迈克尔•莱维特：科学发现的第三条道路 | 人物(2)

于是计算机工程师出场，将物理学家与化学家的计算模型改写为计算机程序，由计算机帮助大家计算。化学家、物理学家、生物学家、计算机工程师一起，才能进行模型验证，并通过实验来修正计算模型，以了解分子和原子的真实模样和行为。这个工作可以回答很多问题，比如绿叶如何进行光合作用?催化剂如何加速化学反应?为什么吃药可以治病等。它也能指导人们更加有效地开发太阳能电池，制造净化空气的化学用品，或者开发长寿的新药。

正是莱维特等诺贝尔化学奖获得者们所做的工作，让化学家们得以借助计算机的帮助揭示化学的神秘世界。他们仔细审视复杂化学过程中的每一个小步骤，这些细节通常是肉眼难以察觉的。现在，全世界的化学家们每天都在计算机上设计并进行实验。

量子化学和经典物理学联姻

在过去相当长一段时间，当科学家们需要在电脑上模拟分子，他们所拥有的软件要么是基于经典物理学的，要么则是基于量子物理学的，这两种方法各自有着优缺点。

经典物理学的强大之处在于其计算过程相对简单，并且可以模拟非常大型的分子结构，并向化学家们展示一个大型分子的精细结构。但是它也拥有明显的劣势，那就是它无法模拟化学反应过程。

因此为了表现这一部分，化学家们不得不求助于量子物理学。量子物理学的优势则在于量子模拟是不带有科学家先入为主意识的，可以更真实地描述化学反应过程。但它最大的局限性在于需要海量的计算，需要强大的计算机。

在上世纪70年代，计算机技术的发展远未达到今天的能力和速度，这就意味着当时它只能被应用于非常有限的小分子上。美国科学家卡普拉斯在哈佛大学的实验室中迈出了量子化学与经典物理学结合的第一步。卡普拉斯一直致力于量子物理方法的研究工作，他带领的研究组开发的计算机程序可以利用量子物理原理来模拟化学反应过程。他还提出了“Karplus方程”，该方程的原理后来被应用到了核磁共振技术中。

与莱维特和卡普拉斯分享诺贝尔奖的瓦谢尔原先在以色列的魏茨曼科学研究所进行博士阶段的研究工作，也是在那里，他与莱维特教授开始了长期的合作，他们利用魏茨曼研究所的一台超级计算机“Golem”，开发了一套革命性的计算机程序，其基于经典理论，可以实现对所有分子的模拟，甚至是那些巨大的生物分子。瓦谢尔曾在2015年香港中文大学开学典礼的演讲中回忆道：“他(莱维特)是一位优秀的计算机程序员，有了他的帮助，我才能进一步推进蛋白质建模方面的工作，这在以前是不可能的。”