2025年11月14日下午14:00，由材料科學與工程學院主辦、材料科學與工程學院研博會及材料科學與工程學院青年教師聯(lián)誼會承辦的“求是材料科學論壇：Energy landscapes: Exploration and Discovery報告會在紫金港校區(qū)和同苑10幢材2-215會議室成功召開。本次學術報告會成功邀請到了劍橋大學的David J. Wales教授，為各位老師和同學們做了精彩報告。本次報告會眾多老師和同學來到現(xiàn)場聆聽。
報告開始前，浙江大學實驗室與設備管理處處長、材料學院王勇教授先向在場師生簡要介紹了David J. Wales教授的學術背景與個人成就，并對David J. Wales教授的到來表示熱烈歡迎。
報告中，David J. Wales教授探討了能量景觀理論及其應用的最新進展。該研究體系提供的探索工具能夠有效解決全局優(yōu)化與結構預測、增強熱力學采樣及稀有事件分析等關鍵問題。這一方法論最初為分子系統(tǒng)開發(fā)，現(xiàn)可應用于機器學習、自洽場理論和量子計算等領域的解空間分析。單漏斗狀景觀能夠編碼高效自組織機制，從而闡釋蛋白質(zhì)及一般系統(tǒng)如何突破萊文索爾悖論。相比之下，多漏斗景觀在熱力學觀測量中呈現(xiàn)典型特征，并在首次穿越時間分布中展現(xiàn)多重弛豫時間尺度。理解如何將景觀從自組織特性調(diào)控至玻璃態(tài)特性，已成為實現(xiàn)目標涌現(xiàn)特性系統(tǒng)的重要設計原則。該理論框架已從分子、凝聚態(tài)物質(zhì)和表面體系延伸至廣義最優(yōu)化問題領域。
接下來，Wales教授詳細第介紹了解析化學動力學，他指出，對于LJ38這樣的多漏斗系統(tǒng)，其弛豫動力學由快速的局域化過程和緩慢的全局結構切換過程共同主導。首次穿越時間分布是探測這一復雜行為的強大工具，而觀察到的長時間尺度直接證明了不同穩(wěn)定形態(tài)之間存在著難以跨越但終究會發(fā)生的稀有事件，這正是多漏斗能量景觀最核心的動力學特征。
David J. Wales教授介紹解析化學動力學
緊接著，Wales教授介紹了通過第一性原理分子動力學模擬，研究了甲酸分子分別從手性表面Cu{531}與非手性表面Cu{110}上脫附時的旋轉行為。研究發(fā)現(xiàn)，手性表面誘導脫附分子產(chǎn)生更大、更定向的角動量，并顯著偏好某一旋轉方向。這一結果揭示了表面手性對分子旋轉動力學的特異性影響，對理解手性表面上的吸附與反應過程具有重要意義。
David J. Wales教授介紹表面手性和分子解析
最后，Wales教授特別展示了一份他最近發(fā)現(xiàn)的Hartree教授與Lennard教授的書信手稿，手稿中的內(nèi)容是關于Hartree-Fock方程的討論與推導過程。Hartree-Fock方程是Ab Initio（第一性原理）計算的起點，是理解原子和分子電子結構的基礎。Wales教授講述了該手稿被他找到的過程細節(jié)及其歷史價值。隨后，他代表其團隊，將這份珍貴的科學手稿的掃描文件作為禮物贈予王勇教授，以此象征兩校學者之間的深厚情誼與學術傳承。
David J. Wales教授展示并介紹Hatree手稿
報告結束后，現(xiàn)場師生向David J. Wales教授表達了誠摯感謝。現(xiàn)場師生踴躍提問，圍繞能量景觀理論及其應用展開深入交流，現(xiàn)場學術氛圍濃厚，聽眾紛紛表示受益匪淺。
現(xiàn)場師生踴躍提問
報告尾聲，材料科學與工程學院王勇教授向David J. Wales教授頒發(fā)了本次與“求是材料科學論壇”主講嘉賓紀念碑與“求是材料科學論壇”紀念品。
王勇教授為David J. Wales教授頒發(fā)紀念碑
王勇教授為David J. Wales教授頒發(fā)紀念品
圖片 丁昱輝
文字 丁昱輝
審核 范修林
