为期四天的“晓松讲堂”于2019年12月19日至22日在中国科学技术大学成功举办。此次专题课程有诸多亮点：
首先感谢中国科学技术大学院校领导和超算中心鼎力支持。中科大超算中心为每位学员提供了20核，64G内存的超算计算资源，用于每天的上机实验。
其次感谢美国Gaussian公司赠送正版Gaussian软件给中国科学技术大学，每位学员上机全部正版软件操作，确保上机质量。还赠送《探索化学的奥秘：电子结构方法第三版》给学员学习使用。
四天课程全部由华盛顿大学化学系李晓松教授亲自授课，全程中文讲解，一对一答疑。
晓松老师精心设计最新上机实例，全部从Nature和Science等杂志上挑选出来的前沿课题，亲自带每位学员在超算上操作实现。
课程现场配了7位助教，确保学员上机操作有问题及时解决。
为了让大家了解这次课程的内容，以下是此次专题课程纪要：
第一天（化学反应机理）：
华盛顿大学李晓松教授第一堂课便给学员们讲解了“如何做好计算化学研究”。他认为做好计算化学研究不是简单的输入命令，然后得到一个跟实验一致的结果。而是首先要在势能面和能级图的基础上，对所研究的化学问题（如反应机理和光谱）有个清晰的物理图像，这样才可以对所研究的体系和问题有精准的把握。紧接着，晓松老师从物理的角度介绍了势能面、Gaussian中的优化算法、分子性质、波函数稳定性检测等内容。讲授过程中，晓松老师把一个个晦涩难懂的数学及物理问题简化为形象的模型，深入浅出，让不同层次的学员都有非常大的收获。
在上机实验中，晓松老师把最前沿的研究课题带给了现场的学员。第一个上机实验是用Gaussian软件做反应动力学。使用第一性原理分子动力学研究化学反应机理。我们通常使用先寻找过渡态，然后构建反应通道的方法来研究反应机理。而在本实验中，晓松老师则让每个学员使用一个随机数，利用第一性原理分子动力学来研究不同反应机理的分支比。通过研究乙二醛分子的分解反应动力学计算，学员们对分子动力学在反应机理研究中的作用有了深刻理解。整个上机过程中，学员提出了很多科学性的问题，而不是与操作相关的问题。
视频：Gaussian软件做反应动力学
第二天（化学反应机理）：
晓松老师给学员们介绍了量子化学中的“电子相关”概念，着重介绍了密度泛函理论对电子相关的处理以及不同密度泛函的特点。第二天主要讲解光化学反应机理，晓松老师再次强调物理图像及概念的重要性，花了将近2个小时的时间介绍了光化学中涉及的能级图，尤其是光化学反应中6种不同的化学机理。结合最新的光谱技术以及自己发表在高档次杂志上的工作为例，晓松老师系统讲解了光化学反应机理，例如绝热和非绝热光化学反应机理、光致异构化机理、光致质子转移等。
在上机实验中，晓松老师结合自己多年的工作经验，将金属氧化物纳米点模型以及缺陷能的计算分享给了学员们。金属氧化物的模拟对于Gaussian用户来说是一个比较有挑战的体系，甚至有研究者认为Gaussian在金属氧化物中不如其它周期性软件。晓松老师对此进行了详细的论述，他认为Gaussian构建的金属氧化物团簇模型能够很好地描述金属氧化物的电子结构，并且能够精确地得到缺陷能。学员们通过他介绍的使用“赝氢”原子来封闭团簇的方法，在上机实验中深刻的体会到了团簇模型在研究金属氧化物中的优势及精确性。第二个重要的上机案例是荧光淬灭机理。荧光淬灭机理的研究是非常前沿的课题，学员们通过对基态、激发态的优化以及使用冗余内坐标扫描势能面的方法，得到了发光分子处于激发态时的旋转能垒以及荧光淬灭机理。在上机过程中，学员们提出了许多重要的科学问题，并与晓松老师热烈讨论。李老师认为，通过2天的学习，学员们的水平有了较大提高，许多学员也逐渐意识到科学问题本身的重要性，而不是只注重如何操作软件。
第三天（光谱预测）：
光谱课程的第一天，晓松老师再次强调了做好计算化学的要点。然后，他详细阐述了不同光源、光谱以及对应的原子专一性、速度等问题。他认为：光谱是用来验证分子性质最好的工具。随着光学仪器的发展，同步光源和自由电子激光的普及，光谱在分子和材料研究中的重要性会更加突出。在实际引用中，晓松老师首先介绍了振动光谱相关的内容，以水分子的非简谐振动光谱为例，介绍了时间分辨的振动光谱在科学研究中的重要价值。其次，利用纳米点计算中的“赝氢”原子封闭技术，介绍了如何得到缺陷的振动模式。最后，晓松老师介绍了电子光谱中的一些基本概念，例如吸收光谱、辐射光谱、电子振动耦合光谱、瞬态激发和受激辐射等。通过光化学势能面的讲解，让学员们理解电子光谱的本质是研究电子在不同电子态（基态，激发态）之间的跃迁。
在上机实验中，学员们通过水分子非简谐振子模型的计算，逐渐理解了晓松老师关于非简谐振子模型的意义。此外，晓松老师以TI3C分子为例介绍了如何计算垂直激发和荧光光谱，并多次强调激发态计算中对Root关键词的理解。许多学员纷纷表示，此前进行的相关计算并没有考虑清楚激发计算中的物理图像，因而导致计算得到的结果不可信。而听了晓松老师的讲解之后，已经对激发态计算中的相关物理概念有了比较深入的理解，使得计算化学研究的水平得到了很大的提高。
第四天（光谱预测）：
光谱课程的第二天，也是本次“晓松讲堂”的最后一天。学员们的分析问题能力不断提升，在晓松老师上课的过程中，不断有学员举手提问。晓松老师对每个学员提出的问题都进行详细、耐心的解答。晓松老师在课堂上多次表扬学员们的表现，他认为经过几天的学习，学员们的计算化学素养得到了很高的提升，问题越来越有深度，越来越偏向于科学问题本身，而不是如何操作软件。以甲醇、水分子团簇为例，晓松老师着重介绍了X射线吸收光谱的原理以及应用，他认为同步辐射和自由电子激光领域是一个挑战，也是一个机遇。另外，晓松老师着重讲解了考虑溶剂化效应对电子光谱的影响。这个问题涉及的物理化学概念较多，而且非常抽象。晓松老师指出，文献中90%的相关计算都是错误的，其原因是没有理解其中的物理图像。晓松老师通过手绘溶剂化下的势能图，详细讲解了溶剂化效应下的荧光光谱计算原理。
在上机实验中，学员们通过水、甲醇体系的X射线吸收光谱的计算，逐步理解了电子吸收光谱的计算原理。通过防晒霜主要成分Umbelliferone分子为例，学员们计算了该分子的电子振动耦合光谱，并在计算过程中对遇到的问题与李晓松老师进行了深入的讨论。最后一个上机实验是溶剂化效应下Umbelliferone分子的荧光光谱计算。由于该案例较为复杂，晓松老师详细讲解了每一个输入文件的内容以及物理意义，通过结合物理图像，让学员们了解了整个计算过程的逻辑顺序。
在课程的最后时间，晓松老师对此次的培训进行了总结。他认为此次参加培训版的学员学习能力非常强。通过四天的培训，学员们已经真正掌握了做好计算化学的要领。随着课程的结束，学员们给晓松老师致以经久不衰的掌声，并期待未来能够再次得到晓松老师的专业的指导。
