量子化学的第二次革命_1998年诺贝尔化学奖简介.pdfVIP

第 14 卷 　第 3 期 1999 年 6 月 量子化学 的第二次革命 ———1998 年诺贝尔化学奖简介 陈　志 　达 (北京大学化学与分子工程学院　100871) 　　摘要 　简单介绍了 1998 年诺贝尔化学奖获得者以及 30 多年来他们在发展量子化学理论与 计算方法方面的卓越贡献 。文中还简要地介绍了量子化学计算在化学中的应用 。 　　1998 年 10 月 13 日,瑞典皇家科学院宣布 1998 年诺贝尔化学奖授予美国加州大学 Santa Barbara 分校物理学教授 Walter Kohn 和美国西北大学化学教授John A . Pople , 以表彰他们在发 展用于研究分子性质与化学反应过程的量子化学方法方面的开创性贡献 。 Walter Kohn 　　　　　　　　　　　　　John A. Pople 　 　　Walter Kohn 教授 1923 年生于奥地利的维也纳 。1938 年德国吞并奥地利 , 作为犹太人的 Kohn 与他的姐妹逃离到英国 , 随后来到加拿大 。1945 年 Kohn 在多伦多大学获得数学与物理 学学士学位 , 1946 年获得应用数学硕士学位 。1948 年 Kohn 在美国的哈佛大学获得物理学博 士学位 。其后 ,在哈佛大学作了两年讲师 。1950 年至 1960 年 , Kohn 在 CarnegieMellon 大学物 理系任教授 。后转到加州大学 San Diego 分校物理系任教 , 曾任该系系主任 。1979 年至今 , Kohn 教授一直在加州大学 Santa Barbara 分校工作 , 是该校理论物理研究所的创建人 , 并于 1979 年至 1984 年任该所主任 。Kohn 教授是美国国家科学院和美国艺术与科学院院士 。 　　Pople 教授 1925 年生于英国的 Somerset , 至今他仍然保留英国国籍 。1951 年在剑桥大学获 得数学博士学位 。他的导师 , John LennardJones 是剑桥大学化学系理论化学的 Plemmer 讲座 教授 ,当时的 Faraday 学会主席 。Pople 教授曾经在剑桥大学数学系任教 ,后转入国家物理实验 室工作 ,直至 1964 年移居美国 ,在 CarnegieMellon 大学任化学物理教授 。从 1993 年起至今 , Pople 一直在西北大学化学系任教授 。Pople 教授是美国国家科学院和美国艺术与科学院院 3 士 。 　　本世纪初 ,人们创立了量子力学理论 ,用于研究微观粒子的运动规律 。1927 年海特勒和伦 敦应用量子力学原理研究了两个氢原子组成氢分子的化学键本质 ,从而开创了量子化学的先 河 。就在量子力学诞生后的 1929 年 ,当时的剑桥大学数学教授 Paul Dirac 声称 ,把整个化学归 结成一些数学方程的基本定律已经完全搞清楚了 ,唯一的问题是方程太复杂 , 以至于不能解这 些方程 。Dirac 是赫赫有名的量子力学创始人之一 ,他与 Schrdinger 共享 1933 年物理学诺贝尔 奖 。Dirac 所指的方程即是现在人们熟知的研究微观粒子的Dirac 定态方程 。由他的这番话足 见求解这些方程的困难 。颇有趣的是当时作为剑桥大学数学系研究生的 Pople 教授今天却因 为他在发展量子化学计算方法方面的贡献而获得 1998 年诺贝尔化学奖 。Pople 发展的计算程 序正是用于解决象分子这样复杂的化学体系的薛定谔方程 。量子化学的根本问题就是求解分 子体系的薛定谔方程 。由此可见 ,Pople 教授对量子化学发展所做贡献的伟大意义 。Pople 教授 早在 60 年代就率先把计算机应用于量子化学中 ,在半经验量子化学计算方法方面做出了重要 的贡献 。这里有大家熟知的用于研究不饱和有机分子的电子光谱的 PariseParrPople 方法 。 这一被称为 PPP 方法的发明人之一就是 Pople 教授 。但是 ,