gaussian noise是什么

哈喽，各位小伙伴大家好，今天继续跟歌来学习七年级的核心词汇，还记得之前说的吗？每一个单词大家在学习的过程当中都要从它的词性来出发，因为它才是每一个单词的核心， 所以今天我们要接触到的单词 noise 这个词，大家也先来想一想，它对应的词性是什么呢？大家应该比较熟悉这个单词的意思，叫做噪音，所以这是一个非常典型的名词，对吧？而当做名词，大家要想一想每一个名词大家一定会思考的问题就是 对单复数还有所有格，对吧？这是名词所对应的核心考点。那么先说单复数的问题，对于 noise 噪音这个词而言，大家如果之前看过我们的基础语法大通关的系列视频， 你会非常明显地啊体会到 noise 这个词属于名词类别的当中的抽象名词，对吧？这种抽象名词或者你可以理解为叫做物质类的名词，是没有办法去量化的，所以这是一个非常典型的不可数名词，所以它在使用的时候不需要加冠词，更不需要变复数， 这是它的一个基本用法。接下来第二个呢，就它的所有格，其实这个词是不存在所有格的啊，我们一般如果说什么的噪音啊，这是比较常见的，但是很少会说噪音的什么， 对吧？啊，但凡你想表达叫做噪音的，影响噪音的什么，哎，就可以用到本身名词的一个所有格的表示形式，是不叫做 the of 啊，就是 the of 中间加名词的这个形式了 啊，就可以用它了，是吧？所以这两个其实相对来说是一个比较基础的考点，那么在实际的使用过程当中呢，大家需要注意的除过单复数呀，一些子母格的基本表达之外，你还要思考的一个问题就是 noise 这个词噪音它一般会怎么来使用？ 比如说我们经常会说叫发出噪音，产生噪音等等，它经常会需要和动词搭配起来，所以这也是名词本身的一个特征 啊，跟动词之间的搭配，所以这个词的核心考点也在于它跟动词的搭配，表示的含义叫做制造或者叫做发出噪音，大家要非常熟悉这个动词叫做 make， 对吧？所以我们经常会说发出或者制造噪音用的就是它叫 make。 noise 啊，后面可以直接加这个名词，我们刚才也提到了不可数名词的一个特点，是吧？这就是它所对应的第一个考点了，然后接下来呢，当做名词本身已经没有什么其他需要注意的点了， 接下来大家需要思考的就是它的一些变化，比如说这个词有没有对应的形容词呢？其实是有的啊，我们所说的叫做 特别特别吵的啊，就会用到这个词，是吧？所以在使用的过程当中，大家也需要注意，就是它的一个词性转换，通过名词变为对应的形容词的词性，这个词的形容词在变化的过程当中也是非常有规律的， 拿掉这个 e 啊，直接在后面加上一个 y， 就 变成了一个形容词了，而 y 呢，也是一个非常典型的形容词后缀，所以 noisy 这个词就是我们表达了叫做吵的，或者叫做吵闹的 等等这个含义。好，这就是 noise 这个词需要大家掌握的内容了。来，接下来我们通过两道题一起来熟悉一下。首先自己可以思考一下屏幕上的这道题目。好，首先先找到缺少的成分。对于这类题，大家要想做得好，一定是 找填读，三个字一定都不能少，先找一找缺少的部分呢，其实就是发出噪音这个表达，其他的内容在英文当中已经表达出来了。 然后接下来呢，需要你去思考发出噪音，也就是我们刚才讲到的名词搭配是不叫做 make noise 是 吧？所以 make noise 这是需要你写上的一个内容。接下来不要忘记写完之后要读一遍，因为 啊，一个表达放在句子当中可能就会出现一些形式上的变化，在你读的时候你不免会发现，哎，前面是不是有一个动词 try， 它已经做了谓语了，这是一个祈使句，所以后面再出现动词是不得用非谓的形式，而在这里表达的是尽量不要做某事。我们知道 try 的 另外一种用法， 对吧？表示尽量不要做，其实就是特指这个动作本身的，所以特重这个动作，并且在说话的当间儿，这个动作没发生，应该用的是动词的 不定式，是吧？非谓语当中的这个用法，所以真正横线上的正确形式还要补充上一个 to 上去这个地方的表达叫 try not to make noise， 后面我就不读了啊，这个句子就书写完毕了，对吧？所以通过这道题， 屏幕前的你应该能学会叫做找填读，其实就是一个习惯培养的过程。好，这是我们说的第一道，接下来呢，再给你布置一道题，你来思考思考，这道题的横线上又填的是什么内容呢？ ok 啊，想必你已经有了自己的答案，我们一起来分析一下，这个空上填什么，其实取决于什么对他的 词性。还记得我最开始跟大家说的吗？每一个内容的核心要点，但凡是一个单词，都是从词性来出发的，而这空需要什么词性？我们要好好分析一下句子的结构，在这句话当中，你会发现， because 作为一个连词，是不连接起了前后两个句子， 那后面应该也是一个完整的句子，这个完整的句子当中， it 就是 它的主语，而 is 呢，作为系动词出现，所以主系后面是不要跟对应的一个表语成分。 