报告时间：2021年7月19日8:30-11:30

报高地点：包氏教学楼 8-204

讲座人：李新征

报告摘要：

物质的运动规律与存在状态的理论描述一直是物理学研究中的核心话题。其中，力学是最基本的、也是最具有第一性原理特征（非狭义的第一性原理电子结构计算，而是指基于最基本的原理进行理论描述，与唯象方法对应）的手段。针对任何物理现象，究其微观理论，必然追至力学基础上。以热现象为例，热学理论虽然在19世纪已基本建立，针对其微观机制的、具有鲜明的力学特征的理论研究，却一直延伸至今。在这个探索的过程中，麦克斯韦与玻尔兹曼提出的分子微观运动基于牛顿力学的气体动理论（kinetic theory of gases），从微观层面阐明了热现象规律。20世纪初，吉布斯引入统计系综的概念，描述物质热存在状态的统计力学理论渐趋完善。之后，人们面临的是遵循这一思想，求解实际体系的微观状态从而获取其统计性质。这项任务看似简单实际却复杂无比。20世纪50年代，N. Metropolis等人采用Monte Carlo方法，在真空管计算机MANIAC I上首次完成了对液体的数值模拟，标志着计算机作为求解手段的引入。此后，随着80年代Car-Parrinello分子动力学（CPMD）与90年代Born-Oppenheimer分子动力学（BOMD）方法的发展，人们已可针对原子核在玻恩-奥本海默势能面上的进动开展进一步的理论模拟，真实描述化学键断裂等物理化学过程。至此，理论上，人们掌握了分子动力学这个具有原子分辨率的“显微镜”，用于窥探微观世界。虽然此方法还面临原子核量子效应、非绝热效应这些精细修正，但针对原子核在玻恩-奥本海默势能面上运动的统计描述，在经典力学的层面已基本完善。本报告中，我们将基于历史顺序进行一定程度的整合，对这些方法进行一个相对系统的介绍。如时间允许，也会介绍一些我们在核量子效应模拟方面的工作。

个人简介：

李新征，北京大学博雅特聘教授。2000年、2003年、2008年分别在武汉大学物理系、中科院半导体所、德国马普学会Fritz-Haber研究所获学士、硕士、博士学位，2008-2011年在伦敦大学学院从事博后研究，2012年入职北京大学星空在线,星空在线(中国)。主要研究领域是凝聚态物理中一些计算方法的发展与应用，重点是与核量子效应相关的理论方法的发展。基于这些工作，发表论文50余篇，他引2000余次。同时，出版凝聚态计算方向英文专著一部（《Computer Simulations of Molecules and Condensed Matters: From Electronic Structures to Molecular Dynamics》，31.4万字）、群论课程中文教材一部（《群论及其在凝聚态物理中的应用》，35.8万字）。2016年成果入选中国科学十大进展（3/3），2019年获教育部高等学校科学研究自然科学一等奖（3/5）。现任Journal of Physics: Condensed Matter、Chemical Physics、Computer Physics Communications杂志编委、中国物理学会凝聚态计算专业委员会委员。