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2013年诺贝尔化学奖
发布:黄志华 日期:2013/10/12
 

2013年10月9日,2013年诺贝尔化学奖在瑞典揭晓,犹太裔美国理论化学家马丁·卡普拉斯(Martin Karplus)、美国斯坦福大学生物物理学家迈克尔·莱维特(Michael Levitt)和南加州大学化学家亚利耶·瓦谢尔(Arieh Warshel)因给复杂化学体系设计了多尺度模型而分享奖项。

1概况

诺贝尔奖官方网站消息,瑞典皇家科学院2013年10月9日宣布,将2013年诺贝尔化学奖授予美国科学家马丁・卡普拉斯、迈克尔・莱维特、阿里耶・瓦谢尔,以表彰他们“在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献”。这三位科学家将平分总共800万瑞典克朗(约120万美元)的奖金。

2研究成果

诺贝尔化学奖评选委员会在新闻稿中解释了三位获奖者的研究成果。
他们说,卡普拉斯、莱维特和瓦谢尔研究的开创性在于,他们让经典物理学与迥然不同的量子物理学在化学研究中“并肩作战”。以前,化学家必须二选其一。依靠用塑料棒和杆创建模型的经典物理学方法的优势在于计算简单且能为大分子建模,但其无法模拟化学反应。而如果化学家选择使用量子物理学计算化学反应过程,但巨大的计算量使得其只能应付小分子。为此,在20世纪70年代,这三位科学家设计出这种多尺度模型,让传统的化学实验走上了信息化的快车道。
多尺度复杂化学系统模型的出现无疑翻开了化学史的“新篇章”。化学反应发生的速度堪比光速。刹那间,电子就从一个原子核跳到另一个原子核,以前,对化学反应的每个步骤进行追踪几乎是不可能完成的任务。而在由这三位科学家研发出的多尺度模型的辅助下,化学家们让计算机做“做帮手”来揭示化学过程。例如,在模拟药物如何同身体内的目标蛋白耦合时,计算机会对目标蛋白中与药物相互作用的原子执行量子理论计算;而使用要求不那么高的经典物理学来模拟其余的大蛋白,从而精确掌握药物发生作用的全过程。
诺贝尔化学奖评选委员会在当天发表的声明中说,对化学家来说,计算机是同试管一样重要的工具,计算机对真实生命的模拟已为化学领域大部分研究成果的取得立下了“汗马功劳”。通过模拟,化学家能更快获得比传统实验更精准的预测结果。
三位科学家的研究成果,已经应用于废气净化及植物的光合作用的研究中,并可用于优化汽车催化剂、药物和太阳能电池的设计。[2]

3获奖原因

瑞典皇家科学院发表的公告指出,化学家们在做实验的时候,过去常常会用塑料棒和小球来展示化学模型,今天化学家们开始使用计算机来展示各种模型,而且当今化学领域里的重要进展都离不开计算机的帮助。上个世纪七十年代卡普拉斯、莱维特和瓦谢尔等科学家所做的研究工作为今天的研究工作奠定了坚实的基础,帮助人们加深了对化学过程的理解和预测。[3]

4人物回应

诺贝尔化学奖的颁奖时间正是美国洛杉矶的凌晨三点,被半夜叫醒而问到获奖感受时,瓦谢尔表示,感觉好极了。美国化学协会主席马兰纳对三位科学家获奖十分兴奋,她认为三位科学家的研究是理论和实验的完美结合,有助于科学家解决那些仅靠实验是无法理解的难题。[2]

5获奖者简介

马丁・卡普拉斯,1930年出生于奥地利的维也纳,1953年在美国加州理工学院获得博士学位,现为法国斯特拉斯堡大学教授;美国哈佛大学西奥多・威廉・理查兹(美国第一位诺贝尔化学奖得主)冠名化学教授。
迈克尔・莱维特,1947年出生于南非比勒陀利亚,1971年在英国剑桥大学获得博士学位,现为美国斯坦福医学院癌症研究所教授。
阿里耶・瓦谢尔,1940年出生于以色列,1969年在以色列魏兹曼科学院获得博士学位,现为美国南加州大学杰出教授。

 

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