Lennard-Jones系统中的Python力图给出了TypeError

我试图在Lennard-Jones系统中绘制第I个粒子上的力，作为其与第j个粒子（即xi xj）距离的函数。力由下式给出

<σ和ε是两个参数，席是已知的量，XJ是可变的。力从第i个粒子指向第j个粒子

下面给出了我为此编写的代码

from pylab import*
from numpy import*

#~~~ ARGON VALUES ~~~~~~~~(in natural units)~~~~~~~~~~~~~~~~
epsilon=0.0122      # depth of potential well
sigma=0.335         # dist of closest approach
xi=0.00
xj=linspace(0.1,1.0,300)

f = 48.0*epsilon*( ((sigma**12.0)/((xi-xj)**13.0)) - ((sigma**6.0)/2.0/((xi-xj)**7.0)) ) * float(xj-xi)/abs(xi-xj)

plot(xj,f,label='force')
legend()
show()

但它给了我以下的错误

f = 48.0*epsilon*( ((sigma**12.0)/((xi-xj)**11.0)) - ((sigma**6.0)/2.0/((xi-xj)**5.0)) ) * float(xj-xi)/abs(xi-xj)
TypeError: only length-1 arrays can be converted to Python scalars

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有人能帮我解决这个问题吗。提前感谢。

错误在于表达式的这一部分：

float(xj-xi)

看一个相关问题的答案。这似乎是Python内置函数和Numpy函数之间的冲突

如果取出“浮动”，它至少会返回。它给出了正确的数字吗

f = 48.0*epsilon*( ((sigma**12.0)/((xi-xj)**11.0)) - ((sigma**6.0)/2.0/((xi-xj)**5.0)) ) * (xj-xi)/abs(xi-xj)

---

TypeError

是由

float（xi xj）

引起的

float（）

无法将iterable转换为单个标量值。相反，迭代

xj

并将

xi xj

中的每个值转换为

float

。这可以很容易地用

x = [float(j - xi) for j in xj)]

---

您应该使用

float（xj-xi）/abs（xi-xj）

而不是术语

sign(xj-xi)

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如果您真的想进行除法，因为

xi

和

xj

已经是浮点数，您可以执行以下操作：

(xj-xi)/abs(xi-xj)

更一般地说，如果需要将整数的numpy数组转换为浮点，可以使用以下任一方法：

1.0*(xj-xi)
(xj-xi).astype(float)

更一般地说，在调试中不使用横跨整个页面的公式是有帮助的，因为使用较小的术语，您可以更容易地识别错误的位置。它也经常跑得更快。例如，这里您计算了四次

xixj

，而实际上只需要计算一次。这样更容易阅读：

x = xi -xj

f = 48*epsilon*(s**12/x**13 - s**6/2/x**7)
f *= sign(-x)

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问题在于浮动项。但解决办法并不清楚，因为这个术语没有意义：1）这个术语不在你的等式中；2）你必须知道席和XJ已经在你上一行创建了浮动；那么，你想做什么？而且，这看起来只是一个

符号

函数。如果这就是你想要的，你应该使用，

numpy.sign（xj-xi）

。是的@tom10它是唯一一个包含力方向的符号函数。但是我不知道这个

numpy.sign

函数。谢谢你的建议。