11、分子物理与化学模拟：JENA软件介绍

分子物理与化学模拟：JENA软件介绍

1. 引言

分子是数据存储和信息处理的理想介质，通过特定的化学反应或物理效应，分子可以被修改、选择或按特定属性进行空间分离。分子尺寸在纳米级别，由原子或离子组成，具有内部空间结构，其属性如总质量、结合能、电荷和化学反应性等都由内部结构决定。

从描述的角度来看，分子是很好的研究对象。一方面，其尺寸小，重力对其行为影响可忽略不计；另一方面，又足够大，能克服随机量子物理和强核力的部分未知影响。分子的行为遵循热力学和力学定律，主要由机械力和电力驱动，特别是静电作用。这些底层规则为膜计算的建模和模拟提供了良好的基础。

基于这些特点，人们设想开发一个膜计算软件系统，用于模拟单个空间分布分子在容器中的相互作用。该软件旨在填补高度抽象的形式化术语重写建模工具（如P - Lingua）和昂贵的详细分子动力学系统（如Amber）之间的差距，以中等抽象水平展示分子系统的动态行为，并实现生物信息处理原理的可视化。

生物化学和生物物理过程通常发生在液体中，尤其是液态水中。生物细胞由外层的磷脂膜和内部的水组成，内部膜划分出不同的亚细胞区室，不同的分子和环境条件使这些区室能够执行不同的专门任务。体外的分子生物学过程也常在容器或试管中以液态水为介质进行。

这个膜计算软件的设计目标是创建一个虚拟细胞和虚拟实验室，它应具备以下四个主要任务：
1. 定义分子系统 ：确定分子在液体中的初始空间位置，并指定界定容器或外膜。
2. 配置处理规范 ：设置化学反应、容器或膜所受的电力或机械力等处理规范。
3. 模拟系统行为 </