况且这里的一个副词 to 其实也在告诉你它在修饰什么，后面这个词，所以系表结构，然后副词修饰啊，都能够帮助我们确认这个空上所需要的词性。应该是一个形容词吧， 是不是？所以形容词，哎， noise 对 应的形容词就是我们刚才给大家啊，整理的，叫做 noisy 了，所以这个空上最终的答案，哎，写上一个 noisy 就 结束了， 对不对？好，那最后的最后，我们来看一下这句话所表达的含义，他说，你经常在客厅学习吗？ 啊，这其实对于学习来说不是一个好地方，为什么呢？后面解释到，因为呢，通常在这个环境下是特别特别吵的，这里的 noisy 其实大家想想就在修饰什么，这个 it， 而这个 it 指代的就是前面的 living room， 对 吧？所以修饰名词当然用形容词了，没有任何的问题。好，这就是我们今天要跟大家分享的内容了，不管是题目也好，还是知识也好，相信你听到了这里一定会有自己的收获。 哈喽，各位小伙伴大家好，今天我们继续来跟大家分享七年级的核心单词，每一个单词记着，从它的词性角度出发，才能熟练的掌握它的所有内容。今天呢， practice 这个词，它的词性并不单一啊，这个词最常见的词性呢有两个，第一个呢是作为名词，第二个呢是作为动词。我们先说名词， 当做名词来讲，大家最常见的含义叫做练习啊，或者说它也可以理解为叫实践，这是它最常见作为名词的两个意思。但是大家注意，这里所指的练习呢，并不是大家所认为的，比如说叫做练习，题目 并不是这个意思，它指的是一个抽象概念的练习，比如说啊，我进行一个叫做短跑的练习， 对吧？这种练习呢，是没有办法去量化的，所以当做练习也好，当做实践也好，其实都是当做不可数的名词来对待的，它指的是练习本身的这个抽象的概念， 对吧，这是大家必须非常熟悉的一个点，所以这个词但凡当做名词使用，但凡当做练习和实践来讲， 都是一个不可数名词。当然有的时候大家可能也会见到它在前面加 a 的 情况，那就说明在这个语境下，它表示的已经不是练习的含义了啊，因为这个词除过这两个基本含义之外，还有可以表示，比如说叫习俗，习惯这样的一个概念，当做习俗来讲，它就是一个可数的表达了， 对吧？所以大家要根据不同的语境来进行一个词性的把握。当然啊，初中阶段主要考察的还是他当做练习和时间的含义啊，这是我们说的第一点。接下来第二点呢？啊，来自于他作为动词的用法。这个词当做动词来讲 啊，就是我们所说的练习，比如说我们家会说要练习打篮球，大家想想我练习的其实是什么？打篮球这件事情，练习的是这个事情本身，对吧？而不是练习打这个动作。所以练习某一项事情，练习在这个事情过程当中做的更好的这个过程 啊，它后面往往指的是一件事情，如果这件事情呢，恰恰刚好是由一个动词来承担，那就应该把对应的动词转化为一个名词性质的表达， 也就是我们所说的动名词，是吧？所以这个词一旦它后面加动词，就是应该用动名词的形式，叫 practice， doing something， 叫练习某式，是吧？好，这就是 practice 这个词最主要的两个核心的词性和个别的用法。当然， 那当做动词来讲，这个词是一个规则的，也就是说它的过去式呀，过去分词呀，是一个规则的变化，本身有意直接加 d 就 可以了。 好，接下来呢，那这个词还有一个最后一个考点，就是大家要拓展一下这个词对应的形容词的词性啊。除过动词名词本身这个形式之外呢，它还可以通过名词的转换变为对应的形容词。那 我们知道在转换的过程当中，其实改变了词性，就是换后缀嘛，这里 c e 是 一个很明显的名词，后缀叫 cl， 所以 这个词对应的形容词叫 practical 啊，前面都是不变的，对吧？后面换成 a l 的 后缀就变成了对应的形容词了，这个 practical 的 意思就是我们叫做实用的，或者叫实践的这个含义。好，所以大家可以积累下来，这个词对应的形容词叫 practical 啊， ok， 那 么接下来我们通过两道题带大家来熟悉一下这个词对应的词性是核心，来想一想， 屏幕上的这道题空上需要一个什么词性呢？哎，分析句子的结构，我们一起来看一下，在这个空的前后，你会发现前面是一个什么，哎，形容词性物主代词，后面呢是对应的一个名词，叫做 use， 那 么在这里中间还要再加一个词，它放在了 代词和名词的中间，那么这个位置是一个非常典型的什么？对，形容词，哎，如果你不知道，就需要你来积累一下了，因为这样的形容词其实就是在修饰后面的这个名词的，叫它的什么样的用途嘛， 对不对？所以这个词对应的形容词啊，也就是我们刚才所讲到的 practical 这个词了，所以最后写上正确的答案就行了。 ok， 这就是这道题的正确形式，叫做 practical use， 也就是叫实用的。 好，最后看一下这句话所表达的含义，它说现在呢，这个屏风呀，已经回到了我们这个大众的视野了，变成一个比较时尚的单品了，对吧？