在一篇即将在EPJ Plus上发表的文章中,来自英国剑桥大学的Daan Frenkel概述了与模拟方法(如蒙特卡罗算法或其他常用的分子动力学方法)相关的许多陷阱。
这篇论文的背景是计算能力在过去60年的指数级发展,估计增长了1015倍,符合摩尔定律。今天,简短的模拟可以复制一个细菌大小的系统。
作者概述了各种各样的例子,当看似简单的模拟方法没有得到适当的重视时所产生的问题。例如,对小尺度系统的模拟,如立方体盒子代表作为晶体或液晶的一部分的单元,显示的效果与样本的大小是有限的这一事实有关。因此,这些模拟只能模拟而不能复制宏观效应,除非发生在微观尺度上的效应,如表面效应,被有效地去除。这通常是通过在各个方向使用小系统的周期性重复来实现的。
弗伦克尔还关注的方法,乍一看,似乎合理,但有缺陷,类似于试图比较苹果和桔子。例如,使用基于热平均的蒙特卡罗模拟来计算一个系统的机械性能(如势能),就不允许我们用热平均来计算这样一个系统的热性能(如熵)。最后,本文还非常小心地揭穿了关于模拟的常见的神话和误解,例如,新的模拟方法不一定比旧的好。
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