沃爾特·科恩 - 簡介
沃爾特·科恩于1923年3月9日出生于奧地利名城維也納的一個猶太家庭,早年其父母均在納粹集中營中被殺害,16歲的科恩從納粹統(tǒng)治的奧地利逃亡加拿大,并入伍參加了第二次世界大戰(zhàn)。戰(zhàn)后的科恩進入加拿大的多倫多大學深造,并于1945年獲數(shù)學和物理學學士學位,1946年再次于多倫多大學獲應用數(shù)學碩士學位,1948年在哈佛大學獲博士學位。沃爾特·科恩 - 個人履歷
科恩曾任哈佛大學物理系教員,卡內(nèi)基-梅隆大學助教和教授,圣迭戈的加利福尼亞大學物理系教授,系主任,1979年來到圣巴巴拉的加利福尼亞大學,先后任理論物理所所長和物理系教授。科恩同時擔任了IBM、通用原子、Bell電話實驗室等多家著名企業(yè)的顧問。并被接受為倫敦皇家學會的外籍會員,量子分子科學國際科學院、國家科學院和美國藝術(shù)與科學院院士。沃爾特·科恩 - 個人貢獻
沃爾特·科恩提出的密度泛函理論對化學作出了巨大的貢獻,與約翰·波普爾(提出波函數(shù)方法)分享了1998年的諾貝爾化學獎。沃爾特·科恩 - 研究成果
早在1964-1965年沃爾特·科恩就提出:一個量子力學體系的能量僅由其電子密度所決定,這個量比薛定諤方程中復雜的波函數(shù)更容易處理得多。他同時還提供一種方法來建立方程,從其解可以得到體系的電子密度和能量,這種方法稱為密度泛函理論,已經(jīng)在化學中得到廣泛應用,因為方法簡單,可以應用于較大的分子。沃爾特·庫恩的密度泛函理論對化學作出了巨大的貢獻。量子化學理論和計算的豐碩成果被認為正在引起整個化學的革命。量子化學家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙。這標志著古老的化學已發(fā)展成為理論和實驗緊密結(jié)合的科學。沃爾特·庫恩的密度泛函理論構(gòu)成了簡化以數(shù)學處理原子間成鍵問題的理論基礎,是目前許多計算得以實現(xiàn)的先決條件。傳統(tǒng)的分子性質(zhì)計算基于每個單電子運動的描寫,使得計算本身在數(shù)學上非常復雜。沃爾特?庫恩指出,知道分布在空間任意一點上的平均電子數(shù)已經(jīng)足夠了,沒有必要考慮每一個單電子的運動行為。這一思想帶來了一種十分簡便的計算方法——密度泛函理論。方法上的簡化使大分子系統(tǒng)的研究成為可能,酶反應機制的理論計算就是其中典型的實例,而這種理論計算的成功凝聚著無數(shù)理論工作者30余年的心血。如今,密度泛函方法已經(jīng)成為量子化學中應用最廣泛的計算方法。約翰·波普爾發(fā)展了化學中的計算方法,這些方法是基于對薛定諤方程(Schrodinger equation)中的波函數(shù)作不同的描述。他創(chuàng)建了一個理論模型化學,其中用一系列越來越精確的近似值,系統(tǒng)地促進量子化學方程的正確解析,從而可以控制計算的精度,這些技術(shù)是通過高斯計算機程序向研究人員提供的。今天這個程序在所有化學領域中都用來作量子化學的計算。
量子化學理論和計算的豐碩成果被認為正在引起整個化學的革命。量子化學家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙。這標志著古老的化學已發(fā)展成為理論和實驗緊密結(jié)合的科學。約翰·波普爾系統(tǒng)完整地建立了的量子化學方法學,被應用于化學的各個分支。隨著計算機科學的飛速發(fā)展,量子化學計算已成為與實驗技術(shù)相得益彰、相輔相成的重要手段;谘Χㄖ@等人所建立的量子力學基本方法,約翰·波普爾發(fā)展了多種量子化學計算方法。波普爾的方法使得在理論上研究分子的性質(zhì)以及它們在化學反應中的行為成為可能。簡單地說,應用波普爾的方法(程序),人們把一個分子或一個化學反應的特征輸入計算機中,所得到的輸出結(jié)果就是該分子的性質(zhì)或該化學反應可能如何發(fā)生的具體描述,這些計算結(jié)果通常被用于形象地注釋或預測實驗結(jié)果。通過設計GAUSSIAN程序,波普爾使他的計算方法和技術(shù)容易地被研究者所采用。該程序的第一版本GAUSSIAN70于1970年完成。此后,他和合作者相繼推出了從GAUSSIAN76到GAUSSIAN98八個版本的逐步完善的程序庫系列。GAUSSIAN程序庫已成為當今全世界在大學、研究所及商業(yè)公司中工作的成千上萬化學工作者的重要研究工具。時至今日,量子化學已應用于化學的所有分支和分子物理學。它在提供分子的性質(zhì)和分子間相互作用的定量信息的同時,也致力于深入了解那些不可能完全從實驗上觀測的化學過程。