为什么呢？因为它很漂亮，因为它的美丽，也因为它的这个实用性， 对吧？作为家具，他可以摆放在一些固定的这个位置啊，比较实用，也比较好看啊，这就是这句话所表达的内容。好，那接下来再给大家布置一道思考的题目，来想想横线上应该填什么。 ok， 这类题目大家的核心一定要抓住三个字叫照前 读，先找到缺少的成分。这道题最容易出现问题的就是你找不到，或者说找的少了啊。这道题缺少的成分应该叫做练习做， 哎，有的小伙伴可能只看到了练习，或者只写了练习，这个做就被忽略掉了，你会发现最后写出来叫 practice morning exercise 意思好像比较正确，但是呢，跟上面的中文其实对应的是不够准确的，上面的中文还有一个坐字，所以最后其实少的应该是练习坐这么一个表达。那么练习我们知道叫做 practice 是 吧？而在这里应该是当做一个动词来对待的 啊，表示的是学生练习嘛，对不对？所以动作的发出者是学生，也就是主语，是学生 复数的形式，那我后面就可以用动词的原形叫 practice 是 吧？接下来不要忘记了，做这个动作也要放在后面。我们刚才提到了 practice 后面一旦加动词是不得用动名词的形式，所以这个横线上正确的答案呢，应该叫做 practice doing 啊，叫做嘛？做早操叫 do exercise 是 吧？好，那么讲到这里，今天要跟大家分享的内容就是这样了，如果你听到了这，相信一定有收获和启发。哈喽，各位小伙伴，今天我们来跟大家分享和讲解的呢，依旧是七年级的核心单词，当然这个单词 hang 呢，它本身来源于八年级的词汇，做了一个下放， 所以大家更要熟练的掌握它所对应的词性以及涉及到的考点。这个词的词性呢，其实并不单一啊，它有两个，一个是作为动词，另外一个作为名词，但其实当做名词的使用场景也好和考察方向也好，是非常非常少见的。 所以在中学阶段呢，大家需要重点把握的就是它当做动词的一个用法。当做动词来讲，它的含义主要有两个方向，第一个呢可以表示叫做悬挂啊或者垂下。 第二个含义呢，可以指上吊的这个感觉叫做绞死啊，他们其实两个的差别就体现在动词的变化上，当做上面悬挂和垂下来讲的时候，他是一个 不规则的动词，但是变化的过程当中是把这个 a 变成 u 的， 也就是说他的过去式过去分词应该长这个样子，叫 h a n g 变成 h u n g， 哎，就这一点差别。而底下这个词当做绞死来讲，是一个规则的动词，也就是说它的过去式过去分词呢，应该是在 h a n g 的 基础上，再加上一个 e d 就 可以了，这就是当做两个不同含义，它的变化的不同，所以大家也可以根据变化来判定含义，甚至你也要具备 根据含义来非常熟练的写出变化的能力。好，这是我们说的第一点。接下来第二点呢，就是当做悬挂和垂下来使用的过程当中，大家注意一下，其实经常表达的过程当中， 会有两种不同的表达，也表达出了不同的动词属性，比如说我说我把这个画挂在墙上，大家想想这句话叫 i hound a picture on the wall， 你 会发现在这里 画 picture 做了 hang 这个动词的宾语，也就是说，一旦我把这个宾语拿掉，这个句子就不完整了，不能是我悬挂，对吧？所以这句话当中的 hang 呢，其实是一个即物动词。但是反过来，如果我就单纯只描述，我说画呢，是挂在墙上的，这句话当中， picture 做了主语，写出来就变成了 my picture， hang on the wall， 你 会发现这个地方的动词 hang 后面是不需要加其他的名词的， 对吧？挂的是啥？就是前面的内容就画挂在了墙上，所以描述了一个客观的事实，所以在这个语境下呢，它就是一个不及物动词了。所以这个词既能当做及物动词，也能当做不及物动词，那么取决于你的表达需求和表达需要 好吗？这是我们说的第二点。接下来最后一点就是大家需要注意的， hang on 这个词在中学阶段的考察当中呢，其实经常会考到一个用法啊，或者叫做固定的搭配，这是大家经常会背的，叫做 hang on， 包括其实我刚才说的 hang on， 它算不算固定搭配呢？其实也算。所以大家有没有发现，所谓的这些固定搭配啊，其实就是动词跟介词啊，在构成句子当中的时候，一个强行的关联， 本身介词应该是搭配后面的内容，比如说我们经常说啊，在挂在墙上应该是 hang on the wall， 对 吧？只不过你把 hang on 放到了一起，构成了一个固定搭配罢了， 而这个地方所涉及到短语叫 hang out， 我 们把它理解为什么叫挂在外面，对吧？你像每个人啊，经常挂在外面不回家，这就属于什么？在外面经常的闲逛，所以这个单词或者说这个短语表达的一个含义呢？就是我们所说的叫做闲逛的一个含义了， 哎，在这里大家可以积累一下，这是中学阶段非常重要的一个搭配，叫 hang out， ok， 那 么接下来我们通过两道题带大家来熟练一下。