以色列名人堂（一）：2013年諾貝爾化學獎得主：馬丁·卡普拉斯，邁克爾·萊維特和亞利耶·瓦謝爾

2013年10月9日，瑞典皇家科學院宣布將當年諾貝爾化學獎授予來自哈佛大學的馬丁·卡普拉斯（Martin Karplus）、來自斯坦福大學醫學院的邁克爾·萊維特（Michael Levitt）、和來自南加州大學的阿里耶·瓦謝勒（Arieh Warshel）三位科學家，以表彰他們「在開發多尺度複雜化學系統模型方面所做的貢獻」。這三位科學家將平分總共800萬瑞典克朗（約120萬美元）的獎金。

這三位科學家都有不止一個國籍，而且其中有兩位科學家具有以色列國籍。馬丁·卡普拉斯出生在奧地利，擁有奧地利和美國雙國籍；邁克爾·萊維特出生在南非，具有美國、英國和以色列三國國籍；阿里耶·瓦謝勒出生在以色列，擁有以色列和美國兩國國籍。並且，這三位科學家都具有猶太血統。所以，這一期的以色列名人堂將會對著三位科學家和他們的學術成果做詳細地介紹。

從納粹倖存者到諾貝爾獎得主

馬丁·卡普拉斯於1930年出生在奧地利的猶太家庭，在1938年3月德奧合併前夕一家人逃離奧地利，經過在瑞士、法國等周轉最終成功移民到美國。在維也納，他的家族非常有名，被視為「成功的世俗猶太知識分子家庭」。他的祖父約翰·保羅·卡普拉斯曾經是維也納大學非常知名的精神病學教授。

1950年，年僅20歲的馬丁·卡普拉斯就拿到了哈佛大學的學士學位，之後，在加州理工學院繼續深造。1953年，僅僅只用3年時間就完成了博士學位，其導師是1954年的諾貝爾獎化學獎得主萊納斯·鮑林。萊納斯·鮑林曾經稱讚馬丁·卡普拉斯是他「最傑出的學生」。之後他在牛津大學做過美國國家科學基金會博士後研究員，並且在伊利諾伊大學和哥倫比亞大學任教。自1967年起，他在哈佛大學任教。

馬丁·卡普拉斯致力於物理化學下屬的多個分支領域，包括化學動力學，量子化學，以及最矚目的分子動力學模擬，並且提出了有關耦合常數和二面角之間關係的卡普拉斯方程（Karplus equation）。

出身南非，卻擁有三國國籍

邁克爾·萊維特於1947年出生在南非的行政首都比勒陀利亞（Pretoria）。他的父親是立陶宛人，母親是捷克人。他在比勒陀利亞完成了小學和中學的學習，在他15歲的時候，全家移居到英國。在1967年，也是年僅20歲的他就拿到了倫敦國王學院的物理學學士學位。

1967年的時候，邁克爾·萊維特來到以色列，並且在以色列找到了自己的真愛——一名以色列女藝術家。隨後他和妻子一起回英國繼續學習，並且在英國有了3個孩子。在1979年，他再次來到以色列並且開始在以色列的魏茨曼研究院開始研究生物分子的電腦構型，並且在研究期間認識了亞利耶?瓦謝爾。他在1980年的時候獲得以色列國籍，而且曾在1985年在以色列國防軍服役6個星期。自1987年開始，他在美國斯坦福大學結構生物學擔任教授，同時也是美國國家科學院院士。

能得諾貝爾獎，也能上戰場

亞利耶?瓦謝爾於1940年出生在SdeNahum基布茲，那時還不存在以色列這個國家，巴勒斯坦這塊土地仍然處於英國的託管之下。亞利耶?瓦謝爾顯示在以色列軍隊服役，之後在1966年，他在海法理工大學（Technion）完成了化學學士學位。之後在以色列的魏茨曼研究院繼續深造，並於1967年獲得碩士學位，並且在1969年拿到了化學物理學的博士學位。拿到博士學位後，他開始在哈佛大學做博士後一直到1972年。在1972-1976年之間，他回到魏茨曼研究院做分子生物學方面的研究，自1976年，他開始在南加州大學化學系任教。

每個以色列人都要服3年兵役，並且服完3年兵役之後每年也要視情況繼續服役1個月。於是1967年就變成亞利耶?瓦謝爾忙碌的一年，既要拿學位又要參加第三次中東戰爭。而且，在1973年，他從美國回到以色列之後，又參加了1973年的贖罪日戰爭，並且在以色列國防軍獲得上尉（相當於美軍陸軍上尉）的軍銜。

開創化學史的新篇章

在了解完三位科學家的傳奇人生之後，我們來關注一下他們此次獲獎的研究成果。目前，化學研究已經不僅僅是用燒杯試管酒精燈做實驗了，隨著各種化學理論的不斷完善，化學研究已經到達更加深入的層面了，比如研究化學變化中分子的變化。其中，傳統的方法是用塑料小球和小棍來模擬分子形狀，通過經典物理學的方法來為大分子構建模型，但是這種方法不能模擬化學反應。化學家也可以採用量子物理學方法來計算化學反應過程，但是這種方法計算量過大，只能適用於小分子，對大分子，特別是蛋白質和酶參與的化學反應就無能為力了。而卡普拉斯、萊維特和瓦謝勒研究的開創性在於，他們設計出了多尺度的模型，讓量子物理學的方法能夠和經典物理學方法相結合，共同處理大分子的化學變化過程。

另外，由於化學反應發生的速度堪比光速：剎那間，電子就從一個原子核跳到另一個原子核。以前，對化學反應的每個步驟進行追蹤幾乎是不可能完成的任務，而在由這三位科學家研發出的多尺度模型的輔助下，化學家們可以讓計算機做「做幫手」來揭示化學過程。例如，在模擬藥物如何同身體內的目標蛋白耦合時，計算機會對目標蛋白中與藥物相互作用的原子執行量子理論計算；同時使用經典物理學來模擬其餘的大蛋白，從而精確掌握藥物發生作用的全過程。

諾貝爾化學獎評選委員會在當天發表的聲明中提出：現在，對化學家來說，計算機是同試管一樣重要的工具，計算機對真實生命的模擬已為化學領域大部分研究成果的取得立下了「汗馬功勞」。實際上，通過模擬，化學家能更快獲得比傳統實驗更精準的預測結果。這項技術已經應用於廢氣凈化及植物的光合作用的研究中，並可用於優化汽車催化劑、藥物和太陽能電池的設計，相信未來會有更廣泛的應用。

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