主题：【原创】量子化学历史拾零-前言 -- 西行的风

Walter Kohn,Density Functional Theory的发现者.在我看来,是一个典型美国梦的原型.年纪轻轻作为纳粹难民,先到英国,然后加拿大,最终认同美国作为祖国,再到1998年诺贝尔奖获得者,其中的艰辛和奋斗是让人敬佩的.

Walter Kohn,其父亲是奥地利商人,母亲受过高中教育,本人在高中时期数学成绩平平仅获得C,相信大伙肯定觉得这样一个人,最终拿到诺贝尔奖可以用奇迹来形容吧.这样的奇迹是怎么发生的那?

我们看看,二战时期,平凡少年的KOHN从奥地利家乡逃难到英格兰,年仅16岁(KOHN的父母是犹太人,后来在奥地利死于纳粹的大屠杀),后来辗转到加拿大,再到美国.这个过程里他的自我身份认同我相信一直是个问题,这段漂泊的经历肯定让年轻的WALTER刻骨难忘,因为后来他参加了加拿大军队,试图对德国作战,甚至在诺贝尔获奖感言的时候还提到奥地利给他带来的惨痛回忆.另一方面,WALTER在美国还一直参与犹太人在美的政治活动,冷战时期还坚决反对美苏的核竞赛,甚至试图终止他所在的University of California和Los Alamos and Livermore的核武器研究项目.从这些方面,我们可以看到二次世界大战对作为犹太人的WALTER的影响可谓贯穿了一生.不过,年轻时代和年老的KOHN先生在美国的生活还是很幸福的,现在有三个女儿和三个外孙,都在加利福尼亚.

KOHN先生的主要成就在于DFT理论,就是中文所说的密度泛函理论,这个理论由KOHN先生和Pierre Hohenberg共同证明出来的,我这里用的是证明而非推导,因为没有人能够给出量子化学里的波函数和电子密度的具体关系,KOHN先生最初证明了基态(GROUND STATE)波函数和电子密度是一一对应的关系,就是说电子密度确定了,基态波函数就确定了.反过来亦然.大伙可能就要问了,这个有什么用阿?很有用.在此以前所有的波函数都要处理3N个变量(N是多系统体系的粒子个数,3N就是乘以三坐标X,Y,Z).从DFT理论后,就可以用Kohn-Sham method得到电子密度,进而推导出近似的波函数,量子化学的中心问题,波函数求解问题就得以简化解决了.这个东西对于大规模分子和SOLID STATE PHYSICS计算很有用,缺陷就是分子间弱相互作用计算不是很精确.

无论如何,KOHN先生的工作是开创性的,简单实用.今天DFT计算随处可见,"简单就是美"再一次得到了体现.

KOHN先生一生的曲折经历和学术上的成就倒是体现了中国的一句老话,

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来.