分子とは何か。原子の基礎法則から分子の成り立ちを理解し、さらに新技術を開拓するには、分子の世界を計算機のなかに再現するシミュレーションが最も有力な方法の1つであろう。計算機の能力が飛躍的に向上した今では、この夢が現実のものとなりつつある。本書は、『計算科学講座』第6巻として、この夢を実現するための理論を第1章から第3章まで、3つの側面から紹介する。
第1章では、分子の構造と反応を化学的精度で計算するための量子力学を解説し、電子相関と基底関数の理論を中心に説明する。第2章では、分子が形を変え、離合集散して高次の構造をつくる様子を考えるための分子動力学の方法を解説する。時間積分の理論など計算の要点となる方法を説明する。第3章では、第1章と第2章の方法を総合した化学反応の理論を紹介する。遷移状態理論、ポテンシャル曲面の考え方から、QM/MM法やONIOM法までを展望する説明である。本巻の3つの章は、いずれも基礎的な概念の説明から始めてモダンな最新理論まで、体系的な解説を行っている。
本書は、現代的な計算科学の方法について考えようとする研究者、技術者に展望を与える専門書として、また、これから分子の計算を始めようとする学生、異分野の研究者にとってのガイドとなるよう企図された教科書である。