鄒文利：“寫”出中國人自己的量子化學(xué)軟件

李曉文

隨著科技日新月異的發(fā)展，我們?nèi)粘Ｋ玫氖謾C(jī)、筆記本電腦及近年來出現(xiàn)的電動(dòng)汽車，都離不開新型材料。為了減少環(huán)境污染和降低實(shí)驗(yàn)成本，材料科學(xué)家們往往先進(jìn)行量子化學(xué)模擬，從大量候選材料中篩選出具有特定性質(zhì)并滿足一定要求的樣品，再通過一些實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

事實(shí)上，作為當(dāng)代化學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等多個(gè)領(lǐng)域，它對(duì)分子、材料的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的解釋和預(yù)測是任何其他工具所不能替代的。但對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來說，他們關(guān)心的只是計(jì)算結(jié)果，沒有必要、也不可能弄清楚量子化學(xué)計(jì)算的每個(gè)細(xì)節(jié)，此時(shí)就可以借助量子化學(xué)計(jì)算軟件來解決問題。然而，目前國產(chǎn)的量子化學(xué)計(jì)算軟件極少，幾乎所有的計(jì)算工作都是用國外軟件完成的。為了改變這一現(xiàn)狀，西北大學(xué)現(xiàn)代物理研究所教授鄒文利夜以繼日地忙碌著……

“人生就像一盒巧克力”

理論化學(xué)是通過理論計(jì)算而非實(shí)驗(yàn)手段來研究化學(xué)問題的一門學(xué)科，其中最主要的分支是量子化學(xué)。量子化學(xué)源于量子力學(xué)，其理論基礎(chǔ)是薛定諤方程。1998年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了Walter Kohn和John Pople二人，表彰他們在量子化學(xué)領(lǐng)域做出的突出貢獻(xiàn)：前者提出了當(dāng)今被廣泛使用的密度泛函理論，后者不僅發(fā)展出各種量子化學(xué)方法，還開發(fā)了著名的量子化學(xué)軟件Gaussian。

鄒文利這樣評(píng)價(jià)量子化學(xué)軟件的重要性：“如果把應(yīng)用量子化學(xué)軟件研究具體問題比作上陣殺敵的話，那么開發(fā)量子化學(xué)軟件的部門就相當(dāng)于兵工廠。