“这个构型需要多少能量?它会怎么演化?”
这是动力学问题- 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」。
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。
用约束构造构型,不用能量驱动演化。
“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
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。
势阱
构型空间中的稳定区域,构型的“偏好状态”。
预组织
势阱的“形状”:井越深、越窄,构型越稳定。
分界线
两个势阱之间的边界,决定构型落在哪个盆地。
余量
构型离边界的距离——几何地形的最小读数。
代价
构型偏离势阱底部的代价。
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。
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。
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
- 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
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
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。
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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