在化學(xué)問(wèn)題研究中，使用數(shù)學(xué)方法的每一次嘗試都必須被認(rèn)為是極不合理的，且與化學(xué)的精神背道而馳。如果數(shù)學(xué)分析在化學(xué)中占據(jù)突出地位(一種幾乎不可能發(fā)生的反�，F(xiàn)象)，那么，它將導(dǎo)致這門(mén)學(xué)科迅速而廣泛地退化。
（奧古斯塔斯·孔特(17981857年)，法國(guó)哲學(xué)家，出自《積極哲學(xué)》，1830年。）

不同的觀點(diǎn)：

自然科學(xué)取得的進(jìn)步越大,它們就越傾向于進(jìn)入數(shù)學(xué)領(lǐng)域，這是一種它們都會(huì)匯聚到的中心。我們甚至可以通過(guò)一門(mén)科學(xué)提交計(jì)算的設(shè)施來(lái)判斷它達(dá)到的完美程度。
（阿道夫·凱特爾(17961874年)，法國(guó)天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)家和社會(huì)學(xué)家，寫(xiě)于1828年。）

第3版在以下方面與第2版不同：

(1) 第1版中發(fā)現(xiàn)的印刷錯(cuò)誤(我希望)已得到糾正。

(2) 修改了某些句子和段落，使其更加清晰易懂。

(3) 傳記腳注根據(jù)需要進(jìn)行了更新。

(4) 添加了2010年(第2版中最新參考文獻(xiàn)的年份)到2015年年底的重大進(jìn)展，并在相關(guān)地方進(jìn)行了引用。

從導(dǎo)論一詞可以推斷出，這本書(shū)的目的與以前的版本一樣，旨在教授計(jì)算化學(xué)的核心概念和方法的基礎(chǔ)知識(shí)。這雖然是一本教科書(shū)，但并沒(méi)有試圖通過(guò)處理深?yuàn)W的先進(jìn)話題來(lái)取悅每一位評(píng)論者。一些基本概念包括勢(shì)能面、分子力學(xué)中所用分子力學(xué)圖像和薛定諤方程及其簡(jiǎn)練的矩陣解法，以給出能級(jí)和分子軌道。所有需要的矩陣代數(shù)在使用前都進(jìn)行了解釋。計(jì)算化學(xué)的基本技術(shù)是分子力學(xué)、從頭算、半經(jīng)驗(yàn)和密度泛函方法。分子動(dòng)力學(xué)和蒙特卡洛方法僅被提及，盡管它們很重要，但它們利用了本書(shū)介紹的一些基本概念和方法，如果按本書(shū)討論的主題水平進(jìn)行介紹，關(guān)于它們則需要一本書(shū)。我之所以寫(xiě)第1版(2003年)，是因?yàn)樗坪鯖](méi)有一本非常適合一般化學(xué)讀者學(xué)習(xí)計(jì)算化學(xué)的入門(mén)課本，而第2版(2011年)是基于同樣的信念發(fā)行的。雖然有一些關(guān)于量子化學(xué)及其學(xué)科助理(輔助似乎有些貶低)計(jì)算化學(xué)的圣經(jīng)，但本版的精神與前兩本相同。我希望本書(shū)對(duì)任何想充分了解這門(mén)學(xué)科、開(kāi)始閱讀文獻(xiàn)，并開(kāi)始做計(jì)算化學(xué)的人都有用。如上所述，這一領(lǐng)域有許多優(yōu)秀的書(shū)籍，但顯然沒(méi)有一本書(shū)試圖使化學(xué)專業(yè)的廣大學(xué)生熟悉計(jì)算化學(xué)，就像這些課程的標(biāo)準(zhǔn)教科書(shū)使有機(jī)化學(xué)或物理化學(xué)易于理解一樣。為此，數(shù)學(xué)一直受到束縛，沒(méi)有人試圖證明分子軌道是希爾伯特空間中的向量，或者有限維內(nèi)積空間必須具有正交歸一基，而非專業(yè)人士有理由擔(dān)心的唯一部分是哈特里�哺？撕涂贫鳘采衬贩匠�(概述)的推導(dǎo)。如果要了解程序的特點(diǎn)，就應(yīng)該閱讀這些章節(jié)，但不妨礙任何人繼續(xù)閱讀本書(shū)的其余部分。

