分子模拟周刊:第 13 期

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刊首语

我在年青时候也曾经做过许多梦,后来大半忘却了,但自己也并不以为可惜。所谓回忆者,虽说可以使人欢欣,有时也不免使人寂寞,使精神的丝缕还牵着己逝的寂寞的时光,又有什么意味呢?

……

我感到未尝经验的无聊,是自此以后的事。我当初是不知其所以然的;后来想,凡有一人的主张,得了赞和,是促其前进的,得了反对,是促其奋斗的,独有叫喊于生人中,而生人并无反应,既非赞同,也无反对,如置身毫无边际的荒原,无可措手的了,这是怎样的悲哀呵,我于是以我所感到者为寂寞。

这寂寞又一天一天的长大起来,如大毒蛇,缠住了我的灵魂了。

然而我虽然自有无端的悲哀,却也并不愤懑,因为这经验使我反省,看见自己了:就是我决不是一个振臂一呼应者云集的英雄。

  ——鲁迅《呐喊·自序》

看到有人讨论中文互联网产出枯竭的问题, 也引起我的诸多回忆. 我并不自认为是一个喜欢回忆的人. 我不喜欢活在过去, 虽则旧日经过记忆的滤镜, 消减了伤痛, 变得美好起来, 但我心里明了它的虚假. 旧日并没你想象的那样好, 也没有你想象的那么坏, 它就在那里, 实实在在, 与你无关. 多数人口里所谓的好坏, 只是借了旧日的躯壳凭吊各自的青葱年岁而已. 这又有些什么意义呢? 旧日无论好坏, 都已过去; 未来无论好坏, 终将到来.

还记得多年以前在大学时, 我花了一周时间, 每日晚间定时到教室, 终于读完了傅雷译的四册本 约翰·克利斯朵夫. 自那以后, 我再也没翻阅过这部小说, 因为我的整个生命被其他事务满满占据着, 到现今依然如是. 弹指间, 18年过去了. 这部小说的大部分内容早已模糊, 但开头和结尾却仍深深印刻在我的脑海中. 小说的开头是

江声浩荡,自屋后上升。

而结尾则是:

圣者克利斯朵夫渡过了河。他在逆流中走了整整的一夜。现在他结实的身体像一块岩石一般矗立在水面上,左肩上扛着一个娇弱而沉重的孩子。圣者克利斯朵夫倚在一株拔起的松树上;松树屈曲了,他的脊骨也屈曲了。那些看着他出发的人都说他渡不过的。他们长时间的嘲弄他,笑他。随后,黑夜来了。他们厌倦了。此刻克利斯朵夫已经走得那么远,再也听不见留在岸上的人的叫喊。在激流澎湃中,他只听见孩子的平静的声音,——他用小手抓着巨人额上的一绺头发,嘴里老喊着:“走罢!”——他便走着,伛着背,眼睛向着前面,老望着黑洞洞的对岸,削壁慢慢的显出白色来了。

早祷的钟声突然响了,无数的钟声一下子都惊醒了。天又黎明!黑沉沉的危崖后面,看不见的太阳在金色的天空升起。快要倒下来的克利斯朵夫终于到了彼岸。于是他对孩子说:

“咱们到了!唉,你多重啊!孩子,你究竟是谁呢?”

孩子回答说:

“我是即将来到的日子。”

不知道为什么, 自我读完这部小说之后, 这结尾的一段给我最大震撼. 每当不经意想起, 就不能自已.

我今天重又翻出这段话, 与现实对照, 更加感受到这段话背后的力量.

资源工具

1. 使用MSYS64编译GROMACS

我的笔记本太老了, 没法安装Visual Studio, 自然也就没法使用MSVC来编译GROMACS. 穷则思变, 我就想到了几个替代方法: MSVC命令行, 太复杂; CYGWIN, 太臃肿, 效率差; MSYS64, 可以考虑. MSYS64可以使用两种编译器, gcc和clang. 这两种编译器安装起来倒是很方便, 可用来编译GROMACS却各有问题: gcc龟速倒也罢了, 最后却才发现它自带的libregx无法使用, 导致链接失败; clang速度快些, 可对OpenMP支持不佳, 需要各种折腾. 经历了几次三番漫长的编译之后, 我累了, 索性放弃了MSYS64自行安装的gcc, 换成自己安装的mingw-w64, 终于出坑了.

2. GROMACS中文手册2019.6版

最新的GROMACS是2020版本, 但还不稳定, 存在很多问题. 我不是新版控, 而是一直使用比最新版稍低的稳定版, 目前是2019.6. 所以也就顺便把中文手册更新到这个版本了.

