深秋的清晨，涼風(fēng)中夾雜著飛舞的落葉，太陽懶洋洋地從東方的天際爬出來，人們也開始了一天的忙碌。此時(shí)，如果你漫步在武漢理工大學(xué)的校園里，會(huì)偶遇這樣一位年輕人：他左手提著公文包，右手拿著一個(gè)冒著熱氣的保溫杯，行色匆匆地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。遇見他的人們也許會(huì)感到奇怪：這個(gè)人究竟是干什么的，竟然如此早來到辦公室。他就是武漢理工大學(xué)的教授鄭錚。

實(shí)踐出真知

“我習(xí)慣性地早晨七點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)到實(shí)驗(yàn)室，剛剛來到武漢理工大學(xué)任教，對(duì)于這里的一切，我需要更多的時(shí)間去了解，所以我每天早晨到得會(huì)更早。”鄭錚笑著解釋道。在佛羅里達(dá)大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間，每天實(shí)驗(yàn)室和住所間兩點(diǎn)一線的生活讓鄭錚養(yǎng)成這一習(xí)慣。美國(guó)求學(xué)期間，鄭錚主要從事計(jì)算化學(xué)及化學(xué)信息學(xué)領(lǐng)域的研究。在研究過程中，鄭錚發(fā)現(xiàn)能量方程是任何結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與優(yōu)化算法的核心。隨著知識(shí)的不斷積累，鄭錚在2010—2011年連續(xù)開發(fā)出兩款經(jīng)驗(yàn)化能量方程LISA與LISA+。他在LISA+算法中引入定量構(gòu)效關(guān)系的概念，根據(jù)配體分子的特征值將其分類，針對(duì)不同的配體類型，建立不同的能量參數(shù)。該算法曾在2012年由OpenEye公司組織舉辦的SAMPL3蛋白質(zhì)—配體結(jié)合能雙盲檢測(cè)中被評(píng)為全球所有參與研究組中的最佳算法。憑借該算法的建立，鄭錚于2013年以第一申請(qǐng)人身份申請(qǐng)并獲得美國(guó)專利。

鄭錚教授在工作

不登高山，不知天之高；不臨深溪，不知地之厚。鄭錚一直秉承“腳踏實(shí)地方能有所作為”的信念。通過大量的理論分析及實(shí)踐考察，他發(fā)現(xiàn)在當(dāng)今社會(huì)一款先進(jìn)的軟件或計(jì)算機(jī)平臺(tái)尤為重要。沿著這一思路，鄭錚以藥物設(shè)計(jì)和蛋白質(zhì)工程方向的算法開發(fā)、理論研究及程序設(shè)計(jì)為主要工作方向，建立并主導(dǎo)開發(fā)了“活字印刷（Movable Type）”算法。該算法是一種采用平行化運(yùn)算的分子自由能算法。正如其名，“活字印刷（Movable Type）”算法會(huì)將眾多分子構(gòu)象所在能量區(qū)域的玻爾茲曼分布“放置”于平行化運(yùn)算的“活字模板”上，并根據(jù)結(jié)構(gòu)信息“排列”，當(dāng)結(jié)構(gòu)能量收集完畢后則將自由能“打印”輸出。在過去的幾年時(shí)間里，作為美國(guó)著名計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域?qū)＜襅enneth M. Merz Jr.研究組及美國(guó)QuantumBio公司中的領(lǐng)軍人物，鄭錚與多位科學(xué)家合作，共同開發(fā)并不斷完善著“活字印刷”算法的相關(guān)研究。功夫不負(fù)有心人，在鄭錚及整個(gè)團(tuán)隊(duì)的努力下，他將“活字印刷”算法拓展至分子對(duì)接到MT-HeatMap算法、溶劑化能運(yùn)算（KMTISM算法）以及基于自由能的小分子構(gòu)象搜索（MT-CS算法）等領(lǐng)域里，且都有著不可估量的前景。

