2013年诺贝尔化学家授予法国斯特拉斯堡大学、美国斯坦福和南加州大学的科学家

作者：吕顺

2013年诺贝尔化学奖10月9日在瑞典揭晓，美国科学家马丁•卡普拉斯（Martin Karplus）、迈克尔•莱维特（Michael Levitt）及亚利耶•瓦谢尔（Arieh Warshel）因为对计算结构生物学的贡献而共享殊荣。按照评奖委员会的话说“这几位科学家为复杂化学系统创立了多尺度模型，把计算机模型应用于化学研究，开拓了崭新研究领域”。

以下是本届化学奖得主简介：

Martin Karplus：卡普拉斯教授1930年生于奥地利维也纳，是一位在奥地利出生的美国理论化学家，犹太裔。主要研究是核磁共振谱学、化学动态学、量子化学和生物大分子的分子动力学模拟。提出了有关耦合常数和二面角之间关系的卡普拉斯方程。卡普拉斯1950年取得哈佛大学学士学位，1953年获加州理工学院的博士学位，师从莱纳斯•鲍林。

Michael Levitt：莱维特教授1947年生于南非比勒陀利亚，为美英双重国籍。于1971年在英国剑桥大学获得博士学位。莱维特教授是著名的生物物理学家，1987年后担任斯坦福大学结构生物学教授。主要研究领域包括计算生物学，他也是美国科学院院士。

Arieh Warshel：瓦谢尔教授1940年生于以色列，为美以双重国籍。于1969年获得以色列魏茨曼科学研究所博士学位，目前是美国南加州大学杰出教授。

几曾何时，化学家们都是采用塑料的球和棍来搭建分子模型。而到今天，建模这一工作变成了在电脑中进行。上个世纪70年代，Martin Karplus，Michael Levitt和Arieh Warshel就为研发了解和预测化学过程的强有力的电脑程序而奠定了基础。对今天的大部分化学研究进展而言，反映真实世界的计算机模型起到了极其关键的作用。

化学反应是瞬间发生的。在不到毫秒的时间里，电子从一个原子核跳向另一个原子核。经典化学很难捕捉到这一瞬间；用实验方法来记录化学过程中的每一步是不可能办到的。此次获奖的科学家们所提出的方法能让科研人员通过计算机来解开化学反应过程的神秘面纱，比如废气的催化提纯或者绿叶的光合作用等。

Karplus，Levitt和Warshel的研究是突破性的，因为他们成功地让牛顿经典物理学与截然不同的量子物理学齐头并进。在此之前，化学家们在研究中只能两者之间选其一。经典物理学的优势在于计算简便，可适用于大分子模型。而其劣势则在于，无法模拟化学反应过程。这使得化学家只好选择量子物理学，但却需要海量的计算能力而最终不得不应用在小分子身上。

今年的三位获奖者则取其两者之精华，设计出了适用于经典和量子物理学的方法。例如，在模拟药物如何与身体内的目标蛋白耦合时，计算机能够对目标蛋白中那些与药物产生作用的原子采用量子物理学计算方法，而对蛋白质中剩下的部分则可以采用要求不那么高的经典物理学方法。

对于今天的化学家来说，计算机就像试管一样重要。模拟过程是如此的真实以至于传统实验的结果也能被计算机预测出来。

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