经典分子动力学和第一性原理分子动力学的区别

前面我们已经详细介绍了经典分子动力学，并且简单提及了第一性原理分子动力学，所以这里我们就主要介绍一下他们的主要区别。

经典分子动力学一般分为这么几个步骤：

1. 找到一个合适的U;
2. 对U求导可以得到每个原子核的受力;
3. 解运动方程求取各种物理和化学性质。

因此，整个过程都没有电子的量子性质的考虑，电子对体系的影响体现在U这么一个经验势中，整个手段都是基于分析力学的。当然，在实际的计算中用到牛顿力学比较方便。

对于第一原理分子动力学，其“势场”直接来源于电子结构计算，而不是经验势（包括用某些数据，比如第一原理计算的结果拟合的经验势）。虽然严格来说，原子核也是微观粒子，应该用薛定谔方程描述。例如，我们通过BO近似“退耦”后（即省略非绝热关联部分）可以获得电子和原子核的量子薛定谔方程。但是，实际的一些试验（比如各种振转光谱）数据表明，用经典粒子（分析力学）描述原子核是完全合适的。这就导致了我们使用经典的东西来描述原子核的运动。简单来说：经典分子动力学没有考虑电子的影响，而第一性原理分子动力学考虑了电子。

当然，对于第一原理分子动力学的作用机制来说，有一个例外就是CP方法。 CP方法里面“赝电子”和原子核都一起运动，他们之间的绝热通过减少他们之间耦合来实现。但是，准确来说，CPMD其实是结合了BOMD和艾伦菲斯特动力学的长处，所以这里我们就不再展开描述。

由于版面有限，这一期我们就先讲到这里，后面我们还会对其进行专门的整理和总结。