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（提出波函數方法）分享了1998年的諾貝爾化學獎。
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合的科學。沃爾特·庫恩的密度泛函理論構成了簡化以數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的先決條件。傳統(tǒng)的分子性質計算基于每個單電子運動的描寫,使得計算本身在數學上非常復雜。沃爾特u2022庫恩指出,知道分布在空間任意一點上的平均電子數已經足夠了,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理論工作者30余年的心血。如今,密度泛函方法已經成為量子化學中應用最廣泛的計算方法。
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,所得到的輸出結果就是該分子的性質或該化學反應可能如何發(fā)生的具體描述,這些計算結果通常被用于形象地注釋或預測實驗結果。通過設計GAUSSIAN程序,波普爾使他的計算方法和技術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。
英文介紹
Walter Kohn is an Austrian-born American physicist who was awarded, with John A. Pople, the Nobel Prize in chemistry in 1998. The award recognized their contributions to the understandings of the electronic properties of materials. In particular, Kohn played a leading role in the development of the density functional theory, which made it possible to incorporate quantum mechanical effects in the electronic density (rather than through its many-body wavefunction). This computational simplification led to many insights and became an essential tool for electronic materials, atomic and molecular structure.
