發展複雜系統模型將實驗帶入信息時代美化學3傑分享諾獎

【本報訊】綜合法新社、新華社9 日消息：瑞典皇家科學院9 日宣布，self storage將2013年諾貝爾化學獎授予美國科學家馬丁．卡普拉斯、邁克爾．萊維特和阿里耶．瓦謝勒，以表彰他們在開發多尺度複雜化學系統模型方面所做的貢獻。 在得知獲獎後的現場電話連線中，瓦謝勒表示他「非常高興」午夜時間在洛杉磯被叫醒，感覺很棒，他自己仍在使用這一組合模型來了解細胞內物質的傳輸。 興奮如飲「3倍濃縮咖啡」 萊維特獲獎後在其位於美國加州的家中表示： 「我以為自己在做夢。我的手機從來不響，只接收短信和電郵。起初我以為是有人打錯電話，簡直不敢相信。」他說感覺自己像喝了一杯「3倍濃縮咖啡」般興奮， 「心跳突然加劇」。他笑稱，今次得獎，基本上是表彰他20歲時的工作成果。「我20歲時被要求去寫一個電腦程式。我猜，那是一個蠻不錯的程式，所以今天才會獲獎。」卡普拉斯則以為凌晨5點接到的電話會是什�壞消息， 「比如我的女兒被車撞了」。 20世紀70年代，這三位科學家結合經典和量子物理學，設計出這種多尺度模型，將傳統的化學實驗搬到了網絡世界。這一完美結合現實與理論的化學系統模型，為更全面了解並預測化學反應進程奠定了基礎。由於三位獲獎者將牛頓的經典物理和與之截然不同的量子物理聯繫起來，奠定了計算機在模擬化學反應方面的作用，繼而在生物化學領域做出頗多貢獻，因此有科技媒體將今年諾獎化學獎戲稱為「理綜獎」。 可優化機動車燃料 面對瞬間發生的化學反應，以及複雜電子毫秒間的快速運動，依靠過去用塑膠球和小木棒來創建分子模型的辦法，無法實現描繪化學反應全過程的美好願望。即使化學家選擇使用量子物理學計算化學反應過程，繁雜的計算過程與巨大的計算量也只能應付小分子的化學反應。 多尺度複雜化學系統模型的出現無疑是化學界的革命。通過該模型，科學家實現了用電腦監控微小而瞬間的化學變化，從而能將催化等過程最優化。例如在模擬藥物如何到達體內靶蛋白的實驗中，電腦可直接對與藥物相互作用的靶蛋白原子執行量子理論計算，精確分析出藥物發生作用的全過程。科學家們還可以此優化太陽能電池和機動車的燃料等。 諾貝爾化學獎評選委員會在當天發表的聲明中說，如今對化學家來說，電腦同試管一樣重要，計算機對真實生命的模擬已成為當今化學領域中大部分新研究成果成功的關鍵因素。科學家可以用電腦來揭開複雜的化學過程，例如催化劑對mini storage氣淨化或者綠葉的光合作用等，通過模擬，化學家能獲得比傳統實驗更快速、更精準的預測結果。 今年諾貝爾化學獎獎金共800萬瑞典克朗（約962.3萬港元），將由三位獲獎者平分。 「數讀」諾獎 105 1901年至2013年間，共頒發了105個諾貝爾化學獎 63 共有63個化學獎只頒給一名獲獎者 4 迄今只有4名女性化學獎得主 1 英國生物化學家弗雷德里克．桑格曾經在1958年及1980年兩度獲得諾貝爾化學獎，是唯一獲得兩次化學獎的人 35 最年輕的化學獎得主是法國物理學家弗雷德里克．約里奧─居里，即居里夫人的丈夫，他得獎時年僅35歲 85 最老的化學獎得主是約翰．芬恩，他2002年得獎時已經85歲了 57 化學獎得主平均年齡為57歲 （諾貝爾獎官網） 2013化學諾獎圖解 如今化學家在計算機上所進行的實驗幾乎與在實驗室裡做的一樣多。從計算機上獲得的理論結果被現實中的實驗證實，之後又產生了新的線索，引導我們去探索原子世界工作的原理。理論和實踐相輔相成、互相促進。 牛頓與薛定諤的貓。以前，經典物理學和量子化學水火不容，2013年諾貝爾化學獎得主，為這兩個世界打開了一扇連接的大門，使之互相合作，而且成果豐碩。 如今，當科學家模擬分子反應的過程時，會在必要時求助於計算機。整套系統的核心部分，是根據量子物理來計算。在遠離核心的部分，則依據經典物理學計算。在最外的表面，原子和分子甚至混合在一起，構成同質的物體。通過對這些理論簡單化，就能對大型化學系統進行模擬計算，這也就是這三位科學家獲獎的原因。 得獎者簡介 馬丁．卡普拉斯（美╱奧） 83歲 擁有美國和奧地利雙重國籍，20歲在哈佛大學獲得文學學士學位，23歲在美國加州理工學院獲得博士學位。現為法國斯特拉斯堡大學和美國哈佛大學教授。主要研究核磁共振譜學、化學動態學、量子化學和生物大分子的分子動力學模擬等。提出了有關耦合常數和二面角之間關係的卡普拉斯方程。 邁克爾．萊維特（美╱英╱以） 66歲 擁有美國、英國和以色列三重國籍，出生於南非的比勒陀利亞，24歲時在英國劍橋大學獲得博士學位，現為美國史丹福大學教授。 阿里耶．瓦謝勒（美╱以） 73歲 擁有美國和以色列雙重國籍，出生於以色列，29歲時在以色列魏茲曼科學院獲得博士學位，是美國南加州大學的傑出教授。 迷你倉