现今对是否发展到，本人深受某个粒子的有数据，就是得了解它的有属性？
柴学平 4小时前 64 科普 比如我给出铁原子的所有属性，从而推出它的宏观组成，再给出气压，温度，宽度，长度等，就可以精确算出它的熔沸点，导电导热性，硬度等，甚至在不知道的情况下，知道铁与酸反应不生成三价铁，而是二价亚铁。 更进一步，如果给出某个容器内的微观状况，就能知道它接下来，多久后会怎样？ 0 赞 0 踩 其他回答题主问提中部分描述的确已经实现，例如：
给出铁原子的所有属性，从而推出它的宏观组成，再给出气压，温度，宽度，长度等，就可以精确算出它的熔沸点，导电导热性，硬度等，甚至在不知道的情况下，知道铁与酸反应不生成三价铁，而是二价亚铁。
其实，我们只需要铁原子的原子序数和质量(为了区分同位素效应)就能推测以上大部分属性了。什么晶格常数、熔点沸点、热导电导啥的，都是计算物理学课堂上就会教你算的东西。
精确的计算理论上是可行的，但计算量太大，仅限于只有几个原子的特殊情形。多数情况下，我们会加入很多近似来简化问题。
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假如计算资源无限，题中列出的所有性质理论上都能计算。多体薛定谔方程列出来，凝聚态物理中的绝大部分问题都能cover掉。这种不需要经验参数的计算方式，我们称之为“第一性原理计算/从头计算（first principles/ab initio）”
但是——最重要的就是这个但是——薛定谔方程是真*TMD难解啊。假如你有高斯的数学天赋，你大概能口算H原子的基态波函数，用一张草稿纸算出He，用一本草稿纸算出Li，用一个图书馆的纸算出Be...想算Fe?抱歉，你没那么长的寿命。
得益于现代超算的强大计算能力。我们大概能精确处理单晶纯铁（考虑对称性后只需要计算一个原子）。不能有杂质、不能有晶界位错、甚至表面效应都得忽略掉。而实际材料中总是不可避免的存在各种杂质和缺陷。要模拟这些杂质缺陷的性质，我们就需要更大的模拟尺度。为此，我们有几个常用的trick：
1、不直接用薛定谔方程分别求解n个粒子的波函数，而是去求解所有粒子的密度函数。理论上二者是都能准确描述体系的物理性质，但后者能把体系自由度从3n降低到3（注意这在计算量上是指数形式的降低）。这个方法我们称之为密度泛函理论(DFT)。
2、原子核比电子重至少1800倍，所以电子运动速度要远远大于原子核。因此，我们计算电子时，认为原子核是不动的。这样就把原子核-电子耦合分开了。这个方法我们称之为绝热近似（波恩-奥本海默近似）。
3、在类似于铁这样的晶体内部，由于晶体有平移等对称性，每个Fe原子感受到的周围环境是一模一样的。换句话说，每个Fe原子是等价的。在计算时，我们只需考虑所有不等价的原子，这样就把阿伏伽德罗常数级别的多体问题，简化了个位数原子的多体问题。（波恩-卡门边界条件）
4、一个Fe原子有26个电子，但其中18个内层电子结构类似于一个Ar原子，它们基本上不参与任何相互作用。因此，我们可以设法“冻结”这一部分电子，认为这部分电子的贡献是已知而且不变的，只考虑外层的8个电子在不同环境下的变化。这样，我们又减少了一大堆计算量。这个方法一般成为赝势法。
这么几个近似下来，我们可以把模拟尺度扩大到了500个原子左右。已经能简单的模拟点缺陷、杂质、晶界以及表面效应。但是直接推广到宏观性质还是远远不够的。举个例子，我们要算硬度，必然要考虑表面效应、位错运动、晶界的影响。然而光模拟一条位错就需要上万个原子，远远超出了第一性原理的模拟尺度。
这时候你应该明白，电子尺度上的计算是非常耗时的，但是，你只是想算个硬度而已，而计算硬度只需要知道原子之间相互作用力随距离的变化就行，没必要把电子波函数/密度函数给精确的求出来。
那么我们把目光放到原子尺度上，用第一性原理拟合出Fe-Fe相互作用力随距离、角度的变话。然后用牛顿力学去处理原子的运动。这个方法一般成为经典分子动力学（classic molecular dynamic）。它不是第一性的，需要经验性的拟合出原子-原子之间的相互作用力场。但是，由于不涉及电子计算，分子动力学的模拟尺度可以达到百万原子级别。模拟一个纳米压痕硬度测试、加热融化啥的都不在话下。
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鉴于很多其他答主都提到了不确定性原理，我还是有必要补充几点。
首先，不确定性原理并不禁止我们求出精确的电子波函数，因为波函数本身就是“不确定”的，它是一个概率函数。
其次，并不是所有的物理量都是不确定的，而是我们不能同时确定非对易算符对应的两个物理量而已。一般情况下我们最关心能量本征态的解。而由于哈密顿算符和坐标算符一般不对易，我们精确求出能量本征态时，坐标一般是不确定的，是以概率波的形式分布再一定空间内的。
举个例子，由于不确定性原理的存在，谐振子在绝对0度下依然存在动量不确定性，不能同时确定原子的坐标和位置。但是，多数情况下我们并不关系原子的精确坐标和动量，只关心体系的整体能量。而这个动量不确定性引发的能量改变是确定的，一般称为零点能 （ZPE）。
小侯飞氘 4小时前 0条评论 0 赞 0 踩 题主的问题其实就是材料学、固体物理与量子化学的基本研究对象。具体可以查阅相关的专业书与科普书，也可以关注通过百晓知道相关话题下的高质量答案作为初步了解。个人觉得，如果题主的问题真的成为现实，那么化学也就没有存在的必要了。从此，化学可以完全归并于物理学，化学家们再也不需要一味地「过柱子」，来获得具体的化学知识了。
这一点，其他答案写得非常详细。目前，化学最大的困难就是对多电子的原子、离子，利用薛定谔方程，没有解析解。进而，理论地求解出由若干原子构成的分子的性质则相当困难。更别说由 10^23 量级分子构成的宏观实体的物理性质了。
当然，即使题主的问题实现了，化学也不大可能完全归并于物理学。这是因为，宏观实体的性能就是由构成它们的分子的理化性质所决定的。将这些知识系统化，人类才可以制造出自然界原来不存在的新分子，进而合成出最我们有用的新材料与新药物。正如同从理论上，天文学完全可以归并为物理学与化学，但天文学有着自己的研究手段与研究方向，进而有其独特的价值。
物理学家研究黑洞，但他们不一定对其与具体的天体、星系演化，以及宇宙未来的关系研究得非常深入。他们最关心的只是黑洞的基本原理，以及理论的普适性，并预言一些诸如「在什么样的条件下，在地球上可以用各种技术手段造出一个黑洞」的问题。物理学与化学的关系亦是如此。 David L 4小时前 0条评论 0 赞 0 踩 登录后可回答 提交回答
