如何从事数学物理和化学研究 (7)


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送交者: 林树坤 于 2006-11-11, 14:10:39:

如何从事数学物理和化学研究 (7)

接着上次(http://www.xys.org/forum/db/1/148/137.html)再谈谈数学分析和数字
计算,谈谈我本人在从事数学物理和化学研究中的有关问题的困惑。

Fourier 变换和Laplace变换等积分变换(Integral transform,见en.wikipedia.org,
下同)是数学分析(Mathematical analysis)的重要方法。

很多物理和化学的过程都可以用指数衰减(Exponential decay) 表示:exp(-at),
t是时间,a是衰减常数。往往还伴随有振动或者说波动,可以用exp[-(a + ib)t]表
示,b是振动频率。物理和化学研究中记录的数据是数个exp[-(a + ib)t]的迭加。
Fourier 变换和Laplace变换分别可得频率域的振动频率谱(b谱)和a谱。

学习数学分析积分变换时大家知道Fourier 变换和Laplace变换都一样容易,似乎数
据处理后b谱和a谱都一样可以获得。但是,搞具体数字计算时,Fourier 变换和Laplace变
换完全不一样。

我们办的刊物Molecules有两位获诺贝尔化学奖的编委成员其实都是因为Fourier 变
换得的诺贝尔奖(X-射线单晶衍射信号Fourier 变换后得到单晶的分子结构;Fourier
变换得到核磁共振“b谱”)。关于获得“a谱”的困难我和他们二位都提出过;在打
搅他们之前我当然费了不少精力考虑过这个问题。没有意思的问题我可不会打扰他
们。

长话短说,如果衰减常数的展开也即是“a谱”能象数字计算Fourier 变换得“b谱”
那样容易地获得,那可不得了!




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