個(gè)人貢獻(xiàn)
沃爾特·科恩提出的密度泛函理論對化學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)，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(xué)獎(jiǎng)。
研究成果
早在1964-1965年沃爾特·科恩就提出：一個(gè)量子力學(xué)體系的能量僅由其電子密度所決定，這個(gè)量比薛定諤方程中復(fù)雜的波函數(shù)更容易處理得多。他同時(shí)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(xué)中得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)榉椒ê唵�，可以�?yīng)用于較大的分子。沃爾特·庫恩的密度泛函理論對化學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)。量子化學(xué)理論和計(jì)算的豐碩成果被認(rèn)為正在引起整個(gè)化學(xué)的革命。量子化學(xué)家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙ā＿@標(biāo)志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理論和實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合的科學(xué)。沃爾特·庫恩的密度泛函理論構(gòu)成了簡化以數(shù)學(xué)處理原子間成鍵問題的理論基礎(chǔ),是目前許多計(jì)算得以實(shí)現(xiàn)的先決條件。傳統(tǒng)的分子性質(zhì)計(jì)算基于每個(gè)單電子運(yùn)動(dòng)的描寫,使得計(jì)算本身在數(shù)學(xué)上非常復(fù)雜。沃爾特u2022庫恩指出,知道分布在空間任意一點(diǎn)上的平均電子數(shù)已經(jīng)足夠了,沒有必要考慮每一個(gè)單電子的運(yùn)動(dòng)行為。這一思想帶來了一種十分簡便的計(jì)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(yīng)機(jī)制的理論計(jì)算就是其中典型的實(shí)例,而這種理論計(jì)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(xué)中應(yīng)用最廣泛的計(jì)算方法。
計(jì)算方法
約翰·波普爾發(fā)展了化學(xué)中的計(jì)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(gè)理論模型化學(xué)，其中用一系列越來越精確的近似值，系統(tǒng)地促進(jìn)量子化學(xué)方程的正確解析，從而可以控制計(jì)算的精度，這些技術(shù)是通過高斯計(jì)算機(jī)程序向研究人員提供的。今天這個(gè)程序在所有化學(xué)領(lǐng)域中都用來作量子化學(xué)的計(jì)算。
量子化學(xué)理論和計(jì)算的豐碩成果被認(rèn)為正在引起整個(gè)化學(xué)的革命。量子化學(xué)家?guī)资甑男燎诟诺玫搅顺浞值目隙ā＿@標(biāo)志著古老的化學(xué)已發(fā)展成為理論和實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合的科學(xué)。約翰·波普爾系統(tǒng)完整地建立了的量子化學(xué)方法學(xué),被應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)分支。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展,量子化學(xué)計(jì)算已成為與實(shí)驗(yàn)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(xué)基本方法,約翰·波普爾發(fā)展了多種量子化學(xué)計(jì)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(xué)反應(yīng)中的行為成為可能。簡單地說,應(yīng)用波普爾的方法(程序),人們把一個(gè)分子或一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的特征輸入計(jì)算機(jī)中,所得到的輸出結(jié)果就是該分子的性質(zhì)或該化學(xué)反應(yīng)可能如何發(fā)生的具體描述,這些計(jì)算結(jié)果通常被用于形象地注釋或預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過設(shè)計(jì)GAUSSIAN程序,波普爾使他的計(jì)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(gè)版本的逐步完善的程序庫系列。GAUSSIAN程序庫已成為當(dāng)今全世界在大學(xué)、研究所及商業(yè)公司中工作的成千上萬化學(xué)工作者的重要研究工具。時(shí)至今日,量子化學(xué)已應(yīng)用于化學(xué)的所有分支和分子物理學(xué)。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(shí),也致力于深入了解那些不可能完全從實(shí)驗(yàn)上觀測的化學(xué)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.
