由國家自然科學基金委員會、中國科學院主編的
《中國學科發展戰略(理論與計算化學)/學術引領繫
列/國家科學思想庫》回顧了理論與計算化學發展的
歷程，揭示了學科交叉的重要性以及化學理論的發展
對整個化學進步的巨大推動作用；分析了國內外現狀
和發展趨勢，展望了前景和面臨的難題。提出了發展
思路和戰略性措施，建議促進學科發展的資助機制與
政策。對學科涵蓋的電子結構理論與計算方法、化學
中的統計力學、微觀反應機理和反應動態學、材料科
學中的問題、生命科學與藥物化學中的問題五個專題
中的關鍵科學問題和重要前沿研究方向進行了深入探
索和討論。
本書可供高層次管理專家做戰略決策時參考，也
可供研究生和有關科研人員閱讀，有助於深化對學科
發展趨勢、發展前景的認識以及了解關鍵科學問題和
前沿領域的重點方向。

總序
前言
摘要
Abstract
總論 理論與計算化學發展戰略縱覽
第一節 理論與計算化學在基礎科學中的地位
第二節 學科內涵、發展歷程與規律
第三節 學科發展現狀與發展態勢
第四節 發展戰略思路
第五節 發展方向：關鍵科學問題和學科重要研究前沿
第六節 資助機制與政策建議
第七節 小結
第一篇 電子結構理論與計算方法
第一章 電子結構理論與計算方法概述
第二章 波函數電子相關方法的進展及展望
第一節 引言
第二節 多組態自洽場方法和組態相互作用方法
第三節 耦合簇方法
第四節 顯式相關方法
第五節 未來的發展方向
第三章 量子化學中的密度矩陣重整化群方法
第一節 引言
第二節 DMRG傳統的形式和語言
第三節 矩陣乘積態
第四節 算法中的微擾修正和noise的加入
第五節 對稱性的問題
第六節 激發態的問題
第七節 DMRG在量子化學中的新發展
第八節 總結和展望
第四章 價鍵理論方法
第一節 引言
第二節 從頭算價鍵理論方法進展
第三節 價鍵理論方法關鍵問題
第五章 微擾理論的發展現狀及展望
第一節 引言
第二節 單參考態微擾理論
第三節 多參考態微擾理論
第四節 顯含r12的微擾理論
第五節 Monte Carlo方法在微擾理論中的應用
第六節 總結
第七節 展望
第六章 密度泛函理論基礎進展及其與多體理論的關繫
第一節 引言
第二節 發展現狀綜述和評價
第七章 近似密度泛函的發展
第一節 主要科學問題
第二節 現有近似泛函的大致分類
第三節 近似泛函的繫統評測
第四節 近似泛函的重要誤差來源
第五節 亟待解決的重大問題
第六節 可能解決問題的途徑
第七節 20篇標志性論文
第八章 TDDFT的發展與在激發態計算和開放體繫中的應用
第一節 引言
第二節 歷史與現狀
第三節 展望與建議
第九章 多體格林函數方法
第一節 引言
第二節 理論框架
第三節 發展歷程
第四節 發展趨勢
第十章 強關聯材料的**性原理電子結構理論
第一節 引言
第二節 基於對LDA/GGA修正的**性原理方法
第三節 基於格林函數的**性原理多體理論方法
第四節 結合模型哈密頓量的**性原理方法
第五節 總結與展望
第十一章 相對論分子量子力學中的若干基本問題與解決方案
第一節 引言
第二節 相對論哈密頓
第三節 相對論電子相關
第四節 相對論電子性質
第五節 結論與展望
第十二章 量子蒙特卡羅方法
第一節 引言
第二節 變分蒙特卡羅方法
第三節 實幾何空間格林函數蒙特卡羅方法
第四節 反對稱組態空間蒙特卡羅方法
第五節 蒙特卡羅方法中的激發態計算問題
第六節 含時量子蒙特卡羅方法
第七節 減少QMC計算誤差的算法
第八節 總結與展望
第十三章 約化密度矩陣理論
第一節 引言
第二節 二階約化密度矩陣理論
第三節 一階密度矩陣泛函理論
第四節 總結
第十四章 超大體繫的處理方法
第一節 引言
第二節 大體繫的量子化學計算方法
第三節 超大體繫的處理方法簡述
第四節 結論和展望
第二篇 化學中的統計力學
第一章 化學中的統計力學概述
第一節 歷史簡介
第二節 近20年重要進展及展望
第二章 統計力學基礎與漲落定理
第一節 引言
第二節 量子統計力學
第三節 漲落定理的相關研究進展
第四節 展望
第三章 凝聚相量子動力學
第一節 引言
第二節 理論方法的主要進展
第三節 總結與展望
第四章 復雜分子體繫電子激發態動力學理論方法
第一節 引言
第二節 理論方法的主要進展
第三節 總結與展望
第五章 數值路徑積分方法展望
第一節 引言
第二節 虛時間路徑積分：路徑積分分子動力學/蒙特卡羅平衡統計方法
第三節 基於路徑積分的實時間動力學方法
第四節 總結和展望
第六章 增強抽樣
第一節 引言
第二節 分子模擬研究存在的主要科學問題及增強抽樣方法的發展
第三節 展望
第四節 小結
第七章 粗粒化理論思想
第一節 引言
第二節 粗粒化方法發展歷史、現狀及挑戰
第三節 展望
第八章 高分子統計理論與數值模擬
第一節 引言
第二節 高分子統計理論與數值模擬的現狀與挑戰
