تصور کنید که یک سیستم با N ذره وجود دارد که ما موقعیت همه ذرات، سرعت آن­ها و اندازه و جهت نیروهای بین آن­ها را در لحظه t­₀ می­دانیم. بنابراین با حل معادلات حرکت نیوتن می­توانیم موقعیت و سرعت همه ذرات را در زمان t₁ که کمی بعد از t₀ هست به دست آوریم. حال اگر این روند را برای زمان قابل توجهی ادامه بدهیم، در واقع داریم  رفتار سیستم را مورد بررسی قرار می­دهیم. این فرایند یک روش شبیه سازی موسوم به Molecular Dynamics است.

برای چنین شبیه سازی ای، مهمترین چیز آن است که رابطه نیروهای بین ذره ای را داشته باشید. این روابط تقریبن برای هر دو نوع اتمی منحصر به فرد است. بیشتر این روابط را به کمک اندازه گیری دقیق آزمایشگاهی تخمین می­زنند و بعضی را هم با حل معادله شرودینگر به دست می­آورند. منابع زیادی در این باره در دسترس هست.

بعد از آن شما باید سیستم مورد نظرتان را تعریف کنید و آن را به کمک آن نیروها به راه بیاندازید. مثلن می­خواهیم بدانیم ضخامت یک قطره کوچک روغن وقتی در یک دمای مشخص روی سطح آب پخش می­شود چقدر می­تواند باشد؟ و مثلن آیا ضخامت این لایه با اندازه قطره رابطه­ای دارد؟

در پایان شبیه سازی شما مجموعه ی کاملی از اطلاعات در مورد موقعیت، سرعت و انرژی تک تک ذرات و توزیع آن­ها دارید که با تحلیل آن­ها نسبت به زمان می­توانید پارامترهایی مثل دما، فشار، ضریب نفوذ و ظرفیت گرمایی و رفتار آنها را بررسی کنید. و در نهایت به سوال های خود پاسخ دهید.

در حین انجماد چه اتفاقی برای مولکول های آب می­افتد؟، یا یک پروتئین چگونه کار می­کند؟ یا یک مولکول آب با چه سرعتی و چطور می­تواند از داخل یک نانوتیوب کربنی عبور کند؟ MD یکی از بهترین روش هایی ست که می­تواند به این سوال ها جواب بدهد.

همانطور که می­توان حدس زد در این روش مقدار محاسبات بسیار زیاد است. طوری که بزرگترین شبیه سازی کامپیوتری در این روش نتوانسته بیشتر از چند میلیون اتم را شبیه سازی کنند، آن هم تنها برای چند دهم ثانیه! امروزه این روش بسیار توسعه یافته. اگر فکر می­کنید به این روش علاقه دارید کافی ست چند دقیقه ای راجع به آن در گوگل جستجو کنید. اطلاعات بسیار زیادی پیدا خواهید کرد. من هم در این باره، در آینده بیشتر می­نویسم.