Kálmán Varga
Computational Nanoscience
2011,448pp
Hardback
ISBN9781107001701
计算机仿真是求解物理问题一个不可缺少的研究工具，在认识和预测纳米现象中起着很重要的作用。然而，专业研究人员使用的计算机代码过于复杂，对于想了解计算机模拟的研究生则比较困难。本书让学生了解先进的计算机代码，教给学生所需的工具来开发自己的代码。本书描述了在计算物理、量子力学、原子和分子物理学、凝聚态理论等学科中的计算问题，提供了先进的算法，是学生非常理想的选择。它包含了多种的复杂程度不同的实际例子，以帮助各种不同层次的读者。可在www.cambridge.org/9781107001701网上找到本书提供的Fortran 90算法库，该算法库以多种实例说明了如何用文中所述的用先进计算方法解决物理问题，为读者提供必要的软件工具。
书中所述的物理问题的计算方法包括基于经典分子动力学的方法、密度泛函方法、全相关波函数等；提供的计算代码包含了不同的基础工具，如有限差分法、拉格朗日函数、平面波方法，运用高斯函数解决束缚态和散射问题，以及描述电子结构和材料的输运性质。并且，对解决同一问题的不同方法，还进行了详细的介绍和比较。全书分为两部分。在第一部分中，研究内容集中在一维问题。这些问题的难度不大，为第二部分更复杂的问题打下基础。在第二部分中，本书描述并模拟了复杂的三维问题。第一部分中解决的问题，其计算代码比较基础，重要组成部分均用文本进行了解释。第二部分包含有很多较复杂步骤的代码程序。这些代码程序往往有数百行语句的内容，并且包含了不同的算法集，因而文中只对代码程序的主体结构进行了解释。本书作者的重点并不在于教授计算机编程，因为市面上已有不少计算机编程的优秀书籍，作者写本书的目的在于教会读者使用编程工具更好地解决物理问题。作者指出，追求代码程序编写简单、容易执行，但也要注意是否牺牲了计算速度和计算效率，以及代码程序写作的易读程度。他鼓励读者按照自己的需要重写这些代码程序。
本书的作者为美国田纳西州范德比尔特大学的卡尔曼•瓦尔加和约瑟夫•A•斯科尔。卡尔曼•瓦尔加是物理和天文学系助理教授，任职于范德比尔特大学。他的主要研究方向是计算纳米科学，专注于开发新的计算方法，比如电子结构的计算。约瑟夫•A•斯科尔同样任职于范德比尔特大学，是物理和天文学系的研究助理，他主要研究纳米尺度现象领域的理论和计算物理。
本书的第一部分可用于计算物理学专业的本科教育。第二部分比较适合于高年级的本科生和研究生。
杨盈莹，
助理研究员
（中国科学院半导体研究所）
Yang Yingying，Assistant Professor
（Institute of Semiconductors，CAS）