Метод классической молекулярной динамики: вклад в основания и приложения статистической физики и физической кинетики

Рассматривается, какое место занимает метод классической молекулярной динамики (ММД) в системе основных понятий статистической физики и физической кинетики, изложенных, например, в курсе Ландау и Лифшица, и где он дополняет этот курс, а где даже исправляет некоторые исходные положения. ММД – это метод, в котором для описания свойств систем многих взаимодействующих друг с другом атомов составляется и численно интегрируется система уравнений движения Ньютона. Искомые свойства и характеристики системы находятся из анализа найденных траекторий атомов. Рассматривается теория ММД: ляпуновская экспоненциальная расходимость траекторий, время динамической памяти, малые, но конечные флуктуации полной энергии, стохастические свойства, статистический смысл усреднения, возникновение необратимости. Сформулированы стандарты требований к моделированию равновесных систем и процессов релаксации (выбор числа атомов, начальных и граничных условий, способы диагностики и др.).
Представлены некоторые примеры: фазовые равновесия, границы устойчивости (спинодаль) метастабильных кристаллов и жидкостей, гомогенная нуклеация при перегреве и/или растяжении кристаллов, флуктуации, механизмы пластической деформации и разрушения твердых тел при высокоскоростном растяжении, динамика дислокаций, откольная прочность металлов, ограничение возбужденных состояний атомов в неидеальной плазме.
Кратко обсуждаются многоуровневые подходы, которые позволили бы, опираясь на результаты ММД, выйти за рамки пространственных и временных масштабов, доступных ММД, вплоть до макромасштабов. Затронуты вычислительные средства и методы вычислений.