当两个元素发生反应时，在原子尺度上实际发生了什么？今年的化学奖授予三位理论化学家，他们设计了一种让计算机模拟和预测此类反应发生的方式：哈佛大学和法国斯特拉斯堡大学的马丁·卡普拉斯；斯坦福大学医学院的迈克尔·莱维特和南加州大学的阿里耶·瓦谢尔。或者，正如诺贝尔委员会在颁奖时所说：“表彰他们开发了复杂化学系统的多尺度模型。”
关键在于物理学——特别是，找到一种方法，既可以在分子最关键区域使用单个原子的量子力学理解（这需要大量的计算能力），又可以使用更简单、更容易计算的经典力学来处理系统的其余部分。这种组合使计算机能够详细地模拟，例如，在化学键形成过程中，当电子从一个原子核的轨道跃迁到另一个原子核的轨道时，特定酶中的催化剂，同时允许对复杂分子的其余部分进行更简单的计算。
“这就像看到手表并想知道它是如何工作的，”瓦谢尔在新闻发布会上通过电话表示。“我们开发的是一种需要计算机获取蛋白质结构，然后最终理解它是如何工作的。”例如，这种对事物运作方式的理解可以用来“设计药物，或者像我一样，满足好奇心”。换句话说，化学家不再仅仅在实验室进行实验；他们也可以在网络空间进行实验。
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这种理论建模已在制药行业得到广泛应用，有助于药物的开发，并且也被用来帮助揭示光合作用的秘密——仅利用阳光提供的能量将二氧化碳转化为碳水化合物的化学转变。更好地理解这种化学反应以及所涉及的分子（毕竟，这使得地球上大部分生命成为可能）可以帮助为人类提供清洁和丰富的能源。莱维特希望有一天能在分子水平上模拟整个生物体。
来自我们的《大众科学》数字档案
模拟水和生命分子，作者：马克·格斯坦和迈克尔·莱维特，1998年11月
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蛋白质的动力学，作者：马丁·卡普拉斯和J.安德鲁·麦卡蒙，1986年4月