首先第一道题大家可以自己来思考，横线上需要你填的内容，每一个题从磁性的角度来出发， ok， 想必你已经有了自己的答案，我们一起来分析一下，这个空上需要一个什么词性呢？取决于它的结构，你会发现这个地方的结构 by 后面加了一个东西，而 chance， 我 们知道作为一个名词指的是链子， 怎么样，链子呢？啊，动词表示的应该叫做挂链子，对吧？所以当做动词，哎，这是首先它的第一个属性，那这个地方需要我填的是一个动词，那动词的什么形式呢？ 取决于它做的是什么成分呀？你会发现它放在了介词 by 之后，是不是充当了介词的宾语，所以充当宾语的内容理应应该用名词来充当，而恰好是个动作，怎么变呢？ 哎，变成对应的动名词形式嘛，所以这也就是我们说的哎介词后面加 do in 的 缘故。那么这道题正确的形式是不是在 hang 的 基础上，再加上一个动词 i n g 变成 honey， 对 吧？这就是这道题的正确答案了，通过悬挂链子的这个方式， 对吧？好，最后我们来看一下这句话说的一个含义，它说有一些人呢是喜欢穿黑色的衣服， 然后其他人呢？啊，是通过在他们的裤子上悬挂链条的方式来装饰他们的这个衣服，对吧？啊？或者裤子，所以大家你会发现呢？其实这就描述了一个我们现在穿衣风格的问题啊，不同的人有不同的穿衣风格， 对不对？好，这道题我们就说到这里了，来接下来布置一道思考题，自己来想一想，这个横线上又应该填什么呢？ ok 啊，那我们一起来看一下这种类型题目的关键在于找填读，先找到缺少的成分，缺少的就是这两个字叫做闲逛，也就是我们刚才跟大家提到的这个短语叫做 hang out， 对吧？只不过第二步在写的过程当中，你要注意一个问题，哎，我们知道对于动词本身是不是有时态的变化，不同的动作在不同的时间背景之下要进行转换，而在这个语境之下应该用一个什么时态呢？其实这是一个非常容易出错的点， 有的小伙伴看到前面 always 就 下意识的认为叫做一般现在时，所以填的是单三啊，填的是这个形式，但是这道题正确的形式不应该是单三，为什么 啊？首先大家在最开始的思考过程当中，其实有一个漏洞，就是对于它的理解，我们 always 这个词它是经常用在现在完成时当中，因为它表示了动作发生的频率是经常发生的， 对吧？只不过我们可能主观会默认是现在经常发生的，那有没有可能是过去呢？有没有可能是将来呢？都有可能，对吧？所以这样的频度副词，你看它其实只能表征动作发生的频率 次数对不对？能不能表示这个本身动作发生的时间背景是不行的，所以这就是大家认知上的偏差，不能看到 always 就 想到一般过去，它只能提示你是一般， 对吧？啊？至于是过去是现在是将来，哎，你要结合具体的语境，所以这也就是体现出大家对于时态有没有学的很明白， 这个 always 只能反映出时态当中的太这个字，也就是动作的状态，对吧？好，那至于是什么时间呢？其实上面已经给你交代了，叫做去念， 所以这表示的是过去时，所以这道题正确的形式应该用过去。 而我们刚才提到了 hum 这个词呢，当做啊闲逛悬挂来讲的话，应该是不规则的变化，所以把这个 a 变成 u， 对 吧？这就是这道题正确的答案，叫做 hum out， 这才对。 好，如果你听到了这里，相信对于你一定有收获和启发，尤其是动词时态的判定，对不对？我们今天就这样了，明天不见不散。

亲爱的学者们，这是一篇两分钟的论文，作者是 carry sonafer。 图像去造是一个领域，我们将异常图像作为输入，希望获得清晰无噪声的图像。 基于神经网络的解决方案令人惊讶，因为我们可以为他们提供大量输入噪声和输出清晰的训练数据。如果我们这样做，在训练过程中，神经网络将能够学习噪声的概念。当出现一个新的以前看不见的噪声图像时，他将能够清除他。 然而，在光传输模拟中，创建一个有噪声的图像意味着跟踪数百万条光线的路径。每个训练样本最多需要几个小时，我们需要数千个，或者可能是成百上千个。还有一些情况下，为训练级创 见干净的图像不仅成本高昂，而且根本不可能。微光摄影天文丞相或慈贡镇丞相。简而言之，核磁共振丞相就是很好的例子。 在这些情况下，我们不能简单的使用我们的神经网络，因为我们无法建立这样的训练级，因为我们无法访问清晰的图像。 在 mv 点二托大学和麻省理工学院的合作中，科学家们想出了一个疯狂的想法，让我们尝试在没有清晰图像的情况下训练神经网络，并仅使用造成数据。通常我们会说，这显然是不可能的，并结束这项研究项目。 然而，他们表明，在一组合适的约束条件下，例如，关于噪声分布的一个合理假设，可以在不看到干 信号的情况下恢复噪声信号。这是一个疯狂的想法，他确实有效，可以帮助我们恢复具有更重要内容的图像。不仅如此，他还表明这项技术可以接近或就像其他已知的技术可以访问干净的图像。 