為什麼說2023年諾貝爾化學獎讓「牛頓的蘋果」和「薛丁格的貓」握手言和？

1樓：應富鳴

我試著答一下吧。

牛頓的蘋果，指的是經典力學，主要用於描述巨集觀、低速的物體。優點是描述簡單，計算量小。缺點是無法「準確」描述微觀粒子的行為，特別是波粒二象性相關的那些。

因為經典力學認為乙個物體的位置和動量是可以同時準確測定的。

薛丁格的貓，指的是量子力學，主要用於描述微觀粒子的行為。優點是描述精確（相對於經典力學而言），原理上可以解釋低速下的各種粒子行為，缺點是——太複雜了，實際上描述的體系大小及其受限。而且，量子力學指出，對於乙個微觀粒子，同時測定位置和動量是不可能的（海森堡測不准原理）。

在一般人看來，這兩套理論就像水和火一樣。

Karplus的貢獻是MM，也就是分子力場方法。這個方法將原子近似為硬球，將微觀體系的特性用經典力學來描述，而描述的方法則採用了擬合引數的方法，也就是力場。MM，以及由此發展而來的MD方法可以在不涉及電子的情況下研究多達上百萬上千萬個原子的體系。

當然，如果涉及化學鍵的斷裂/生成、電子的激發等方面的話一定要加入量子力學，比如QM/MM，或者從頭算MD等，但是Karplus提供了一種有效的簡化手段，讓經典力學在微觀體系中得以施展，並且由於其計算簡答的特點，在體系很大的時候很受關注。

Warshel最著名的工作就是EVB（經驗價鍵）了。EVB利用運動方程，得以將傳統上只能處理很小的體系的價鍵理論運用於細胞色素P450等大體系中。而價鍵理論的優勢就在於清晰的化學影象。

但是，傳統價鍵的計算量很大，很難推廣到像P450那樣的大體系。我在2023年的時候問過Warshel，他說在EVB中沒有電子，是運動方程（我記得是這樣說的）。

不知道有沒有回答題主的問題。