元素的算法

你享受国际周期年表吗?是的,表——我们应该一直使用复数。自门捷列夫(和其他人)首先拟定元素周期之间的关系在1860年代,据估计,大约一千个不同的表出现在打印,在考虑所有那些在互联网上。甚至t恤分发在开幕式上一月(我抓住一个,自然)提供了一个新版本,礼貌的欧洲化学学会黄衫军的元素和不同大小的盒子根据其丰度和可用性。

主要是这些表体现人们深思的地方,什么信息优先,消息传达。两个最近的论文表明,现在可以重新发现表实证,从隐式方式嵌入的环境化学。

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两种方法使用机器学习(ML):目前大多数人工智能算法的标准形式,即变量之间的关系和相关性是通过梳理数据推导出。这些计划通常可以确定连接看不到人类,因为我们通常不能处理这么多数据,因为可能存在的相关性在高维空间中,我们不能想象。米歇尔Ceriotti在洛桑联邦理工和他的同事应用毫升晶体结构从一个数据集¹美国广播公司(ABC)的大约11000名四元化合物类型₂D₆,计算出各种成分(加入39主族元素)通过密度泛函理论。结构表示为向量的特性,描述两个不同原子之间的几何关系及其化学特性。betway必威游戏下载大全

运动表明,元素周期表有更多比页面维度——完全基于的化学元素

然后他们简化这些高维描述映射到一个压缩的元素,每个元素的低维空间特征值的一些抽象的数量。这有点像古典想法我们看到的物质,如铁或铜,是由更基本的元素的地球,空气,火和水,以不同的比例相结合。Ceriotti的团队已经使用其他数据集,产生的其他表示元素之间的关系。

在这些表象,发现某些元素聚集在低维空间。一个明显的问题是,在这些元素的距离预测匹配元素周期表中发现的关系。Ceriotti和同事回答这个问题很容易的输赢,毕业给传统的元素表的格式,这样的相似性体现在他们的色调。²

预测通常颜色列直观上就像我们期待的:例如,惰性气体出现几乎完全相同,不同于其他人,卤素往往形成一个单色列,和碱金属也统一,颜色接近的碱土金属。但在某些表这些边界更发人深省。氟可以看,而不同于其他卤素;事实上,整个第一p块行可能不同于那些下面显示一个字符。氢是一直异常组1的顶部。

相反的过程——色素低维情节本身根据传统元素组,也有类似的效果。在大多数情况下,同一组的元素都是发现一起,但异常显示的算法已经明白了一些不同字符的元素在一个特定的数据集。举个例子,一个二维图获得数据进行钙钛矿稳定组1元素接近的地方,但氢化氢的能力作为(机器没有理解)让它滑并将其附近的卤素、硫族元素。如果情节扩展到三维空间,算法有所妥协,把氢和碱金属“了”的飞机接近对方。

这感觉是对的,不是吗?行使重申的传统分组元素周期表和提醒我们的微妙差别,跨越它,某些元素的个性。它表明尺寸表有超过页面——完全基于实际的化学元素。

文献综述

毫升的方法了Vahe Tshitoyan在加州劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和他的同事们更加大胆。³LBL团队长期牵头材料项目,努力收集大量数据库的属性和结构已知的材料可能开采使用超级计算机来点结构关系和预测潜在的有用的新材料。练习这样的挑战之一——其他倡议和公司其他地方寻求利用类似的方法对材料的发现——是没有标准化和轻松地访问这些数据的编码格式的文学。

研究人员把这个问题变成了一个机会。他们用毫升寻找实际的词语之间的相关性在其材料科学数据集用于发表论文。算法分析短信这种方式已经存在,并已经使用以前在文学和历史文献寻找趋势,无需从人类监督指导。Tshitoyan 330万年和他的同事应用这些方法,在材料科学论文的摘要发表在1922年至2018年之间,跨越一百万的词汇“单词”——其中一些实际上是化学公式。分析显示预期的相关性等,例如,“镍铁”和“铁磁”,或“Bi₂Te₃”和“热”。

这似乎是一个奇特的方式重新推导出我们已经发现的东西。但有时材料可能是研究和特征没有研究者意识到什么有用的应用程序属性可以显示。Tshitoyan和他的同事们表明,许多表现热电材料,例如,可能是预测这种方式提前几年的实际发现的潜力。

这里,化学元素分组的方式反映其周期的关系。例如,在词的巨大空间关联卤素巧妙地组合在一起,虽然当分组起源于“双原子非金属”一词也与氮气和氧气。(砹就是很正常,异常值)。过渡金属都聚集在一起,是有区别的,就是说,post-transition金属如铝和锡。

这么多也许并不奇怪:它只是表明我们的传统分类的化学元素都牢牢地记住了词汇方面的文献。但它们大概是因为我们发现方便和有用的。换句话说:我们可能认为我们这样的“正确”的地方只能高于氢锂,或者属于镧d块,而不是f块,但规范化学实践揭示文献似乎告诉我们,我们不应该过多的注意这样的建议。

这回报我们一个基本的问题关于这些上千个周期表。我们不得不做出一个最佳选择基于客观事实,或者我们可以务实多元化?在他的新版本元素周期表:它的故事,它的重要性IYPT、更新,Eric Scerri调用第一组现实主义者(哲学意义上的),第二个乐器演奏家或“anti-realists”。现实主义者,我们分组元素的反映自然本身的方式是“雕刻在关节”。我们的化学直觉无疑表明,一些部门——惰性气体,说——就像(尽管这样的关节似乎是模糊的超重元素)。但整个周期表真正在关节雕刻吗?从这两个研究中,化学性质和实际学科使用推荐的各种方式削减:一些关节比其他人更清晰。