3. 氧化石墨烯建模工具

周刊第 4 期中我推荐过一个python的氧化石墨烯建模工具. 有朋友试用后发现并不是很好用, 得到的氧化石墨烯结构有时不合理. 既然那时我也曾说过可以将这个功能集成到我的石墨烯在线工具, 那就这样成了吧. 目前实现了-O-, -OH, -COOH基团的添加, 暂时还没有考虑碳原子缺陷和添加边缘的=O基团.

4. 支持GROMACS文件模板的notepad2

将以前的文本编辑软件notepad2更新了一下, 集成了许多GROMACS文件模板功能, 基本上可以作为简单的GROMACS运行工具, 生成, 编辑GROMACS输入文件可以方便不少.

5. 新版本谷歌浏览器的外部协议与Taggie

谷歌浏览器更新之后, 原先的打开外部协议功能无法保存, 导致我的Taggie工具失效. 一番搜索之后, 在网上找到了解决办法.

论文采风

学艺术和建筑的, 经常要外出采风和写生. 做科研的也同样需要, 只不过换成了阅读文献和查看问题. 阅读别人的论文其实就是采风, 而尝试解决别人提出的问题, 就是写生了.

1. A Theoretical Study of Graphene Oxide Chemical Structure

一篇关于氧化石墨烯的本科毕业论文, 在实现氧化石墨烯建模工具的时候参考了其中对结构的讨论部分.

2. Oxidation functional groups on graphene: Structural and electronic properties

讨论氧化石墨烯结构的论文, 结论是LF模型可能是最符合实际的. 有关氧化石墨烯结构的论文还有很多, 但鉴于我不专门研究这个, 就不再罗列了.

问题写生

我想对粗粒化体系中某一组原子在 z 轴上施加一个震荡的作用力,以观察其震荡对体系温度的影响,但是GROMACS里面的恒力牵引好像只能做到一个方向,请问有什么好的方法么? 使用电荷和交变电场可以么?

你可以加电荷和交变电场, 但是加了电荷之后对体系是有影响的, 和你原来设想的加振荡力不一样. 你的设想需要改代码才能实现, 可以参考电场的代码, 改成直接加力就可以了.

平行模拟如何做?

平行模拟有几种不同的方式: 1. 使用同一初始构型, 赋予不同初始速度; 2. 使用相同初始速度, 采用不同初始构型; 3. 初始速度和构型都不同. 若要使用不同初始构型, 一般是采用比最终模拟温度稍高的模拟得到的, 比如使用350 K的模拟, 然后从中抽取几个构型, 再做模拟. 不同的速度只要设定随机种子即可, 设为不同的正整数即可, 也可以设为-1.

模拟中压力的瞬时值有什么意义? 为什么波动很大?

压力既不是矢量也不是标量,对于各向同性系统压力是应力张量的对角元的系综平均。模拟中给出的瞬时压力其实就是瞬时应力张量的值,瞬时值为正表示系统有膨胀的趋势,瞬时值为负表示系统有收缩的趋势。一般来讲瞬时值没有特别物理含义,看压力一般只看平均值。

压力波动大是NVE/NVT模拟中很常见的现象,为了减小波动最有效的方法是增加体系尺寸,因为统计力学中涨落是和粒子数的平方根成反比的。

即便你体系有上万个原子,想使均值趋近于设定值一般也需要长时间采样。

一般跑MD的时候, 对压力不是很关注, 因为压力在模拟过程中波动非常大. 这是必然的, 因为压力的波动正比于物质的压缩性, 凝聚态物质可压缩性非常小, 所以压力波动必然很大. 只要观察下平均压力与设定值偏差不大, 就可以了. 你很难做到精确地与设定值相等.

网络文摘

1. 一个美国退役军官的自述:我的父亲是如何预测美国的衰落

我把这些个人经历作为背景,来说我父亲预测的未来,因为最近美国发生的事情,让我又想到了这个。当我十几岁的时候,他喜欢告诉我:“我开始时很艰难,最后生活才变得轻松。威利,你一开始过得很轻松,但最后可能会很艰难。”

他的预言一直伴随着我,也许是因为即使在那个时候,在内心深处的某个地方,我已经怀疑我父亲是对的。

冠状病毒的大流行现在占据了所有媒体的头条,一场全球经济衰退,似乎是大势所趋。股市一直在下跌,人们的生活正受到根本性的、可怕的影响。我的父亲经历过因疾病而失去亲人的经历,经历过在物质极度匮乏的时候努力工作以维持生计的经历,经历过为了家庭的幸福而做出牺牲的经历。与他相比,到目前为止,作为空军军官、大学教师和历史学家,我的生活确实要轻松一些。但在57岁的时候,我终于准备好迎接困难了。

2. 可视化设计-色彩空间

颜色在可视化中是一个非常重要的视觉通道,颜色通常有三个主要用途

• 描述量化的模式/规律

• 类别标注

• 高亮强调

在可视化设计时,颜色很容易被错误的使用从而引发错误的数据解读。

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