模拟物理世界　从量子力学到流体动力学的分级模拟

Herman J.C. Berendsen University of Groningen, The Netherlands

Simulating the Physical

World

Hierarchical Modeling from Quantum

Mechanics to Fluid Dynamics

2007, 596pp.

Hardcover EUR

ISBN 978-0-521-83527-5

Herman J. C. Berendsen著

随着计算机技术的蓬勃发展，分子模拟技术在生物、物理和化学研究中正扮演着越来越重要的角色。本书是第一本全面介绍从原子分子尺度到宏观尺度模拟的经典之作。作者系统地阐述了从量子力学到流体动力学每一级近似下的基本理论，以丰富的背景材料和理论模型分析了每级近似的应用范围，另外还提供了Python语言编写的应用和示例程序。

全书分两部分，共19章。第一部分，分子模拟的各级近似模型，包括第1~11章：1. 简介；2. 量子力学：原理及相对论效应；3. 从量子力学到经典力学；4. 量子化学：求解非时间相关的薛定谔方程；5. 量子/经典混合体系动力学；6. 分子动力学；7. 自由能、熵和平均场（PMF）；8. 随机动力学：减少自由度；9. 由粒子至流体动力学的粗粒化；10. 介观连续介质动力学；11. 耗散粒子动力学。第二部分，物理和理论概念，含第12~19章，各章内容如下：12. 傅立叶变换；13. 电磁学；14. 向量，算符和向量空间；15. 拉格朗日和哈密顿力学；16. 热力学概论；17. 统计力学概论；18. 线性响应理论；19. 样条方法综述。

作者多年来一直从事与物理化学和生物大分子模拟相关的研究，并且在该领域内做出了巨大的贡献。其中具有里程碑意义的成果有：受限分子动力学模拟中的SHAKE方法以及后来的Lincs方法；SPC水分子模型；分子模拟中计算溶解自由能的自由能扰动法；恒温和恒压模拟中的Berendsen控温和控压方法；量子/经典混合动力学中的密度矩阵演变法；分子膜体系模拟的早期研究（80年代初）等。对于这些内容，本书都有详细的介绍。另外作者还曾主持开发了现已得到广泛使用的并行分子动力学模拟软件GROMACS（详情参见www.gromacs.org）。

本书侧重于化学和生物化学中的分子模型，适合作物理、生物物理、物理化学和材料科学专业从事分子模拟的高年级本科生和研究生的教材，也适合这些领域内研究人员参考阅读。

吴荣亮，博士

（中国科学院化学研究所）

Rongliang Wu, Doctoral Candidate

(Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences)