约束驱动的构型构造体系

构型不是被能量“驱动”出来的,是被几何“约束”出来的。

不算能量,不做时间演化——把“构型”当作一个几何对象:描述它、构造它、判定它。

构建流程(六段链)

代数结构 → 几何表示 → 物理约束 → 计算建模 → 功能验证 → 反馈修正

  • 四个真实系统已跑通
  • 每个数都能复跑
  • 口径写清:约定 vs 测量事实
  • 零改动跨系统复用

60 秒看懂

两条短片:一条讲体系是什么,一条用真实数据演示「换个口径,答案就换」。

点线面:从原子到地形 19 秒 · 16:9:点云 → 主链 → 441 格 φ 地形 → 路径行走;音效按 103 BPM 拍点卡点(含 BGM)
案例二演示:代价函数一换,答案就换 2.4307 三种顺序打平 → 1428 / 2128 / 3876 分高低(12 秒)

视频里的数字与案例文档、网页同源;页脚带数据版本与引擎修订戳。

它是什么

KE几何地形,是一套用代数、几何与拓扑描述并构造构型的体系。

核心主张

构型不是被能量“驱动”出来的,是被几何“约束”出来的。

传统方法问

“这个构型需要多少能量?它会怎么演化?”

这是动力学问题
KE几何地形问

“给定约束,这个构型能落在哪里?它离边界多远?它属于哪个盆地?”

这是几何问题

构建流程:一条六段链

段 内容 例子
代数结构 定义构型的代数表示 单元网络、边距矩阵
几何表示 把代数结构映射到几何空间 势阱、盆地、分界线
物理约束 注入物理合法性条件 余量、键长约束、避障
计算建模 在几何地形上做计算 正交分解、滑落、代价
功能验证 检查构型是否满足功能 三态判定、动作码
反馈修正 根据结果修正构型 偏差-修正对

这条链的核心是:代数定义结构,几何展开地形,约束划定边界,计算读出读数,验证给出判定,修正闭合循环。

核心概念

八个概念,构成这套体系的词汇表

01

构型空间

所有可能构型的集合;高维空间,每个维度对应一个几何自由度。

02

势阱

构型空间中的稳定区域,构型的“偏好状态”。

03

预组织

势阱的“形状”:井越深、越窄,构型越稳定。

04

分界线

两个势阱之间的边界,决定构型落在哪个盆地。

05

余量

构型离边界的距离——几何地形的最小读数。

06

代价

构型偏离势阱底部的代价。

07

正交分解

把构型空间分解成互不干扰的模式,让分析可分离、可计算。

08

组合语法

势阱之间的转移规则,可组合生成新的构型序列。

它区别于什么

同一个对象,两套问法

传统方法 KE几何地形
算能量 算余量
做时间演化 做几何判定
用动力学 用几何约束
依赖力场 依赖几何结构
给数值 给三态 + 动作码

它不替代分子动力学,而是绕开它的三个硬约束

时间尺度够不到

它不跑时间。

力场有偏差

它不用力场。

采样难收敛

它用给定结构。

看得见:换个代价函数,答案就换

案例二(Ras)实测:三条路径在「变紧总量」下完全打平;换成「沿路径累计新增接触」才分得出高低。

路径 变紧总量 累计新增接触
同时(对角) 2.4307 1428
先 SW1 后 SW2 2.4307 2128
先 SW2 后 SW1 2.4307 3876

三种顺序打平(都是 2.4307)⇒ 这张网格分不出顺序。

数字来自案例二文档(Ras,21×21 网格);这里只换代价函数,不换数据。

动手:AdK 的构型地形

拖动滑块,或直接点热力图上的格子:看两个域怎么转、余量 φ 与新增接触数怎么变。441 个格点全部由引擎算出,独立复跑脚本在同目录(逐点偏差 0.00e+00)。

CA 主链:灰 = CORE(不动)|青 = LID|黄 = NMP;淡点 = 闭合态(目标)

21×21 格点:颜色 = 余量 φ(越亮越紧);白线 = 最优路径;白框 = 当前格子

0.00
0.00
φ
—
新增接触(唯一对)
—

正在加载数据…

数据 data/adk/view.json(引擎导出,完整数据见 case.json)|复跑 data/adk/repro.py(纯 numpy 独立实现,逐点偏差 0.00e+00)

应用方向

体系是主语,方向是宾语

已跑通

生命分子

四个真实蛋白:腺苷酸激酶、Ras、HIV-1 蛋白酶、钙调蛋白。已跑通构造、反解与定量对照。

生命不拟合 · 生命在约束下构建

进行中

格点规范 · 凝聚态

在格点规范模型上,把「规范不变的闭合通量构型与缺陷」做成第三类构造对象。

开放合作

待立项

欢迎带着「给定目标 ⇒ 构造构型」的具体问题来谈;我们按同一套口径评估可行性。

证据:四个真实系统

每个案例都有一句话结论、可下载数据、可复跑的脚本

腺苷酸激酶(AdK)

两个域各绕自己的铰链转 45–52°;二维最优与「先 LID」并列最小。

Ras

两个开关 9.9°/35.2°:路径量分不出顺序、态量说先 SW1。

HIV-1 蛋白酶

底物打破对称;从目标接触数反解出构型并给出坐标。

钙调蛋白

域级都不刚;准刚体要到子段级(0.39–1.75 Å)才出现。

可复核

我们给的不只是结论,是「能复跑」

下载数据

每个案例一份 case.json + 用到的结构文件。

复跑脚本

纯 numpy 的独立实现,跑完与期望输出逐项对照。

口径登记表

哪些是「约定」、哪些是「测量事实」,一页列清。

引擎能力

算子清单与契约门;不公开源码。

实验室与公司

数学构建计算实验室

以代数、几何、拓扑与计算为基本理念,做构型构建的方法与工具。

郑州星亿美牙生物科技有限公司

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