物理化学与传统化学有什么关系，与物理又有什么关系？ 第1页

“传统化学”？莫不是指的炼金术？因为根据IUPAC对“纯粹化学”的定义，一个化学分支，必须能形成自己的理论。这种归纳再演绎的思路，就是物理学思想了。所以我感觉“物理化学”是比一般的化学多了些物理，是程度差别，不存在有没有的问题。把拉瓦锡算作是化学的起点的话，物理化学的起源估计可追溯到阿伦尼乌斯。有熟悉历史的读者请更正。

物理化学是应用物理方法研究化学问题。美国传统还把一些研究液体理论的人送给物理化学专业了。

传统的物理化学研究，包括化学反应过程中的热力学问题、化学反应中的动力学问题（kinetics/dynamics)、电化学、胶体化学、表面化学等。研究高压下的化学反应机理应该也算物理化学领域了吧。

化学物理学关注化学中的物理问题，国内从事这方面研究的人少，我只知道中科大有化学物理系。而且也没有一门课叫化学物理学。要从事化学物理相关研究，必须钻研相关的物理理论，如量子多体、量子散射、量子计算与量子信息、量子电动力学、统计力学等。主要研究方向有分子反应散射问题，实验装置跟AMO的实验装置有共通之处，如CalTech做化学物理研究的Okumura老爷爷和JILA做AMO的叶军一起合作过Science。Caltech也有化学物理专业，推荐去那边做暑研了解一番。化学物理也包括生物、溶液等问题，但偏重物理学，前沿研究有化学反应中的自发对称破缺、几何相等问题。做cavity QED调控化学反应、应用量子计算求解电子结构这种算CP还是PC有点存疑吧。

评论区有人提到严老师为代表的HEOM，对此严老师称：我们做的是跟化学有关的理论研究，不是理论化学研究（所以严老师在中科大的单位叫“化学理论中心）！-_-b

刚看了哈佛和多伦多大学也都有这个专业。摘抄U Toronto的描述：

Chemical Physics involves research at the interface of physics, mathematics, applied mathematics, computer science, and chemistry. It can be characterized as the quest to lay bare the underlying basic explanations of the structure and dynamics of molecular and bulk-matter systems, in terms of the interactions of atoms and molecules.

The subject matter includes themes such as:

• general behaviour of polymers, fluids and solids, biological macromolecules & nanoparticles
• molecular collisions and scattering theory
• coherent quantum processes
• non-linear chemical dynamics
• chemical processes at surfaces
• quantum structure of molecules
• reaction dynamics
• electron transfer processes

物理化学简单来说，就是用物理的方法来研究化学。在我看来，物理化学就是在试图探寻化学过程背后的物理本质。

比方说你在无机化学中学了阿伦尼乌斯方程，那么你知道从实验现象总结出来了这么个公式

那么这背后有什么深层次的含义呢？为何会有这么一种关系？

此外这种指数关系在化学中不止一次出现，比如饱和蒸汽压与温度的关系还有玻尔兹曼分布，这又是为什么？是否背后有更深层次的原理呢？

在无机化学、有机化学这些课程中，你学习到的内容大都是唯象的——也就是不用究其内在原因，而是用概括试验事实得到的物理规律。而在物理化学中，此时就是要逐步深入到内在本质，也就是要建立理论构架。就比如之前的阿伦尼乌斯方程，物理化学家们就建立了各种模型和理论来试图说明，比如分子碰撞理论、过渡态理论等等。李老师提到热力学的确很多有很多是唯象的，的确我用唯象和本质来区分过于莽撞了；但是无机化学中也会学习热力学，并且相对于物理化学中的热力学要唯象得多。可能很多时候物理化学的主要目的就是在追寻物理本质吧，而不是为了合成什么（顶多是给合成提供理论指导），这也是为何要学那么多量子力学之类的物理课程。

再比如在无机化学中会学到杂化轨道理论，此时可能你会有很多疑问，杂化到底是什么呢？而在物理化学里面就会开始探求本质，你就开始知道了轨道杂化只不过是原子轨道的线性组合；再往后深究就会发现出现更多可能颠覆你原本认知的知识了。

总的来说，化学的发展可以看成是先有各种实验现象，然后化学家们从中总结出了各种各样的经验公式和反应——唯象理论，最后物理化学家们再寻求这些唯象理论背后的本质原因。传统化学，比如无机化学和有机化学，还是在唯象的基础上，但是这是学习化学的必经之路——如果你直接从分子本质学起一定会彻底懵逼的；之后再与物理化学结合来寻求本质，就诞生了诸如物理有机化学这一类交叉学科。实际上现如今的科研，这几个学科都毕竟比较交融在一起了。哪怕做材料的，也需要研究材料的作用机理才能发比较好的文章。

以下这本《物理有机化学》是北京大学的王剑波老师编写的，当年他还赠送了我一本。

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