 用第一性原理推导出「开源三定理」 基于上述 3 点，我们使用「第一性原理」推导出开源的三条定理：1、在开发者平均质量不降低的前提下，开发者数量越多，项目生命周期越长；集市相比与大教堂建造成本更低 PART FOUR 第一性原理分析得出的几点启示 1、中国开源力量崛起的必然性开源开发者的数量决定了开源生态的生命周期。
75130编辑于 2022-03-03 - 来自专栏云前端
状态管理中的第一性原理
第一性原理（The First Principle） 译注：第一性原理又称“第一原理”。其实是古希腊哲学家亚里士多德提出的一个哲学术语：“每个系统中存在一个最基本的命题，它不能被违背或删除。” 这是个非常简单的原理，但我想要探索其蕴含的一些涵义。 涵义 #1 如果数据只向下流动，那么数据所生存之处应该高于其被应用之处。 这包括了所有用到状态的地方。
69620发布于 2020-06-15 - 来自专栏AI机器思维
运用第一性原理理解智能
科学是在思索与实验中成长的婴儿，试着从更简单开始，也许只需要研究相当于一个儿童智慧的智能系统，然后再让这个系统不断去学习——这种思路可能是人类接近解决智能问最优方式。
71620发布于 2019-09-24 - 来自专栏模拟计算
仿真模拟计算有哪些技术方法和应用场景？
CO2RR、全水解HER等主流理论计算(大化所理论组提供技术支持）电池相关计算Li-O2空气电池反应路径、Li-O2空气电池反应路径、锂、钠、锌离子吸附、离子扩散、电极-电解液溶剂化配位结构AIMD计算等第一性原理计算第一性原理主要用于吸附能 、缺陷形成能、态密度、能带结构、键长键角、晶体轨道、电荷转移、反应路径、活化能过渡态等量子化学计算研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题 分子前线轨道、静电势、光谱模拟、激发态计算、反应路径、过渡态搜索等分子动力学计算分子对接、从头建模、同源建模、生物蛋白分子动力学模拟、结合能计算、金属碰撞、分子自组装等，通过分子动力学模拟，研究者得到体系原子的运动轨迹
62510编辑于 2024-08-14 - 来自专栏凯云实验室
神经网络的第一性原理
本文尝试从以下几个方面探讨神经网络的第一性原理： 学习的本质 神经网络的数学本质 生物学的启示 物理世界的层级结构 前面两点主要关注学习的功能问题，后面两点主要关注学习的结构问题。 在学习的本质中，借鉴熵的概念，讨论学习的本质之一；同时也给出一个统计学习的本质定义，可以直接推导出神经网络的学习原理。 可以看出，无论是熵定义的学习本质概念，还是神经网络的数学本质，原理上是统一的。 在生物学的启示中，主要关注大脑结构本身，以及视觉和记忆的层级机制。
1.2K20编辑于 2022-04-02 - 来自专栏宜信技术实践
运用第一性原理探寻AI本质
用第一性原理来探寻AI的本质，可能更容易理解。接下来我们一起探讨AI、第一性原理、以及如何使用第一性原理来理解AI的本质。 二、第一性原理 2.1 什么是第一性原理 第一性原理，这个概念来自于古代希腊先哲——亚里士多德。 2.2 第一性原理和演绎法 [1571725021245088203.png] 第一性原理和演绎法是相生相伴的，演绎法其实就是三段论的推导，三段论指的是“大前提、小前提、结论”，大前提，就是指一般性的公理 概率分布的密度函数，本身就是一个函数，既然是函数，就可以被数学上表示和拟合，而拟合方法，就可以通过深度神经网络的无数个神经元组成的组合表达出来。 这就是第一性原理的思维方法。
2.6K52发布于 2019-10-22 - 来自专栏机器之心
业界首个适用于固体系统的神经网络波函数，登上Nature子刊
，该工作提出了业内首个适用于固体系统的神经网络波函数，实现了固体的第一性原理计算，并将计算结果推向了热力学极限。 在过去数十年的凝聚态研究中，密度泛函理论被广泛采用并取得了巨大成功。 密度泛函理论：一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。 尽管如此，密度泛函理论仍存在着诸多不足：对于复杂的强关联系统，密度泛函理论无法给出精确描述；在泛函挑选上也缺乏系统性提高自身精度的方法。 近年来，相比于密度泛函理论，更为精确和通用的波函数方法得到了越来越多的关注和研究。 针对这一现状，字节跳动 AI Lab Research 团队联合北京大学物理学院陈基课题组设计了适用于固体系统的周期性神经网络波函数，并与量子蒙特卡洛方法结合，实现了对于固体系统的第一性原理计算。
41220编辑于 2023-03-29 - 来自专栏全栈程序员必看
【java并发编程】底层原理——用户态和内核态的区别
，专用的寄存器等，用户态切换至内核态需要传递给许多变量、参数给内核，内核也需要保护好用户态在切换时的一些寄存器值、变量等，以便内核态调用结束后切换回用户态继续工作。 二、用户态和内核态的概念 2.1内核态 CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. 和 内核态 三、用户态与内核态的切换 所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确实需要做一些内核态的事情, 例如从硬盘读取数据, 或者从键盘获取输入等. 这时需要一个这样的机制: 用户态程序切换到内核态, 但是不能控制在内核态中执行的指令。 四、用户态切换到内核态的3种方式 4.1 系统调用 这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式，用户态进程通过系统调用申请使 用操作系统提供的服务程序完成工作，比如print()实际上就是执行了一个输出的系统调用
88420编辑于 2022-10-02 - 来自专栏DrugOne
Nat. Comput. Sci. | 深度学习驱动的电子结构计算
DRUGONE 第一性原理电子结构计算是理解量子多体体系的核心工具，但长期受到精度与计算效率难以兼得的限制。近年来，深度学习的快速发展为突破这一瓶颈提供了全新路径。 电子结构问题是量子力学的核心内容之一，自量子力学诞生以来，第一性原理计算在物理、化学和材料科学中发挥了不可替代的作用。 研究人员总结了 DL-QMC 的关键进展： 在实空间与第二量子化框架下构建神经网络波函数； 引入自注意力、Transformer 等结构增强表达能力； 与扩散蒙特卡罗结合，显著提升基态与激发态精度。 DL-QMC 的应用范围与能力边界 DL-QMC 不仅能够计算基态能量，还可扩展至： 激发态与能隙计算； 电偶极矩、极化率等静态物性； 量子相变识别与关联相行为研究； 势能面构建与有限温度动力学。 研究人员强调，DL-DFT 的成功依赖于两类关键物理先验： 量子近视性原理（局域性）； 欧氏群 E(3) 等变性（旋转、平移不变性）。
21110编辑于 2025-12-31
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