你可以看看这些图像。其中许多图像有许多不同种类的噪声，比如 cameranus 光传输模拟产生的噪声， m right 成像，以及被大量随机文本严重破坏的图像。 通常的限制适用。简而言之，如果我们从图像中切出一个更大的区域，他当然不可能恢复内容。这种严重波形的训练过程可以与常规的神经去造气进行比较，后者可以访问干净的图像，而这种差异在大多数情况下可以忽略。不， 那么我们可以教神经网络去造，而不用向他展示去造的概念。一想到这件事，我就觉得很奇怪，以至于晚上都睡不着觉。这是一个非常了不起的概念。我希望很快就会有后续论文将这一想法扩展到其他问题。 如果你喜欢这一集，并且觉得每个月大约有八个这样的视频值得一美元，请考虑在拍 treyond 上支持我们。我们用这些资金为你们制作更好的视频，还有一小部分也用于资助研究会议。你可以在帕特伦找到我们。 come to me the paper。 视频描述中还有一个链接。你知道的一美元几乎什么都不是，但他能让文件源源不断。感谢收看和您的慷慨支持，下次再见。

想必你已经听说过扩散模型，如今网络上众多 aa 生成内容的幕后功臣。但你知道吗？扩散模型所训练的任务看似简单，实则暗藏玄机。 他们先获取图像，为其添加噪声，然后逐步学习如何去除这些噪声。从清理噪点图片到生成经验的高清图像，看似跨度很大，对吧？ 嗯，其中的秘密就藏在一个非凡却鲜为人知的公式里。它最早出现在一九五六年的一封信中， 从未正式出版，却影响深远。那么，这个公式是什么？让我们深入探索，一探究竟。图像中的噪声指的是像素值的随机变化，这些变化会破坏原始信号， 通常表现为斑点或颗粒感。这种噪声可能来源于多种因素，包括成像设备本身的缺陷。 例如，你可能已经注意到，在光线不足的情况下，照片中会出现噪点。在医学影像中，噪声的类型通常取决于成像方式。 例如，在左侧，您可以看到超声图像通常会受到斑点噪声的影响。而在右侧，计算机断层扫描通常会出现可用薄松分布建模的超声。 事实上，现实世界的噪声通常会用简化的数学模型来近似的。在众多噪声建模方法中，最常用的是高斯噪声和柏松噪声。高斯噪声在传统图像处理以及机器学习领域都得到了广泛研究。 事实上，高斯噪声具有一些非常好的特性，例如，它是可叠加的，这意味着我们只需将其加到像素值上。 因此，无论图像的内容是什么，噪声都会相对均匀地分布在整个图像中。在高斯噪声中，随机变化服从正态分布，大多数数值集中在零附近，仅有极少数极端离群值。 我们可以通过调整这个高斯分布的标准差 sigma 来控制噪声的大小。标准差越大，图像中的噪声就越多。 现在，让我们专注于如何利用深度字编码器去除这种特定类型的噪声。这是一个典型的字编码器结构，包含一个编码器，一个低维潜在空间和一个解码器。 在降噪字编码器中，其目标是将带有噪声的输入转化为干净的或至少噪声更少的输出。 但我们该使用哪种训练损失函数来实现这一目标呢？我想你已经猜到了，没错，就是军方误差损失函数。然而，请注意，我们不希望输出与带有噪声的输入相匹配，否则我们只会重建出一幅充满噪声的图像。

我们用一个有噪声的图像作为输入，希望得到一个清晰的无噪声的图像。基于神经网络的解决方案是，我们提供大量具有噪声输入和清晰输出的训练数据。如果我们做到了这一点，在训练过程中，神经网络将能够学习噪声的概念。当看到一个新的 以前从未见过的噪声图像时，他将能够清除噪声。然而，考虑到成本和应用效率，这样的方法就完全不可行了，比如微光摄影，天文丞相或慈贡阵丞相，简称安麻莱。在这些情况下，我们不能简单地使用我们的神经网络， 因为我们无法得到和建立清晰的图像的训练级，所以重点来了，科学家们有了一个疯狂的想法，训练一个只使用造声数据，没有清晰图像的神经网络。这个看似疯狂的想法实际上 上是可行的。在适当的约束条件下，关于造声分布的合理假设在没有看到清晰信号的情况下，恢复造声信号的可能性可以帮助我们修复包含明显离群点内容的图像。不仅如此，它还表明 该技术与其他先前的技术一样，可以得到清晰的图像。可以看到这些图像其中有许多不同类型的造声， 如相机噪声，光传输模拟噪声、艾玛赖丞相，以及被大量随机文本严重破坏的图像。通常这些限制都是适用的。因此，我们可以教神经网络如何去造，而不是向他展示造声的概念。

