Направления работы
-
Развитие квантовой теории строения и свойств сложных молекул и полимеров и вычислительных методов, пригодных для массовых расчётов и прогноза желаемых характеристик с высокой степенью достоверности.
-
Формализация и создание математического обеспечения решения общей задачи установления структур молекул на базе измерений их спектров разного происхождения.
-
Разработка общей квантовой теории химических реакций в сложных молекулярных системах.
-
Развитие общей теории спектральных анализов веществ с целью создания новых подходов и методов решения аналитических задач.
-
Проблема происхождения жизни и становления биосферы - постановка и изучение общих вопросов, связанных с возможностью появления уже в молекулярном мире свойств, обеспечивающих в дальнейшем зарождение и существование самого феномена жизни.
Некоторые важнейшие результаты. (полнее см. Достижения)
-
Созданы основы нового научного направления - математической химии. Теоретические положения реализованы в виде экспертных систем, получивших широкое распространение (Elyashberg M.E. et al. Contemporary Computer-Assisted Approaches to Molecular Structure Elucidation, Cambridge, RSC Publishing, 2012). Результаты исследований имеют международное признание, вошли в учебники и монографии (см., например, Gray N.A.B. Computer–Assisted Structure Elucidation. Wiley and Sons, 1986).
Группа ведущих сотрудников лаборатории отмечена
Госпремией РФ в области науки "За развитие теории и методов расчёта молекулярных спектров и создание экспертных систем" (1999 г.). (подробнее см.
Госпремия)
-
Разработана общая теория химических реакций сложных молекул. Сформулированы пригодные для практического использования правила прогноза вероятности и хода химических превращений на основе заданных структур реагирующих объектов. Впервые в мире удалось предсказать значения квантовых выходов целого ряда фотохимических реакций.
-
Пересмотрены базовые положения квантовой химии, предложены новые способы постановки и алгоритмы решения соответствующих задач, развиты методы расчёта свойств молекулярных объектов, включающих тяжёлые элементы.
-
На основе созданных методов расчёта спектров, количественно коррелирующих с экспериментом, предложена общая теория анализов веществ по их спектрам без использования образцов стандартного состава (эталонов). Это принципиально расширяет возможности применения на практике методов спектроскопии для качественного и количественного анализов чистых веществ и смесей. Развиты специальные методы обработки результатов измерений в аналитических целях в условиях нечетко определенных экспериментальных и теоретических данных.
-
Впервые показана принципиальная важность множественности изомерных структур молекул при формировании молекулярного мира, дополнительности (по Н.Бору) случайности и детерминизма, явлений рождения и уничтожения (жизнь и смерть). Выяснены факторы, приводящие к появлению биологических ритмов, к снижению уровня энтропийного барьера при самоорганизации материи как следствия разнообразия объектов окружающего мира. Главный признак жизни - эффект репликации, передача наследственных признаков от «отца» к «сыну» и появление стрелы времени - нашел свое объяснение на основе развитых представлений о процессах в молекулах.
-
Полученные научные результаты обобщены в 64 монографиях (38 в 2000-2019 гг.) (полный список см. Монографии).
Полное и по годам описание результатов см. Результаты.
Результатом признания важности этого направления для развития науки о молекулах явилось присуждение в 2013 г. Нобелевской премии по химии за разработку методов молекулярного моделирования. Достижение поставленной цели, которое обеспечивает переход в науке о микромире от фундаментального знания к инженерному умению, является одной из главных научных задач XXI века. |
