我先不吐槽你说“知道个数就能逐一分析验证”了
你来解释解释怎么用“排列组合”算有多少化合物？
饱和烷烃，就CH两种元素
CH4，一种结构
C2H6，一种结构
C3H8，一种结构
C4H10
C5H12
C6H14
C7H16，开始出现对映异构体
这货的增长模式是这样的（不考虑对映异构体是节点度<4的无根树），估算公式似乎是
C10H22的异构体数量是75，好像增长的也不是那么快是吧，都用了30多个原子了
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我们来加一个不饱和度，再加个氧
C2H4O (“排列组合”可是不会排出来互变异构体这个概念的）
加个C
C3H6O
这才只用了10个原子
请楼主用“排列组合”告诉我一下有多少种异构体？至少数学家们说，他们不行
假设你写了个程序（Σ( ° △ °|||)︴我试过，把我自己写晕了），把它算出来了
搞无机的人告诉你他们做了一种 ︿(￣︶￣)︿就是锂电池里用的东西，带小数点的排列组合试试？
恩，我们算你都排列组合出来了(实际上已经几乎是无限多种了）
搞纳米的人又告诉你，都是同一种化学式，颗粒大小是10nm，15nm，18nm，25nm，100nm，1μm，1mm性质都不一样，截面在不同角度上的也都不一样，再来给我排列组合一个？（实际上已经几乎又是无限多种了）
搞高分子的人又来告诉你了，连重复单元都一样，聚合度2,5,10,100,1000,1000000都不一样，不但这样会不一样，把他们按不同比例混起来，聚合度490:500:510是1:2:1还是1:10:1还是1:10000:1又还是不一样（形容它的值叫PDI），直接关系到这是一团浆糊、结实的塑料袋、还是防弹背心的时候，再排列组合一个试试？（实际上几乎是高阶的无限多种了）
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恩，假设你又排列组合出来了，不管怎么样，C15H32都用了将近50个原子了，才4347种，也不是天文数字嘛
But，“化学是一门研究物质的性质、组成、结构、以及变化规律的基础自然科学。化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。传统的化学常常都是关于两种物质接触、变化，即化学反应，又或者是一种物质变成另一种物质的过程。”
So，咱们把C15H32放一边，看看只有75种的C10H22，theoretically，各种C10H22之间是可以相互转化的，比如这样（这个过程叫重整）：
那么这样的反应theoretically在合适的条件下两个方向都能进行，于是仅仅对于C10H22有多少反应呢？
5550个
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是不是也不是个什么复杂的数字，给一个概念是呢，一般来说，一个北大化院做有机合成的研究生5年时间，真正确定了结果的，大概也就是2000~4000个反应（什么高通量筛选不算）。你这一辈子，也不过只有30000天左右。
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恩，这个世界上有很多搬砖工呢~~
接着来
我们组最近刚做出来的分子的化学式是：
鬼知道有多少个异构体，我们把重原子加起来，相当于45个重原子，用饱和烷烃C45H92感受一下（实际上鬼知道这货的异构体数量要比C45H92多多少），总够有多少呢？总够有8,227,162,372,221,203个异构体（递推公式）
题主”逐一分析验证”是吧，假设我们一分钟内能做一个化合物，确定化合物结构，了解他的所有性质，动用全球10万砖工就研究这一个分子式，那么我们需要156528年才能以超神的一分钟一个的速度了解【由一张元素周期表上仅仅用了两个格子，其中一个是元素周期表上最简单的元素，只选择了这两种元素所能组成的最简单的一种物质，并且确定这两种元素在分子中的数量】的化合物的性质。
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15万年没日没夜一分钟也不停歇的日子终于过去了，搬砖工们终于可以找老板们答辩了，老板一拍桌子说：你还TM的没研究相互转化呢？
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化学真是前景光明啊~~
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Update:
好吧我承认这是我之前写的无聊的东西改了一下贴过来的(-_-)
如同评论中王钢蛋所说，这题目没有回答的必要，稍有常识的人就会知道，……
Update 2:
关于无限性和有限性的问题：
化合物的种类当然是有限的，把这类质疑推导极限，整个宇宙好像才10^80粒子，空间是量子化的，能量是量子化的，动量角动量都是量子化的，粒子的状态总是有限的，这样思考有意义吗？
答案里关于非整比化合物、纳米尺寸、高分子的分子量分布和PDI的解释，虽然他们也是有限的，非正比化合物至少要按照整数个原子改变，而且要改变一定的量才能出现质的变化；纳米粒子至少扒掉一层才能算个新的，分子量分布也总得论“个”来变化，同样的，这样的有限性有意义吗？这说明了化学需要考虑的不仅仅是重复单元（分子、单体）的问题，没有了重复和结构基元，用遍历的方法研究化学，就像用电脑生成一堆随机数变成文章，期待模拟猴子打出莎士比亚全集一样蠢。
update3:
关于计算化学的发展和取代实验的问题：
你真的要模拟实验，甚至取代实验，必须要达到足够高的精度，否则大部分实验还是要做，量化只能进行解释，或者提供一些不太靠谱的prediction（更多的是direction）
“达到足够高的精度”要什么代价呢？现在的高精度能量算法(比如G2,精确到1kCal/mol)的计算成本是惊人的，我们学校的资源也就够给一个10个重原子的体系做G2，1kCal/mol意味着什么，能量上两个状态相差 0.6kCal/mol （这个数是RT = 8.314 J/mol*k * 298k）就意味着选择性比例是1:1 还是 e:1( 2.7:1)，相差1.2kCal就是1:1和7:1，7:1的选择性已经可以发不错的paper，在这个精度上，10个原子，当今计算化学发展了近百年，比我们搞实验的人做的还慢。
抛开现实，假设我们能够给几十个到100个重原子的天然产物（药物）算G2，你的溶剂化效应怎么办？到现在液体结构在实验和计算上都是难题，但是搞实验的早就知道，换一种性质极其相近的溶剂，可以导致反应、不反应的区别，可以导致选择性是1:1还是99:1，甚至选择性的翻转。难道你在分子周围放上100个溶剂分子做G2？（当然现在有一些近似可以解决，比如去年刚发的诺贝尔奖）
我就算你能做出来（这已经几百个重原子了，我现在已经不能想象它需要多长时间算出来了），但是你还是只算了一个结构的最稳定状态，是个“凝固”了的状态，实际上是怎样的呢？统计平均。你看到的化学反应都是统计平均的结果，所以不仅仅需要optimization，还需要mechanics（MM/QM），解决生物中的一些生化和化生问题的时候尤为重要，为了让它动起来，统计平均的分布上，你取多少点来算？每个能量高度在势能面上对应多少结构？这个点取得越多越精确，又变成一个几乎无限的工作了。
另一个重要的问题（虽然没有之前重要），即便进行了遍历，目前也难以真正评价那些反应是你想要的反应，并付诸应用。我们经常发现，5mg量级、5g量级、和5kg量级，最终到工业生产几百吨量级，反应都是一样的，最优条件根本不一样，用量化来计算扩散传质传热流体问题？那就真是做梦了，当然现在有一些经验、半经验的算法，但是也都不靠谱。
所以只用量化计算，你没有一个可靠地筛选标准，没有打分函数也是没有用处的，就像你可以用电脑生成音乐，但是电脑不知道哪首音乐是美的。
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：李元鹤
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