简介播报
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理论物理亦称采用物理方式来叙述物理问题，而估算物理作为理论物理的一个分支，常特指这些可以用笔记本程序实现的物理方式。估算物理并不追求完美无缺或则分毫不差，由于只有极少的物理体系可以进行精确估算。不过，几乎所有种类的物理问题都可以而且早已采用近似的算法来叙述。
理论上讲，对任何分子都可以采用相当精确的理论技巧进行估算。好多估算软件中也早已包括了这种精确的方式，但因为这种方式的估算量随电子数的降低成指数或更快的速率下降，所以她们只能应用于很小的分子。对更大的体系，常常须要采取其他一些更大程度近似的方式，以在估算量和结果的精确度之间寻求平衡。
估算物理主要应用已有的笔记本程序和方式对特定的物理问题进行研究。而算法和笔记本程序的开发则由理论物理家和理论化学学家完成。估算物理在研究原子和分子性质、化学反应途径等问题时，常着重于解决以下两个方面的问题：
估算物理的子学科主要包括：
2013年因“为复杂物理系统创造了多尺度模型”，马丁·卡普拉斯、迈可·列维特和阿里耶·瓦舍尔一齐获得诺贝尔物理奖。
第一原理方式播报
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第一原理方式（ab），亦称为全始算，常指基于量子热学理论的，完全由理论推论而得，不做任何的假定和任何经验值的带入，所以是较为精密的估算方式，因为不使用基本数学常数和原子量以外的实验数据、以及经验或则半经验参数的求解薛定谔多项式的方式。大多数情况下这种第一原理方式包括一定的近似，而这种近似常由基本物理推论形成，比如换用更简单的函数方式或采用近似的积分方式。[2]
大多数第一原理方式使用克拉科夫-奥本海默近似，将电子运动和原子核运动分离以简化薛定谔多项式。估算常常分电子结构估算和物理动力学估算两个步骤进行：
电子结构
电子结构可以通过求解定态薛定谔多项式（也成为不含时薛定谔多项式）得到。求解过程常使用原子轨道线性组合（LCAO）得到的基组来进行近似。通过这些近似，薛定谔多项式可以转化为一个"简单"的电子伊宁顿量的本征值多项式。该多项式的解为离散集。解得的本征值是分子结构的函数。这些对应关系称为势能面。
-Fock是最常见的一种第一原理电子结构估算。在-Fock近似中，每位电子在其余电子的平均势中运动，并且不晓得这种电子的位置。当电子离得很近时，虽然是用平均方式考虑电子间的库仑互相作用，电子也不能互相避免，因而在-Fock中低估了电子抵触。-Fock多项式需采用变分法求解，所得的近似能量永远等于或低于真实能量，随着基函数的降低，-Fock能量无限趋近于-Fock极限能。
好多方式先进行-Fock估算，此后对电子的瞬时相关对此进行修正。相应能量的增加称为电子相关能。这种方式称为后-Fock方式物理学学科分类，包括多体微扰理论、耦合簇理论（）等。
量子蒙特卡罗（QMC）是另外一种解决电子相关问题的方式。在量子蒙特卡罗中，体系的能级波函数显式地写成关联的波函数，也就是说波函数是电子--电子之宽度离的显式函数。量子蒙特卡罗采用蒙地卡罗方式对积分进行数值解析。量子蒙特卡罗估算特别历时，但却可能是目前精确度最高的第一原理方式。
密度泛函理论（DFT）的许多常用泛函均包含由实验数据拟合而至的参数。但在解决分子的电子结构问题时也常将密度泛函理论被当作第一原理方式。密度泛函理论使用电子密度而不是波函数来叙述体系能量。在DFT估算中，伊宁顿量的一项物理学学科分类，交换-相关泛函，采用近似方式。
当采取的近似足够小的时侯，第一原理电子结构方式的结果可以无限趋近确切值。并且，与真实值的误差常常并不随近似的降低而单调递减，有时最简单的估算反倒会有更确切的结果。第一原理估算的主要缺点是运算量巨大，常常须要大量的估算时间、内存和c盘空间。HF方式的估算量随体系的减小以N下降（N是基函数的数量）–计算两倍大的体系须要16倍的时间–电子相关技巧的下降速率更快（DFT估算大概以N下降，相比之下是效率最高的电子相关技巧）。
估算物理方式也可以拿来解决固体化学的问题。晶体的电子结构一般用能带结构来表示。第一原理和半经验方式得到的轨道能量可以进一步应用于能带结构的估算当中。
第一原理电子结构方式的常可分为：
物理动力学
在玻恩-奥本海默近似下对原子核座标变量与电子变量进行分离后，与核自由度相关的波包通过与含时薛定谔多项式全伊宁顿量相关的演进算符进行传播。而在以能量本征态为基础的另一套方式中，含时薛定谔多项式则通过散射理论进行求解。原子间互相作用势由势能面描述，通常情况下，势能面之间通过震动耦合项互相耦合。
用于求解波包在分子中的传播的主要方式包括
分子动力学使用牛顿运动定理研究系统的含时特点，包括震动或布朗运动。大部份情况常常加入一些精典热学的描述。分子动力学与密度泛函理论的结合叫做Car-方式。
半经验方式播报
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电子结构
半经验方式省略或近似处理了-Fock估算中的一些项（比如双电子积分）。为了修正这种近似方式带来的偏差，半经验方式估算使用了一系列由实验结果拟合的参数。有时，这种参数是依据第一原理估算结果进行拟合的。
经验方式是对半经验方式的进一步近似。经验方式并没有包括伊宁顿量的双电子部份。精典方式包括埃里克·休克尔提出的应用于π电子体系的方式和Roald·霍夫曼提出的扩充方式。
半经验估算比第一原理估算快好多。并且假如估算的分子与参数化该方式时使用的分子结构不相仿时，半经验方式可能给出完全错误的结果。
半经验方式在有机物理领域应用最为广泛，由于有机分子的大小适中并主要由少数几种原子构成。
与经验方式类似，半经验方式也可分为两大类：
目前大部份的方式属于第二类半经验方式。
分子热学方式播报
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好多情况下，对大分子体系的处理可以完全避开使用量子物理估算。分子热学模拟使用古典热学模型（比如谐振子）描述化合物的能量。分子热学模型的所有常数均通过实验数据或第一原理估算结果得到。参数和多项式的优化结果称为分子力场。
进行参数化的化合物库对分子热学方式的估算成功与否至关重要。针对某类分子优化的力场只有在应用于同类分寅时才可保证得到可信的结果。
