去年，我在“计算机在科学和工程中的应用”专栏中曾预测到马丁·卡普拉斯（Martin Karplus）将会赢得2013年的诺贝尔化学奖，现在看来我的预言成真了。

 

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　　当你看到篇文章的时候，瑞典皇家科学院已经宣布了2012年诺贝尔科学奖的所有得主。令人高兴的是，诺贝尔化学奖的颁发使得计算机科学迎来了它的好机遇。2011年，诺贝尔物理学奖颁发给索尔·珀尔马特（Saul Perlmutter）、亚当·里斯（Adam Riess）和布赖恩·施密特（Brian Schmidt），援引官方的说法“是因为他们通过观测遥远超新星而发现了宇宙的加速膨胀”。
 
　　使用超新星来测量宇宙距离首先需要找到它们，这是一个技术和计算的挑战。每个星系在长达1 000年的时标里仅仅会发生一到两次的超新星爆发。为了确保捕捉到至少一次这样的超新星爆发，因此，你需要做出数以千计的星系图像。当然，你不知道在什么地方下手，所以你还得需要比较在不同夜晚拍摄的图像。
 
　　珀尔马特和他的同事们建立了一个在同一时间用来监测数以千计星系的宽视野摄像仪。他们要两次观察同一块天空，一次是在新月后，另一次是在大约10天后的下一次满月之前。得益于快速的计算机和智能算法，他们可以快速地比较两次观测并找到和确认候选者。包括里斯和施密特使用的是一种类似的方法。
 
　　可以说，2011年诺贝尔物理学奖背后也隐含了计算科学的成分。但在一些年里，算法的设计者，如赫伯特·豪普特曼（Herbert Hauptman）和杰尔姆·卡尔（Jerome Karle）由于“直接法”赢得了1985年的诺贝尔化学奖。“直接法”是用来解决晶体相位问题的一种数值算法。1998年的诺贝尔化学奖授予了两种不同的计算方法：沃尔特·科恩（Walter Kohn）的密度泛函理论和约翰·波普（John Pople）的高斯软件。
 
　　或许，迄今最令人印象深刻地赢得诺贝尔奖的计算科学工作是马丁努斯·韦尔特曼（Martinus Veltman）的弱电相互作用中的量子结构解释，1999年与他的学生杰拉尔杜斯德·霍夫特（Gerardus‘t Hooft）共同获得了的诺贝尔物理学奖。1963年，面对量子场论中冗长、复杂的方程求解难题，韦尔特曼用汇编语言写下了用来处理这些代数方程的第一个计算机程序。
 
　　到底还有哪些计算科学会赢得未来的诺贝尔奖呢？在我看来，医学中名列前茅的当属人类基因组计划。然而，鉴于阿尔弗雷德·诺贝尔的规定（即不超过3人共享一个奖项），这个浩大的工程可能会与诺贝尔奖擦身而过。在化学领域，我看好诺贝尔颁奖委员会把奖项颁发给卡普拉斯，因为他率先使用分子动力学模型阐述了蛋白质和其他生物分子的行为。
 
　　当你看到这个专栏的时候，你就会知道是否我的预测应验了。
 
 

资料来源 http://blogs.physicstoday.org

责任编辑 则 鸣

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本文作者：查尔斯·戴（Charles Day）， 今日物理（Physics Today）资深编辑，此文发表于2012年 (Vol. 14, No. 6)，题头语为作者所加。