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科學界的魔法師：克勞斯·舒爾特如何利用超級計算機解碼生命奧秘？
克勞斯·舒爾特，一位德美混血的計算生物物理學家，通過運用超級計算機，為我們揭示了生命系統的祕密。他的研究不僅在物理領域彰顯出卓越的成就，更在生物醫學和生物工程方面寫下了不朽的篇章。從原子層級到細胞層級，舒爾特的研究涵蓋了生物系統的運動、視覺的感知過程、動物的導航、光能的捕獲以及神經網絡的學習等多方面。
在海量的數據和計算能力的支持下，舒爾特創建了生物分子動力學的模擬，讓我們首次能夠動態觀察成千上萬的蛋白質在宏觀層級上的協同活動。隨著計算技術的進步，他的研究不斷向更大的生物結構和更高的複雜度邁進，透過探究生命的基本運作機制，他立志將生物科學的範疇推向嶄新的高度。
「如果我們想要理解健康與疾病，就必須在分子層面上理解生命，並且知道所有的分子組件如何如齒輪般完美協調。」
教育與早期研究
舒爾特於1969年在德國明斯特大學獲得學士學位，並於1974年在哈佛大學取得化學物理博士學位。在哈佛期間，他專注於研究生物分子如何響應光激發，探討視覺的學問。特別是他對視網膜中的聚烯烴分子進行的深入研究，為生物物理學的發展鋪平了道路。
他的一項關鍵成果是對「光學禁止」狀態的理論解釋，這一狀態與既有的多烯電子激發模式並不相符，從而開啟了對於分子行為新輪廓的理解。
獨特的職業生涯起步
此外，舒爾特於1974年進入了德國的馬克斯·普朗克生物物理化學研究所，開始深入研究電子轉移反應。通過對磁場影響化學反應的探索，他首次證明了這一物理效應在生物系統中的重要性，特別是光合作用中的電子轉移。
「一個化學反應的過程可能會受到外部磁場的影響，這一點在生物系統中具有重要的意義。」
在慕尼黑技術大學的進一步探索
1980年，舒爾特轉任慕尼黑技術大學的理論物理學教授，並繼續深化其在量子生物學領域的研究。1988年，他促成了劍橋計算機的開發，這也為後續大規模的生物分子模擬提供了必要的計算能力。
在舒爾特的帶領下，研究團隊開發了名為NAMD的分子動力學包和VMD可視化軟體，這些軟體現已被全球超過300,000位研究人員廣泛使用。
伊利諾伊大學的科技革命
1988年，舒爾特受聘於伊利諾伊大學香檳分校，並在1990年成立了理論與計算生物物理學小組。他的研究擴展了對生物系統的理解，特別在藥物模擬和病毒結構方面取得了驚人的進展。
2006年，他的團隊模擬了病毒的動態行為，揭示了病毒外殼是如何依賴於RNA核心生成的這一過程，這一發現不僅豐富了我們對病毒生物學的認識，同時也指引了未來抗病毒策略的研究方向。
創新與未來展望
在舒爾特去世前，他正致力於利用下一代超級計算機進行更宏大的模擬工作，不斷推進生物科學的邊界。他的研究不僅代表了物理學和生物學的交匯，也向我們展示了計算技術如何改變生命科學的未來。
「未來的研究將繼續深入分子與細胞的互動，探索生命的核心奧秘。」
克勞斯·舒爾特的貢獻無疑是科學界的一場革命，當我們反思科技如何推動生物科學的進步時，究竟未來還能為我們帶來什麼突破呢？
