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随着经验分子力场和基于量子化学计算的分子力场，高精度和高效率有限元算法(如辛算法)和计算机模拟技术的发展和成熟、相应实验数据的丰富，分子模拟的应用由简单模型系统扩展到生物分子和复合材料体系，甚至逐渐被应用于更为复杂与真实的体系。通过与统计力学和统计学方法的结合，分子模拟为理论与实验结果的直接定量比较提供了可能，并提供了实验所缺的具体的分子图像和机理。但是复杂不但在结构上具有多样性和多尺度的特点，其与化学性质相关的动力学行为更是跨越从飞秒到秒、分钟、甚至更长的时间尺度。利用分子模拟研究这些多尺度复杂体系的问题目前仍然存在较大的局限性，需要发展增强取样的方法提高分子模拟的应用范围。在这个报告中我们着重介绍我们研究组所发展的基于温度积分形式非玻尔兹曼采样方法和反应轨迹增强抽样方法。同时，介绍该方法在一些化学与生物体系，如蛋白质折叠、DNA 碱基翻转、小分子团簇结构扫描和有机化学反应的机理与溶剂化效应研究中的应用。同时，我们也将就现存抽样方法的局限性展开讨论。