2013 年的諾貝爾化學獎屬於計算化學嗎？

今天諾貝爾化學獎頒布，稱為Computer Modelling of Chemical Reactions ,這屬於計算化學嗎？

當然算是計算化學，不過確實也很偏生物，雖然這次沒有在頒獎詞中像去年那樣赤裸裸地說一些生物的詞，但是「multiscale models」 和 「complex chemical systems」 無不暗含「生物大分子」的意思。Karplus 等人的引用一直都很高，這幾年一直都有人預測他們會得諾貝爾獎，但是究竟得哪個獎、哪幾個人來分享起初還有些爭議。現在做計算的（特別是生物高分子的分子動力學模擬的）科研工作者其實都是從這裡開始。

計算化學，特別狹義的指的恐怕就是量子化學的有關計算，可是這樣的東西已經發過諾貝爾化學獎了。現在，生物大分子的有關計算當然也是計算化學研究的熱點。Karplus 組的工作主要就是來做生物分子的分子動力學模擬，特別是早期的一些開創性的工作以及開發了 CHARMM 軟體。Levitt 也在很早的時候就做了一些跟蛋白質、DNA 的分子模擬有關的一些工作，最近在蛋白質結構預測方面、特別是CASP 比賽裡面取得了一些比較好的結果。Warshel 的工作更接近傳統意義上與量子化學更接近的東西多一點，例如他們組提出的 QM/MM 方法以及自由能微擾等，其實是把量子化學和分子動力學模擬二者之間架設一個橋樑，這也正是授獎詞中「multiscale models」的一個方面。

另外，個人認為，「multiscale models」 確實值得頒獎，但是現在就為多尺度頒獎，恐怕有些為時過早，如果是我寫頒獎詞，我可能會寫 「Computer Modeling of Bio-molecules」。的確現在的計算化學已經可以在不同的尺度下進行模擬、計算，例如可以從量子化學的層次、可以用 CHARMM 跑全原子模擬、可以寫一個 Go 模型把一個氨基酸看成一個粒子來進行模擬等等。但是這中間的橋還沒有架好，也缺乏一個真正特別簡單有效的模型能處理生物大分子的問題，之所以我們有 Go 模型，一方面確實是基於物理的思考，另一方面也是因為那個時代計算能力太低。如果未來的一天，「multiscale models」 真正能夠把各個層次之間的重整化（粗粒化）關係弄得非常清楚，大家能夠有一個普遍接受而且行之有效的方法來高效地進行各個層次下的模擬，我想那時候是值得 「multiscale models」 再發一次諾貝爾獎的。

歡迎大家閱讀 Karplus 寫的一個自傳，如果有不能下載的情況，我已經把摘要附在下面：
http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.biophys.33.110502.133350

SPINACH ON THE CEILING: A Theoretical Chemist"s Return to Biology
Vol. 35: 1-47 (Volume publication date June 2006), DOI: 10.1146/annurev.biophys.33.110502.133350
Martin Karplus
Department of Chemistry and Chemical Biology, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138; and Laboratoire de Chimie Biophysique, ISIS, Université Louis Pasteur, F67083 Strasbourg, France; email: marci@tammy.harvard.edu

I was born in Vienna and came to the United States as a refugee in October 1938. This experience played an important role in my view of the world and my approach to science: It contributed to my realization that it was safe to stop working in fields that I felt I understood and to focus on different areas of research by asking questions that would teach me and others something new. I describe my experiences that led me from chemistry and physics back to my first love, biology, and outline some of the contributions I have made as part of my ongoing learning experience.

最後是這次諾貝爾獎委員會本次授獎的一個簡要的說明：

毫無疑問，可以算作計算化學。
但我很不理解很多地方都說是 "Computer Modeling of Chemical Reactions"，人家諾貝爾網站上明明寫的是 "for the development of multiscale models for complex chemical systems" （The Nobel Prize in Chemistry 2013）。。。

雖然兩者都是計算化學，但差別還是不小的。

另外，竊以為，這次頒獎又是很偏生物啊。至少在官方的 "Scientific background" 裡面引用的相關文獻很大一部分是生物相關，而多尺度模擬應用最廣的地方也在生物方面（目前來看）。不過至少 Karplus 是有量子化學背景的，雖然這麼多年來多數工作在分子動力學和生物方面。

或許我比較狹隘，吐槽完畢，謝邀，求摺疊