朋友们，你们好，这里是中科科技公司与意俱进系列模拟计算教程，我主讲的内容是量子化学计算软件。高思，我们现在来开始课程吧。 呃，我们现在讲第一章，量子化学计算与高斯软件介绍。呃，这是，呃，第零章，这是我们最一个前沿的简介。 先说一下这个视频是讲给哪些朋友的，就是我们这个教程视频的一个面对的一个对象，也是这个视频的定位。嗯，首先我们是实验 研究者，因为现在我们做实验的话，就很多有计算的需求，比如说，呃，最简单的就是审稿的时候，审稿人会有审稿人或者是呃是编辑帮你做一些 计算工作，或者是自己有一些，比如我这个这个反应做出来了，我想知道他的机理，或者是我这个分子性质特别好，就是这一个结构很好，这一个关键单很好。为啥他这么好了？我想知道他的性质。这时候呃，我可能会有些会做一些侧面的计算，就是从侧面的 就是说侧面的实验去解释这个问题。但是，嗯，但是我真的是很想从，比如说，呃，但是从分子的从计算的一个角度，比如说我把这个分子的一些性质给他计算出来的他的垫和了一些分布，或者是他的分子轨道是怎样的，从这个角度，呃，从最 基本的这个分子这个角度去说明的话，还需要借借助到我们雕花的一些工具，这时候呢就有三个选择。第一个就是比如说我是想知道呃这个反应的整个是怎么反应的，他的反应的路径，我就有可能会跟一些计算专门做计算的实验组去合作，或者是 比如说第二个，我就想知道这几个结构，他是，呃这几个结构长什么样子，他俩就是这两个分子会不会形成一个地核物？呃。这些，呃分子之间的剑能是怎样的 分子？一个大概的结构。这时候我们找专业的计算组恐怕就是大材小用了。有时候我们会找一些计算公司，比如说像我们中科科一这样的一些公司，呃。甚至有时候我想自己去了解一下，呃。我想自己做一些计算，比如说，呃。现在很多实验组想，比如做一些 光练材料的话，我想从一开始知道他的光练性能就是计算的时候，呃。先来看一下，就是从，呃先预预测一下，这也是一方面，也可以自己做一些计算啊来辅助一些实验。呃这总是三个方面， 呃或者是我懂，我是做，呃。我是实验，呃实实验工作者，我懂一些计算的知识，我看文章的时候有些专门计算的文章可能会给我一些启发，但是中间有些细节部分是比较， 呃比较难懂的，这时候也需要学到一些计算啊计算的技术知识，这是对实验研究者我们想给他们补充些，呃给他们补充或者介绍些量量子化学的。量子化学尤啊尤其是计算化学的一些知识知识，或者是一些计算小白，比如说 我现在我老，我老师让我开，让我去学，这么呃我老师就我们实验室就做这个的方向的，但是我在研一在上课，呃。在上课之前我想去类似一个预习的话，这时候也是很欢迎的。还有一个我想象的就是一些高校的 有机实验的一些老师，他可以通过计算，呃，他都可以通过一些计算软件，就是很形象形象的展示这个分子是怎样的形象呢？是展示一下这个分子的反应，然后计算出来， 根据一些他的轨道，或者是他，呃他的一些电和分布，有从计算的结果去来教学或 是其他的专业。对我们化学感兴趣的，觉得化学很炫酷，想去了解一下的，这些都是很欢迎，所以说这就是我想我设想的这门这个视频视频的一个对， 想一些受众，所以说我们这，我们这，呃，这这个视频是做的这个视频内容是非常非常非常非常基础的，不涉及任何公司所有凡是要用到量化的一些知识，我全部都幼儿园化了，也方便大家理解。 嗯，好，这是我们的一个钱画了。好，我们现在就来说一下计算化学了。呃，计算化学，嗯？他是干啥的 啊？我们计算化学来源于两个方面，我只写一个。第一个是有模拟计算的要求，比如说我们想知道天际 就是一个预测性的一个行为啊，我们有可能会把一些云啊什么的分成一个小块，一些气流做一些一个预测，呃，比如说现在，呃，第二个就是一些机拟的一些探究，就是探究类的，比如说现在很多人就是用计算机去模拟，很多 物理学家用计算机去模拟宇宙是怎么形成的。我们化学也是，就是很多人想去，我因为我们世界是基于科学的，科学是用数学来书写的，我们想用数学去去从数学的语言去重现一下，就是我们看不到的呃东西。比如说分子的运动， 分子是怎么运动的？还有分子电子在分子里面是怎么了一个分布的，这时候，呃，这时候就有一个，这是模拟，呃，模拟的一些需求，这是模拟的一一些 七点之后我们模拟的，他有什么好处呢？就一开始我说了他能有助于实践，呃，实验，比如说我想计算，计算一个分子他大致的一个性质，然后我想知道一个，我要设计一个反应，我把反应物，反应物，然后产物的热力学也算，如果反，如果产物的热力 距还高了，哎。这个反应有可能也需要光或者电的加入，要不然他就不会反应了。如果我能找到他的过渡态，能找到他结束部，他的那个，呃，这个结束部的人为很高，比如说三十个千卡以上，有可能我就要这时候需要下加热了，或者是找其他的催化剂， 这是啊，这是一个辅助实验，还有个解释说明，就是我这个分子心智好，为什么好了，嗯，好。我们再来说一下第二个，就是第二个就是计算机发展，就是我们现在计算机已经发呃计算的飞快了，计算机发展的很迅速了，就是现在。至于，呃，至于 这种机体管的这种计算机已经发展的很迅速，计算性能很强大，尤其是我们把很多 cpu 组成一个超级计算机，他的计算性能很强大，已经能计算这些体积了，就是客观，呃生产力已经在这了。 第二个就是第二个，就是，呃，我们讲计算模拟的时候应要注重模型，因为这个模我们对模型是很重要的。为什么？比如说我们研究人的，人的一个 运动的时候，比如他跑步，我们有可能都能把他的一些都把它看做成一个字典都是可以的。