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Clemens C.J. Roothaan, eminent quantum chemist and concentration camp survivor, 1918-2019

克莱门斯·c·j·鲁塔恩在纳粹集中营里完成了他的第一个理论量子计算——这一工作后来被接受作为他的物理学硕士论文。

战后,他在芝加哥大学(University of Chicago)攻读博士学位,后来成为一名教授,创建了分子电子结构的开创性模型,直到今天仍在使用。

路易斯·布洛克(Louis Block)物理和化学荣誉退休教授鲁塔恩(Roothaan)于6月17日去世,享年100岁。


“克莱门斯是量子化学领域的奠基人,”詹姆斯·弗兰克杰出服务化学荣誉退休教授r·斯蒂芬·贝里(R. Stephen Berry)说。“在我看来,他可能是最值得但从未获得诺贝尔奖的人。”

“他是发展和应用严格理论到原子和分子电子结构的先驱,”北德克萨斯大学化学教授Paul Bagus博士说。“他是我们学科中真正的巨人。”

1918年,出生于荷兰尼梅亨的克莱门斯·卡瑞尔·约翰内斯·鲁塔安(Clemens Carel Johannes Roothaan)在第二次世界大战爆发时正在大学学习物理学。作为一名天主教徒,他被暂时允许继续学习,但他的哥哥维克卷入了荷兰的抵抗运动,一天晚上,纳粹分子来到他家找他。他们没有找到维克,而是带走了鲁塔安和他的弟弟简。两人都被关押在荷兰赫尔佐根布施附近的Vught集中营。

附近的电子巨头飞利浦N.V.在被纳粹占领的美国,他们利用这个集中营来招募劳工。少数具有科学背景的囚犯被选派从事学术工作;他的前几位教授仍在代尔夫特理工学院(Delft Institute of Technology)工作,他们与飞利浦公司(Philips)合作,能够提出一些问题,让鲁桑继续他的物理教育。

然而,随着战争的浪潮开始转向,囚犯们被转移到了德国的萨克森豪森集中营,那里的条件要恶劣得多。1945年盟军逼近时,他的弟弟简被送到贝尔根-贝尔森,在那里他死于斑疹伤寒;鲁塔安被派往波罗的海执行死亡行军,在那里他被前来的美国军队救起。

卢瑟安在古根海姆基金会的资助下移民到美国,继续在芝加哥大学学习,1950年获得博士学位,1952年成为一名教授。


在芝加哥大学,他与物理学家、化学家罗伯特·穆里肯(Robert Mulliken)密切合作。穆里肯因其工作于1966年获得诺贝尔奖。Mulliken当时正在研究电子在分子轨道内的行为,这决定了化学物质的行为。20世纪30年代,科学家们遇到了这些问题,他们发现这些问题太复杂,无法用手工解决。但是,随着数字计算在20世纪50年代和60年代开始蓬勃发展,鲁塔安展示了一种近乎超乎寻常的天赋,将这些数学转化为计算。

由于对分子轨道计算的组织结构感到困惑,鲁塔安和一群朋友,包括他未来的妻子,一起去了拉维尼亚公园参加芝加哥交响乐团的露天音乐会。“躺在草地上,听着音乐,看着星星,”他后来回忆道,“我的脑海中突然闪过一个念头,那就是标准的莫理论不是从正确的问题开始的。”

从这个观点出发,罗萨安建立了一个基本的模型来计算原子和分子的结构,这成为了该领域的标准。贝瑞说:“虽然已经做了一些改进,但他的理论仍然是原子结构建模的基本出发点。”

鲁坦为《现代物理学评论》(review of Modern Physics)撰写了一篇关于这一主题的开创性论文,该论文一直被列在《华尔街日报》引用次数最多的论文之列(近70年后的今天,这篇论文仍在被引用)。贝瑞说:“这篇论文是所有想从事这一领域工作的人都必须阅读并掌握的。”这一结果被称为罗萨方程。

几十年来,他和穆里肯还经营着分子结构和光谱实验室,帮助定义和塑造了电子结构理论领域,并培养了该领域的一代科学家。

计算的自然直觉

由于渴望更强的计算能力,Roothaan在芝加哥大学附属的阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)与早期的计算机一起工作,并在开发该大学的第一个计算机程序中发挥了重要作用。1962年至1968年,他担任计算中心主任,帮助其他领域的科学家使用计算机,同时开发用于大规模科学计算的硬件和软件。

贝瑞说,在这个领域里,很少有人能像鲁桑那样对编程有如此敏锐的直觉。他说:“有时候,这些可能是非常庞大的计算量,他可以坐下来,写出怎么做。”

1988年从芝加哥大学退休后,他为惠普公司工作,在那里他为Itanium芯片开发了数学协同处理器程序,并为欧洲大型强子对撞机的计算需求担任联络员。

他的爱好包括集邮和在海德公园的家里工作。正如他的女儿凯伦(Karen)回忆的那样:“他最大的一个项目是:像物理学家一样给房子重新布线。”在后来的几年里,他也重新燃起了对音乐和击鼓的兴趣。

他是美国物理学会的会员,同时也是荷兰皇家科学院的通讯成员。

克莱门斯先于他的兄弟简和维克多、妹妹敏妮、同父异母的姐妹利斯和玛丽、同父异母的兄弟简和菲利普以及他的妻子朱迪思(原名科辛)去世。他的孩子卡伦(SB ‘ 74),约翰,彼得,查尔斯M.和苏珊,以及孙子西西,史蒂文,斯蒂芬妮,玛雅和奥利弗。

代替鲜花,捐款可以以罗森的名义捐给伊利诺斯州斯科基的伊利诺斯州大屠杀博物馆和教育中心。

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