以马斯克的太空探索公司 SpaceX 为例,在降落火箭发射本钱时,他没有遵照行业内现有的高本钱采购模式。而是利用第一性事理,将火箭发射这一繁芜问题分解至最基本的层面,思考构成火箭的材料以及制造过程的各个环节。通过这种办法,他创造自行购买原材料制造火箭,虽前期投入增加,但长远来看能大幅降落本钱。
终极,SpaceX 成为太空领域的创新引领者。同样,在特斯拉研发电动汽车时,面对电池本钱高昂的难题,马斯克从第一性事理角度出发,剖析电池的材料组成和本钱构造,果断决定自建电池厂,使电池价格显著低落,为电动汽车的遍及奠定了根本。
第一性事理打算在多个领域发挥着重要浸染。

在材料科学领域,它能预测材料的构造和性能。例如,通过打算确定新型半导体材料的能带构造、电子态密度等,为材料的设计和研发供应理论辅导,助力探求具有特定性能的材料,如高导电性、高强度或分外光学性子的材料。
在化学领域,可仿照化学反应过程,研究分子的构造和反应机理,为化学反应的优化和新化学反应的探索供应依据。在物理学中,能够研究量子力学系统的基本性子,如打算量子点、纳米线等低维量子系统的电子构造和物理特性。
在生命科学领域,能赞助研究蛋白质的构造和功能、药物分子与靶点的相互浸染等,为药物研发供应主要信息。
常见的第一性事理打算软件有:VASP(Vienna Ab-initio Simulation Package),基于密度泛函理论,可进行电子构造打算、构造优化、分子动力学仿照等,打算精度高,并行效率好,功能丰富,在材料科学领域运用广泛;
Quantum Espresso,同样基于密度泛函理论,包含多个模块,可进行电子构造打算、分子动力学仿照、声子打算等,免费开源,用户群体弘大,开拓社区生动,适用于各种材料体系研究,可在不同打算平台运行;
Gaussian,紧张用于量子化学打算,但也能进行部分第一性事理打算,可打算分子电子构造、能量、光谱等性子,功能强大,供应多种打算方法和基组选择,适用于化学、生归天学等领域;
Materials Studio,是综合性材料仿照软件平台,包含如 CASTEP 等基于第一性事理的打算模块,可进行材料构造优化、性子预测、表面和界面仿照等,具有友好的图形用户界面;
ABINIT,开源第一性事理打算软件,基于密度泛函理论和赝势方法,可进行电子构造打算、光学性子打算、声子打算等,具有高度可定制性和灵巧性,适用于各种材料体系研究。
而进行第一性事理打算,对做事器配置有特定哀求,首先,强大的处理器至关主要。须要多核心、高主频的 CPU,如 AMD 的 EPYC 系列或 Intel 的 Xeon 系列处理器。这些处理器能够并行处理繁芜的打算任务,提高打算效率。例如,拥有大量核心的 AMD EPYC 9754 或 Intel Xeon Platinum 8352V 等。
其次,充足的内存不可或缺。大量的打算数据须要在内存中暂存和处理,一样平常建议配置大容量的 DDR4 或 DDR5 内存,如 256GB 乃至更高容量的内存,且具备高带宽和低延迟的特性,以担保数据的快速读写。在存储方面,须要高速的固态硬盘(SSD)来作为系统盘和存储打算中间结果及数据的盘,确保快速的数据存取速率,如 1TB 或更大容量的 SSD。
此外,对付一些繁芜的第一性事理打算任务,可能还须要高性能的显卡(GPU)来加速打算,特殊是在涉及大规模并行打算的情形下,如 NVIDIA 的 Tesla 系列等专业打算显卡,能够显著提升打算性能。
同时,稳定可靠的电源供应以及良好的散热系统也是保障做事器永劫光稳定运行的主要成分,避免因过热或电源故障导致打算中断。
总之,第一性事理打算以强大的硬件配置为根本,在多个科学领域发挥着重要浸染,为我们开启了一扇通往科学创新的大门。未来,随着硬件技能的不断进步和软件的持续优化,第一性事理打算必将为人类的科学发展和技能创新带来更多的惊喜和打破。