第三節 展望
第九章 生物分子統計模擬方法
第一節 引言
第二節 生物分子統計模擬方法的發展介紹
第三節 展望
第三篇 微觀反應機理和反應動態學
第一章 微觀反應機理和反應動態學概述
第二章 氣相小分子體繫量子動力學——氣相小分子體繫量子動力學研究的突破性進展、面臨的問題和展望
第一節 引言
第二節 發展歷史和現狀
第三節 展望
第三章 光化學反應機理和動力學
第一節 引言
第二節 歷史和現狀
第三節 展望：未來重要發展方向和重點研究的科學問題
第四章 熱化學反應機理：氣相和溶液中典型化學反應機理——突破性進展、目前和未來要解決的重大問題和一些思路
第一節 引言
第二節 研究現狀和面臨挑戰及相關重要進展
第三節 展望
第五章 多相催化理論研究進展
第一節 引言
第二節 發展歷史和現狀
第三節 展望
第六章 光催化反應及相關理論與計算研究
第一節 引言
第二節 拓展光催化材料的光譜響應範圍
第三節 提高光生載流子分離效率
第四節 光催化理論研究中的計算問題
第五節 總結與展望
第七章 煤轉化過程的理論與計算——回顧與前瞻
第一節 引言
第二節 回顧過去、研究現狀和存在的問題
第三節 未來展望
第八章 燃燒反應機理研究進展
第一節 引言
第二節 燃燒機理研究現狀和存在的主要問題
第三節 展望
第九章 分子間弱相互作用與自組裝理論
第一節 引言
第二節 分子間弱相互作用與自組裝理論的發展及存在的問題
第三節展望
第四篇 材料科學中的問題
第一章 材料科學中的問題概述——材料模擬對理論與計算化學的挑戰
第一節 結構預測對理論與計算化學的挑戰
第二節 面向材料功能預測的微觀理論
第三節 材料的生長微觀機理與動態演化
第二章 結構搜索方法
第一節 科學問題
第二節 穩態結構預測
第三節 過渡態結構預測
第四節 未解決的問題與展望
第三章 復合材料表界面與微孔材料的計算模擬
第一節 引言
第二節 關鍵科學問題、解決思路、面臨的主要困難和挑戰
第三節 展望
第四章 非晶態材料理論計算領域的機遇與挑戰
第一節 引言
第二節 非晶態材料計算發展概述
第三節 非晶態材料計算方法面臨的困難和挑戰
第四節 非晶態材料理論研究的解決方案
第五節 總結與展望
第五章 **條件下的材料結構
第一節 概述——主要科學問題
第二節 發展歷史和現狀，解決問題的思路和面臨的主要困難和挑戰
第三節 展望未來重要發展方向和重點研究的科學問題
第六章 生長機理的理論研究：現狀與展望
第一節 引言
第二節 晶體生長理論簡介
第三節 生長機理研究中的關鍵科學問題
第四節 總結與展望
第七章 光學材料的理論計算
第一節 有機發光材料的理論與計算
第二節 非線性光學材料的計算
第三節 總結與展望
第八章 電子傳輸材料的理論模擬
第一節 引言
第二節 無機半導體電荷傳輸
第三節 有機半導體電荷傳輸
第四節 低維碳材料
第五節 分子電子學
第六節 展望
第九章 磁性材料與自旋調控
第一節 科學問題
第二節 理論與方法發展
第三節 磁性材料設計與自旋調控
第四節 前景與展望
第十章 新型光伏材料與熱電材料的理論模擬
第一節 新型光伏材料
第二節 熱電材料
第五篇 生命科學與藥物化學中的問題
第一章 生命科學與藥物化學中的問題概述
第二章 生物大分子的量子化學計算與分子力場
第一節 引言
第二節 生物大分子的量子分塊計算方法
第三節 生物分子力場與極化效應
第四節 量子力學和分子力學（QM/MM）組合計算方法
第五節 展望
第三章 生物分子動力學模擬方法
第一節 引言
第二節 分子模擬方法
第三節 蛋白質配體相互作用自由能計算
第四節 粗粒化多尺度模型
第五節 展望
第四章 生物分子中的電荷與能量轉移
第一節 引言
第二節 電子轉移過程
第三節 質子轉移過程
第四節 質子耦合電子轉移過程
第五節 生物分子中的電荷和能量轉移發展前景展望
第五章 蛋白質結構與功能
第一節 引言
第二節 蛋白質結構預測
第三節 金屬蛋白質
第四節 膜蛋白質
第五節 蛋白質/蛋白質相互作用
第六節 前景與展望
第六章 蛋白質設計
第一節 引言
第二節 蛋白質設計
第三節 蛋白質結構、功能與設計發展前景展望
第七章 核酸與生物膜
第一節 引言
第二節 核酸和蛋白質核酸相互作用
第三節 生物膜
第四節 戰略展望
第八章 生物大分子信號傳導和網絡
第一節 引言
第二節 生物分子自組裝
第三節 擁擠現像
第四節 生物分子相互作用及信號傳導
第五節 生物分子網絡
第六節 網絡藥理學
第七節 展望
第九章 藥物設計與開發
第一節 引言
第二節 分子對接
第三節 打分函數
第四節 藥效團、結構活性關繫
第五節 藥物治療的微觀作用機理
第六節 藥物設計中的化學信息學
第七節 藥代動力學性質和毒性預測
第八節 藥物設計新思路
附錄 關於建立“計算化學軟件平臺專項”的建議
關鍵詞索引