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7樓2011-09-15 23:22:17
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cenwanglai(金幣+5): 2011-09-15 11:18:10
cenwanglai(模擬EPI+1): 2011-09-15 11:18:27
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cenwanglai(金幣+5): 2011-09-15 11:18:10
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shengxiang(金幣+8): 2011-09-17 21:55:57
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不同意樓上的說(shuō)法。簡(jiǎn)單說(shuō)，分子動(dòng)力學(xué)是一種基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的分子模擬的采樣方法；任何一種模擬方法都需要計(jì)算能量，而分子力學(xué)則是計(jì)算能量的方法之一，核心思想是把分子看成是彈簧連成的小球；基于分子力學(xué)的模擬叫經(jīng)典分子模擬。你還可以用量子力學(xué)計(jì)算能量去跑動(dòng)力學(xué)，那叫量子分子動(dòng)力學(xué)模擬。量子力學(xué)的核心思想是把分子看成是由電子云連接起來(lái)的原子核。所以量子力學(xué)又叫電子結(jié)構(gòu)計(jì)算。 那你會(huì)問(wèn)，采樣和計(jì)算能量的區(qū)別：采樣就像你要去另外一個(gè)城市，這是目的；而計(jì)算能量的不同方法好比你坐汽車或坐飛機(jī)。 為什么要采樣呢？采樣，Sampling，是研究材料性質(zhì)，或一種變化過(guò)程的方法，它基于這樣一種想法，即物質(zhì)呈現(xiàn)的宏觀性質(zhì)，是由許多微觀狀態(tài)決定的；不同的微觀狀態(tài)，有不同的體積，能量，壓強(qiáng)等性質(zhì)；體系，即分子原子的集合，在不同的狀態(tài)（位置）之間來(lái)回快速切換；實(shí)驗(yàn)測(cè)量的體積，密度等性質(zhì)，其實(shí)是所有這些微觀狀態(tài)的平均值。只要你能模擬到許多微觀狀態(tài)，你就能通過(guò)求平均獲得宏觀的測(cè)量值，去和實(shí)驗(yàn)值比較。這其實(shí)是平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的核心思想。此外還有非平衡態(tài)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)。核心思想都一樣：采樣！即盡可能找到那些最可能出現(xiàn)的微觀狀態(tài)，然后統(tǒng)計(jì)求平均。 怎么采？你搭了一個(gè)盒子，一個(gè)初始構(gòu)象，怎么驅(qū)動(dòng)原子分子在設(shè)定的外界條件比如溫度，壓力下訪問(wèn)一些可能的狀態(tài)？這主要有2種方法：MD,或MC。MD,動(dòng)力學(xué)，按照牛頓老人家的說(shuō)法，原子分子也就是些球球，它們?cè)诹Φ淖饔孟聲?huì)運(yùn)動(dòng)，那好，我計(jì)算原子的每一步的位置，受力，加速度，位移，讓它自動(dòng)去跑，這叫模仿自然演進(jìn)。l另外一種采樣方法，MC，蒙特卡洛，是隨機(jī)動(dòng)力學(xué)方法，不考慮受力，原子的移動(dòng)是隨機(jī)的，至于移動(dòng)的合理不合理，那由下一步的能量決定。能量低，肯定合理，接受；能量高，高多少？越高越不合理，那好，我根據(jù)能量高多少來(lái)決定接受的概率。由此可見(jiàn)，MD和MC同屬于采樣方法，但核心思想有較大差別。它們唯一的共同點(diǎn)是，需要計(jì)算每一步的能量。（分子動(dòng)力學(xué)MD中計(jì)算力，而原子受力是體系能量對(duì)原子坐標(biāo)的一階導(dǎo)。記住這句話。） 正如上面所說(shuō)，計(jì)算能量可以用分子力學(xué)，也可以用量子力學(xué)。注意，用量子力學(xué)不等于考慮了原子的量子效應(yīng)。因?yàn)榉肿觿?dòng)力學(xué)本質(zhì)上是依照牛頓經(jīng)典力學(xué)方法，所以，所謂量子分子動(dòng)力學(xué)，其模擬結(jié)果也是在經(jīng)典力學(xué)極限下的模擬�！傲孔恿W(xué)”中的“量子”，只處理電子的量子效應(yīng)，與原子，分子的量子效應(yīng)沒(méi)有一毛錢的關(guān)系。 |
