馬丁·卡普拉斯 (1930—2024)

卡 普拉斯是一位理論化學(xué)家，他致力于探索其學(xué)科的基礎(chǔ)原理，也始終關(guān)注這些原理在現(xiàn)實(shí)世界中最廣泛的應(yīng)用。他對(duì)復(fù)雜生物系統(tǒng)的模擬揭示了蛋白質(zhì)等大分子在原子層面的功能細(xì)節(jié)。2024年12月，卡普拉斯去世，享年94歲。

卡普拉斯于1930年出生于維也納。1938年，全家為逃離納粹政權(quán)遷居美國馬薩諸塞州波士頓地區(qū)。上中學(xué)時(shí)，卡普拉斯對(duì)觀鳥的熱愛激發(fā)了他對(duì)生物學(xué)的好奇心。1947年，17歲的他發(fā)表了第一篇關(guān)于鳥類學(xué)的論文；同年，他憑借一項(xiàng)關(guān)于美國東海岸海雀生活的研究項(xiàng)目在美國的西屋科學(xué)人才選拔賽中獲勝。

在哈佛大學(xué)讀本科時(shí)，他放棄了最初的學(xué)醫(yī)計(jì)劃，于1951年獲得了化學(xué)和物理學(xué)學(xué)位。之后，本著對(duì)生命分子研究的熱情，他前往加州理工學(xué)院，在萊納斯·鮑林（LinusPauling）的指導(dǎo)下采用量子力學(xué)方法研究氫鍵，并拿到了自己的博士學(xué)位。

在英國牛津大學(xué)進(jìn)行博士后研究時(shí)，卡普拉斯對(duì)核磁共振（NMR）應(yīng)用于化學(xué)的理論基礎(chǔ)產(chǎn)生了興趣。1955年，他進(jìn)入美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校（UIUC）工作，該校當(dāng)時(shí)有一個(gè)NMR實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。他在那里進(jìn)行了具有里程碑意義的量子力學(xué)研究，最終提出了現(xiàn)在被稱為“卡普拉斯方程”的理論。

1960年，卡普拉斯加入了IBM的沃森科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，這使得他能夠使用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。他從研究化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理入手，利用牛頓的經(jīng)典運(yùn)動(dòng)方程研究簡(jiǎn)單的 反應(yīng)。這些研究比對(duì)該系統(tǒng)的量子力學(xué)研究早了近十年。

1966年重返哈佛大學(xué)后，卡普拉斯重振了將理論方法應(yīng)用于生物學(xué)研究的雄心壯志。他研究了眼睛中光吸收的機(jī)制，重點(diǎn)關(guān)注與視蛋白結(jié)合的光吸收分子視黃醛。1969年，他在以色列的魏茨曼研究所第一次見到邁克爾·萊維特（MichaelLevitt）和亞利耶·瓦謝爾（AriehWarshel），并有了后續(xù)的合作。他們憑借在經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)、勢(shì)能函數(shù)以及計(jì)算機(jī)編程方面的專長，開發(fā)出一個(gè)多尺度模型，用于研究復(fù)雜的化學(xué)系統(tǒng)，并借此了解視黃醛吸收光后如何導(dǎo)致分子形狀發(fā)生變化，進(jìn)而改變視蛋白的形狀，最終觸發(fā)光感知過程。這項(xiàng)成果使他們獲得了2013年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

獲得諾貝爾獎(jiǎng)后，卡普拉斯繼續(xù)在哈佛大學(xué)做研究。他在計(jì)算化學(xué)和生物物理學(xué)領(lǐng)域貢獻(xiàn)卓越，同時(shí)涉足生物學(xué)領(lǐng)域，包括疫苗開發(fā)的相關(guān)工作。他在政治上也十分活躍，支持各種進(jìn)步議題。

家庭生活給卡普拉斯帶來了慰藉和滿足感。他把這種溫暖的家庭氛圍帶到了實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)了250多名研究生和博士后研究員。大家緊密合作，共同進(jìn)步，許多曾受他指導(dǎo)的人，即所謂的“卡普拉斯學(xué)派”成員，至今仍是摯友。卡普拉斯的科學(xué)貢獻(xiàn)與他培育的“學(xué)術(shù)大家庭”共同構(gòu)成了他不朽的遺產(chǎn)。