隨著“活字印刷”算法的日益精進(jìn)與完善，該算法逐漸得到了眾多學(xué)術(shù)界專業(yè)人士的充分肯定和認(rèn)可。2015年全球第三大制藥、生物以及衛(wèi)生保健公司葛蘭素史克公司（GlaxoSmithKline LLC）與鄭錚取得聯(lián)系，進(jìn)行“活字印刷”算法的應(yīng)用合作，此次合作洽談順利并一直保持至今。2015年7月及2017年7月，鄭錚兩次受到邀請(qǐng)，出席由計(jì)算化學(xué)及生物物理學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)專家組織且僅限受邀者參加的Summer Snowmass Biophysics Workshop并作會(huì)議報(bào)告。與會(huì)期間，很多專家都表示了對(duì)“活字印刷”算法給予肯定。

預(yù)則立，不預(yù)則廢

10年海外科研生涯讓鄭錚對(duì)于計(jì)算化學(xué)有了自己獨(dú)到的見解：計(jì)算化學(xué)的發(fā)展必由其方法的實(shí)用性和可推廣性來決定。只有在更大程度上有效應(yīng)用于甚至引領(lǐng)藥物設(shè)計(jì)、新型生物分子設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的發(fā)展，計(jì)算化學(xué)學(xué)科才能在更大程度上被關(guān)注，同時(shí)吸引更多的人才和資金。

不打無準(zhǔn)備之仗。針對(duì)算法的實(shí)用性，鄭錚將借助武漢理工大學(xué)為平臺(tái)，完善高速分子自由能模擬算法。計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)的一個(gè)核心內(nèi)容即是分子自由能的模擬，而分子自由能的模擬運(yùn)算僅靠精確的能量方程及最優(yōu)結(jié)構(gòu)的搜索是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，諸多局部能量極小值以及廣闊的搜索空間帶來的熵值貢獻(xiàn)，往往是自由能運(yùn)算中不可忽視，也是模擬過程中最為困難的部分。鄭錚提出并研發(fā)“活字印刷（Movable Type）”算法的初衷就是針對(duì)這一學(xué)術(shù)難題。雖然“活字印刷”算法在諸多體系模擬運(yùn)算中的表現(xiàn)得到很大提高，但該算法在諸多方面還有極大的提升與改進(jìn)空間。在程序結(jié)構(gòu)上，鄭錚準(zhǔn)備采用GPU運(yùn)算代替?zhèn)鹘y(tǒng)的CPU運(yùn)算，旨在極大提升運(yùn)算速度；他準(zhǔn)備將圖論引入分子結(jié)構(gòu)，可以更高效且更準(zhǔn)確地進(jìn)行“活字印刷”算法所需的向量正交化運(yùn)算。另一方面，自由能模擬運(yùn)算也離不開精確的能量方程的指導(dǎo)。在能量方程的開發(fā)中，一個(gè)重要的課題就是合理的參數(shù)化流程。鄭錚將通過建立基于分子結(jié)構(gòu)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)以及引入諸如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法的方式，整合高精度晶體電子密度數(shù)據(jù)及量子化學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)等大量相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)力場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化。

磨刀不誤砍柴工。針對(duì)高速分子自由能模擬算法的推廣，基于“活字印刷”算法具有較高計(jì)算精度（采用物理模型）與極快運(yùn)算速度（數(shù)值化方法與平行運(yùn)算）的特點(diǎn)，鄭錚計(jì)劃著重優(yōu)先程序的優(yōu)化，在半年內(nèi)使“活字印刷”程序具有對(duì)介觀大分子的熱力學(xué)性質(zhì)及動(dòng)力學(xué)行為的高速運(yùn)算能力。另一方向是通過藥物靶向性研究來推廣高速分子自由能模擬算法。鄭錚計(jì)劃利用“活字印刷”算法在勢(shì)能曲面模擬方面速度上的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出可基于分子結(jié)合自由能的虛擬篩選平臺(tái)，在計(jì)算精度上大大超越基于經(jīng)驗(yàn)化模型的現(xiàn)有虛擬篩選策略；同時(shí)，他還將與武漢理工大學(xué)有關(guān)阿茲海默病研究的雙一流創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)行針對(duì)阿茲海默癥的多靶點(diǎn)藥物研究。

千磨萬擊還堅(jiān)韌，任爾東南西北風(fēng)。我們相信鄭錚未來會(huì)不畏困難，勇往直前，用實(shí)際行動(dòng)為計(jì)算化學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。