全章主线：一条链，一个导数

整章内容可以压缩成下面这条链。看懂它，后面所有命令都只是在回答 「怎么把这条链喂给计算机」。

1. 1势能 $U$
   把「化学」编码成一个能量函数：原子之间怎么吸引、怎么排斥，全写在这里。
2. 2力 $F=-\mathrm{d}U/\mathrm{d}r$
   势能曲线上某点切线斜率的相反数。这是本课程唯一的数学门槛。
3. 3加速度 $a=F/m$
   牛顿第二定律，高中已学。
4. 4轨迹
   解微分方程：积分器把 $t\to t+\Delta t$ 一步步推进，得到每个时刻、每个原子的位置与速度。
5. 5宏观量
   温度、压强、扩散系数……全部由轨迹做时间平均得到。

下载与安装

1. 1下载
   官方 Windows 安装包托管在 rpm.lammps.org/windows/，本课程统一使用 64 位 + 图形界面版。
2. 2安装
   双击运行，跟随向导。安装是用户级的，不需要管理员权限；PATH 与 LAMMPS_POTENTIALS 会自动配好。
3. 3验证
   打开开始菜单里的 LAMMPS Shell，输入 lmp -h；能打印出命令行选项即为安装成功。

输入脚本：四段式与最小算例

LAMMPS 最经典的入门算例（Lennard-Jones 流体）——四段骨架：

# ① 初始化
units       lj
atom_style  atomic
# ② 定义体系
lattice     fcc 0.8442
region      box block 0 10 0 10 0 10
create_box  1 box

# ③ 设置相互作用
pair_style  lj/cut 2.5
pair_coeff  1 1 1.0 1.0 2.5
# ④ 计算与输出
velocity    all create 1.44 87287 loop geom
fix         1 all nve
run         1000

输出与本章要点

运行后会得到什么

本章要点

• 数学只有高中导数：势能对位置求导取负得力 $F=-\mathrm{d}U/\mathrm{d}r$。
• MD 解的是牛顿方程：输入势函数，输出轨迹，宏观量靠统计。
• LAMMPS 是经典引擎，不含电子结构； 选对势函数比跑得快更重要。
• 安装包在 rpm.lammps.org/windows/，用户级安装，验证命令 lmp -h。
• 输入脚本四段式：初始化 → 定义体系 → 设置相互作用 → 计算与输出。
• 看轨迹用 OVITO Basic（免费开源）：下载页 ovito.org/#download， 选 Basic，别选需要许可证的 Pro。