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shengxiang3樓2011-09-15 04:50:59
ChemiAndy
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御劍江湖(金幣+5): 謝謝 2011-09-15 20:35:54
御劍江湖(金幣+5): 謝謝 2011-09-15 20:35:54
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不同意樓上的說(shuō)法。簡(jiǎn)單說(shuō)，分子動(dòng)力學(xué)是一種基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的分子模擬的采樣方法；任何一種模擬方法都需要計(jì)算能量，而分子力學(xué)則是計(jì)算能量的方法之一，核心思想是把分子看成是彈簧連成的小球；基于分子力學(xué)的模擬叫經(jīng)典分子模擬。你還可以用量子力學(xué)計(jì)算能量去跑動(dòng)力學(xué)，那叫量子分子動(dòng)力學(xué)模擬。量子力學(xué)的核心思想是把分子看成是由電子云連接起來(lái)的原子核。所以量子力學(xué)又叫電子結(jié)構(gòu)計(jì)算。 那你會(huì)問(wèn)，采樣和計(jì)算能量的區(qū)別：采樣就像你要去另外一個(gè)城市，這是目的；而計(jì)算能量的不同方法好比你坐汽車或坐飛機(jī)。 為什么要采樣呢？采樣，Sampling，是研究材料性質(zhì)，或一種變化過(guò)程的方法，它基于這樣一種想法，即物質(zhì)呈現(xiàn)的宏觀性質(zhì)，是由許多微觀狀態(tài)決定的；不同的微觀狀態(tài)，有不同的體積，能量，壓強(qiáng)等性質(zhì)；體系，即分子原子的集合，在不同的狀態(tài)（位置）之間來(lái)回快速切換；實(shí)驗(yàn)測(cè)量的體積，密度等性質(zhì)，其實(shí)是所有這些微觀狀態(tài)的平均值。只要你能模擬到許多微觀狀態(tài)，你就能通過(guò)求平均獲得宏觀的測(cè)量值，去和實(shí)驗(yàn)值比較。這其實(shí)是平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的核心思想。此外還有非平衡態(tài)的統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)。核心思想都一樣：采樣！即盡可能找到那些最可能出現(xiàn)的微觀狀態(tài)，然后統(tǒng)計(jì)求平均。 怎么采？你搭了一個(gè)盒子，一個(gè)初始構(gòu)象，怎么驅(qū)動(dòng)原子分子在設(shè)定的外界條件比如溫度，壓力下訪問(wèn)一些可能的狀態(tài)？這主要有2種方法：MD,或MC。MD,動(dòng)力學(xué)，按照牛頓老人家的說(shuō)法，原子分子也就是些球球，它們?cè)诹Φ淖饔孟聲?huì)運(yùn)動(dòng)，那好，我計(jì)算原子的每一步的位置，受力，加速度，位移，讓它自動(dòng)去跑，這叫模仿自然演進(jìn)。l另外一種采樣方法，MC，蒙特卡洛，是隨機(jī)動(dòng)力學(xué)方法，不考慮受力，原子的移動(dòng)是隨機(jī)的，至于移動(dòng)的合理不合理，那由下一步的能量決定。能量低，肯定合理，接受；能量高，高多少？越高越不合理，那好，我根據(jù)能量高多少來(lái)決定接受的概率。由此可見(jiàn)，MD和MC同屬于采樣方法，但核心思想有較大差別。它們唯一的共同點(diǎn)是，需要計(jì)算每一步的能量。（分子動(dòng)力學(xué)MD中計(jì)算力，而原子受力是體系能量對(duì)原子坐標(biāo)的一階導(dǎo)。記住這句話。） 正如上面所說(shuō)，計(jì)算能量可以用分子力學(xué)，也可以用量子力學(xué)。注意，用量子力學(xué)不等于考慮了原子的量子效應(yīng)。因?yàn)榉肿觿?dòng)力學(xué)本質(zhì)上是依照牛頓經(jīng)典力學(xué)方法，所以，所謂量子分子動(dòng)力學(xué)，其模擬結(jié)果也是在經(jīng)典力學(xué)極限下的模擬�！傲孔恿W(xué)”中的“量子”，只處理電子的量子效應(yīng)，與原子，分子的量子效應(yīng)沒(méi)有一毛錢的關(guān)系。 |
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