因为这是我们忽略的一些细节，我们在模拟的时候会砍掉一些细节，这些细节会对我们模拟的结果造成一些误差。 比如说，呃，我们最简单的一个，我们研究千体运动的时候，把把地球看成一个球，呃，这是，这是呃有些合理的，但是有些时候地球他不是一个很完整的球星，他是一个妥球。你看你的细节，如果你要越精细的话，你的细节就要你， 你要你砍掉的东西就要越少。我们讲一下，我们其实对于，其实对，呃，其实其实对于我们量子化学来说， 对于我们量子化来计算，这个是很有很大的优势的，因为我们的细节是可以说不需要砍的。 呃，我们知道我们需要的东西就是原子核，原子核的重要和他电核和电子的电子，呃，和电子电子，其实我们的质量， 纸尿盒的电盒我们都知道，其实这些就很简单很干净的一个体系，在这上面我们不需要做任何，在这上面我们不需要做任何的任何的把细节给处理掉。然后我们呃受尽一个情况，就是一个万有引力和困难力， 库能，呃，万有引力，呃，万有引力，我们在库能力面前可以忽略不计，这时候，呃，这时候我们还需要 知道一些初始的参数，比如说动量，比如说动能，就是电子的动能，呃，所以说对于我们计算化学来说，模拟这个呃模拟工作是有很大的优势，因为我们的体系非常干净，所以说我们的精度能非常非常非常的高。 好，我们来讲一下计算化学就是是干嘛的？就是，呃，比如说我要知道地球，地球这个体系的一些性质，我就要知道太阳在哪，地球是怎么运动的，火星是怎么运动的，水星、金星、海王星、天王星是怎么运动的？有哪些物质？我知道这些物质运动轨迹，那这一个我就可以， 呃，我就可以知道这些天体的全部信息了。原啊分子也是一样，我首先要知道原子核的位置，电子在原原子核周围是怎么运动的，就需要描述他我们怎么描述了。物理学中我们根据 经典力学描述，呃，经典力学描述，呃是在这个体系是不行的，因为跟事实符合不能符合。比如说我们的彗星运，比如说如果是电，呃，如果电子一开始动，呃速度的方向，如果个是一个切，跟他的受力是一个切线的话，他就像地球一样做一个匀速圆周运动。 呃，如果是他不是跟他一个切线的话，他有可能像慧星，一个慧星一样，他的运动轨迹是一个椭圆，如果是电子是直接呃朝圆子和运动的话，他们就会撞在一起，这玩意跟跟我们了解的现实是不符合的。所以说， 所以啊，所以，所以说啊，我们不能用这套方法去描述这个，我们现在就要引入到我们现在就要引用量子力学的，用量子力学的方式来描述这个体系， 所以说就要引入薛定额方程，解到薛定额额，解到薛定额方程，我们就能得到拨函数，还有能量拨函数就是电子呃，电子运动的，呃，电子呃电子，电子运动的一个状，得到拨函数我们就能得到电子运动的状态，他的一个状态，就比如说我们得到地球的一个轨道一样，我们就知道地球在这个轨道 轨道转，他大概什么时候离太阳最近，什么时候离太阳最远啊？我们也可以，如果我们也可以得到其他行星运行的一个轨道，这时候我们就能得到分子的分子的一个整个的一个途径呢？ 比如啊，比如说我们这里不是氢原子是碳的话，是其他的分子的话，我们知道电子在什么地方，比如说偏向于哪个原子核，比如说碳和氧，二啊，一氧化碳肯定偏向于氧的原子核，这是我们都知道了他的一些性质，我们是知道了，当然解去于薛丁的方程，你自然而然得到他， 他的一个本身就是能量的本身值，那就是他的啊，自然能得到能量了。之后之后我们来讲一下多元子体系的时候，相对于七元子会砍一会砍一刀 砍一道原因，就是因为这里面涉及到氢原子的确定不啊？确定方式是可以完全得到解析解的，就能得到他运行的运行的那套，呃，那个函数有了函数之后，那基本上准确率是百分之百的。呃， 但是你在这个多元子体，呃，多元子体系中因为存在着两个电子的相互作用，这这时候我们就不能把这个方呃这个方程给他解出来， 解，我们只能用一些解析法去用一些，呃，去用一些解析，呃。解，解析式来得到，来得到。他来近视模拟一下这个电子， 呃。来近视得到电子的运动的拨函数，这时候就有一个差，这就一个误差，这个误差就是数学上的误差，但是这个误差我们可以做的非常非常的小。 呃，我们再来讲一下，那我们有了，有了，我们有了。这。呃，这个约定要方程我们怎么解了？我们当然不能是手解了，手解的话要算到很很久很久，我们 我们想做的就是我要把它告诉我有，这里有圆纸盒，在什么地方有，有圆纸盒的位置，我有几个垫子， 我就会知道这些体系，我甚至不连薛丁和方程都不想，都不想列出来。那咋办呢？我要把这些东西告诉别人吗？可能别人也很专业的大佬也不一定能弄的出来。手写能解的出来最好的就是我们能把解的一些方式写， 写成一些软件让电脑来解，这时候就需要用到智商化学一些软件，比如说我们用到了常用的软件有高斯、奥卡，呃，蒂摩尔、三 qkm、 达尔顿，还有其他的最最最常用的百分之九十以上的问题，高斯都能解决。 