你會看到分子動力學和量子化學的一種融合嗎?

Would you see for example a kind of fusion of molecular dynamics and quantum chemistry?

John Pople 教授:是的,沒錯。好的量子化學,高水平的理論仍然只能應用於最多可能有 100 個電子的系統。重要的是能夠檢查解決方案中的系統,例如,您必須考慮所有其他材料。因此,在您使用量子力學研究的多種技術上正在進行重要的工作,對分子或系統的中心部分進行良好的量子力學研究,您需要仔細研究。它被溶劑或大蛋白質的其餘部分或以更粗略的方式模擬的東西包圍,因此您仍然可以了解介質對正在發生的化學反應的一般影響。

在這次會議上,也發生了很多事情。兩天前,美國、英國和其他國家的團體聯合宣布,已經完成了人類基因組 99% 或 97% 的測序。它被許多人視為人類歷史、科學史上的里程碑。可能是正確的。我知道您也對生物系統感興趣,您想對我們目睹的這些近期事件發表評論嗎?

約翰·波普爾教授:是的,這當然是人類基因組的完整知識將向前邁出一大步。我認為從科學的角度來看,在我們開始真正進一步了解進化過程及其發生方式之前,我們可能希望獲得更多物種的序列。生物學實際上是對特定化學反應歷史的一項巨大研究,它以復雜的方式持續了三到四十億年。根本上有趣的一點是,這是如何發生的,以及它是如何在其各個分支中發展起來的。我們當然在今天早上的會談中聽到了一些這樣的消息。所以我認為這是一個很大的發展。這顯然是科學未來的發展方向。我敢肯定會有一種政治壓力主要針對人類狀況而不是其他物種開展工作,這可能會提供更多信息,並且正如今天早上所指出的那樣,在哪個方面可以做到,在哪個方面或許可以做更多的實際實驗。

這些年你有很多學生,你在他們的職業生涯中給了他們什麼建議?

……研究就是要獲得新的想法……
約翰·波普爾教授:為了我的學生?好吧,我有一群非常優秀的學生。我一直試圖建議他們以創新但批判性的方式處理研究。一切都是關於,研究就是要獲得新的想法。質疑現有的想法總是可取的。總是希望以盡可能簡單的方式表達你的想法,在我認為構成良好研究的整個系列步驟中盡可能仔細和充分地測試它們。我認為,我的許多學生都為他們後來的職業生涯感到非常自豪,他們都做得很好。我已經到了這樣的年齡,我發現自己會去參加我的學生退休的晚餐。因此,在一個人自己退休後,一個人開始參加其他人的退休或 60 歲生日以及所有這些事情。

你也開始研究量子化學方法和計算技術的發展?

我曾經每隔兩三年從一個主題切換到另一個主題……
約翰·波普爾教授:是的。在早期,我認為理論化學家應該真正解決化學的所有分支,我確實按照我告訴你的液體、統計力學或液體方面的工作。我也開始做一些關於量子力學的工作,到 1952 年就有早期的論文了。然後我做了核磁共振。所以我過去每隔兩三年就從一個話題切換到另一個話題。但我認為這變得越來越困難,因為隨著領域的發展,你需要大量的技術專長。

所以在 1958 年,我從事了一份我不太喜歡的行政工作,工作了好幾年。當我放棄這一點時,我決定回到全職研究,主要側重於量子力學,分子的電子結構,這是理論化學的最基本部分,對分子如何,為什麼分子行為的基本理解就像他們一樣。所以那是我和家人搬到美國的時候。而獲得諾貝爾獎的項目也是在那個時候開始的。

剛剛徹底改變了量子化學的高斯程序。其實你們看到了量子化學問題的發展,也有一小部分人在用,現在是一種標準的技術。您如何看待量子化學的未來發展?計算機將很快發展,未來您將擁有一些 gigaflop 或 teraflop 計算機。這本身也會影響量子化學,還是還有更多同樣重要的技術發展?

John Pople 教授:在這兩個方面都取得了進展。人們已經能夠實現更有效或新的方法,或更有效的方法來處理相同的方法。除了非常小的分子外,某些理論計算可能一開始就相當昂貴且難以使用。但是隨後人們可以對新的數學方案進行大量研究,這些方案將以更少的操作得到相同的答案。這一直是工作的主要焦點,這使得這些技術不僅可以應用於非常小的分子,還可以應用於許多分子、更大的分子,並開始對化學行為做出真正重要的預測。這肯定會繼續下去。計算機顯然會變得越來越快,我們正在不斷地努力使我們的方法習慣於越來越少的乘法以得到越來越大的系統。所以這在很大程度上是沿著同樣的道路發展的。您永遠無法判斷是否會出現一種全新的方法並拆除所有現有程序,但我目前看不到。

例如,你會看到分子動力學和量子化學的一種融合嗎?

John Pople 教授:是的,沒錯。好的量子化學,高水平的理論仍然只能應用於最多可能有 100 個電子的系統。重要的是能夠檢查解決方案中的系統,例如,您必須考慮所有其他材料。因此,在您使用量子力學研究的多種技術上正在進行重要的工作,對分子或系統的中心部分進行良好的量子力學研究,您需要仔細研究。它被溶劑或大蛋白質的其餘部分或以更粗略的方式模擬的東西包圍,因此您仍然可以了解介質對正在發生的化學反應的一般影響。

在這次會議上,也發生了很多事情。兩天前,美國、英國和其他國家的團體聯合宣布,已經完成了人類基因組 99% 或 97% 的測序。它被許多人視為人類歷史、科學史上的里程碑。可能是正確的。我知道您也對生物系統感興趣,您想對我們目睹的這些近期事件發表評論嗎?

約翰·波普爾教授:是的,這當然是人類基因組的完整知識將向前邁出一大步。我認為從科學的角度來看,在我們開始真正進一步了解進化過程及其發生方式之前,我們可能希望獲得更多物種的序列。生物學實際上是對特定化學反應歷史的一項巨大研究,它以復雜的方式持續了三到四十億年。根本上有趣的一點是,這是如何發生的,以及它是如何在其各個分支中發展起來的。我們當然在今天早上的會談中聽到了一些這樣的消息。所以我認為這是一個很大的發展。這顯然是科學未來的發展方向。我敢肯定會有一種政治壓力主要針對人類狀況而不是其他物種開展工作,這可能會提供更多信息,並且正如今天早上所指出的那樣,在哪個方面可以做到,在哪個方面或許可以做更多的實際實驗。

這些年你有很多學生,你在他們的職業生涯中給了他們什麼建議?

……研究就是要獲得新的想法……
約翰·波普爾教授:為了我的學生?好吧,我有一群非常優秀的學生。我一直試圖建議他們以創新但批判性的方式處理研究。一切都是關於,研究就是要獲得新的想法。質疑現有的想法總是可取的。總是希望以盡可能簡單的方式表達你的想法,在我認為構成良好研究的整個系列步驟中盡可能仔細和充分地測試它們。我認為,我的許多學生都為他們後來的職業生涯感到非常自豪,他們都做得很好。我已經到了這樣的年齡,我發現自己會去參加我的學生退休的晚餐。因此,在一個人自己退休後,一個人開始參加其他人的退休或 60 歲生日以及所有這些事情。