計(jì)算化學(xué)已成為一種工具，其使用精神與紅外或核磁共振光譜基本相同，在使用它時(shí)，無(wú)須編寫(xiě)自己的程序，正如富有成效地使用紅外或核磁共振光譜時(shí)不需要建立自己的光譜儀一樣。我已嘗試給出足夠的理論，以提供關(guān)于程序中的標(biāo)準(zhǔn)流程如何工作的一個(gè)合理的、好的建議。在這方面，構(gòu)建�？司仃嚭蛯�(duì)角化�？司仃嚨母拍詈茉缇捅灰�入了，且計(jì)算上相對(duì)不重要的久期行列式(除了與簡(jiǎn)單休克爾方法有關(guān)的歷史原因外)很少被討論。文中給出了許多實(shí)際計(jì)算的結(jié)果，其中一些是專門(mén)為本書(shū)計(jì)算的。本書(shū)中幾乎所有的論斷都附有參考文獻(xiàn)，這對(duì)需要追蹤方法或結(jié)果的研究人員，以及任何希望深入研究的人員都非常有用。詳盡地提及所討論的每個(gè)主題，即使不是不可能，顯然是不合適的。參考文獻(xiàn)的選擇一直以(除了證明特定論斷的合理性)綜述和一般方式說(shuō)明一個(gè)主題，而非以它的某些特定方面的出版物為導(dǎo)向。在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一旦人們想了解某個(gè)主題，通常就不難獲得有關(guān)它的更多信息。本書(shū)適用于高年級(jí)本科生、研究生和計(jì)算化學(xué)的新手研究人員。這些學(xué)生在大學(xué)二年級(jí)或三年級(jí)時(shí)應(yīng)已具備分子形狀、共價(jià)鍵和離子鍵、光譜學(xué)的知識(shí)，并對(duì)熱力學(xué)有一定的了解。一些讀者不妨回顧物理和有機(jī)化學(xué)的基本概念。

讀者應(yīng)該能夠從本書(shū)中獲得關(guān)于常見(jiàn)計(jì)算化學(xué)技術(shù)的基本理論和從這些技術(shù)中獲得的各種結(jié)果的一個(gè)合理認(rèn)識(shí)。讀者將學(xué)到如何計(jì)算分子的幾何構(gòu)型，其紅外和紫外光譜及其熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性，以及對(duì)其化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行合理猜測(cè)所需的其他信息。

應(yīng)用計(jì)算化學(xué)比以往任何時(shí)候更容易，因?yàn)橛布�已�?jīng)變得比幾年前便宜了，曾經(jīng)只適用于昂貴的工作站的強(qiáng)大程序已經(jīng)被改編成可以在廉價(jià)的個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。實(shí)際使用一個(gè)程序最好通過(guò)學(xué)習(xí)它的手冊(cè)和為特定程序編寫(xiě)的書(shū)籍，本書(shū)沒(méi)有給出設(shè)置各種計(jì)算的說(shuō)明。第9章提供了有關(guān)各種程序的信息。閱讀本書(shū)，獲得一些程序，然后開(kāi)始做計(jì)算化學(xué)。您可能會(huì)犯錯(cuò)，但它們不太可能給您帶來(lái)與實(shí)驗(yàn)室中犯錯(cuò)相同的危險(xiǎn)。

對(duì)于第1版和第2版來(lái)說(shuō)，榮幸地感謝以下人員的幫助：

多倫多大學(xué)的伊姆里·奇茲毛迪奧教授極為慷慨地貢獻(xiàn)出了他的時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)；

那些知識(shí)淵博的人訂閱了CCL(計(jì)算化學(xué)列表)，
對(duì)任何對(duì)這個(gè)主題感興趣的人來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)非常有用的論壇；

我在克魯維爾的第1版編輯，�，�·羅伯茨博士，她總是最樂(lè)于助人和最能給人希望；

我的非常樂(lè)于助人的、施普林格第2版的編輯克勞迪婭·庫(kù)利埃特女士和索尼婭·奧霍博士；

關(guān)于第3版的指導(dǎo)，施普林格的卡琳·德·比女士；

康奈爾大學(xué)的羅阿爾德·霍夫曼教授，他對(duì)有時(shí)有些晦澀難懂的問(wèn)題有深刻的見(jiàn)解和知識(shí)；

COSMOlogic公司的安德烈亞斯·克拉姆特博士分享了他在溶劑化計(jì)算方面的專業(yè)知識(shí)；

巴爾的摩縣馬里蘭大學(xué)的喬爾·利布曼教授的激勵(lì)性討論；

特倫特大學(xué)的馬修·湯普森教授的激勵(lì)性討論。

對(duì)于第3版而言，榮幸地感謝以下人員的幫助：

施普林格資深化學(xué)出版編輯，索尼婭·奧霍博士； 施普林格書(shū)籍類制作編輯，卡琳·德·比女士；

特倫特大學(xué)化學(xué)系的羅伯特·斯泰爾斯教授在卓有成效的討論中的見(jiàn)解；

最后，由于這個(gè)版本不是完全從頭開(kāi)始的，因此，我感謝以上在第1版和第2版中給予我?guī)椭�的所有人�?/p>

毫無(wú)疑問(wèn)，有些名字被不公正、無(wú)意地遺漏了，對(duì)此我深表歉意。

埃洛爾·G.里沃斯
加拿大 安大略省 彼得伯勒
2016年1月