欧卡是有些方法高速算呢，可能不是那么的快，会用到欧卡进行一些补充。欧卡最近也比较 呃，也比较火，但是我们现在就是计算化学，只要你学了高斯，基本上，呃。对于小白和实验， 呃，实验工作者来说，就量化这一块，呃，小分子量化这一块学高思能解决百分之九十的问题，如果百分之十解决不了，那两个高思也解决不了，其他的软件可能会解决，所以说高思是 很通用的，这也是我们为什么介绍高斯的一个原因啊。我们来讲一下高斯，高斯他是一个量子计啊，量子化学计算软件，他可以干啥了？我们一开始知道我们有了原子核的位置，就是其实就是分子的结构， 然后我们得到了分这个结构的能量，所以说能能量，然后我们把能量呃找到能量最低的这个结构，就是结构优化了，我们还能找到过多肽，呃，还能找到过多肽的能量，有过多肽能量，你能，你就能呃计算这个这个反应的动力学了，然后我们呃你有 反应的能力结构和他能量常用的结构和他能量，我们就能得到这个反应的能量了。然后呃，然后我们解去另一个方程，直接得到的就是电子的位置的一些信息，也就是分支轨道。有了电子位置 的一些信息，我们就得到呃分子的一些关分，因为我们就能得到分子的一些性质，因为电子是体现分，电子是体现分子性质性质的一个关键。比如说我们知道电子是怎么分布的，我们就能得到分子的呃呃，分子的那个 分子的那个核电啊，分子的一个表面电视。通过一些其他的方法，我们还能得到一些光谱，比如核磁极化率、超级化率这些跟电子性质有关的，我们那也可以得到 哦。我们讲一下这个软件为什么用高斯了。呃，我，我们在计算的时候，呃，计算的时候就是得到电子轨道，就是电子轨道的时候，得到电子信息的时候，我们必须要知道分子轨道，因为分子轨道线性组合成原子轨道 啊，我，啊，原子轨道限制运行，组合在分子轨道，我们要要知道原子轨道，那怎怎么描述这些原子轨道呢？ 一开始啊，大家用史莱特啊，史莱特型函数啊，史莱特型轨道去描述这个原始的轨道，发现，哎，很不错，但是实际的数学计算过程中操作发现这样的计算是不是很不是很快的。这时候大佬泡泡，呃，这个人 他，他是落讲了获得者，他就用了高斯型函数，这是高斯，这是一个高斯的形容词，高斯型函数来描述原子轨道，这时候就把这个软 这种方法叫做高斯，就这个软件呢就叫高斯了，呃，高斯软件最早呢就是高斯，七零一九七零年的，在八七年之后，高斯，呃，在八七年之后， 高斯又卖给了告，现在高斯公司就是一个商用的，呃，一块软件，他们列了大量的黑名单，呃，不给他们的竞争者开放，然后改高斯代码了和测试高斯和其他软件数的人都被他们拉进黑名单了， 还有花花大佬的，呃，很多博后也被拉进了黑名单，这就是廖花里面有一个比较，呃，也是一个 我们常常谈了一个乐点，呃，小快乐的知识点吧。之后我们讲一下介，在引入高斯 vio， 我们讲高斯的时候要配套的，讲高斯 vio 的时候，我我，我们介绍一下 我们的计算模拟是怎么来操作的。首先你得有原则和信息，告诉你要算什么，你不能说，你来把这个原子给我，这个分子给我算， 你不能让他把你花在纸上的分子要算你得。呃，你得去建一个模型，把分子给搭建好，比如说你搭建了一个乙烯这个结构，所以说这时候我们需要建模，建模的时候就需要用到高斯 vill， 然后建模建好了之后你又要告诉告诉电脑啦，我要算这个，你又要告诉他怎么告诉了？你不能说话啦。 呃。你就要需要写一个输入文件，这个输入文件超好写，就是考一个，把他的坐标考进来加一个，你要你要算什么？给我优化，给我算能量或者其其他的算之后就在就交给电脑去计算， 这里面呢就用了高斯软件去执行这个计算，让他呢先构建一个，先构建一个学英文方程，然后再来用解析的方法来 把这个解出来，最后他算好了呢，会给你输出一个结果，但输出的结果，比如他输出的结果是，嗯，原则的作，他输出的是最。比如说我是一个 结构优化，他输出的是结构优化之后的一些坐标，一二三四，一二三四啊，比如说太原子在什么地方？清源子在什么？你这样一看就蒙了，我想象不出来。这时候就需要可视化输出结果，可视化也需要我们高斯 vivo 软件，所以说高斯 vivo 软件就是就是一个可建模 和可视化，就是我们可视的视觉的东西，呃，需要啊，视觉的东西，需要我们，呃输入和输出的一个软件， 嗯，所以说我们要学高思，要想告诉这个分，呃，告诉这个软件，嗯，我们要 算什么？我们得要去搭建分子，这是一个非常基础的知识点，这就也是我们的重点，也是小呃，我们会花很大的精力来展开，然后我们的结果怎么看？我们结果怎么看 啊？这也是，这也是一个点，所以说我们重点就是我们画一个红框的这两部分，建模和可视化，而中间的输入文件输出结果我们会简单的介绍，因为输入文件太好写了，就是你要告诉他你要去算什么，比如你要给我算优化，你就给他说优化两个字就行了。 最中间的这个计算我们根本就不需要管这些，里面的数学的知识我们不看，数学者不看。好了，第一节课就讲完了，谢谢大家。