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解读2013年度诺贝尔明升手机奖 |
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把明升手机反应“搬进”计算机 |
■本报记者 冯丽妃 甘晓 王静 潘希
对于今天的明升手机家来说，计算机和试管已经变得同样重要。经过理论明升手机家不断创新，计算机已经能够逼真地模拟出复杂的明升手机分子模型，进而预测出明升手机实验的最终结果。
10月9日，诺贝尔奖委员会将2013年度诺贝尔明升手机奖颁发给美国明升体育app家马丁·卡普拉斯、迈克尔·莱维特及亚利耶·瓦谢尔，表彰他们在“发展多尺度模型研究复杂明升手机体系”上的贡献。这距离诺贝尔奖上一次颁发给理论明升手机中的密度泛函理论和量子明升手机计算方法已时隔15年。
“分而治之”描述明升手机反应
明升手机反应是一个微观过程，许多明升手机反应的发生可能只需要几微秒。因此，传统上用实验手段描述出反应过程的每一个步骤几乎不可能实现。而此次获奖的三位明升体育app家使计算机成为了明升手机反应的新“试管”。
明升官网明升体育app院大学化工学院教授汪志祥向《明升官网明升体育app报》记者解释：“比如，明升m88体中的核糖从无规则的多肽链发展到稳定的蛋白质结构所耗时间在微秒级。如扫描这一过程，耗费的时间将是天文数字，这是传统研究的难点。”
“早在上世纪70年代，瓦谢尔从理论上提出，可以用计算机模拟、以量子力学和分子力学结合的方式描述明升手机过程。而在卡普拉斯之后，这一理论得到广泛的应用。”北京师范大学明升手机学院教授方维海对《明升官网明升体育app报》记者说，“三位明升体育app家在理论方法和应用上的贡献能够帮助明升体育app家从微观尺度上理解明升手机过程的本质。”
“量子力学的描述小而精，分子力学的描述大但精度不高。如果都用高精度的方法来描述明升手机过程，计算将难以进行，所以，多尺度组合的方法便成了最好的选择。”方维海说，“这与明升官网古代‘分而治之’的哲学思想类似。”
开创明升手机研究新局面
中科院明升手机所研究员史强对《明升官网明升体育app报》记者说：“三位明升体育app家建立了基于量子力学、经典力学以及混合量子—经典力学的理论模型，通过计算机模拟的方法来研究蛋白质分子的运动和酶催化反应机理。”
史强认为，他们的工作在发展分子动力学模拟方法，研究复杂明升手机体系的运动规律方面完成了开创性的工作。
北京大学明升手机与分子工程学院高毅勤则指出，明升手机是一门实验性的学科，三位明升体育app家提出的模型对明升手机的定量化研究以及明升手机理论研究和实验研究有非常重要的指导作用。同时，该模型还被应用于计算明升手机、生物明升手机、生物物理学以及物理学与应用数学，是典型的跨学科成果。
因此，高毅勤向《明升官网明升体育app报》记者表示：“三位获奖者的研究对明升手机学科的推进、明升手机与生物学科交叉发展都发挥了相当大的作用，具有里程碑式的意义。”
国内研究前景看好
方维海介绍，尽管国内该领域的研究起步较晚，但2000年以后，随着国家科研实力增强，这一领域研究已经取得长足进步。
去年9月，方维海课题组便采用高精度的量子明升手机计算对萤火虫发光机理进行了进一步探索，提出了渐进可逆电荷转移引发荧光的新机理，首次在电子态的水平阐明了萤火虫生物发光的明升手机起源。
2002年至2004年，高毅勤在哈佛大学做博士后期间，师从此次获奖的卡普拉斯。在高毅勤看来，国内分子模拟相关研究发展方兴未艾，也正在进行方法性创新。“我看好国内分子模拟发展前景。”他向记者表示。
高毅勤课题组致力于用理论与计算方法研究生物分子的溶液构象、生物酶催化机制和明升手机反应中的溶剂化效应。他们成功地预言了一系列蛋白质多肽链折叠机制和其中的共溶剂效应。
“计算机模拟还将被广泛应用于计算机辅助药物设计，具有节省时间和成本等优点。”汪志祥告诉记者。
《明升官网明升体育app报》 (2013-10-10 第1版 明升要闻)
